摘要：Thermochron? (DS1922L、DS1922T、DS1921G)和Hygrochron? (DS1923) iButton?數(shù)據(jù)記錄器可理想用于多個領(lǐng)域。由于具有不銹鋼外殼，這些器件尤其適合用于惡劣環(huán)境。但是，實際應(yīng)用中還須注意避免將器件暴露在額定保護(hù)等級以上的環(huán)境中。本應(yīng)用筆記給出了 IP (進(jìn)入防護(hù))等級的相關(guān)定義和說明。提供了Thermochron和Hygrochron iButton的IP56 (防塵、防水濺射)認(rèn)證，但這些器件不能長時間淹沒在水中。對于需要長期在水中使用的場合，必須使用防水套，例如DS9107 iButton套。

什么是IP等級？

IP是“Ingress Protection”的首字母縮寫，即防止物體侵入設(shè)備外殼的能力。IP等級在IEC標(biāo)準(zhǔn)60529中進(jìn)行了定義，由國際電工委員會制定。IEC 60529將外殼定義為：保護(hù)設(shè)備不受外界影響，在任何方向提供直接接觸保護(hù)的部件。1

IEC 60529規(guī)范沒有包括抗腐蝕能力、結(jié)構(gòu)要求以及結(jié)冰、冷卻等因素。NEMA 250產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(由美國國家電器制造商協(xié)會制定)對這些因素及其它方面作出了規(guī)定。IP等級的范圍更有限，可以作為NEMA等級的補(bǔ)充，但不能替代它。因此，需要謹(jǐn)慎對待互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布的有關(guān)IP/NEMA的引用信息。關(guān)于NEMA出版物的信息，請參考A Brief Comparison of NEMA 250—Enclosures for Electrical Equipment (1000 Volts Maximum) and IEC 60529—Degrees of Protection Provided by Enclosures (IP Code)。2

IP等級的格式為“IP”和后續(xù)的兩位數(shù)字。第一位數(shù)字表示對固體(如灰塵)的防護(hù)等級，第二位數(shù)字表示防水等級。圖1給出了IP格式，并以IP56作為實例。


圖1. IP等級的格式

iButton數(shù)據(jù)記錄器外殼

iButton數(shù)據(jù)記錄器，包括Thermochron溫度記錄器和Hygrochron溫度與相對濕度記錄器，在小型化和可靠性方面具有極大優(yōu)勢。各數(shù)據(jù)記錄器采用單觸點1-Wire?通信協(xié)議，堅固而且設(shè)計簡單，iButton的不銹鋼鎧裝經(jīng)久耐用，并有承受一定的固體和液體浸入。但了解這種外殼的局限性對于保證iButton在應(yīng)用中的可靠工作非常重要。

DS1921G、DS1922L、DS1922T、DS1923的IP56認(rèn)證

盡管iButton可以防水，但卻不可長時間浸入水中。一個獨立實驗室3對幾種數(shù)據(jù)記錄器的IP56等級進(jìn)行認(rèn)證測試：DS1921G (2kB存儲器，±1°C精度，-40°C至85°C)；DS1922L (8kB存儲器，±0.5°C精度，-40°C至85°C)； DS1922T (8kB存儲器，±0.5°C精度，0°C至125°C)和DS1923 (8kB存儲器，±0.5°C/5%RH精度，-20°C至85°C)。

Thermochron DS1921G、DS1922L和DS1922T生產(chǎn)時的初始密封等級達(dá)到了IP56，按照圖1，IP56可以理解為“防塵”和“防水濺射”保護(hù)。但隨著使用時間的增長，老化和使用條件會降低密封性。因此，對于完全浸入到液體或類似環(huán)境的應(yīng)用，建議將Thermochron器件放入DS9107 iButton套內(nèi)。

DS1923 Hygrochron記錄濕度，因此它不能置于防水容器中，這將影響其數(shù)據(jù)測試。在考慮安裝Hygrochron時應(yīng)將其置于空氣中，不能與水直接接觸，建議采用防護(hù)罩。

盡管DS1921H和DS1921Z并未正式進(jìn)行IP56測試，由于它們采用與DS1921G相同的方式組裝，具有類似的性能。

DS9107自身通過IP68認(rèn)證

值得注意的是：不建議將數(shù)據(jù)記錄器浸入任何液體中。如果應(yīng)用需要將其浸入液體中，需要將該器件放置在防水容器中。合適的防水容器是通過IP68認(rèn)證的DS9107 (iButton套) (圖2)。IP68擴(kuò)充了浸沒于一定壓力下的規(guī)范。DS9107的IP68等級定義為100英尺(30.5米)水下等效壓力，持續(xù)時間24小時(表1)。


圖2. DS9107 iButton套

IP68將可以“長期”在一定壓力下浸入液體的外殼進(jìn)行分級，并針對不同的外殼特性提供了附加的規(guī)范定義。Maxim已經(jīng)完成了DS9107的IP68認(rèn)證，具有以下特性：

1. 使用壓力容器模擬100英尺(30.5米)水下壓力，24小時未發(fā)現(xiàn)滲漏
2. 使用壓力容器模擬可樂、酒和海水液體100英尺(30.5米)下的壓力，24小時未發(fā)現(xiàn)滲漏或腐蝕
3. -40°C至85°C溫度循環(huán)1000次，使用壓力容器模擬100英尺(30.5米)水下壓力，未發(fā)現(xiàn)滲漏

Maxim從供應(yīng)商收到外殼時，都對其進(jìn)行漏氣測試，以確認(rèn)DS9107的滲漏保護(hù)能力。

表1. DS9107自身的IP68認(rèn)證結(jié)果

Temperature Cycle
Description	Date Code	Condition (°C)	Readpoint	Qty	Fails
Temp Cycle	0618	-40 to 85	1000 cys	77	0
?	?	-40 to 85	1000 cys	77	0
?	?	-40 to 85	1000 cys	77	0
?	?	?	Total:	?	0
Unbiased Moisture Resistance
Description	Date Code	Condition	Readpoint	Qty	Fails
Moisture Cycling	0618	+121°C, 2atm4 steam, unbiased	100 cys	80	0
?	?	+121°C, 2atm steam, unbiased	100 cys	80	0
?	?	+121°C, 2atm steam, unbiased	100 cys	80	0
Liquid Submersion—Water	0618	100ft (30.5m) pressure, +25°C	24 hrs	77	0
?	?	100ft. (30.5m) pressure, +25°C	24 hrs	77	0
?	?	100ft. (30.5m) pressure, +25°C	24 hrs	77	0
Liquid Submersion—Wine	0618	100ft. (30.5m) pressure, +25°C	24 hrs	22	0
?	?	100ft. (30.5m) pressure, +25°C	24 hrs	22	0
?	?	100ft. (30.5m) pressure, +25°C	24 hrs	22	0
Liquid Submersion—Cola	0618	100ft. (30.5m) pressure, +25°C	24 hrs	22	0
?	?	100ft. (30.5m) pressure, +25°C	24 hrs	22	0
?	?	100ft. (30.5m) pressure, +25°C	24 hrs	22	0
Liquid Submersion—Salt Water	0618	100ft. (30.5m) pressure, +25°C	24 hrs	22	0
?	?	100ft. (30.5m) pressure, +25°C	24 hrs	22	0
?	?	100ft. (30.5m) pressure, +25°C	24 hrs	22	0
?	?	?	Total:	?	0

參考文獻(xiàn)：
1IEC 60529標(biāo)準(zhǔn)引用：A Brief Comparison of NEMA 250—Enclosures for Electrical Equipment (1000 Volts Maximum) and IEC 60529—Degrees of Protection Provided by Enclosures (IP Code)，2002年由NEMA出版發(fā)行。如需下載文件，請參考注釋2。可通過以下網(wǎng)站購買IEC 60529標(biāo)準(zhǔn)： http://www.techstreet.com/cgi-bin/detail?product_id=861222.

2可從以下網(wǎng)站獲得NEMA 250和IEC 60529標(biāo)準(zhǔn)比較的信息：http://www.nema.org/stds/whitepapers/upload/BriefComparison-250-60529.pdf

3可通過以下網(wǎng)站獲得iButton數(shù)據(jù)記錄器的IP56認(rèn)證資料： http://www.maxim-ic.com/products/ibutton/images/ip56_loggers_cert.pdf

點擊這里可以查詢所有iButton和iButton附件的認(rèn)證資料。

4有關(guān)壓力測量、測量單位、水相圖的詳細(xì)信息，請查詢：Stephen R. Turns的Thermal-Fluid Sciences, An Integrated Approach, 第2章， "Thermodynamic Properties, Property Relationships, and Processes." 訪問以下網(wǎng)站：http://www.cambridge.org/us/engineering/turns/assets/0521850436c02_p046-171.pdf。

1-Wire是Maxim Integrated Products, Inc.的注冊商標(biāo)。
iButton是Maxim Integrated Products, Inc.的注冊商標(biāo)。
Hygrochron是Maxim Integrated Products, Inc.的商標(biāo)。
Thermochron是Maxim Integrated Products, Inc.的注冊商標(biāo)。