Проще говоря, микрометаж представляет собой электромеханическое переключательное устройство, которое может управлять включением и выключением переключателя очень небольшим количеством движения. Его основная структура в основном включает в себя точки контакта, упругие компоненты, внешние оболочки и рабочие стержни. Принцип работы на самом деле состоит в том, чтобы подтолкнуть металлические контакты, чтобы отключить или подключиться внешней силой. Он обладает характеристиками быстрой реакции, сильной долговечности и не подверженного отказа. Например, кнопки удаленного управления кондиционером, аварийные переключатели оборудования для заводской сборочной линии и устройства обнаружения в замках дверей автомобильных дверей можно найти в вещах, которые можно касаться ежедневно.
Температура окружающей среды оказывает большое влияние на рабочую стабильность этого типа переключателя. В частности, в высокотемпературной среде, такой как долгосрочная рабочая сцена выше 60 градусов, пластиковая оболочка легко деформируется и вызывает плохой контакт; Низкая температура минус 20 градусов может сделать пружинные компоненты укрепить и повлиять на скорость сброса. Проще говоря, изменения температуры будут напрямую повлиять на производительность материалов, такие как старение изоляционного слоя и охлаждение металлических деталей, сократит срок службы. Следовательно, на этапе проектирования продукта необходимо принимать меры по тепловой защите в соответствии с сценарием применения, такими как установка радиаторов в высокотемпературных областях или применение смазки антифриза к переключателям в низкотемпературных средах, что может эффективно повысить надежность работы оборудования.
Влияние высокой температуры на производительность микро -переключателей
Среда высокой температуры будет оказывать много влияния на рабочее состояние микроэлектрического переключателя. Например, с точки зрения электрических характеристик может быть непрерывное уменьшение значения сопротивления изоляции. Это явление происходит главным образом потому, что высокая температура ускорит скорость молекулярного движения внутри изоляционного материала, что приведет к увеличению вероятности тока утечки. Увеличение значения сопротивления контакта обычно связано с тем, что контактная поверхность с большей вероятностью образует оксидный слой при высоких температурах. Этот оксидный слой будет препятствовать нормальной передаче тока, как барьера. Что касается изоляционной способности материала, когда температура повышается до определенного уровня, она может быть с большей вероятностью разбиться напряжением.
С точки зрения механической производительности, эластичность пружины будет ухудшаться. Это может быть связано с тем, что металлические материалы склонны к ползучке при высоких температурах, что приводит к меньшей прочности отскока, чем раньше. Контактные материалы, такие как медь или серебро, подвержены реакциям окисления или смягчением материала в высокотемпературных средах, таких как генерация слоя оксида с плохой проводимостью. Существуют также пластиковые детали, такие как внешняя оболочка или внутренний кронштейн, которые могут деформироваться из -за теплового расширения и сокращения, что приводит к трещинах или несоответствию размеров.
Химическая стабильность, вызванная высокой температурой, также требует особого внимания. Смазочные материалы легко испаряются и теряют, особенно после долгой работы в высокотемпературной среде, внутренние потери трения будут значительно усугублены. Такие вещества, как полимерные материалы, будут нарушать их молекулярные цепи при непрерывных высоких температурах, что мы часто называем ускоренным старение материала.
Долгосрочные высокотемпературные условия значительно сократят срок службы микро-коммутатора. Например, когда контакты неоднократно включаются и выключаются, высокие температуры могут вызывать адгезию или метку абляции между контактами. Существуют также проблемы, такие как старение изоляционных материалов, которые могут вызвать случайные короткие цирки. Например, при фактическом использовании определенного промышленного оборудования, когда микроэлемент работал непрерывно в течение 2000 часов в условиях высокой температуры 85 градусов, было обнаружено, что поверхность контакта была покрыта толстым оксидным слоем. В это время значение сопротивления изоляции значительно упало с начальных 100 мегхм до всего 1 м -мегомы, что в конечном итоге привело к аварии на сломан изоляции.
Влияние низкотемпературной среды на микро переключателей
Негативные эффекты, вызванные низкой температурой
- Проблемы в механической работе: когда температура слишком низкая, модуль упругости пружины металлического материала будет увеличиваться, то есть пружина станет сложнее, что непосредственно приводит к необходимости применения большей рабочей силы для запуска переключателя. В то же время контактное давление материала в точке контакта будет уменьшаться при действии низкого температурного сокращения, что может повлиять на стабильность цепи. Особенно стоит отметить, что низкая температура также приведет к затвердеванию смазочного материала. Например, некоторые смазки станут такими же вязкими, как клей, что сделает движение внутренней механической структуры не гладким.
- Изменения в прочности материала. Например, пластиковые раковины склонны к мелким трещинах в суб-нулевых средах, так же, как пластиковые чашки для воды, размещенные на открытом воздухе зимой, подвержены замораживанию и растрескиванию. Для контактов с металлом низкотемпературная среда может привести к риску металлических поверхностей, которые прилипают друг к другу, что мы часто называем холодной сваркой. Эта ситуация особенно склонна происходить в частых сценариях эксплуатации.
- Отказ системы смазки: обычные смазочные материалы значительно укрепляются при температурах по поверхности, а коэффициент трения между механическими структурами в это время будет увеличиваться. Например, в этом случае некоторые переключатели с структурированием передач будут испытывать очевидные операционные джемы, и долгосрочная работа в этом состоянии ускорит износ и старение деталей.
Динамические изменения характеристик переключения
Когда температура слишком низкая, сопротивление движения приводного стержня значительно увеличится, что приводит к тому, что скорость отклика всего переключателя становится медленной. Например, в северной зиме, используемом на открытом воздухе на открытом воздухе, его часто запускают полсекунды после нажатия кнопки. Состояние контакта точки контакта также станет нестабильным при низких температурах, точно так же, как звук тока, когда старое радио имеет плохой контакт, и могут возникнуть прерывистые аномальные явления отключения. Кроме того, из -за значительного увеличения жесткости пружины оператор часто считает, что кнопку переключения труднее нажимать, чем при нормальной температуре, и для завершения действия переключателя требуется больше прочности рук.
Меры защиты в среде высокой температуры\/низкой температуры
В фактическом применении различных температурных условий мы можем вносить адаптивные корректировки из четырех измерений. Прежде всего, на уровне выбора материала, например, в высокотемпературных случаях рекомендуется уделять приоритет контактной структуры процесса керамического покрытия или учитывать высокотемпературные металлические материалы, такие как сплава вольфрамового вольфрама. Для весенних компонентов можно использовать высокотемпературные материалы, такие как Inconel, или можно попробовать пружинные конструкции на основе керамики. Для низкотемпературных сценариев следует уделять особое внимание пластиковым деталям. Например, материалы с холодными свойствами, такими как поликарбонатный ПК, более подходящие. В то же время на поверхность контакта следует добавлять покрытие, которое предотвращает холодную сварку, например, золотое покрытие.
В конструкционном конструктивном звене можно использовать резиновые кольца для герметизации, или клей для горшка может быть непосредственно заполнен. С точки зрения оптимизации рассеяния тепла, в реальных приложениях обнаружено, что добавление вспомогательных радиаторов или настройка изоляционных слоев в ключевых местах может эффективно облегчить влияние радикальных изменений температуры.
Что касается стратегий использования оборудования и технического обслуживания, здесь необходимо выделить различные температурные сценарии. В высокотемпературных средах следует уделять особое внимание контролировать рабочее время, например, пытаться избежать оборудования в перегруженном состоянии в течение длительного времени, и ключевые параметры, такие как контактное сопротивление, следует регулярно проверять. При использовании в условиях низкой температуры лучше всего предварительно разогреть оборудование до рабочей температуры, прежде чем запустить его. Выбор смазки также должен быть скорректирован, например, заменить его на кремниевую низкотемпературную смазку. Кроме того, рабочая частота также должна контролироваться должным образом.
Наконец, в измерении контроля окружающей среды более эффективные решения включают установку устройств управления температурой, такие как настройка модулей отопления в условиях низкой температуры или установка вентиляторов охлаждения в высокотемпературных областях. С точки зрения защиты от теплоизоляции, вы можете выбрать такие материалы, как керамическое волокно, для изготовления оборудования оборудования или попытаться использовать новые авиационные изоляционные материалы. Инновационная идея для теплопроводности состоит в том, чтобы использовать структуру трубки теплопроводности, посредством которой внутреннее тепло быстро направлено на внешний радиатор.
Эксперимент и анализ случая
Данные тестирования температурной среды
Например, в условиях высокой температуры (85 градусов) срок службы микро -коммутатора значительно изменится. Проще говоря, срок службы упадет непосредственно с 100, 000 операций при нормальной температуре до 10, 000 операций. Ситуация в условиях низкой температуры (-40 степень) также имеет характеристики, в частности, сила, необходимая для работы, увеличивается с стандарта с 1n до 3N.
Что касается изменения характеристик действия, можно наблюдать, что диапазон колебаний сопротивления контакта при высокой температуре будет расширяться, в основном достигая в 3 раза превышает уровень нормальной температуры. Проблема, вызванная низкотемпературной средой, в основном с точки зрения скорости отклика. Например, время отклика устройства будет расширено примерно на 50% по сравнению с нормальными условиями. Эта ситуация показывает, что существует значительная разница в влиянии температуры на производительность оборудования.
Анализ фактических ситуаций применения
В реальных случаях можно обнаружить, что при применении в области автомобильного производства инженеры будут уделять особое внимание температуре моторного отсека. Например, они выберут решение, которое использует керамические контакты с высокотемпературными пружинами. Эта комбинация может работать стабильно в течение более 5, 000 часов в непрерывной высокотемпературной среде 120 градусов.
В специальных сценариях применения аэрокосмической промышленности методы обработки различны. Например, микроключатели, установленные на спутниках, будут использовать технологию вакуумной упаковки и одновременно использовать специальные низкотемпературные смазки, так что стандартные рабочие требования 100, 000, все еще могут быть гарантированы в экстремальной среде, с помощью минус 60 градусов. Эти случаи показывают, что различные отрасли будут корректировать решения в соответствии с конкретными потребностями.
Высокая температура вызывает старение материала и сбой изоляции, а низкая температура вызывает механическое заклинивание и охрупление материала. Стратегия защиты должна быть всесторонне оптимизирована из четырех аспектов: материалы, структура, использование и контроль окружающей среды.
