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三防设计在数字对讲机结构设计中的应用

2019/1/11 9:43:35

        21世纪,数字对讲机是现代指挥专用的主要无线通信方式,在实际的工作状态中,所发生的故障约一半是由环境因素导致的,其中90%以上是由温度、盐雾、湿度、霉菌和振动造成的。换句话说,设备的可靠性与环境因素有着重大关系。
        在电子通信行业中,三防设计一般定义为防潮热设计、防盐雾设计和防霉菌设计。电子装备的“三防”性能,已成为系统整机重要的性能指标之一。随着现代通信技术的高速发展,工程师越来越重视三防设计,采用三防技术设计的数字对讲机,能有效降低设备的故障率,提高产品可靠性和适应使用环境能力。因此,加强产品的三防结构设计,减小环境对设备性能的影响,是产品设计中的重要环节。

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一、结构设计对产品性能的影响
        专用数字对讲机使用环境比较恶劣,采用三防技术设计的产品可适应野战的高低温,潮热,盐雾等严酷气候条件,并且能够长期稳定、可靠地工作。三防结构设计是三防设计完善与否的关键之一,通过结构设计体现出三防设计的要求。因此,在电子设备的产品设计中,整机结构设计是否合理,不仅决定产品的成本高低,同时影响产品的使用性能。
        当前,数字对讲机的结构设计存在诸多缺陷,主要体现以下方面:
1、密封性差,防水防潮性能弱,导致对讲机在雨天或者潮湿气候条件下不能正常使用;
2、材料选择或者工艺处理不当,导致产品在盐雾环境使用时不能有效抵抗盐雾腐蚀,甚至断裂;
3、我国南方及沿海地区气候较潮湿,产品放置一段时间后就会发霉。
        为解决上述不合理问题,需将三防设计的原则和方法融入结构设计中,从而提高对讲机的环境可适应性,机械性能以及电气性能。

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二、三防结构设计
        三防技术是涉及结构设计、电子元器件装配以及工艺和生产技术管理等内容的综合性系统工程,其中结构设计为主要内容。运用三防设计的原则和方法,解决数字对讲机结构设计存在的不合理问题,主要考虑如下几点:
1、防潮热结构设计
        在三防设计中,防潮热设计主要是防水设计。数字对讲机由于体积小、重量轻、电子元器件之间的间隙小,以手持式数字对讲机为例,具体防水结构设计方法如下:
a 受话器等发声件前腔的出声孔使用防水透气膜,既起到防水作用,也可以透气透声。
b 采用硅橡胶密封圈压合防水方式。
c 采用防水胶点胶的密封方式。
d 采用防水双面胶贴合的方式。如视窗玻璃和前壳,可以采用3M双面防水胶贴合的方式起到密封防水作用。
e 电池上,下壳体材料通常为PC或PC+ABS,通过超声波焊接的方式,将电池上下壳体焊接为一整体,同样可以达到良好的密封防水效果。
2、防盐雾腐蚀的结构设计
        盐雾环境会引起手持式数字对讲机的腐蚀,甚至影响整机的使用性能。 防盐雾设计的原则是:①选用耐盐雾腐蚀性材料,金属一般选择合金为最佳;②元器件要有一定的覆盖层防护;③合理的结构设计。依上述设计原则,在结构设计方面主要考虑以下3点:
a 优选耐盐雾腐蚀材料。
b 采用表面涂覆层保护。
c 设计合理的结构。考虑涂装和维修的方便,设计时尽可能采用简单的结构方式。例如,前壳需要暴露在外,设计时采用开放式的百叶窗结构形式,可以避免残余水分积聚和灰尘积存,起到良好防护作用。
3、防霉菌设计
        在湿热环境中,对讲机极易遭受霉菌侵蚀,因此,防霉设计是湿热环境下对讲机环境防护设计的重要内容。  由于工作环境的特殊性,数字对讲机在结构设计上的防霉菌措施是:
a 选用抗霉菌性能强材料。优选不易发霉的铝合金材料;
b 加入防霉剂和合理的表面涂覆。如金属外壳表面可以喷涂防霉漆,既美观又可以防霉;
c 防霉包装、密封。金属外壳密封前,零部件用强紫外线进行照射,同时密封的内腔充入高浓度的臭氧,防止和抑杀霉菌,能起到有效防护作用。

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三、结论
        三防技术是一项复杂且与结构设计紧密联系的系统工程,随着新技术、新材料、新工艺的广泛应用,“三防技术体系”得到逐步完善。结构设计师在设计产品时应考虑整机的三防设计要求,大大提升产品的环境适应能力。如今,随着人们对产品质量的要求越来越高,采用三防设计的数字对讲机逐步走进人们日常生活中。

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