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中科融合研发可靠性测试 确保3D成像模组稳定性和持久性
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2024-03-22 15:41:13来源: 中国机器视觉网

一个工厂级的设备需要经过严格测试通过后才能用于工业用途。与民用或商用设备不同,工业应用中使用的电子设备可能会受到持续的工作压力,如机器振动、EMI噪声、电涌等影响。要使我们第二代3D成像平台的产品能够在设备制造、汽车组装及其他重工业作业中使用,它们必须能够应对严苛和具有挑战性的工作环境,同时对目标进行成像而不受干扰。为了确保3D成像模组的质量和可靠性,研发阶段我们设计了一系列严格的可靠性实验,来对其进行验证。具体来说,主要有:

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气候环境测试

1.高温/低温存储测试

高温存储70℃和低温存储-20℃:设备存储环境千差万别,有些可能放在东北零下几十摄氏度;又有些设备可能是在炎热的热带,环境温度五十多摄氏度,车内甚至可以到七十多摄氏度,因此我们有必要验证设备是否能扛得住这些极端温度。

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低温存储实验

2.高温/低温工作测试

高温40℃和低温0℃下的工作:设备的存储环境千差万别,工作环境自然也是这样,所以我们同样要验证在不同温度下设备带电运行的可靠性。只是相对于存储来说,高温和低温的条件相对温和些,模拟实际工厂内可出现的温度。

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高温工作实验

3.温度循环

近些年,大家总感觉春秋季特别短暂且不明显,经常在冬夏两季间跳跃,可能昨天还有20多摄氏度,今天就直降到10度以下,接着又回升到15度以上,在这种温度变化下很多人的身体都扛不住,纷纷感冒,变得“不可靠”了。我们的设备亦是如此,每种材料的热膨胀系数不一样,只有在剧烈的温度变化下,才能考验不同材料是否存在失效风险。当然温度循环可比天气变化严格多了,升降温速率至少10℃/min,在依据产品规格设定的高温和低温这两个温度点上,还要停留足够长的时间让器件达到环境温度。

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高低温循环实验图

4.温度冲击

前面提到了温度循环,那温度冲击又是怎么一回事呢?这两者的差异主要是应力负荷机制不同,温度循环主要考察由于剪切疲劳引起的失效,而温度冲击试验主要考察由于蠕变及疲劳损伤引起的失效。温度冲击试验的严酷度更大,比如在-10℃~55℃的温度范围内,升降温速率至少30℃/min。

5.恒温恒湿

恒温恒湿多数是高温高湿测试,提起高温高湿是不是稍感陌生,但提起双85测试应该就很熟悉了,85℃/85%RH是我们常用的湿热测试条件,当然根据产品间的不同特性,也有其他的温度和湿度组合。在高温高湿环境下进行长时间试验,可以模拟产品在实际使用中遇到的各种恶劣条件,例如高温、潮湿、腐蚀等。

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恒温恒湿试验箱

机械环境测试

振动、冲击测试:工业应用场景的环境是比较复杂和恶劣的,除了高于一般环境的温湿度外,振动等物理干扰不可避免,冲击和振动测试能够验证产品的结构设计。这里包含了两方面的试验:抗振性,频率10-55HZ,XYZ三个方向上1.5mm双向振幅;抗冲击性,15G加速度进行半正弦冲击,周期11ms,XYZ三个方向正负冲击。能够承受冲击和振动的产品,才能满足工业制造场景的应用。

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振动+微冲实验图

IP防护测试

IP65测试:工厂环境中不仅有振动等干扰,粉尘等异物也是不可避免的,为此,产品设计中防水防尘也是必须考虑具备的能力。IP65测试就是对此设计的验证,我们要求达到防尘等级6,即“完全防止粉尘进入”,防水等级5,即“任何角度低压喷射无影响”。

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防尘实验箱

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IP65防尘实验图示

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IP65防水实验图示

物理性能测试

MTBF测试:即平均故障间隔时间,英文全称是“Mean Time Between Failure”,也是衡量一个产品的可靠性指标,它反映了产品的时间质量,是体现产品在规定时间内保持功能的一种能力。在研发阶段,我们会对产品进行7*24H不间断的压力运行,连续拍摄成像,不仅要求设备保持运行状态,更要求运行期间无差错。

包装运输测试

在包装运输测试中,我们主要选择了跑马与跌落测试来验证产品的稳定性。跑马测试:产品跑马测试方法是一种全面测试产品性能和稳定性的方法,通过模拟汽车运输过程中振动带来的影响,验证产品的可靠性与稳定性,确保产品在实际运输中不会出现意外或故障。跌落测试:通常会将被测物品从不同的高度和不同的角度自由落下,模拟实际使用时可能遇到的各种情况,主要是评估产品在意外跌落时所承受的压力和冲击,以确定产品在运输、操作或使用过程中是否能够正常工作并保持完好无损。

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模拟汽车运输振动台

电磁兼容环境测试

除了以上可靠性实验,我们也会进行EMC(电磁兼容)/EMI(电磁干扰)测试。EMC测试是测试设备在工业环境中对静电、电涌、电压波动、电磁噪声等的抗干扰能力,如果没有适当的EMC工业抗干扰测试,就无法保证设备能够经受住工业环境的电磁干扰。另一个方面,我们的产品除了要应对环境的干扰,同时也要保证产品本身发射出去的东西不干扰其他设备,这就是EMI测试所要确保的事情了。对于EMC/EMI,全球各国都有标准进行了规定限制,我们的产品是按照满足欧洲CE和美国FCC标准来进行设计,也会送至具有CE和FCC认证资格的第三方专业机构进行正式的检测认证。

可靠性测试通过模拟实际使用条件和各种环境因素,对产品进行系统性、全面性的测试,以评估产品的性能和可靠性。中科融合通过各类严格测试,发现产品潜在的缺陷和问题,提前解决,确保产品在实际使用场景中的稳定性和持久性,使其能够应对严苛和具有挑战性的工作环境,同时对目标进行成像而不受干扰,从而更好地为用户服务、为行业赋能。