電子回路の耐圧特性について

質問

現在、研究において高圧環境(最大1MPa)における土の挙動を研究しているものです。
現在やりたいこととしては、圧力容器内にカメラを入れ三次元計測を行いたいと考えております。素人質問で恐縮ですが、ハウジングなどを使わずに直接カメラ固定し、計測することは可能でしょうか？
また、一般的に電子回路は圧力に対してどれぐらいの耐性があるものなのでしょうか？
よろしくお願いいたします。

回答No.1

ohkawa3 · ベストアンサー

＞一般的に電子回路は圧力に対してどれぐらいの耐性があるか？
一般の電子機器は、常圧で使うように設計されていて、圧力に対する仕様は設定されていません。
密閉・耐圧構造の製品（例えば、水深100mで使えるようなもの）の場合だけ、耐圧性能に対する仕様が表記されていると思います。
とはいっても、中途半端な気密構造を採用せずに、内外が通々の構造であれば、外気圧が相当広範囲に変化しても、気圧によって部品に加わる応力は大したことはないので、実力としては、相当大きな外気圧に耐える可能性があります。
その一方で電子機器は、土圧のような直接的な外力に耐えるような設計にはなっていませんので、仕様書から読み取ることは不可能であって、現物で実験的に確認するほか手段がなさそうに思います。
水気がない環境であれば、土圧を受ける外容器を設けさえすればよく、気密性能はなくても実用上OKなように思います。

回答No.4

lumiheart

問題は圧力ではなくて加圧速度、減圧速度でしょうかねぇ
https://www.padi.co.jp/scuba-diving/columns/dan-japan/4/
回答２さんのコンデンサの事例は
コンデンサの内圧と外圧の差でしょうね ＜よーするに差圧が８気圧以下

コンデンサは完全気密では無いので時間さえ掛ければ差圧は少なく出来るでしょう
人間が減圧症にならない減圧時間の計算事例は多いけれど
コンデンサが減圧症にならない減圧時間計算事例は見つからない

ゆっくり加圧して、ゆっくり減圧すればそれなりに
問題は
１０時間掛けて加圧すれば良いのか？
１００時間掛けて加圧すれば良いのか？
不明

お礼

なるほど圧力の変動速度も影響があるかもしれないとのことですね。その視点はありませんでした。
加圧速度は平均して5kPa/s程度なので、差圧はかなり大きくなりそうですね...
ご回答ありがとうございます。

回答No.3

TIGANS

光学系があるのであれば、ハウジングは必須ですよ。
レンズの間の空気の密度が大幅に変わるんですよね？
まあ映ればいいやくらいのラフならば充分だと思いますが。

最近ではMIPI-CSIその他などのカメラ伝送規格もあるので
沢山のカメラ周辺装置まで圧力容器内に入れる必要は
薄くなってきており本体は容器外に設置すればいいかと。

電子回路の場合、数気圧以上の圧力は想定されていません
ので保証数値はなく、実際に実験するしかないと思います。
圧力自体よりそれによって生じる応力がどれくらいになるか
というのが重要な要素になるでしょうね。

お礼

空気密度変化については想定外でした。ご指摘ありがとうございます。
実験の方は安いアクションカメラなどを容器内に入れて、やってみたいと思います。

回答No.2

noname#252332

https://www.cosel.co.jp/technical/qanda/a0059.html
＞　もっとも破損する恐れの高いものとして、
＞　電解コンデンサが挙げられます。実力として
＞　約8気圧で圧力弁作動する危険性があります。

　というわけで、電子機器の電源回路に最も普通に使われる電解コンデンサが1MPaに耐えないのだそうです。

お礼

コンデンサは若干の懸念材料ですね...
最大で1MPaですが、物によってはそれよりも低い状態で試験をすることも可能なので、実際の環境下を想定した模擬実験をしてみる予定です。
ご回答ありがとうございます。