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沉默的杀手:冷凝水如何缩短电池寿命并威胁您的封闭电子设备

作者: admin 发布日期:2024-08-01

想象一下,在下雨天开车,你的车窗开始起雾。你擦掉冷凝水,一切似乎都很好。想象一下类似的场景,但您宝贵的电子产品,而不是您的车窗,在它们的外壳内起雾。这种日常事件可能会给您的电子设备带来灾难性的后果,包括电池寿命缩短和潜在的设备故障。

什么原因导致冷凝?


冷凝是一种自然过程,当暖空气与比周围空气露点更冷的表面接触时就会发生。在户外电子外壳中,冷凝通常是由以下原因引起的

·     温度变化
·     高湿度
·     密封不充分
·     运行电子设备产生的热量与环境低温相结合
其中任何一种都会导致外壳内的热空气与印刷电路板 (PCB) 或电池上的冷表面相遇。然后水分凝结成液滴,在PCB或电池上形成一层薄薄的水。

为什么冷凝是封闭式电子设备的问题?

电子设备设计为在特定的环境条件下运行,包括湿度水平。过多的水分会干扰设备的正常运行,导致故障或突然关机。

1.生锈的电子元件

.    
冷凝会导致金属部件生锈。随着腐蚀的进展,它会削弱连接并降低电子设备的整体效率。随着时间的流逝,设备将出现故障并出现故障。

2.印刷电路板(PCB)走线损坏

将 PCB 的铜走线暴露在电解液(即使是温和的电解质,如水)中,也会在走线之间产生即时电流。持续的电流会拉走氧化铜,产生类似于您在汽车电池连接上看到的绿色堆积物。

有两种类型的腐蚀会导致PCB(或电池)失效:
·     电化学腐蚀:液体中的电解质会释放出足够的氧化铜,从而破坏痕迹并停止向正确的位置供电。
·     树枝状腐蚀:电解质将铜从一条走线中拉出并形成一条全新的走线,从而重新布线连接,修改预期设计并破坏设备。
损坏的 PCB 走线也可能导致毁灭性的数据丢失,即使设备继续运行也是如此。

3.火灾危险

外壳内的水会增加电流沿意外路径流动导致电气短路的可能性。这些短路会导致火花、过热甚至火灾,造成重大安全隐患。

4.缩短电池寿命

当电池暴露在冷凝水中时,水会渗透到电池单元中,从而增加内阻。较高的内阻会降低能源效率,导致电池消耗更快,最终无法充电。
此外,如上文#2所述,冷凝可以促进电池内树突的生长,尤其是在锂离子电池中。虽然它可能不会在暴露后立即失效,但随着时间的推移,电池会慢慢失去充电能力。最终,它将完全消失,因为设备无法从新走线中获取足够的电力。

5.电池有效容量降低

电解质对于电池内离子的运动至关重要,有助于能量流动。水会稀释电解液,随着时间的推移影响电池的容量和性能。

如何防止冷凝


专注于适当的外壳设计对于降低冷凝和缩短电池寿命的风险至关重要。这包括选择防潮材料,采用有效的密封件和垫圈,并提供足够的通风来调节内部温度和湿度。

机柜加热器:防止机柜内温度下降,并确保温暖的内部空气均匀分布。

过滤风扇:可靠地防止过热和损坏装置。

恒温器和恒湿器:使用我们的温度和湿度控制系统确保外壳和开关柜中的理想条件:我们的温度调节器和恒湿器控制和调节交流和直流应用(直流调节器)中连接的加热器、过滤风扇和热交换器。

远程监控系统:提供预测性和主动性数据,以确保您始终领先于潜在的冷凝引起的问题。

干燥剂是用于吸收水分和保持电子外壳内低湿度水平的物质。硅胶包和其他干燥剂材料可以战略性地放置在外壳内,以保持内部环境干燥和无冷凝。然而,干燥剂可能会随着时间的推移而失去效力。

持续的维护对于防止与冷凝相关的问题至关重要。定期检查和清洁外壳,检查是否有任何潮湿迹象,并更换损坏的密封件或垫圈,可以大大有助于保持电子设备的使用寿命和性能。

总结

冷凝对室外封闭的电子设备和电池构成重大风险。看似无害的水的存在会导致腐蚀、电气短路和数据丢失,同时也会影响电池性能和寿命。了解冷凝的危险并采取积极措施来保护您的电子设备,可以使您免于昂贵的更换,并确保不间断的生产力。通过优先考虑适当的外壳设计、实施环境监测和定期维护,您可以保护您的投资并保持您的电子设备以最佳状态运行。

在STEGO,我们认为保护项目免受冷凝、高温和寒冷的影响应该是您设计中最直接的部分。这就是为什么我们使用德国工程来创造最高质量的组件,以保护您的设计免受大自然母亲的伤害。40 多年来,我们一直是热管理领域的先驱;安装STEGO部件后,您可以高枕无忧,您的设计可以长期得到可靠的保护。

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