iButton数据记录器和iButton套的IP (进入防护

摘要：Thermochron® (DS1922L、DS1922T、DS1921G)和Hygrochron™ (DS1923) iButton®数据记录器可理想用于多个领域。由于具有不锈钢外壳，这些器件尤其适合用于恶劣环境。但是，实际应用中还须注意避免将器件暴露在额定保护等级以上的环境中。本应用笔记给出了 IP (进入防护)等级的相关定义和说明。提供了Thermochron和Hygrochron iButton的IP56 (防尘、防水溅射)认证，但这些器件不能长时间淹没在水中。对于需要长期在水中使用的场合，必须使用防水套，例如DS9107 iButton套。

什么是IP等级？IP是“Ingress ProtecTIon”的首字母缩写，即防止物体侵入设备外壳的能力。IP等级在IEC标准60529中进行了定义，由国际电工委员会制定。IEC 60529将外壳定义为：保护设备不受外界影响，在任何方向提供直接接触保护的部件。¹

IEC 60529规范没有包括抗腐蚀能力、结构要求以及结冰、冷却等因素。NEMA 250产品标准(由美国国家电器制造商协会制定)对这些因素及其它方面作出了规定。IP等级的范围更有限，可以作为NEMA等级的补充，但不能替代它。因此，需要谨慎对待互联网发布的有关IP/NEMA的引用信息。关于NEMA出版物的信息，请参考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等级的格式为“IP”和后续的两位数字。第一位数字表示对固体(如灰尘)的防护等级，第二位数字表示防水等级。图1给出了IP格式，并以IP56作为实例。


图1. IP等级的格式

iButton数据记录器外壳iButton数据记录器，包括Thermochron温度记录器和Hygrochron温度与相对湿度记录器，在小型化和可靠性方面具有极大优势。各数据记录器采用单触点1-Wire®通信协议，坚固而且设计简单，iButton的不锈钢铠装经久耐用，并有承受一定的固体和液体浸入。但了解这种外壳的局限性对于保证iButton在应用中的可靠工作非常重要。

DS1921G、DS1922L、DS1922T、DS1923的IP56认证尽管iButton可以防水，但却不可长时间浸入水中。一个独立实验室³对几种数据记录器的IP56等级进行认证测试：DS1921G (2kB存储器，±1°C精度，-40°C至85°C)；DS1922L (8kB存储器，±0.5°C精度，-40°C至85°C)； DS1922T (8kB存储器，±0.5°C精度，0°C至125°C)和DS1923 (8kB存储器，±0.5°C/5%RH精度，-20°C至85°C)。

Thermochron DS1921G、DS1922L和DS1922T生产时的初始密封等级达到了IP56，按照图1，IP56可以理解为“防尘”和“防水溅射”保护。但随着使用时间的增长，老化和使用条件会降低密封性。因此，对于完全浸入到液体或类似环境的应用，建议将Thermochron器件放入DS9107 iButton套内。

DS1923 Hygrochron记录湿度，因此它不能置于防水容器中，这将影响其数据测试。在考虑安装Hygrochron时应将其置于空气中，不能与水直接接触，建议采用防护罩。

尽管DS1921H和DS1921Z并未正式进行IP56测试，由于它们采用与DS1921G相同的方式组装，具有类似的性能。

DS9107自身通过IP68认证值得注意的是：不建议将数据记录器浸入任何液体中。如果应用需要将其浸入液体中，需要将该器件放置在防水容器中。合适的防水容器是通过IP68认证的DS9107 (iButton套) (图2)。IP68扩充了浸没于一定压力下的规范。DS9107的IP68等级定义为100英尺(30.5米)水下等效压力，持续时间24小时(表1)。


图2. DS9107 iButton套

IP68将可以“长期”在一定压力下浸入液体的外壳进行分级，并针对不同的外壳特性提供了附加的规范定义。Maxim已经完成了DS9107的IP68认证，具有以下特性：

1. 使用压力容器模拟100英尺(30.5米)水下压力，24小时未发现渗漏
2. 使用压力容器模拟可乐、酒和海水液体100英尺(30.5米)下的压力，24小时未发现渗漏或腐蚀
3. -40°C至85°C温度循环1000次，使用压力容器模拟100英尺(30.5米)水下压力，未发现渗漏

Maxim从供应商收到外壳时，都对其进行漏气测试，以确认DS9107的渗漏保护能力。

表1. DS9107自身的IP68认证结果 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
参考文献：
¹IEC 60529标准引用：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出版发行。如需下载文件，请参考注释2。可通过以下网站购买IEC 60529标准： http://www.techstreet.com/cgi-bin/detail?product_id=861222.

²可从以下网站获得NEMA 250和IEC 60529标准比较的信息：http://www.nema.org/stds/whitepapers/upload/BriefComparison-250-60529.pdf

³可通过以下网站获得iButton数据记录器的IP56认证资料： http://www.maxim-ic.com/products/ibutton/images/ip56_loggers_cert.pdf

点击这里可以查询所有iButton和iButton附件的认证资料。

4有关压力测量、测量单位、水相图的详细信息，请查询：Stephen R. Turns的Thermal-Fluid Sciences, An Integrated Approach, 第2章， "Thermodynamic Properties, Property Relationships, and Processes." 访问以下网站：http://www.cambridge.org/us/engineering/turns/assets/0521850436c02_p046-171.pdf。

1-Wire是Maxim Integrated Products, Inc.的注册商标。
iButton是Maxim Integrated Products, Inc.的注册商标。
Hygrochron是Maxim Integrated Products, Inc.的商标。
Thermochron是Maxim Integrated Products, Inc.的注册商标。