분석기기 캐비닛 설계: 방열·EMI·방진

기기 엔클로저와 배포 캐비닛은 모양이 비슷하고 동작이 전혀 다르지 않습니다。분배 캐비닛은 현재 용량 및 온도 상승에 따라 판단되며, 65K는 허용됩니다。계기 인클로저에는 격자 구획, 크로마토그래피 검출기 또는 XRF 센서가 장착되어 있으며, 이 부품들은 ±0.5K, 마이크로미터 안정성 및 60dB의 차폐를 하나의 강철 상자에 3 배 간격으로 원합니다。

그들은 또한 서로 싸우고: 공기 흐름이 많을수록 소음과 진동이 증가하고, EMC 이음새가 단단하면 열 방출이 악화되며, 패널이 두껍을수록 무게와 소요 시간이 늘어납니다。따라서 순서는 고정되어 있습니다 - 디텍터의 허용 스윙과 사이트 소음 제한을 해결하고 냉각 경로를 선택한 다음 남아 있는 것에 대한 구조와 격리를 사용합니다。

1. 세 가지 제약, 하나의 캐비닛

대부분의 재작업은 입력을 수정하기 전에 도면을 시작한 후에 수행됩니다。먼저 4개의 숫자를 입력하세요。

  • 구획별 난방 부하 - 하나의 합계가 아닙니다; 공급 베이에서 350W와 400W가 균등하게 분산되어 있는 것은 다른 문제입니다。
  • 디텍터에서 허용되는 스윙 - 분광 헤드를 위한 ±0.5 K, 과학적인 CCDs를 위한 ±0.1~0.2 K, 일반 전자 베이를 위한 ±3 K。
  • 사이트 주변 및 노이즈 천장 - 실험실은 22~26 ° C를 실행하고 종종 1 m에서 55 dB (A)를 캡처합니다; 작업장 캐비닛은 40 ° C와 먼지를 볼 수 있습니다。
  • EMC 표준화 - 실험실, 의료 및 산업 한계는 서로 교환할 수 없으며 목표 dB는 이를 따릅니다。

4개 모두 RFQ에 넣어 주세요。팬 크기, 개스킷 유형, 패널 게이지 및 아이솔레이터는 선택 사항이 아닌 결과입니다。

2. 폼팩터를 먼저 정하는 이유: 열 예산의 상한

폼 팩터 및 봉투 건설 및 사용
벤치 탑 케이스, 450 × 400 × 180mm 1.2~1.5mm 강철, 접힌; 단일 단위 분석기
19~48.26cm 패널, 3U-9U 인치 하위 랙 1.2 mm 아연도금 강철; 모듈식 장비
바닥 스탠드, 600 × 800 × 1800mm 1.5~2.0mm 접힌 프레임; 광학 + 전자 제품
벽면 마운트/인라인, 600 × 500 × 250mm 1.5 mm, IP54/IP65 봉인; 온라인 모니터링

커밋하기 전에 열 유속 밀도를 실행합니다。벤치 탑 케이스에 있는 120W 부하는 0.6m²의 젖은 표면, 약 200W/m²의 밑에 있고, 자연적인 대류는 그것을 지탱하지 않을 것이다; 바닥 캐비닛에 있는 동일한 부하는 편안하다。100W/m² 이상의 경우, 개념 단계에서 강제 대류를 위한 공간과 컷아웃을 예약합니다。

3. 방열: 팬 곡선보다 열유속 밀도부터

스틸 공기 중에 밀봉 된 페인트 스틸 인클로저의 경우 5~6 W / (m²·K)를 사용합니다。 ΔT = Q / (5.5 × A)。4m²에서 400W 부하는 18K를 제공하므로 25°C 주변은 내부 43°C가 됩니다。디텍터가 30 ° C 미만으로 유지되어야하는 경우, 더 많은 루브르 영역이 그것을 고칠 수 없습니다。

환기를 위해, 크기 설정 V = 3.1 × Q / ΔT (m³/h): 10K 상승 시 400W는 124m³/h가 필요하므로 160m³/h를 지정합니다。ΔT는 공기 오프에 공기 온, 30~50% 더 높은 평균 내부 상승이 아니라 - 마진은 선택 사항이 아닙니다。

냉각 경로와 용량 제어 / 소음 언제 사용
자연 대류, ≤150W ±5K, 침묵 낮은 유동 실내; Louvres는 IP를 끊습니다.
강제 대류, 150~1000W ±2–3 K, 45–65 dB(A) 전자 베이 기본값
공기 대 공기 교환 장치, 300~800W ±3 K, 50–60 dB(A) 봉인 된 캐비닛, IP54를 유지
캐비닛 A/C, 500~3000W ±1–2 K, 55–70 dB(A) 핫 샵 플로어; 배수 필요
Peltier 또는 액체 루프, 100~500 W 로컬 ±0.1–0.5 K, 40–55 dB(A) 디텍터 또는 광학 캐비티만 해당

프로젝트를 늦게 잡는 한 가지 규칙: 소음 천장은 냉각 선택을 무효화할 수 있습니다。1m에서 55dB(A)에서 2000rpm 이상의 표준 축방향 팬은 사양을 벗어났으므로 더 낮은 속도의 큰 팬이나 음향 거품이있는 외부 천장속이 필요합니다. 원형 전에 결정되고 이후에 결정됩니다。

4. 열원에서 민감 부품 떼어내기

±0.5K를 유지하는 것은 거의 용량에 관한 것이 아니며, 열 단락 회로에 관한 것입니다。일반적인 케이스: 디텍터 브래킷과 전원 모듈은 1개의 2mm 베이스 플레이트를 공유하며, 80W는 직선으로 방향을 전달하며, 공기 흐름이 조정되더라도 디텍터는 설정점 대신 로드를 추적합니다。

  • 다리를 부수다. - 민감한 브래킷 아래에 POM, 페놀 또는 FR-4의 최소 5mm; 알루미늄이 아닌 스테인레스 브래킷, 약 5 배 더 나은 전도。
  • 너비가 아닌 높이로 구분합니다. - 전원이 높거나 후면 베이에 있는 경우 광학 장치가 낮거나 앞쪽으로 이동하며 뜨거운 공기가 아래로 이동하지 않습니다。
  • 직렬 공기 흐름, 평행 아님 - 차가운 공기는 민감한 베이에 먼저 들어가고, 그 다음에 파워 베이로 들어가며, 충돌이 굴절률을 조절하고 베이스라인 노이즈로 나타나기 때문에 격자를 가로질러 불어 넣지 마십시오。벽을 따라 공기를 막다。
  • 황삭 펌프 밖으로 이동 - 질량 사양에서 그것은 한 번에 가장 큰 열과 진동 소스입니다; 그것을 풀무 위의 음향 만 밖에 두거나 넣으십시오。

필드 목표: 내부 그라디언트를 2K 미만으로 유지하면 긴 스캔 드리프트가 사라집니다。3K 이상의 정밀 분광계는 고객 현장에서 8시간 이상 천천히 올라가며 벤치에서는 절대 올라가지 않습니다。

5. EMI: 판 두께가 아니라 이음매가 결정한다

차폐 효과는 가장 긴 이음새에 의해 설정되고 두께에 의해 약하게 설정됩니다。가장 긴 조리개 치수를 파장의 1/20 이하로 1GHz에서 약 20dB-15mm 동안 유지합니다。1.5mm 강철 패널은 혼자서 100dB 이상의 가치가 있다; 100mm 피치에 볼트는 20~30dB를 측정한다。

  • Seams - 100mm에서 50mm까지의 나사 피치는 10~15dB를 구입합니다; 60dB 이상, 이음새를 개스킷 또는 연속적으로 용접하고 플러시를 입습니다。
  • 가스켓 (Gaskets) - 전도성 직물은 30~50 % 압축, 베릴륨 구리 손가락은 20~30 %입니다; 과소 압축은 저항을 높게 유지하고 과도한 압축은 세트를 취합니다。
  • 파우더 코트 마스크(Powder coat masking) - 60~80μm의 분말은 절연체이므로 코팅하기 전에 도어 리베이트, 개스킷 토지, 접지 스터드 및 필터 면을 테이프로 붙입니다。그림이 그것을 보여주지 않으면 모든 면이 코팅됩니다。
  • Apertures 및 windows - 깊이에 있는 세포 크기의 3배에 벌집 ITO는 60~80% 열린 영역에서 40~60dB를 제공합니다, 두 개의 오프셋 도파관 층 20~30dB; 천공 유리에 있는 100~200 메쉬 화면은 60~75% 전송 및 적층 유리 80% 비용을 두 배로 제공합니다。
  • 케이블 엔트리 - 방패를 인클로저에 360° 고정; 양갈래 머리는 고주파에서 유도되고 아무 일도하지 않습니다。

결합 및 필터링。 가스켓, 필터 하우징 및 방패는 벌거 벗은 금속에 하나의 M6 스테인레스 스터드를 통해 지구에 도달하는 인클로저에 모든 땅 - 분말을 통해 나사를 깨물지는 것은 본드가 아닙니다。IEC 입구 필터는 자체 하우징을 통해 공통 모드 소음을 차단하므로 장착 면이 4 개의 나사 모두에 노출되어 고정되어야합니다。전력과 신호를 100mm 간격으로 유지하고 90°에서 교차하십시오。사전에 테스트 기준에 동의하십시오: 실험실 장비의 경우 IEC 61326~1, 산업 및 의료의 경우 CISPR 11 Class A 또는 B; 인클로저 수준 수치는 챔버 내에서 IEEE 299를 의미합니다。

6. 진동: 발생원을 찾고 방진 고무 고유진동수를 계산

캐비닛 진동 문제 10개 중 9개는 캐비닛 내부에서 발생합니다. 팬, 황삭 펌프, 압축기, 냉각수 펌프。소스에서 줄이고, 두 번째는 격리하고, 세 번째는 강화합니다。절연자 선택은 하나의 비율을 켭니다: 약 80% 격리에 대한 여기 주파수의 1/3 이하의 자연 주파수。댐핑을 무시하면, T = 1 / |1 − (f/fn)²|1450rpm 펌프는 24Hz에서 흥분되고 8Hz에서 fn은 T≈ 0.13을 제공합니다。고무 패드는 8~15Hz, 스프링은 2~5Hz에 위치합니다。

  • Frame - 비틀림은 0.1° / m 미만이며, 광학을 운반하는 벤치는 80Hz 이상의 첫 번째 모드를 가져야합니다。
  • 패널 패널 - 300mm 이하의 보강재 피치로 접은 1.5mm; 공기 흐름에 드럼을 치는 패널은 방금 제거하기 위해 지불 한 소음을 방사합니다。
  • Feet - 댐핑 패드를 사용한 4점 레벨링, 지지 다각형 내부의 무게 중심, 결코 레벨이 아닌 바닥에 대해 ±15mm 조정。
  • 경계를 그리다 - 간섭계 또는 고해상도 격자의 경우 캐비닛은 진동 솔루션이 아닙니다. 공기 격리를 통해 화강암에 광학을 장착하고 인클로저가 보호, 차폐 및 환경을 처리하도록 합니다。

7. 제작·시험·승인

악기 작업은 낮은 볼륨과 높은 혼합입니다: 코팅 부품을위한 1.2~2.0 mm 냉간 압연 강철, 내부 부품이 수행해야하는 곳에 아연 도금, 1.5~2.0 mm C 섹션에서 접힌 프레임, 또는 40 × 40 압출 디자인이 여전히 움직이는 동안。돌출은 빠르게 수정되지만 접힌 프레임보다는 덜 뻣뻣합니다。이러한 볼륨에서는 접힘 및 고정 조임쇠를 선호합니다. 용접 어셈블리에는 평평하게 하거나 패널 평면 누락이 0.5mm/m입니다。IPA로 패널을 닦는 에폭시가 아닌 폴리에스테르 분말을 지정합니다。

도면에 8 개 항목을 배치하면 대부분의 앞뒤가 사라집니다: 구획 및 내부 최대 열 부하; 주변 천장 및 IP 등급; 측정 위치에 대한 소음 제한; EMC 표준, 대상 dB 및 누가 테스트; 수행하고 마스크해야하는 얼굴; 도파관 통풍구 및 차폐 창이있는 조리개 일정; 접지 스터드 위치 및 마감; 격리 방법, 운송 잠금 및 리프팅 점。

그리고 4가지를 테스트해보세요。온도: 최대 부하에서 4시간, 검출기와 파워베이에서 열 커플, 캐비닛을 가로질러 ±0.5K, 2K 이하로 통과합니다。소음: 1m에서 A-가중치, 판독값 아래 배경 10dB。차폐: 볼륨을 구축하기 전에 케이스 수준의 테스트를 한 번 수행하고 중요한 이음새에 근접 필드 프로브를 수행합니다。진동: 펌프가 작동하는 광학 장착 면에서 1~1000Hz 스펙트럼。IEC 61010~1의 전기 안전은 필수입니다。

8. 자주 묻는 질문(FAQ)

당신은 전체 캐비닛에 ±0.5K를 유지할 수 있습니까?

경제적이지도 않고 거의 필요하지도 않다。이 수치는 일반적으로 디텍터 또는 캐비티에 적용됩니다: Peltier 요소 또는 전용 공기 루프로 작은 하위 구획을 구축하고 나머지는 ± 3K로 실행합니다。

코팅 후 전도성 접합을 추가할 수 있습니까?

예, 코팅을 국부적으로 벗기고 개스킷 또는 전도성 접착제를 추가하여, 그러나 접촉 저항은 10mΩ에 대해 측정되어야합니다。마스크를 착용하기 전에 비용이 들지 않습니다。

어떤 패널 두께가 60dB를 주나요?

두께는 레버가 아니다。1.2 mm 스틸은 이미 60dB를 훨씬 넘습니다; 제한은 이음새, 조리개 및 케이블 엔트리입니다。이음새, 50mm 나사 피치, 도파관 통풍구, 360° 케이블 클램프를 가스켓합니다。

팬이 너무 크지만 느린 팬은 충분히 냉각되지 않을 것입니다。

하중을 먼저 재측정하십시오 - 종종 설계 수치보다 20~30 % 낮습니다。실제의 경우 더 큰 팬을 낮은 속도(6~10dB(A))로 사용하거나 팬을 외부 천장으로 옮기고 내부에서만 덕트를 유지하십시오。

선적 후 정렬 교대。프레임이 너무 유연하지 않나요?

일반적으로 프레임이 아닌 잠금 해제 된 광학 스테이지입니다。광학 및 분리 테이블에는 전송 잠금이 필요하며 도면에는 리프팅 점 및 잠금 위치가 표시되어야 합니다. 프레임 문제는 닫히지 않는 문이나 패널이 평평하지 않은 상태로 표시됩니다。

당신은 10~30 조각 주문을 받습니까?

네, 그게 일반 적 인 배치 입니다。레이저 절단, CNC 구부리 기 및 클램프 체결 은 툴 이 필요 하 지 않 습니다。7~15 일 후, 첫 번 째 기사 승인 후 7~15 일 안 에 프로토 타입, 그림 또는 샘플。

쉬위안전기(幸元电气) 소개

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