ประการแรก คุณค่าหลักของการออกแบบป้องกันหมอก: ขจัดสัญญาณรบกวนทางแสงและรับรองข้อมูลแบบเรียลไทม์-
1. ผลกระทบโดยตรงของหมอกต่อประสิทธิภาพของจอแสดงผล LCD
หลักการแสดงผลของ LCD ขึ้นอยู่กับการบิดของโมเลกุลผลึกเหลวภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าเพื่อควบคุมฟลักซ์แสง เมื่อความชื้นในสิ่งแวดล้อมสูงเกินไปหรืออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงกะทันหัน ไอน้ำในอากาศมีแนวโน้มที่จะควบแน่นเป็นหมอกบนพื้นผิวของ LCD ซึ่งนำไปสู่ปัญหาต่อไปนี้:
เอฟเฟกต์การกระเจิงแสง: ละอองหมอกทำหน้าที่เป็นเลนส์ขนาดเล็ก กระจายแสงตกกระทบและลดการส่งผ่านแสง ตัวอย่างเช่น ในช่วงฤดูฝน จอ LCD ของเกจวัดระดับถังเก็บในสถานประกอบการปิโตรเคมีเกิดฝ้า ทำให้ผู้ปฏิบัติงานตีความข้อมูลระดับผิดและส่งผลให้เกิดอุบัติเหตุล้น
การลดทอนคอนทราสต์: หมอกก่อให้เกิดชั้นการสะท้อนแบบกระจายบนพื้นผิวของ LCD ซึ่งทำให้คอนทราสต์ของพื้นหลังสีดำและข้อความสีขาวอ่อนลง ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อค่าหมอกควันเพิ่มขึ้นจาก 0% เป็น 5% คอนทราสต์ของ LCD อาจลดลงมากกว่า 30%
ความล้มเหลวของระบบสัมผัส: ในจอ LCD แบบสัมผัสแบบ capacitive หมอกสามารถเปลี่ยนค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของตัวกลาง ทำให้เกิดการกระจัดของจุดสัมผัส มิเตอร์อัจฉริยะบางตัวได้รับการทดสอบในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น 85% และอัตราการกระตุ้นข้อผิดพลาดจากการสัมผัสเพิ่มขึ้น 4 เท่าเมื่อเทียบกับสภาพแวดล้อมที่แห้ง
2. สาเหตุของหมอกและกรณีทั่วไปในสถานการณ์ทางอุตสาหกรรม
การเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงของอุณหภูมิและความชื้น: หน้าจอ LCD ของระบบตรวจสอบเตาถลุงเหล็กในโรงงานเหล็กบางแห่งตั้งอยู่ที่ทางแยกของสายการผลิตที่อุณหภูมิสูง-และห้องควบคุมเครื่องปรับอากาศ โดยมีอุณหภูมิแตกต่างกัน 20 องศาระหว่างกลางวันและกลางคืน ส่งผลให้อุณหภูมิของเปลือกต่ำกว่าจุดน้ำค้าง ทำให้ต้องเช็ดหมอกด้วยตนเองวันละสามครั้ง
กระบวนการพ่นหมอกควัน: ในระหว่างกระบวนการเคลือบแบตเตอรี่ลิเธียม ตัวทำละลายจะระเหยกลายเป็นหยดขนาดไมโครมิเตอร์ ซึ่งเกาะติดกับพื้นผิวของจอ LCD ของเครื่องตรวจจับความหนาที่อยู่ติดกัน ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดเพิ่มขึ้นเป็น ± 5 μ m
การควบแน่นของละอองน้ำมัน: การรวมกันของละอองน้ำมันตัดและไอน้ำในโรงงานตัดเฉือนทำให้เกิดการควบแน่นของน้ำมันบนพื้นผิวของ LCD ของเครื่องมือกล CNC กัดกร่อนชั้นเคลือบและทำให้การส่งผ่านลดลง 15% ภายในหกเดือน
3. โซลูชั่นที่เป็นระบบสำหรับเทคโนโลยีป้องกันหมอก
การแยกทางกายภาพ: ใช้เทคโนโลยีม่านอากาศสะอาดแรงดันบวก เป่าลมแห้ง (จุดน้ำค้างน้อยกว่าหรือเท่ากับ -40 องศา) อย่างต่อเนื่องที่ด้านหน้าจอ LCD เพื่อสร้างแผงกั้นสุญญากาศ หลังจากที่ผู้ผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ใช้เทคโนโลยีนี้ อัตราความล้มเหลวของ LCD ลดลง 82%
Material innovation: Using nano hydrophobic coating (contact angle>150 องศา ) เพื่อสร้างหยดน้ำที่กลิ้งเป็นทรงกลมบนพื้นผิว การทดลองแสดงให้เห็นว่าหลังการเคลือบ ระยะเวลาการเกิดฝ้าของ LCD จะเพิ่มขึ้นเป็น 5 เท่าของตัวอย่างที่ไม่ผ่านการบำบัดในสภาพแวดล้อม 85 องศา /85% RH
การควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ: องค์ประกอบความร้อน PTC ในตัวและเซ็นเซอร์อุณหภูมิ โดยใช้อัลกอริธึม PID เพื่อควบคุมอุณหภูมิพื้นผิว LCD ให้อยู่เหนือจุดน้ำค้าง 2 องศา หลังจากใช้แผนนี้ ปัญหาการเกิดฝ้าที่อุณหภูมิต่ำ-ในฤดูหนาวก็ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์สำหรับระบบระดับเสียงแปรผันของกำลังลม
2 ความสำคัญเชิงกลยุทธ์ของการออกแบบ-กันฝุ่น: การปิดกั้นเส้นทางมลพิษและยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์
1.ความเสียหายที่เกิดจากฝุ่นต่อจอ LCD
การสึกหรอทางกล: เมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคฝุ่นโลหะมากกว่า 5 μm รอยขีดข่วนจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของ LCD หลังจากหนึ่งปีของการดำเนินงาน ความหนาแน่นของรอยขีดข่วนบนพื้นผิวของจอ LCD ของอุปกรณ์ตรวจสอบความปลอดภัยของเหมืองถ่านหินถึง 12 รอยขีดข่วน/ซม. ² ส่งผลให้การส่งผ่านลดลงเหลือ 65% ของค่าเริ่มต้น
ไฟฟ้าลัดวงจร: ฝุ่นที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า (เช่น ผงคาร์บอน) ที่เข้าสู่วงจรไดรเวอร์ LCD อาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรในพื้นที่ เครื่องวัดสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ของโรงงานพิมพ์บางแห่งทำให้ IC ไดรเวอร์หมดเนื่องจากฝุ่น ส่งผลให้ค่าบำรุงรักษาต่อปีเพิ่มขึ้น 230,000 หยวน
มลภาวะทางแสง: ฝุ่นสะสมบนพื้นผิวของ LCD เพื่อสร้างชั้นมลภาวะ และทุกๆ 10 μm ความหนาที่เพิ่มขึ้น ค่าการส่งผ่านจะลดลงประมาณ 1% หลังจากใช้จอ LCD ของเครื่องบรรจุอาหารบางชนิดในสภาพแวดล้อมที่เป็นแป้งเป็นเวลา 3 เดือน คะแนนความชัดเจนของจอแสดงผลลดลงจาก 92 จุดเป็น 58 คะแนน
2. แหล่งที่มาและลักษณะของฝุ่นอุตสาหกรรม
ฝุ่นในกระบวนการ: ฝุ่นวัตถุดิบ (ขนาดอนุภาค 1-100 μm) ในการผลิตปูนซีเมนต์ และฝุ่นโลหะ (ขนาดอนุภาค 0.1-10 μm) ในโรงเชื่อมมีการยึดเกาะที่แข็งแกร่ง
ฝุ่นจากสิ่งแวดล้อม: อนุภาคแขวนลอยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตามหลักอากาศพลศาสตร์น้อยกว่า 10 μm ในพื้นที่ทะเลทรายที่สามารถทะลุผ่านโครงสร้างป้องกันทั่วไปได้ หลังจากพายุทราย ระบบตรวจสอบ LCD ของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บางแห่งมีการสะสมฝุ่นภายใน 0.3 กรัม/ตร.ม.
ฝุ่นที่มีฤทธิ์กัดกร่อน: ก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ที่ปล่อยออกมาโดยบริษัทเคมีรวมกับความชื้นทำให้เกิดหมอกกรดไฮโดรคลอริก ซึ่งทำให้เกิดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้ากับกรอบโลหะของ LCD อัตราการกัดกร่อนของกรอบ LCD ของอุปกรณ์ในโรงงานเคมีบางแห่งสูงถึง 0.02 มม./ปี
3. ระบบป้องกันหลายระดับสำหรับเทคโนโลยีป้องกันฝุ่น
การปิดผนึกด้วยโครงสร้าง: ใช้การออกแบบที่ปิดสนิทระดับ IP67 โดยใช้วงแหวนซีลยางซิลิโคนและเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกเพื่อให้แน่ใจว่าฝุ่นไม่สามารถเข้าไปได้ จอ LCD ของระบบสัญญาณการขนส่งทางรถไฟบางระบบได้รับการทดสอบและใช้งานเป็นเวลา 240 ชั่วโมงโดยไม่มีข้อผิดพลาดใดๆ ในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นด้วยความเร็วลม 0.5 ม. ³/ชม.
การฟอกอากาศ: ติดตั้ง-พัดลมขนาดเล็กในตัวและตัวกรอง HEPA เพื่อสร้างห้องป้องกันแรงดันบวก หลังจากนำโซลูชันนี้ไปใช้ ความเข้มข้นของอนุภาคภายในของจอ LCD สำหรับห้องปลอดเชื้อของบริษัทยาจะถูกควบคุมภายในมาตรฐาน ISO Class 5
การเคลือบทำความสะอาดตัวเอง: ใช้การเคลือบนาโนซุปเปอร์ไฮโดรโฟบิก/ซุปเปอร์โอเลโอโฟบิก (มุมการหมุน<5 °) to make dust fall off under gravity or slight vibration. Experiments have shown that the cleaning cycle of coated LCDs in a flour environment has been extended from once a week to once a month.
