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        透紅外材料在家用電器中的應用研究

        2018-03-06 06:05:31江敬強劉剛
        家電科技 2018年2期

        江敬強 劉剛

        廣東美的制冷設備有限公司 廣東佛山 528311

        1 引言

        目前家用電器的外觀件主要使用HIPS或者ABS,能在保證外觀美觀的前提下,同時保證家用電器的機械強度。為保證一定的機械強度和制件穩(wěn)定性,要求外觀件壁厚一般為3mm左右。黑色的外觀件對紅外吸收嚴重,遙控功能更容易失效,普通黑色的HIPS或者黑色ABS,不能滿足遙控接收的要求。目前市場越來越流行黑色的外觀,因此為了保證機械強度和外觀的同時,還要滿足遙控接收的需求,那么如何能使黑色外觀實現(xiàn)遙控接收功能,已成為亟待解決的問題。我們經(jīng)過研究,成功開發(fā)出了一種能夠透紅外的黑色材料。

        圖1 材料1-8的典型紅外特征圖譜

        2 材料驗證

        根據(jù)家用電器外觀件的使用要求,采用透紅外材料制作外觀件,材料1至材料8為不同廠家的透紅外材料。首先對材料的拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度、彎曲模量、常溫缺口沖擊強度等力學性能進行摸底測試,按照相關國際標準進行測試,結(jié)果如表1-5。

        從表中可以看出,透紅外材料的拉伸強度范圍在39~50MPa,斷裂伸長率范圍在11.6%~38.5%,彎曲強度范圍在54.10~72.24MPa,彎曲模量范圍在1738~2204MPa,常溫缺口沖擊強度范圍在8.67~15.44kJ/m2。

        對材料1至材料8分別進行了紅外光譜、DSC、TG測試,材料的典型特征圖譜如圖1~3。

        圖1是紅外透光材料的典型紅外特征圖譜。遙控紅外波長在940cm-1處,從圖中看出材料對紅外波段的940cm-1為弱吸收,因此此材料對此波段的透過性良好,從而材料具有良好的紅外透光特性。圖2和圖3是紅外透光材料的DSC-TG曲線。其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約為105.4℃,在380℃前后全部燒蝕。

        3 方案設計

        將各種材料制作的外觀件安裝在待測試樣機上,進行遙控接收距離測試實驗,測試方案如下:

        表1 拉伸強度測試結(jié)果

        圖2 材料1-8的典型DSC特征圖譜

        圖3 材料1-8的典型TG特征圖譜

        圖4 安裝及測試角度

        表2 斷裂伸長率測試結(jié)果

        表3 彎曲強度測試結(jié)果

        表4 彎曲模量測試結(jié)果

        表5 常溫缺口沖擊強度測試結(jié)果

        表6 整機遙控功能測試結(jié)果

        圖5 測試角度說明

        3.1 測試條件

        3.1.1 試驗環(huán)境條件

        環(huán)境溫度-5℃~40℃,相對濕度RH40%~95%,海拔高度、大氣壓不作特別規(guī)定,試驗空間:長寬高(15m*6m*2.5m)以上,且遙控器和被測機間無障礙物,周圍無強干擾源、熱源,無強反射面。

        3.1.2 試驗電壓

        被測機工作電壓為額定電壓的±20%,且無重大干擾源;遙控器的工作電壓為DC3.0±0.1V。

        3.2 試驗方法

        (1)測試樣品數(shù)量通常為2臺成品測試樣機,如遇特殊情況可測試1臺成品測試樣機(具體按測試方案)。檢查樣機的外觀,確保遙控器接收頭部件無損壞或碎裂,上電后能正常工作。找出與樣機相匹配的遙控器,裝上新電池,確保遙控器能正常使用。

        (2)移動空調(diào)和抽濕機要求按使用時的狀態(tài)豎放在地面,接收頭中心垂直位置正對測試場地的原點位置。

        (3)遙控器離地面1.0米的高度,遙控器發(fā)射頭朝向樣機的接收頭,在樣機的前方,分別在與原點夾角為0°、左側(cè)30°、左側(cè)45°、左側(cè)60°、右側(cè)30°、右側(cè)45°和右側(cè)60°的位置進行遙控器接收距離測試。

        3.3 判定要求

        (1)水平位置最大接收距離必須大于8m;

        (2)左側(cè)30°、右側(cè)30°位置最大接收距離必須大于5m;左側(cè)45°、右側(cè)45°位置最大接收距離必須大于4m。左側(cè)60°、右側(cè)60°位置最大接收距離必須大于3m。

        4 整機驗證

        整機測試采用ABS材料和透紅外材料進行驗證。材料的厚度為3mm,顏色為S1025黑色。

        裝入整機后(以移動式空調(diào)器為例),進行遙控功能測試,測試結(jié)果如表6所示。

        表6的數(shù)據(jù)表明,S1022白色ABS材料面板(3mm厚度)符合遙控接收距離功能要求,即在水平、30°、45°和60°測試條件下,遙控接收距離分別達到10.0m、5.0m、4.0m和3.5m。當面板使用ABS、S3025黑色的材料時,遙控接收距離僅為3.0m、2.0m、1.5m和1.0m,不符合遙控接收距離的要求,主要原因是在此紅外波段范圍內(nèi),ABS材料,S3025黑色材料強烈吸收紅外波長,導致紅外線透過外觀件后,強度損失嚴重。

        透紅外材料在S3025黑色外觀條件下,遙控接收距離分別達到10.0m、5.0m、4.0m、3.5m要求,表明這種透紅外材料能夠滿足遙控接收距離的要求,用于家用電器黑色外觀的面板。

        5 結(jié)論

        透紅外材料具有優(yōu)異的結(jié)構強度、外觀美觀,同時能夠滿足家用電器的遙控功能要求,成功解決了家電行業(yè)常用的HIPS和ABS材料做黑色外觀的遙控接收問題,在家用電器外觀件具有廣泛的應用前景。

        [1] GB 4343.2-2009 電磁兼容 家用電器、電動工具和類似器具的要求 第2部分:抗擾度-產(chǎn)品類標準.

        [2] QB/T 2263-1996 房間空氣調(diào)節(jié)器電子控制器.

        [3] SJ/T 10523-1994 電視廣播接收機用紅外遙控接收放大器技術要求和實驗方法.

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