СПОСОБ ВИБРОДИАГНОСТИКИ ПЕЧАТНЫХ УЗЛОВ Российский патент 2015 года по МПК G01H1/06 

Предлагаемое изобретение относится к способам диагностики посредством гармонических вибрационных воздействий.

При проведении диагностики конструкций печатных узлов (ПУ) одной из задач является выявление механических дефектов, которые могут привести к потере работоспособности системы.

Для выявление латентных механических дефектов в ПУ применяются визуальные, тепловизионные, рентгеновские и вибрационные способы (ГОСТ 20417-75. Техническая диагностика. Общие положения о порядке разработки систем диагностирования. - М., 1975).

Вибрационный способ является наиболее широко применяемым ввиду его наиболее полного соответствия реальным условиям эксплуатации печатных узлов, относительно низкими затратами. Он включает следующие операции: размещение ПУ на вибрационном стенде, установку вибродатчиков на ПУ с использованием клея или жесткого механического крепления (стальная шпилька), формирование гармонических синусоидальных колебаний на вибростенде (тряска, удары), снятие амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) с вибродатчиков и определение резонансных частот и соответствующих им дефектов.

Такой способ реализуется в вибростендах ВЭДС-10, ВЭДС-20, ВЭДС-100, ВЭДС-200, ВЭДС-400, ВЭДС-1500, ВЭДС-3000, Typhoon 1.5 компании Qualmark Corporation.

Недостатком известного способа является то, что при диагностике конструкций ПУ печатную плату необходимо изымать из рабочего процесса и помещать в специальную вибрационную камеру, что создает неудобства в процессе выходного контроля. Кроме того, использование вибростенда увеличивает временные и экономические затраты.

Известно устройство, реализующее способ вибродиагностики, включающий жесткое крепление печатного узла в месте его размещения, встраивание вибродатчика и излучателя гармонических синусоидальных колебаний (виброэмулятора) непосредственно в печатный узел на стадии его разработки, вибровоздействие на печатный узел подачей гармонических синусоидальных колебаний на виброэмулятор, снятие амплитудно-частотных характеристик (АХЧ) с вибродатчика, определение резонансных частот и соответствующих им деффектов, диагностируя печатный узел в процессе выходного контроля и эксплуатации (Экспериментальные исследования возможности вибродиагностики аппаратуры встроенными источниками колебаний // Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий: Материалы международной научно-практической конференции. / Лышов С.М. и др. Под ред., С.У. Увайсова, М.: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2012, стр. 272-274). Этот способ взят в качестве прототипа.

Недостатком известного способа является необходимость для диагностики печатного узла снимать все значения характеристики для построения полной АХЧ, а также анализировать и сравнивать несколько графиков с различными частотными сетками, что значительно увеличивает время диагностики.

Устранить указанный недостаток позволяет предлагаемый способ вибродиагностики печатных узлов, включающий жесткое крепление печатного узла в месте его размещения, встраивание вибродатчика и излучателя гармонических синусоидальных колебаний (виброэмулятора) непосредственно в печатный узел на стадии его разработки, вибровоздействие на печатный узел подачей гармонических синусоидальных колебаний на виброэмулятор, снятие амплитудно-частотных характеристик (АХЧ) с вибродатчика, определение резонансных частот и соответствующих им деффектов, диагностируя печатный узел в процессе эксплуатации, при котором, согласно предлагаемому изобретению, снимают лишь несколько значений АХЧ, в блоке предварительной обработки программного комплекса цифровой обработки сигналов (ЦОС) полученные значения АХЧ интерполируют и приводят к единой частотной сетке.

Техническим результатом от использования предлагаемого способа является сокращение времени диагностики, так как интерполяция обеспечивает возможность построения по дискретным точкам полной АХЧ и оценку значения неизвестной величины, находящейся между двумя точками ряда известных величин, то есть позволяет снять лишь часть показаний, восстановив остальные. Приведение к единой частотной сетке позволяет оценивать дефекты (резонансные частоты) на одном графике, следовательно нет необходимости траты времени на анализ и сравнение нескольких графиков с различными частотными сетками.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена структурная схема с интегрированными в печатный узел виброэмулятором и вибродатчиком; на фиг. 2 представлены возможные варианты АЧХ с вибродатчика, полученные с использованием предлагаемого способа.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом:

На стадии разработки ПУ виброэмулятор и вибродатчик интегрируют непосредственно в ПУ с жестким креплением ПУ в месте его размещения.

При диагностике ПУ на виброэмулятор генерируют гармонические синусоидальные колебания, оказывая тем самым вибровоздействие на ПУ. В месте крепления вибродатчика в ПУ с помощью программного комплекса цифровой обработки сигналов (ЦОС), например VIRTINS Multi-Instrument 3.2 для звуковой карты или осциллографа, регистрируют несколько значений АХЧ. В блоке предварительной обработки ЦОС полученные АЧХ интерполируют и приводят к единой частотной сетке, затем определяют резонансные частоты и соответствующие им дефекты.

Среднее время диагностики составляет около 6 минут, что существенно ниже временных затрат при проведении диагностики ПУ по способу-прототипу.

Таким образом, предлагаемый способ вибродиагностики печатных узлов, обеспечивающий их самодиагностирование в процессе неразрушающего выходного контроля и прогнозирование латентных механических дефектов, возникающих непосредственно в процессе их производства и эксплуатации, позволяет существенно сократить временные затраты.

Изобретение относится к вибрационной метрологии, в частности к средствам вибродиагностики печатных узлов. Способ вибродиагностики предполагает жесткое крепление печатного узла в месте его размещения, встраивание вибродатчика и излучателя гармонических синусоидальных колебаний (виброэмулятора) непосредственно в печатный узел на стадии его разработки, вибровоздействие на печатный узел подачей гармонических синусоидальных колебаний на виброэмулятор, снятие амплитудно-частотных характеристик (АХЧ) с вибродатчика, определение резонансных частот и соответствующих им дефектов. При этом диагностика осуществляется в процессе эксплуатации печатного узла. При выполнении измерений в блоке предварительной обработки программного комплекса цифровой обработки сигналов (ЦОС) полученные значения АХЧ интерполируют и приводят к единой частотной сетке. Технический результат - сокращение времени диагностики. 2 ил.

Способ вибродиагностики печатных узлов, включающий жесткое крепление печатного узла в месте его размещения, встраивание вибродатчика и излучателя гармонических синусоидальных колебаний (виброэмулятора) непосредственно в печатный узел на стадии его разработки, вибровоздействие на печатный узел подачей гармонических синусоидальных колебаний на виброэмулятор, снятие амплитудно-частотных характеристик (АХЧ) с вибродатчика, определение резонансных частот и соответствующих им дефектов, диагностируя печатный узел в процессе эксплуатации, отличающийся тем, что снимают значения АХЧ, в блоке предварительной обработки программного комплекса цифровой обработки сигналов (ЦОС) полученные значения АХЧ интерполируют и приводят к единой частотной сетке.