29.03.2012 |
Проверка функциональности печатных плат путём измерения температуры в инфракрасной части спектра
Из-за увеличения производства комплектующих всё больше производителей электронных компонентов и печатных плат обращаются к использованию бесконтактного измерения температуры. Благодаря применению современных устройств инфракрасного измерения – без воздействия на измеряемый объект – можно записывать и оптимизировать его температурные характеристики.
Инфракрасные камеры используются для точного теплового анализа электронных компонентов, например, в случаях, когда критичных компонентов много или невозможно чётко определить отдельные элементы. Камера позволяет локализовать критические точки путём демонстрации тепловых изображений.
С помощью инфракрасного тепловизора можно в реальном времени выполнять подробный анализ температурных характеристик печатных плат, применяя его в научно-исследовательских разработках или в серийном производстве. Стандартизированный интерфейс USB2.0 позволяет выполнять запись видеосигнала с частотой 120 Гц. Это особенно важно для кратковременных тепловых процессов, требующих последующего анализа при повторе с замедленной скоростью. Из такой видеозаписи можно вырезать отдельные изображения с сохранением геометрического и теплового разрешения.
Анализ выполняется с помощью специальной программы, которая позволяет выбирать любые точки и прямоугольные области измерения. Кроме того, можно устанавливать и отображать пределы сигнализации, а также максимальные, минимальные и средние значения температуры. Помимо функции видеорегистрации программа позволяет записывать и сохранять отдельные изображения. Программное обеспечение камеры имеет стандартный промышленный интерфейс.
Тепловизор Optris PI160 включает в себя матрицу фокальной плоскости размером 160х120, которая состоит из 19200 отдельных миниатюрных приёмников. Эта неохлаждаемая микроболометрическая матрица фокальной плоскости является элементом визуального контроля.
Болометры являются подгруппой тепловых датчиков. Они выделяются термостойкостью своего электрического резистора. Во время поглощения теплового излучения чувствительным элементом изменение сопротивления из-за сопротивления болометра вызывает изменение падающего напряжения сигнала. Высокоскоростной 14-битный аналого-цифровой преобразователь оцифровывает усиленный и упорядоченный видеосигнал. Функция обработки цифрового сигнала вычисляет температуру для каждого пикселя и создаёт привычное изображение с видеоэффектом типа «ложный цвет» в реальном времени.
Великолепное сочетание микроболометрической матрицы и высокопроизводительной оптической системы позволяет настраивать расстояние до объекта измерения и размер области измерения. |
|
Рисунок 1: Портативный USB тепловизор для анализа температурных характеристик печатных плат в реальном времени с частотой 120 Гц |
Благодаря очень маленькому размеру отдельного пикселя приёмника излучения можно получать изображение тепловых процессов очень маленьких объектов, размером начиная с 50 мкм (например, при проверке функциональности самых маленьких компонентов с поверхностным монтажом).
Точное измерение температуры начинается с элементов размером 0,5 мм. Великолепная тепловая чувствительность камеры (0,08 К) позволяет отображать мельчайшие перепады температуры.
Рисунок 2: Инфракрасный термометр во время измерения температуры собранной печатной платы
Не всегда нужна камера
Из-за большого количества испытательных станций использование инфракрасных камер может быть слишком дорогим. Контроль температуры с помощью инфракрасных термометров – это хорошая альтернатива для контроля процесса серийного производства критичных компонентов в пределах производственных установок. Критичные компоненты, которые могут повторяться в серийном производстве из-за своей точки измерения (положения на плате), будут контролироваться инфракрасным термометром Optris CT LT. Результат измерения температуры передаётся в программу испытательной станции для принятия решения.
Миниатюрный ИК термометр для постоянного контроля
Современные технологии производства не только позволили снизить стоимость процесса производства, но и оценили преимущества множественного использования инфракрасных термометров в оборудовании.
На практике миниатюрные инфракрасные термометры Optris CT LT используются, например, для проверки печатных плат. Эти термометры представляют собой одни из самых маленьких датчиков измерения инфракрасной температуры с линейным выходом, охватывающими полный диапазон температур от -50 °С до 975 °С. |
|
Рисунок 3: Миниатюрный датчик и блок электроники инфракрасного термометра Optris CT LT |
Современные технологии производства не только позволили снизить стоимость процесса производства, но и оценили преимущества множественного использования инфракрасных термометров в оборудовании.
На практике миниатюрные инфракрасные термометры Optris CT LT используются, например, для проверки печатных плат. Эти термометры представляют собой одни из самых маленьких датчиков измерения инфракрасной температуры с линейным выходом, охватывающими полный диапазон температур от -50 °С до 975 °С.
Это маленькое устройство состоит из миниатюрной инфракрасной головки датчика (14 х 28 мм) и отдельного блока электроники. Небольшие размеры инфракрасного датчика позволяют использовать его в ограниченном пространстве, что особенно важно для испытательных станций, при работе с которыми пришлось отказаться от использования бесконтактного измерения температуры из-за нехватки места. Головка датчика помещена в прочный корпус из нержавеющей стали (IP65), который предназначен для использования при температурах до 180 °С без дополнительного охлаждения. Точная оптическая система с оптическим разрешением 22:1 обеспечивает вариативность выбора места установки в испытательной станции. Дополнительным нововведением является использование маленькой вспомогательной линзы, которая позволяет выполнять измерение минимального измеряемого пятна до 0,6 мм.
Вычислительная электроника термометра (IP65) предлагает множество способов обработки сигнала. Измеряемый сигнал температуры печатной платы становится доступным для оператора посредством линейного выхода 0-20 мА, 4-20 мА, 0-10 В или выхода термопары. Встроенная панель управления с жидкокристаллическим дисплеем позволяет выбирать метод обработки сигнала, а также регулировать параметры прямо на месте установки. Компьютерное программирование можно осуществлять через встроенный интерфейс USB или RS232. Для работы с существующими данными предлагаются разные адресуемые интерфейсы, например интерфейс RS485 или CAN-Bus, Profubus DP, Ethernet и реле сигнализации.
|
|
|
При использовании материалов сайта, ссылка обязательна. |