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艾比森：LED顯示屏防水設計很重要

編輯：雁楓　[ 2015-5-25 11:56:12 ]　文章來源：數字標牌網

戶外大屏幕

和其它電子設備一樣，LED顯示屏也需要具備防水功能，也需要進行防水設計。

《LED顯示屏通用規(guī)范SJ/T11141-2012》第5.5節(jié)“外殼防護等級”的要求見表1，第6.5節(jié)規(guī)定了按GB4208 2008方法進行，查GB4208 2008可知外殼防水等級，見表2。

應用環(huán)境	等級
應用環(huán)境	A級	B級	C級
室內	IP30>F≥IP20	IP31>F≥IP30	≥IP31
室外	IP54>F≥IP33	IP66>F≥IP54	F≥IP66

表1外殼防護等級

IP后的第二位特征數字	對設備防護的含義（防止進水造成有害影響）
0	無防護
1	垂直方向滴水應無有害影響
2	當外殼的各垂直面在15º范圍內傾斜時，垂直方向滴水應無有害影響
3	各垂直面在60º范圍內淋水，無有害影響
4	向外殼各方向濺水無有害影響
5	向外殼各方向噴水無有害影響
6	向外殼各方向猛烈噴水無有害影響
7	浸入規(guī)定壓力的水中，經規(guī)定時間后，外殼進水量不致達有害程度
8	按生產廠和用戶雙方同意的條件（應比特征數字為7時嚴酷），持續(xù)潛水后，外殼進水量不致達有害程度

表2外殼防水等級

需要特別說明的是，IP后的第二位特征數字6及6以下，隨著數字的變大，試驗是逐漸變嚴的，也就是說，標識為IPX6的LED顯示屏，同時可通過IPX5、IPX4、IPX3、IPX2、IPX1、IPX0的試驗。IP后的第二位特征數字7或8的試驗，與6及6以下的試驗類型是兩種，也就是說，標識為IPX7或者標識為IPX8，不代表同時符合IPX6、IPX5要求，同時符合IPX7、IPX6要求的LED顯示屏，可以標識為IPX7/IPX6。從技術難度來說，IPX3、IPX2、IPX1、IPX0的設計比較簡單，本文不做探討；從實際應用角度出發(fā)，IPX8在LED顯示屏行業(yè)非常少見，本文也不做探討。

一、標識為IPX5的LED顯示屏設計

LED顯示屏，與汽車的使用環(huán)境類似。因此，系統(tǒng)研究汽車的防水功能實現過程，從中借鑒防水技術，能使室外LED顯示屏的防水可靠性大大提升。本文從汽車車門結構的設計特點、密封材料的特點以及密封材料的接觸受壓特征三方面進行分析提煉，從而得到可以借鑒的防水技術。

1、汽車車門結構的設計特點

汽車車門的結構設計如圖1所示。從圖中可以看到，其設計特點是除了有密封條之外，還設計有導雨槽和排水孔。如此設計可實現防水以及排水功能。

圖1 車門的結構設計

（1．門外護板，2．窗臺外密封條，3．導雨槽，4．門框密封條，5．車門玻璃，6．車門內開啟把手，7．防水簾，8．門內護板，9．回水孔，10．膠條，11．排水孔）

1.1 防水設計特點

防水的主要部位是車窗和車門。對于車窗，其防雨設計采用兩道密封結構（如圖1中（2）），第1道密封條可將雨水擋在車門玻璃的外側，小部分滲入的雨水被第2道密封條擋住，并從兩道密封條間的間隙流出；對于車門，其防水也是兩道防水結構，一是車門外延要比門框大，關閉時可實現擋雨（如圖2所示），而門框的設計一般是實行曲線設計（如圖3所示），在防雨中曲線設計可起到導流作用，二是車門與門框之間有橡膠密封圈（如圖2和圖3），關門時密封圈可形成第二道防水，車門的防水結構設計可將大部分雨水擋在車身外側，而有雨水從車門頂部和車門外延流進車門時，由于重力作用大部分也會順著導流槽向車身外側流動，而小部分滲入的雨水被第2道密封條擋住。

圖2

圖3 車門的密封、排水設計

1.2 排水設計特點

來自車頂的雨水，部分被導雨槽疏導到車門的前、后部位流到地上；部分漫過導雨槽被導雨槽堵在門外，連同打在門玻璃的雨水順車門玻璃下流；即使有部分水從車門和導雨槽中間流下去，也會被車門和與之緊壓著的門框密封條堵在車外流到地上。順車門玻璃下流的水絕大部分被窗臺外密封條堵住，順車門外護板流到地上；小部分水流進車門腔內通過車門下面的排水孔排到地面上；因門內板上有很多孔，為了確保流進門腔的水不進入車內，在門內板上又粘貼了一層防水簾，進人門內護板的水被防水簾擋在門與防水簾之間，然后通過門內板上的回水孔回流到門腔內，再從車門下面的排水孔流到地上（如圖4所示）。

圖4 車門的排水示意圖

LED顯示屏的防水結構，采取疏堵結合的方式，防水更加可靠。艾比森的室外LED顯示屏，充分借鑒了上述防水結構原理。

2、車門密封材料的特點

2.1 密封材料的結構特點

在各種車用密封材料的形狀結構中，中空的泡管結構是最佳選擇（如圖5），因為這種結構在壓力作用下能產生較大的變形及吸收沖擊能量，抗變形力小，當壓力撤出時能及時釋放能量恢復原形。泡管結構的好壞主要取決于空腔的數量、泡管形狀、泡管壁厚、泡管高度、泡管位置等因素。

圖5 中空密封條圖例

2.2 密封材料的材質特點

車用的密封材料主要有這幾種（如圖6所示）：單一膠種密封材料、二復合膠種密封材料(如密實橡膠與密實或海綿橡膠的復合)、三復合材料(如密實橡膠、海綿橡膠和鋼或尼龍骨架的復合)以及四復合材料(如密實橡膠、海綿橡膠和鋼或尼龍骨架、植絨四種材料的復合)。目前車門密封材料以復合型密封膠為主，其中又以含EPDM橡膠的復合材料為主。

圖6 密封條類別

其中:(a)(b)單元橡膠密封條；(C)二元橡膠密封條；(d)三元橡膠密封條

序號	項目	名稱
序號	項目	PVC（聚氯乙烯）	天然橡膠（丁苯橡膠）	EPDM（三元乙丙合成橡膠）	熱塑性單性體
1	強度（邵氏A）	≥40	50～90	≥20	20～90
2	拉伸強度（MPa）	≥7	≥7	≥7	≥7
3	扯斷伸長率（%）	≥150	≥150	≥250	≥250
4	壓縮永久變形（%）	≤75	≤75	≤50	≤40
5	耐高低溫（℃）	-20～120	-35～160	-40～180	-50～180
6	抗紫外線	不	一般	一般	較好
7	耐臭氧性	有龜裂	無異常	無異常	無異常
8	熱空氣老化硬度變化（%）拉伸變化（%）強度變化（%）	≤10 ≤-40 ≤-30	≤10 ≤-35 ≤-25	≤10 ≤-35 ≤-25	≤10 ≤-35 ≤-25
9	撕裂強度（kN/m）	≥10	≥15	≥15	≥15
10	使用壽命（年）	3～5	3～5	7～10	7～10