Wie der Ingress-Schutz getestet wird | PEM
Prüfung des Ingress-Schutzes: Sicherstellung der Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Umgebungen
Ein Smartphone mit der Schutzart IP68, eine Industriemaschine mit der Schutzart IP65 oder eine Smartwatch mit IPX7 – diese Zahlen signalisieren, dass Geräte gegen Staub, Wasser oder beides geschützt sind. Doch wie stellen Hersteller sicher, dass diese Angaben auch unter realen Bedingungen standhalten? Die Antwort liegt in strengen IP-Tests (Ingress Protection).
Die Testmethoden simulieren reale Umgebungen und stellen sicher, dass die Geräte erwartungsgemäß funktionieren, egal ob sie feinem Staub, Regen, Strahlwasser oder sogar vollständigem Untertauchen ausgesetzt sind. In diesem Beitrag werden wir die wichtigsten Testverfahren untersuchen, die eine IP-Bewertung bestimmen, einschließlich der Prüfung auf feste Partikel und der Wasser-Ingress-Prüfung.
Prüfung auf Schutz vor festen Objekten und Staub
Geräte mit einer IP-Einstufung, die eine erste Ziffer (1-6) enthält, werden einem Festkörpertest unterzogen, um ihre Fähigkeit zu bewerten, Staub, Schutt und Fremdkörper abzuhalten. Je höher die Zahl, desto resistenter ist das Gehäuse gegen Partikel.
Staubkammertests (IP5X & IP6X)
Für Produkte, die als staubresistent gelten, wird eine Staubkammer verwendet. Das Gerät wird in eine versiegelte Kammer gestellt, die mit feinem Talkumpuder oder anderen kleinen Partikeln gefüllt ist und in der ein kontrollierter Luftstrom herrscht, der reale Bedingungen simuliert.
- IP5X: Es kann etwas Staub eindringen, aber nicht genug, um die Funktion zu beeinträchtigen.
- IP6X: Vollständig staubdicht; keine Partikel können in das Gehäuse eindringen.
Um die Genauigkeit des Tests zu erhöhen, werden einige Gehäuse einem Vakuumeffekt ausgesetzt, der Szenarien simuliert, in denen Druckunterschiede Staub ins Innere ziehen könnten.
Tests auf Eindringen von festen Objekten (IP1X bis IP4X)
Diese Tests überprüfen, ob Objekte unterschiedlicher Größen in ein Gehäuse eindringen können:
- IP1X: Schutz gegen große Objekte (z. B. eine Hand).
- IP2X: Schutz vor Fingern.
- IP3X: Schutz gegen Werkzeuge und Drähte, die größer als 2,5 mm sind.
- IP4X: Schutz gegen feine Werkzeuge und kleine Gegenstände, die größer als 1 mm sind.
Mit einer Prüfsonde von bestimmter Größe und Form wird versucht, die inneren Bauteile zu erreichen. Wenn sie keinen Kontakt herstellen kann, erfüllt das Gehäuse die geforderte Norm.
Prüfung auf Wasserdichtigkeit
Bei Geräten, die als wasserdicht gelten (IPX1-IPX9K), werden die Gehäuse in einer Reihe von Tests kontrollierten Wassermengen unter verschiedenen Bedingungen ausgesetzt.
Tropfentest (IPX1 & IPX2)
Bei diesem Test, der Regen oder leichte Kondensation simuliert, wird das Gerät 10 Minuten lang aus einer Höhe von 200 mm mit Wasser betropft.
- IPX1: Wasser tropft vertikal auf das Gehäuse.
- IPX2: Das Gerät wird um einen Winkel von 15 Grad geneigt, und der Test wird wiederholt, um verschiedene Ausrichtungen zu simulieren.
Sprüh- und Spritzwassertest (IPX3 & IPX4)
Geräte, die für den Einsatz im Freien oder in der Küche konzipiert sind, müssen Wasserspritzer aus verschiedenen Winkeln standhalten.
- IPX3: Das Wasser wird mit einer speziellen Düse oder einem oszillierenden Rohr bis zu einem Winkel von 60 Grad aus der Senkrechten gesprüht.
- IPX4: Wasser wird aus allen Richtungen versprüht, um Regen oder Spritzwasser zu simulieren.
Bei IPX4 wird das Gerät während der Prüfung häufig gedreht, um eine vollständige Exposition zu gewährleisten.
Wasserstrahlprüfung (IPX5 & IPX6)
Höhere Schutzniveaus erfordern eine Beständigkeit gegen Strahlwasser, das Bedingungen wie Waschen oder starken Regen simuliert.
- IPX5: Wasserstrahlen aus einer 6,3 mm Düse mit 30 kPa Druck aus allen Richtungen.
- IPX6: Intensiverer Wasserstrahl aus einer 12,5 mm Düse bei 100 kPa Druck.
Dieser Test stellt sicher, dass das Gerät auch dann noch funktionsfähig ist, wenn es mit Wasser aus einem Schlauch oder einem Hochdruckreiniger in Kontakt kommt.
Eintauchprüfung (IPX7 & IPX8)
Für Produkte wie wasserdichte Smartphones und Unterwasserkameras werden Immersionstests durchgeführt.
- IPX7: 30 Minuten lang in 1 Meter tiefes Wasser getaucht.
- IPX8: Eintauchen in eine Tiefe von mehr als 1 Meter, wobei die genaue Tiefe und Zeit vom Hersteller festgelegt wird.
Nach der Prüfung wird das Gerät auf Wassereintritt überprüft. Erreicht die Feuchtigkeit kritische interne Komponenten, gilt die Prüfung als nicht bestanden.
Hochdruck- und Hochtemperatur-Strahlprüfung (IPX9K)
Bei der IPX9K-Prüfung, die für Automobil- und Industrieausrüstungen verwendet wird, werden Hochtemperatur-Wasserstrahlen auf das Gehäuse gestrahlt. Der Test simuliert extreme Reinigungsbedingungen, wie z. B. Hochdruckreinigung.
- Wasser wird auf 80°C erhitzt
- Hochdruckdüsen (bis zu 100 bar) sprühen aus mehreren Winkeln
- Die Rotation sorgt für eine vollständige Exposition
Nur die robustesten Gehäuse, wie sie in militärischen und automotiven Anwendungen verwendet werden, bestehen diesen Test.
Sicherstellung von Genauigkeit und Zuverlässigkeit
Die IP-Tests erfolgen nach den Normen ISO 20653-2014 und IEC 60529, um die Einheitlichkeit der verschiedenen Branchen zu gewährleisten. Einige Hersteller gehen über diese Tests hinaus, indem sie reale Situationen simulieren, wie beispielsweise das Eintauchen wasserdichter Smartphones in Pools oder das Aussetzen von Industrieanlagen extremen Staubstürmen.
Schlussfolgerung
Die IP-Prüfung stellt sicher, dass die Gehäuse ihren Schutzansprüchen gerecht werden und gibt Verbrauchern und Unternehmen Vertrauen in die Haltbarkeit eines Produkts. Von Staubkammern bis hin zu Wassertauchbehältern helfen diese strengen Verfahren dabei, die Widerstandsfähigkeit gegenüber Umweltrisiken zu überprüfen.
Im nächsten Blog-Beitrag werden wir erläutern, warum manche Geräte die Wasserdichtigkeitsprüfung nicht bestehen, und die Faktoren untersuchen, die beeinflussen, ob Flüssigkeiten in Gehäuse eindringen.
Auch in dieser Serie von Blog-Posts:
Entschlüsselung der IP-Klassifizierungen
Warum Geräte bei IP-Schutzart-Tests scheitern
Die Rolle von Befestigungslösungen bei der Gewährleistung zuverlässiger IP-Schutzart