IPxx 防水防塵設計再申述

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在進入IPxx防水防塵的介紹以前，先跟大家回顧一下3C機構設計爸在前面文章中所分享的"防爆"設計是兩種不同的設計要求。如果一定想把IPxx和防爆的規格要求做比較，3C機構設計爸會認為"防爆"規格會比IPxx的要求來得嚴格，因為"防爆"不只是氣密性的要求，還有外殼靜電及電器功能所帶來安全性的影響，甚至材料溫度的要求。這些在前面的分享中都有被提到過的。

IP代碼解釋

IP（國際防護標準）是一個由DIN VDE 0470和DIN 40 050定義的術語。這些標準給出了在額定電壓不超過72.5KV時電器設備外殼的防護等級分類。具體內容如下：

1、人身保護。

2、電器設備的保護，防止固態物質包括粉塵的進入。

3、電器設備的保護，防止水對設備造成的損害。

一個IP代碼由字母“IP”和兩個數字組成。第一個數字是0～6，第二個數字是0～9或者9K：

IP67：在15厘米到1米深的水中浸泡30分鐘，能夠防止水的進入。

IP68：在供應商規定的條件下，持續浸沒在水中，能夠防止水的進入。

IP69K：能夠承受EN 60529和DIN 40050-9中定義的熱蒸氣沖刷測試。這能夠提供水壓在100 bar(1450 psi)，溫度80ºC的防護。壓力直接應用在傳感器上，以30度的角度遞進（0，30，60和90度），在每個角度持續30秒，共120秒（2分鐘），能夠防止水的進入。

這些IP防護等級往往沒有被正確的理解，或者被錯誤的進行了應用。例如，許多用戶認為IP67或者IP68防護等級允許將設備至於水中在規定時間之內的同時，能夠正常的工作。事實並非如此，這些防護等級只能保證當設備從水中取出之後，仍然能夠正常的運行。

另外一個可能的誤解是，滿足IP69K意味著自動滿足IP67和IP68。其實，IP69K只能夠防護沖刷壓力，並不適用於浸沒在水中的應用。因此，IP69K防護等級往往被用於經常清洗沖刷的應用中，例如釀酒廠，洗車廠和食品飲料廠中，但是並不適合被用於設備完全浸沒在水中的場合。

回到IPxx，IPxx代表的意思及規格內容到底是什麼呢？ 以下是基本介紹

左邊的x，代表防粉塵的規格

1 代表直徑50mm 以上之固體物（例如手等）不會侵入到內部

2 代表直徑12.5mm以上之固體（例如手指頭等）不會侵入到內部

3 代表直徑2.5mm 以上之電纜線及固體物不會侵入到內部

4 代表直徑1mm 以上之電纜線及固體物不會侵入到內部

5 代表不會影響機器正常動作及安全的粉塵量侵入

6 代表粉塵不會侵入內部

在粉塵測試中，有些客戶稱之為dust lint test，也就是在測試過程中會參雜著一些細的棉絮，在測試實驗室中飄移，基本上是機器系統在開機後，機器系統會因為散熱所造成的空氣對流之空氣入口、以及空氣出口，那麼這個空氣流動的狀況，就會把粉塵、棉絮帶到機器系統中，對機器系統中的零件就會造成影響，甚至影響功能。

另外，市面上也有IPx0的粉塵測試棒(探頭)，相當於在半導體業界的無塵室設備中所使用的Particle counter是類似的設備。

0 代表沒有保護。對水的浸入沒有保護，沒有試瞼。

1 代表對水滴的保護。對垂直滴下的水滴不會受到有害的影響。用滴水實驗裝置垂直滴下10分鐘。

2 代表對水滴的保護。對垂直到15°以內的水滴不會受到有害的影響。用滴水實驗裝置將受測物傾斜15°灑水10分鐘 (各方向2.5分)

3代表對灑水的保護。對垂直到60°以內的溫水不會受到有害的影響。依附圖的測試裝置由垂直方向的兩側60° 為止的角度灑水10 分鐘。

4代表對飛沫的保護。不受任何方向來的水飛沬影響而產生損害。如附圖的測試裝置測試10 分鐘。

5代表對噴流水的保護。不受任何方向來的水直接噴灑而產生損害。如附圖的測試裝置由所有方向來之外被表面積1m2、1 分鐘總計至少3分鐘以上灑水。

6代表對暴噴流的保護。不受任何方向強的水直接噴流也不會浸入。如附圖的測試裝置由所有方向來之外被表面積1m2，1 分鐘總計至少3分鐘以上灑水。

7代表對在水中浸漬的保護。在規定的壓力，時問下沉沒在水中，水也不會浸入水深1m（機器的高度850mm）沉沒30 分鐘。

8代表對沈沒在水中的保護。常時間沉沒在水中仍可以使用。依廠牌及機器使用者來決定。

9代表高溫高壓水柱沖刷，設備可在製造商指定的條件下承受近 距離的高溫高壓水柱沖擊。細部條件可參考連結。

在日本市場，甚至有用到第3個x (例如 IPxxx)，第3個x代表防油的規格，甚至第4個x (例如 IPxxxx)，各位可以參考附檔的說明。在IPxx的規格市場中幾乎不會用到第3個x及第4個x，所以今天的分享就省略掉第3個x和第4個x。

關於防水的設計技巧將在未來的分享中介紹。

資料檔案分享: https://drive.google.com/file/d/10pAU_EJ_wW7JO6XXBWvo8x4yt9DI03cP/view?usp=share_link

參考文獻:

2. IEC60529_2001 防水說明

3. IPX9K Ingress ProtectionTest - YouTube

4. Penta IPC passing the IP69k test - YouTube

5. IP69K Waterproof testing - YouTube

6. Norka IP69K test - YouTube

7. OTTO 500 IP Water Test - YouTube

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