Fraunhofer研究中心是欧洲最大的应用科学研究机构，以德国科学家、发明家和企业家约瑟夫·弗劳恩霍夫（Joseph von Fraunhofer）的名字命名，主要研究领域包括微电子、制造、信息与通讯、材料与零部件、生命科学以及工艺与表面技术和光子学等。

       其位于德国伊尔默瑙的研究分支（AST）专注于光电、系统技术和图像开发与研究（IOSB）。研究所的水下机器人部门清楚的知道，他们为不同客户开发的水下机器人（AUVs）如果由于电子部件失效而引发故障，即使是一个小气泡理论上也可能要追加数百万美元。为了防止这种情况的产生，水下机器人所用电子器件均被封装在硅凝胶中，并在美墨尔特真空烘箱VO101中完全脱气。在拜访研究所期间，AUV团队向我们详细介绍了水下研究的迷人之处，以及相应挑战。

       大约25年前，Fraunhofer IOSB-AST负责人-Ing. habil. Thomas Rauschenbach博士和他的团队开始了水下研究，并逐步在这一专业领域确立了行业领先地位。“人类对月球表面的探索程度远高于人类对海洋的探索，”他表示，并指出“即使是太空研究，对材料的耐久性和耐用性要求也较低。”

       近几十年来，浩瀚且未被探索的深海区域引起全世界科学家的关注，进而激发出探索兴趣。来自科研及行业的需求，推动了Fraunhofer IOSB-AST水下机器人（AUVs）的研发。目前，这些水下航行机器人可下潜到6,000米深处，并能承受传统水下航行器无法承受的水压。

压力中性水下航行器适用于极端深度

       在水深10米的地方，水下压力达到1bar，而地球上最深的马里亚纳海沟，水下压力可以达到惊人的1,000bar。在早期的设计中，水下航行机器人的外壳是耐压的。然而，Ilmenau的潜水机器人DEDAVE（用于深潜探索的AUV）设计为压力中性。这意味着内部压力，包括所有组件的压力，与外部压力相匹配。由于其更小、更轻的结构，这类水下航行机器人可下潜至更深的深度，具备更长的运行时间，并且得益于增强的机动性使其能更有效地进行深海数据采集。同时，还配备有先进的锂离子电池、高效的电力驱动器、先进的传感器、相机和通信系统，确保精确的数据采集和实时传输。每个电子元器件都经过精心封装，以承受恶劣的海洋环境，包括寒冷和高盐度。

       Ilmenau为特定客户或研究目而开发的迷你版AUV——遥控水下机器人（ROVs）。这些机器人通过一根800米长的光纤电缆与控制计算机通信，而AUV则是将采集到的数据存储在航行器中，只通水声调制解调器将其位置传输到基地。

研究及商业用途的应用灵活性

       每架水下航行器的应用都是根据客户需求或研究目标而量身定制的。

       商业用途包括——

• 海底测绘
• 板桩墙、大坝、船闸、海上风电场和管道的检查
• 研究水下焊接、连接和修复

使用美墨尔特真空烘箱VO进行真空封装，保证可靠性

       使用美墨尔特真空烘箱VO101进行真空封装，Rauschenbach教授团队可确保电子器件完全、无气泡地封装在硅凝胶中，这是确保压力中性水下系统可靠性和寿命的关键一步。该过程在5mbar的室温环境下运行2-5分钟，无需加热。脱气至关重要，原因如下：

• 压力敏感性：与硅胶不同，空气是可压缩的，在不断增加的水压下，气泡可能导致变形或损坏敏感的电子设备。
• 绝缘：气泡会破坏硅胶的绝缘性能，从而可能导致短路或其他电气问题。
• 压力中性：保持内部压力等于外部压力是压力中性设计的关键。而气泡会破坏这种平衡。
• 长期稳定性：随着时间的推移及在不同压力作用下，气泡可能会改变大小和位置，导致应力和材料疲劳。
• 防腐蚀：完整的硅胶封装保护电子设备免受海水的腐蚀影响，而气泡可能会造成脆弱性。

       在使用美墨尔特真空烘箱VO101之前，Ilmenau实验室的组件均使用真空罩和泵进行封装。经过深入的研究，他们最终选择美墨尔特真空烘箱VO。原因在于：箱体内部空间大，设计紧凑，压力范围宽，压力控制稳定，界面友好，维护成本低。

       -Ing. habil. Thomas Rauschenbach教授指出，“美墨尔特真空烘箱VO101的容积大，可集成真空泵和泵控制。其真空范围在5至1100mbar之间，确保精确的压力条件和再现性。”

       “我们已经认识到美墨尔特是一个可靠和灵活的合作伙伴，我们期待在未来与他们讨论其他具体的功能和配置。”他总结道。