艾比森：LED显示屏防水设计很重要

编辑：雁枫　[ 2015-5-25 11:56:12 ]　文章来源：数字标牌网

户外大屏幕

和其它电子设备一样，LED显示屏也需要具备防水功能，也需要进行防水设计。

《LED显示屏通用规范SJ/T11141-2012》第5.5节“外壳防护等级”的要求见表1，第6.5节规定了按GB4208 2008方法进行，查GB4208 2008可知外壳防水等级，见表2。

应用环境	等级
应用环境	A级	B级	C级
室内	IP30>F≥IP20	IP31>F≥IP30	≥IP31
室外	IP54>F≥IP33	IP66>F≥IP54	F≥IP66

表1外壳防护等级

IP后的第二位特征数字	对设备防护的含义（防止进水造成有害影响）
0	无防护
1	垂直方向滴水应无有害影响
2	当外壳的各垂直面在15º范围内倾斜时，垂直方向滴水应无有害影响
3	各垂直面在60º范围内淋水，无有害影响
4	向外壳各方向溅水无有害影响
5	向外壳各方向喷水无有害影响
6	向外壳各方向猛烈喷水无有害影响
7	浸入规定压力的水中，经规定时间后，外壳进水量不致达有害程度
8	按生产厂和用户双方同意的条件（应比特征数字为7时严酷），持续潜水后，外壳进水量不致达有害程度

表2外壳防水等级

需要特别说明的是，IP后的第二位特征数字6及6以下，随着数字的变大，试验是逐渐变严的，也就是说，标识为IPX6的LED显示屏，同时可通过IPX5、IPX4、IPX3、IPX2、IPX1、IPX0的试验。IP后的第二位特征数字7或8的试验，与6及6以下的试验类型是两种，也就是说，标识为IPX7或者标识为IPX8，不代表同时符合IPX6、IPX5要求，同时符合IPX7、IPX6要求的LED显示屏，可以标识为IPX7/IPX6。从技术难度来说，IPX3、IPX2、IPX1、IPX0的设计比较简单，本文不做探讨；从实际应用角度出发，IPX8在LED显示屏行业非常少见，本文也不做探讨。

一、标识为IPX5的LED显示屏设计

LED显示屏，与汽车的使用环境类似。因此，系统研究汽车的防水功能实现过程，从中借鉴防水技术，能使室外LED显示屏的防水可靠性大大提升。本文从汽车车门结构的设计特点、密封材料的特点以及密封材料的接触受压特征三方面进行分析提炼，从而得到可以借鉴的防水技术。

1、汽车车门结构的设计特点

汽车车门的结构设计如图1所示。从图中可以看到，其设计特点是除了有密封条之外，还设计有导雨槽和排水孔。如此设计可实现防水以及排水功能。

图1 车门的结构设计

（1．门外护板，2．窗台外密封条，3．导雨槽，4．门框密封条，5．车门玻璃，6．车门内开启把手，7．防水帘，8．门内护板，9．回水孔，10．胶条，11．排水孔）

1.1 防水设计特点

防水的主要部位是车窗和车门。对于车窗，其防雨设计采用两道密封结构（如图1中（2）），第1道密封条可将雨水挡在车门玻璃的外侧，小部分渗入的雨水被第2道密封条挡住，并从两道密封条间的间隙流出；对于车门，其防水也是两道防水结构，一是车门外延要比门框大，关闭时可实现挡雨（如图2所示），而门框的设计一般是实行曲线设计（如图3所示），在防雨中曲线设计可起到导流作用，二是车门与门框之间有橡胶密封圈（如图2和图3），关门时密封圈可形成第二道防水，车门的防水结构设计可将大部分雨水挡在车身外侧，而有雨水从车门顶部和车门外延流进车门时，由于重力作用大部分也会顺着导流槽向车身外侧流动，而小部分渗入的雨水被第2道密封条挡住。

图2

图3 车门的密封、排水设计

1.2 排水设计特点

来自车顶的雨水，部分被导雨槽疏导到车门的前、后部位流到地上；部分漫过导雨槽被导雨槽堵在门外，连同打在门玻璃的雨水顺车门玻璃下流；即使有部分水从车门和导雨槽中间流下去，也会被车门和与之紧压着的门框密封条堵在车外流到地上。顺车门玻璃下流的水绝大部分被窗台外密封条堵住，顺车门外护板流到地上；小部分水流进车门腔内通过车门下面的排水孔排到地面上；因门内板上有很多孔，为了确保流进门腔的水不进入车内，在门内板上又粘贴了一层防水帘，进人门内护板的水被防水帘挡在门与防水帘之间，然后通过门内板上的回水孔回流到门腔内，再从车门下面的排水孔流到地上（如图4所示）。

图4 车门的排水示意图

LED显示屏的防水结构，采取疏堵结合的方式，防水更加可靠。艾比森的室外LED显示屏，充分借鉴了上述防水结构原理。

2、车门密封材料的特点

2.1 密封材料的结构特点

在各种车用密封材料的形状结构中，中空的泡管结构是最佳选择（如图5），因为这种结构在压力作用下能产生较大的变形及吸收冲击能量，抗变形力小，当压力撤出时能及时释放能量恢复原形。泡管结构的好坏主要取决于空腔的数量、泡管形状、泡管壁厚、泡管高度、泡管位置等因素。

图5 中空密封条图例

2.2 密封材料的材质特点

车用的密封材料主要有这几种（如图6所示）：单一胶种密封材料、二复合胶种密封材料(如密实橡胶与密实或海绵橡胶的复合)、三复合材料(如密实橡胶、海绵橡胶和钢或尼龙骨架的复合)以及四复合材料(如密实橡胶、海绵橡胶和钢或尼龙骨架、植绒四种材料的复合)。目前车门密封材料以复合型密封胶为主，其中又以含EPDM橡胶的复合材料为主。

图6 密封条类别

其中:(a)(b)单元橡胶密封条；(C)二元橡胶密封条；(d)三元橡胶密封条

序号	项目	名称
序号	项目	PVC（聚氯乙烯）	天然橡胶（丁苯橡胶）	EPDM（三元乙丙合成橡胶）	热塑性单性体
1	强度（邵氏A）	≥40	50～90	≥20	20～90
2	拉伸强度（MPa）	≥7	≥7	≥7	≥7
3	扯断伸长率（%）	≥150	≥150	≥250	≥250
4	压缩永久变形（%）	≤75	≤75	≤50	≤40
5	耐高低温（℃）	-20～120	-35～160	-40～180	-50～180
6	抗紫外线	不	一般	一般	较好
7	耐臭氧性	有龟裂	无异常	无异常	无异常
8	热空气老化硬度变化（%）拉伸变化（%）强度变化（%）	≤10 ≤-40 ≤-30	≤10 ≤-35 ≤-25	≤10 ≤-35 ≤-25	≤10 ≤-35 ≤-25
9	撕裂强度（kN/m）	≥10	≥15	≥15	≥15
10	使用寿命（年）	3～5	3～5	7～10	7～10