Контроль герметичности AR-очков: газовая схема, оснастка и последовательность испытания.
Применяют следующий подход к проверке водозащиты очков дополненной реальности. AR-очки относятся к носимым электронным устройствам. Обычно они состоят из трёх частей: оптического модуля, основного электронного блока и внешней оправы. Для формирования изображения выделены три подхода: призма, оптическая поверхность свободной формы и оптический волновод.
Рисунок 1-1 — призменная схема; пример — Google Glass. Рисунок 1-2 — схема с поверхностью свободной формы; пример — Epson BT300. Рисунок 1-3 — оптический волновод; пример — Microsoft HoloLens. призменная схема относительно проста по сравнению с двумя другими.
Основной блок AR-очков включает датчики, микрофоны, динамики, аккумуляторы и другие электронные компоненты. Внешняя конструкция может сочетаться с обычной оправой, шлемом и дополнительными принадлежностями. В описанной производственной схеме проверку водозащиты проводят для основного блока: попадание воды может повредить электронику и изделие. Риск повреждения и травмы оценивают с учётом конструкции и условий эксплуатации.
Контроль до и после окончательной сборки
Метод проверки основного блока зависит от стадии сборки. В данном варианте различают контроль полуфабриката и готового изделия. Рисунок 1-4 показывает состав системы проверки водозащиты.
В обоих случаях применяют дифференциальный прибор HC-Leaklab производства Hirays, испытательную оснастку и форму для фиксации изделия. В испытательной системе применяется HC-Leaklab. После инструментального контроля проводят испытание водой. Сопоставляя показания прибора с результатами воздействия воды, корректируют параметры оценки и устанавливают границу годных изделий.
Прибор на рисунке 1-5 обозначен HE. Для пневматического контроля описана комплектация с HC-Leaklab; точное исполнение выбирают по составу системы.
Давление и последовательность операций
В данном варианте названы IPX7 и IPX8 и указано испытательное давление 10–30 кПа. Для полуфабриката перечислены четыре операции: подача воздуха, стабилизация давления, измерение и сброс давления. Они показаны на рисунке 1-6.
Для готового изделия перечислены шесть операций: предварительная подача воздуха, этап перераспределения давления при соединении объёмов, подача воздуха, стабилизация давления, измерение и сброс давления. Они показаны на рисунке 1-7. На графике этот этап обозначен китайским «分压» и сопровождается уравнением расширения газа из объёма V₁ в суммарный объём V₁ + V₂. Это перераспределение давления при соединении объёмов; обозначение «partial pressure» не означает измерение парциального давления компонента газовой смеси.
Hirays завершает материал предложением разработки испытательного оборудования под задачи заказчика.
Технические пояснения
Для рассматриваемого инструментального контроля применяется давление 10–30 кПа. Это параметр конкретного испытания; он не задаёт универсальное требование IPX7 или IPX8. Условия погружения, выдержку и допустимую утечку устанавливают в методике. Порог браковки обосновывают для конструкции изделия сопоставительными испытаниями.
Оборудование и принцип работы
Принцип работы
Рисунок 1-1: «微型投影仪» — миниатюрный проектор; «棱镜» — призма; нижняя фраза поясняет, что схема состоит из миниатюрного проектора и призмы. Водяной знак «知乎» обозначает площадку Zhihu.
Рисунок 1-4: «防水检测系统的组成» — состав системы проверки водозащиты. Различимые подписи показывают воздушный компрессор, ресивер, рефрижераторный осушитель, адсорбционный осушитель, фильтры, дифференциальный прибор контроля герметичности и испытательную оснастку. «AC220V±15%, 50Hz» — питание переменным напряжением 220 В ±15 %, частота 50 Гц; «25PIN I/O连接线» — соединительный кабель входов/выходов с 25 контактами; «Φ4测试管» — испытательная трубка диаметром 4 мм. Мелкие дополнительные выноски в изображении неразборчивы и не использованы для выбора компонентов.
Рисунок 1-6: вертикальная ось «压力» — давление; горизонтальная ось «时间» — время. Участки: «充气» — подача воздуха; «稳压» — стабилизация давления; «测试» — измерение; «放气» — сброс давления. «测试压力» — испытательное давление. «ΔP:泄漏值» — изменение давления ΔP, используемое как показатель утечки. Само ΔP имеет размерность давления; объёмный расход по одному этому обозначению не определяется.
Рисунок 1-7: «预充气» — предварительная подача воздуха; «分压» — перераспределение давления при соединении объёмов; далее подача воздуха, стабилизация, измерение и сброс. Оси — давление и время; ΔP — изменение давления за этап измерения. P₁ и P₂ обозначают давления до и после соединения объёмов.
Уравнения на рисунке: P₁V₁ = P₂(V₁ + V₂); P₁/P₂ = (V₁ + V₂)/V₁; V₂ = (P₁/P₂)V₁ − V₁. Это форма соотношения для изотермического перераспределения газа. Для физически корректного расчёта давления должны быть абсолютными; необходимы известный исходный объём и условия начального состояния второго объёма. Рисунок не задаёт числовые значения P₁, P₂, V₁ и V₂ и не позволяет рассчитать конкретный объём изделия.