傳感器探頭的銅加速試驗壽命測試是通過模擬加速腐蝕環境，評估探頭在腐蝕性介質中的耐久性和可靠性的重要手段。以下從試驗目的、方法、評估指標及注意事項等方面詳細說明：

一、試驗目的

1. 加速腐蝕模擬：通過銅加速乙酸鹽霧試驗（CASS 試驗）等方法，模擬傳感器探頭在高濕度、鹽霧、工業污染物等惡劣環境中的腐蝕過程，縮短實際壽命驗證周期。

2. 可靠性評估：檢測探頭材料（如金屬外殼、引腳、內部結構）的抗腐蝕能力，評估腐蝕對探頭機械性能、電氣性能、測量精度的影響。

3. 優化設計：為探頭材料選型（如不銹鋼、鍍層工藝）、結構設計（如密封性能）提供數據支持，提升產品在目標環境中的使用壽命。

二、試驗方法：銅加速乙酸鹽霧試驗（CASS 試驗）

1. 標準依據

• 國際標準：ASTM B368、ISO 9227

• 國內標準：GB/T 10125-2021《人造氣氛腐蝕試驗 鹽霧試驗》、GB/T 12967.3（鋁及鋁合金相關）

2. 試驗設備

• 鹽霧試驗箱：具備溫度控制（50℃±2℃）、鹽霧沉降率調節（1~2mL/80cm2/h）、噴霧均勻性控制功能。

• 溶液配制：

• 成分：氯化鈉（50g/L）+ 乙酸（0.5% 體積比）+ 氯化銅（0.26g/L±0.02g/L），用去離子水配制。

• pH 值：調節至 3.1~3.3（25℃）。

3. 試樣準備

• 樣品要求：

• 選取完整傳感器探頭，包含外殼、引腳、密封件等關鍵部件。

• 表面清潔：去除油污、氧化膜（避免影響腐蝕一致性），但不破壞原有防護層（如鍍層、涂層）。

• 安裝方式：

• 探頭垂直或按實際使用角度放置，確保鹽霧均勻接觸待測表面，避免遮擋。

4. 試驗條件

• 溫度：50℃±2℃（加速腐蝕反應）。

• 噴霧周期：連續噴霧（非循環式），試驗周期通常為24h、48h、96h、144h或更長，根據產品使用環境的嚴苛程度選擇。

• 鹽霧沉降率：1~2mL/80cm2/h（收集至少 2 個容器，取平均值）。

5. 過程監測

• 定期檢查試驗箱溫度、濕度、噴霧壓力，確保參數穩定。

• 記錄試樣初始狀態（如外觀、電氣參數），避免中途開箱干擾腐蝕過程（特殊需求除外）。

三、壽命評估指標

1. 外觀與機械性能

• 腐蝕程度：

• 觀察外殼、引腳是否出現銹跡、腐蝕坑、鍍層剝落、裂紋等，按 GB/T 6461 標準評級（如腐蝕等級 Ri=0~10，數值越大腐蝕越輕）。

• 密封部位是否因腐蝕導致變形、開裂，影響防水防塵性能（如 IP 等級下降）。

• 機械強度：

• 對探頭進行振動、沖擊測試（可選），評估腐蝕后結構穩定性（如引腳松動、外殼斷裂風險）。

2. 電氣性能

• 接觸電阻：測量引腳或內部線路的電阻變化，若阻值顯著增大（如超過初始值的 20%），可能因腐蝕導致接觸不良。

• 絕緣電阻：測試引腳與外殼、內部元件之間的絕緣性，絕緣下降可能引發短路或信號干擾。

• 功能測試：

• 模擬實際工作條件，測試探頭的測量精度、響應時間、重復性等指標（如溫度傳感器的測溫偏差是否超出允許范圍）。

3. 微觀分析（可選）

• 金相顯微鏡：觀察金屬基體的腐蝕深度、晶間腐蝕程度，判斷材料是否因腐蝕導致強度下降。

• 能譜分析（EDS）：檢測腐蝕產物成分，分析腐蝕機理（如是否為電化學腐蝕、縫隙腐蝕）。

4. 壽命預測模型

• 加速因子計算：根據阿倫尼烏斯方程（Arrhenius equation），推導試驗條件與實際環境的腐蝕速率關系，外推實際壽命。

• 公式：
  （$E_a$為腐蝕反應活化能，$k$為玻爾茲曼常數，$T$為絕對溫度）。

• 威布爾分析：通過多組試樣的失效時間數據，擬合威布爾分布曲線，預測指定可靠度下的壽命（如 B10 壽命：10% 試樣失效的時間）。

四、注意事項

1. 試驗局限性：

• CASS 試驗主要模擬鹽霧 + 酸性環境，需結合實際應用場景（如化工腐蝕、高溫高濕）補充其他試驗（如二氧化硫腐蝕、濕熱老化）。

2. 對照樣品：

• 建議設置未腐蝕的空白對照組，對比性能變化以排除其他干擾因素（如試驗箱污染）。

3. 數據記錄：

• 詳細記錄試驗起止時間、參數波動、試樣狀態變化，確保結果可追溯。

4. 標準差異：

• 不同行業（如汽車、工業自動化）對傳感器探頭的腐蝕等級要求不同，需提前明確驗收標準（如允許的最大腐蝕面積、性能衰減閾值）。

五、應用場景

• 汽車傳感器：評估發動機艙內探頭（如溫度、壓力傳感器）在鹽霧、油污環境中的壽命。

• 工業自動化：檢測化工、海洋環境中使用的探頭抗腐蝕能力。

• 消費電子：驗證戶外設備（如氣象傳感器）的耐久性。

通過銅加速試驗，可系統性評估傳感器探頭的耐腐蝕可靠性，為產品設計、質量控制和使用壽命承諾提供科學依據。