一, Giá trị cốt lõi của thiết kế chống sương mù: loại bỏ nhiễu quang học và đảm bảo dữ liệu theo thời gian thực
1. Tác động trực tiếp của sương mù đến hiệu suất hiển thị LCD
Nguyên lý hiển thị của LCD dựa vào sự xoắn của các phân tử tinh thể lỏng dưới tác dụng của điện trường để điều khiển luồng ánh sáng. Khi độ ẩm môi trường quá cao hoặc nhiệt độ thay đổi đột ngột, hơi nước trong không khí dễ bị ngưng tụ thành sương trên bề mặt LCD, dẫn đến các vấn đề sau:
Hiệu ứng tán xạ ánh sáng: Những giọt sương đóng vai trò như những thấu kính cực nhỏ, tán xạ ánh sáng tới và làm giảm độ truyền qua. Ví dụ, trong mùa mưa, màn hình LCD của máy đo mức bể chứa trong một doanh nghiệp hóa dầu bị mờ, khiến người vận hành hiểu sai dữ liệu mức và dẫn đến tai nạn tràn.
Giảm độ tương phản: Sương mù tạo thành lớp phản chiếu khuếch tán trên bề mặt màn hình LCD, làm suy yếu độ tương phản của nền đen và văn bản màu trắng. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy khi giá trị khói mù tăng từ 0% lên 5%, độ tương phản của LCD có thể giảm hơn 30%.
Lỗi cảm ứng: Trong màn hình LCD cảm ứng điện dung, sương mù có thể thay đổi hằng số điện môi của môi trường, gây ra sự dịch chuyển điểm tiếp xúc. Một đồng hồ thông minh nhất định đã được thử nghiệm trong môi trường có độ ẩm 85% và tốc độ kích hoạt lỗi cảm ứng tăng gấp 4 lần so với môi trường khô ráo.
2. Nguyên nhân sương mù và các trường hợp điển hình trong các kịch bản công nghiệp
Thay đổi nghiêm trọng về nhiệt độ và độ ẩm: Màn hình LCD của hệ thống giám sát lò cao trong một nhà máy thép nào đó nằm ở điểm giao nhau của dây chuyền sản xuất nhiệt độ cao{0}}và phòng điều khiển điều hòa không khí, có nhiệt độ chênh lệch giữa ngày và đêm là 20 độ, dẫn đến nhiệt độ vỏ thấp hơn điểm sương, cần phải lau sương thủ công ba lần một ngày.
Quá trình tạo sương mù: Trong quá trình phủ pin lithium, dung môi bay hơi để tạo thành các giọt có kích thước micromet, bám vào bề mặt của màn hình LCD của máy dò độ dày liền kề, làm tăng sai số đo lên ± 5 μ m.
Ngưng tụ sương dầu: Sự kết hợp giữa sương dầu cắt và hơi nước trong xưởng gia công tạo thành hiện tượng ngưng tụ dầu trên bề mặt màn hình LCD của máy công cụ CNC, ăn mòn lớp phủ và khiến độ truyền qua giảm 15% trong vòng sáu tháng.
3. Giải pháp hệ thống về công nghệ chống sương mù
Cách ly vật lý: Sử dụng công nghệ rèm không khí sạch áp suất dương, liên tục thổi không khí khô (điểm sương Nhỏ hơn hoặc bằng -40 độ) phía trước màn hình LCD để tạo thành một rào cản kín khí. Sau khi một nhà sản xuất thiết bị bán dẫn áp dụng công nghệ này, tỷ lệ hỏng LCD đã giảm 82%.
Material innovation: Using nano hydrophobic coating (contact angle>150 độ ) để tạo thành những giọt nước lăn hình cầu trên bề mặt. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng sau khi xử lý lớp phủ, thời gian tạo sương mù của LCD được kéo dài gấp 5 lần so với các mẫu chưa được xử lý trong môi trường 85 độ /85% RH.
Điều khiển nhiệt độ thông minh: Tích hợp bộ phận làm nóng PTC và cảm biến nhiệt độ, sử dụng thuật toán PID để điều khiển nhiệt độ bề mặt LCD duy trì cao hơn 2 độ so với điểm sương. Sau khi áp dụng sơ đồ này, vấn đề tạo sương mù ở nhiệt độ-thấp vào mùa đông đã được giải quyết hoàn toàn đối với hệ thống cường độ biến đổi năng lượng gió.
2, Ý nghĩa chiến lược của thiết kế chống bụi-: chặn đường ô nhiễm và kéo dài tuổi thọ thiết bị
1. Thiệt hại tổng hợp của bụi đối với LCD
Độ mài mòn cơ học: Khi đường kính của các hạt bụi kim loại lớn hơn 5 μm, bề mặt màn hình LCD sẽ hình thành các vết xước. Sau một năm hoạt động, mật độ vết xước bề mặt của một thiết bị giám sát an toàn mỏ than LCD nhất định đạt 12 vết xước/cm2, dẫn đến độ truyền qua giảm xuống 65% giá trị ban đầu.
Đoản mạch điện: Bụi dẫn điện (chẳng hạn như bột carbon) xâm nhập vào mạch điều khiển LCD có thể gây đoản mạch cục bộ. Máy quang phổ của một nhà máy in nào đó bị cháy IC điều khiển do bụi, dẫn đến chi phí bảo trì hàng năm tăng 230.000 nhân dân tệ.
Ô nhiễm quang học: Bụi bám trên bề mặt màn hình LCD tạo thành lớp ô nhiễm và cứ tăng độ dày 10 μm thì độ truyền qua giảm khoảng 1%. Sau khi sử dụng màn hình LCD của một máy đóng gói thực phẩm nào đó trong môi trường bột mì trong 3 tháng, điểm rõ ràng của màn hình giảm từ 92 điểm xuống 58 điểm.
2. Nguồn gốc và đặc điểm của bụi công nghiệp
Bụi quá trình: Bụi nguyên liệu (cỡ hạt 1-100 μm) trong sản xuất xi măng và bụi kim loại (cỡ hạt 0,1-10 μm) trong xưởng hàn có độ bám dính mạnh.
Bụi môi trường: Các hạt lơ lửng có đường kính khí động học nhỏ hơn 10 μm ở vùng sa mạc có thể xuyên qua các công trình bảo vệ thông thường. Sau một cơn bão cát, hệ thống giám sát LCD của một nhà máy quang điện nào đó có lượng bụi lắng đọng bên trong là 0,3g/m2.
Bụi ăn mòn: Khí hydro clorua phát ra từ các doanh nghiệp hóa chất kết hợp với hơi ẩm tạo thành sương mù axit clohydric, gây ăn mòn điện hóa đối với khung kim loại LCD. Tốc độ ăn mòn của khung LCD thiết bị trong một nhà máy hóa chất nhất định đạt 0,02mm/năm.
3. Hệ thống bảo vệ đa cấp cho công nghệ chống bụi
Niêm phong kết cấu: Áp dụng thiết kế khép kín hoàn toàn IP67, sử dụng vòng đệm cao su silicon và công nghệ hàn siêu âm để đảm bảo bụi không thể xâm nhập. Màn hình LCD của một hệ thống tín hiệu chuyển tuyến đường sắt nhất định đã được thử nghiệm và vận hành trong 240 giờ mà không gặp bất kỳ lỗi nào trong môi trường bụi với tốc độ gió 0,5m ³/h.
Lọc luồng không khí: Được trang bị-quạt siêu nhỏ và bộ lọc HEPA, tạo thành buồng bảo vệ áp suất dương. Sau khi áp dụng giải pháp này, nồng độ hạt bên trong màn hình LCD phòng sạch của công ty dược phẩm được kiểm soát theo tiêu chuẩn ISO Loại 5.
Lớp phủ tự làm sạch: Áp dụng lớp phủ nano siêu kỵ nước/siêu thấm nước (góc lăn<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.
