Кратко — какие физические процессы вызывают ложные всплески при высокой влажности и какие конструктивные меры их минимизируют.
1) Физические механизмы (газ)
- Адсорбция воды → увеличение концентрации водяного пара и образование отрицательных ионов (электронная прикачка): меняются коэффициенты ионизации/прикачки и форма импульсов, возможны одиночные всплески.
- Корона/локальные частичные разряды на острых выступах и вблизи конденсированных капель: локальное усиление поля иниицирует ионизацию.
- Конденсационные капли/микроструи жидкости в объёме газа — дают проводящие мостики и резкие локальные пробои/разряды.
- Изменение кривой пробоя (Paschen) при присутствии паров/примесей: пробой может наступать при меньших напряжениях в локально изменённых условиях.
(Короткая формула Paschen для понимания зависимости V_пробоя от pd:)
$$V_b=\frac{Bpd}{\ln (Apd)-\ln (\ln (1+1/\gamma ))}$$ где $p$ — давление, $d$ — расстояние между электродами, $A,B,\gamma$ — параметры газа/поверхности.
2) Физические механизмы (электроды и изоляторы)
- Поверхностная проводимость адсорбированного слоя воды → токи утечки и поверхностные пробои (flashover) вдоль диэлектриков.
- Коррозия/осаждение солей и органики на поверхностях создают проводящие/низкоомные дорожки.
- Микрорельеф/шероховатости/острые кромки повышают локальное поле $E\sim V/r$ и стимулируют эмиссию/микроспарки.
- Конденсат на изоляторах образует проводящие плёнки/капли и снижает их сопротивление.
3) Конструктивные меры по уменьшению шума (чётко и по приоритету)
- Контроль влажности/герметизация:
- Герметичный корпус или камера с сухой промывкой (сухой газ, N2) и сапфировые/металлические вводы.
- Сухие элементы (осушители/поглотители), влагоотводы, осушители при сборке.
- Поддерживать температуру выше точки росы (нагревательные дорожки) — предотвращает конденсацию.
- Дизайн электродов и зазоров:
- Увеличить зазоры в критических местах и убрать острые кромки; скруглить радиусы; электрополировать/платировать (Au) для снижения микропроявлений.
- Добавить экранные/охраняющие кольца (guard rings) и барьеры для предотвращения поверхностного пробоя.
- Использовать гребёнки/щели/канавки на изоляторах (creepage grooves), чтобы прервать проводящие дорожки.
- Обработка и выбор материалов:
- Выбирать коррозионно-стойкие материалы и покрытия (нержавеющая сталь, золочение, пассивация).
- Наносить гидрофобные или высокоомные покрытия на изоляторы (PTFE, силианизация, париллен) — предотвращают образование проводящей плёнки воды.
- Использовать негигроскопичные диэлектрики и тщательно чистить/выпекать перед сборкой (удаление органики и солей).
- Газ и фильтрация:
- Фильтровать и осушать рабочий газ; по возможности применять газовую смесь с ингибиторами поверхностных разрядов (профессионально подбирать по типу счётчика).
- Установка каплеуловителей и фильтров на входе газа.
- Размещение и защита от конденсата:
- Геометрия корпуса, дренажные каналы, зонтичные/каплеулавливающие перегородки, чтобы капли не попадали на электроды/изоляторы.
- Электронные/монтажные меры (дополняющие конструктивные):
- Защита HV-линий фильтрами/RC, адаптация порогов и времени дискриминации для отсева коротких всплесков; двухканальная логика/коинцидентность для снижения ложных срабатываний.
4) Короткие практические рекомендации для внедрения
- Первично: герметизация/перепыление корпуса + осушитель/сухой газ.
- Параллельно: убрать острые кромки, нанести гидрофобное покрытие на изоляторы и применить guard rings.
- Тестировать при повышенной RH с датчиками влажности, наблюдать источники по локализации всплесков и только потом менять газовый состав или электронику.
Если нужно, могу предложить список материалов/покрытий и типичные методы нанесения, или схему guard ring/канавки для вашей конкретной геометрии — отправьте фото/чертёж.