УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ ПЫЛЕОТЛОЖЕНИЯ НА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТАХ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ Российский патент 2019 года по МПК G01N21/94 

Изобретение относится к устройствам обнаружения пылеотложения на печатных платах радиоэлектронной аппаратуры, при возникновении которого возникают токи утечки.

Известен оптический измеритель концентрации пыли (пат.SU 1283629 A1, G01N 21/47 от 15.01.87), содержащий два светоизлучателя, входящие в измерительный и контрольный каналы, которые работают в инфракрасной области оптического спектра, в импульсном режиме и на разных частотах. Светоизлучатели оптически связаны с фотоприемником, расположенным в одном корпусе с ними, через сферические зеркала, рабочую камеру, светофильтр и через сферическое зеркало и светофильтр соответственно. Синхронные детекторы из усиленного напряжения светоприемника выделяют сигналы контрольного и измерительного каналов. Сигнал контрольного канала сравнивается с опорным сигналом, а по величине их разности корректируется выходной сигнал измерительного канала.

К недостаткам устройства следует отнести отсутствие возможности контроля пылеотложения на произвольно выбираемой поверхности, наличие которой повышает вероятность возникновения токов утечки в радиоэлектронной аппаратуре.

Известны датчики пыли и дыма (детекторы), работающие по принципу периодического излучения световых импульсов и последующего приема фотодатчиком света, отраженного от частиц дыма. Сигналы (ток или напряжение) с фотодатчиков усиливаются с помощью различных аналоговых усилительных устройств (транзисторных каскадов, операционных усилителей и т.д.) и сравниваются с опорным сигналом, в результате выдается сигнал о наличии или отсутствии дыма. Излучаемые и принимаемые импульсы могут модулироваться, сравниваться и обрабатываться различными способами, способствующими некоторому повышению чувствительности и помехоустойчивости (см. пат. RU 2134907, G08B 17/10 от 20.08.99, RU 2125739, G08B 17/10 от 21.01.99, RU 2006837, G01N 21/85 от 12.08.91, RU 2095792, G01N 21/85 от 08.11.95).

К недостаткам перечисленных устройств следует отнести невозможность его использования для обнаружения пылеотложения, приводящего к возникновению токов утечки в радиоэлектронной аппаратуре.

Известны способы обнаружения пылеотложения (пат. RU 2426982 G01N 21/94 от 10.01.2011, RU 2503952 G01N 21/94 от 23.04.2012). Принцип работы устройств по этому способу заключается в следующем:

- поочередно излучаются световые импульсы;

- принимаются фотоприемником световые импульсы, отраженные под углом к оптической оси излучения;

- световые импульсы поступают на микроконтроллер и сравниваются путем вычитания S(t₁)-S(t₂)=k с заданными значениями, по которым судят о запыленности радиоэлектронной аппаратуры;

К недостаткам устройств следует отнести отсутствие возможности контроля пылеотложения на произвольно выбираемой поверхности, наличие которой повышает вероятность возникновения токов утечки в радиоэлектронной аппаратуре.

Известен оптический пылемер (Клименко А.П. и др. Непрерывный контроль концентрации пыли. - Киев: Техника, 1980, с. 77-79)), выбранный в качестве прототипа, который содержит контрольный фотоприемник, свет на который рассеивается под углом 45° от смотрового стекла и далее сигнализирует о предельном значении запыленности.

К недостаткам прототипа следует отнести зависимость показаний прибора от интенсивности внешней освещенности, приводящей к возникновению токов утечки в радиоэлектронной аппаратуре.

Задачей настоящего изобретения является обнаружение максимально допустимого уровня пылеотложения на произвольно выбираемой поверхности оптико-электронным методом, при котором могут возникнуть токи утечки, приводящие к выходу из строя радиоэлектронной аппаратуры.

Поставленная задача решается способом обнаружения пылеотложения на печатных платах радиоэлектронной аппаратуры, заключающимся в том, что светодиодом периодически излучаются световые импульсы, принимаемые колориметрическим фотодатчиком, отраженные от контролируемой хроматической поверхности (I(λ)≠const, где I - интенсивность излучения, λ - длина волны). В случае, если контролируемая поверхность не является хроматической, на нее устанавливается хроматический отражатель. По значению насыщенности в спектре отраженного света, оценивается уровень запыленности контролируемой поверхности.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ.

Под управлением микроконтроллера 1 (STM32F103), светодиодом 2 (QBLP670-IW-CW) излучаются световые импульсы. Световые импульсы отражаются от контролируемой хроматической поверхности 3 и принимаются колориметрическим фотодатчиком 4 (TMD37821), показания которого считываются микроконтроллером 1 и вычисляется значение насыщенности в принятом световом потоке.

Спектр излучения светодиода 2 представлен на фиг. 2, спектр отражения контролируемой поверхности 3 при отсутствии запыленности представлен на фиг. 3, спектр отражения контролируемой поверхности 3 при наличии запыленности представлен на фиг. 4

В случае пылеотложения на контролируемой поверхности, уменьшается хроматическая составляющая в отраженном спектре.

Данный способ контроля пылеотложения позволяет произвольно выбирать контролируемую поверхность и не зависит от наличия внешней паразитной засветки измерительной системы.

Изобретение относится к области радиоэлектронной техники и касается устройства обнаружения пылеотложения на печатных платах радиоэлектронной аппаратуры. Работа устройства заключается в периодическом излучении световых импульсов светодиодом и приеме этих импульсов, отраженных от контролируемой поверхности, фотодатчиком. В качестве контролируемой поверхности используется хроматическая поверхность, а в качестве фотодатчика - колориметрический фотодатчик. Пылеотложение оценивается по изменению цветовой насыщенности в отраженном от контролируемой поверхности световом потоке. Технический результат заключается в обеспечении возможности контроля уровня пылеотложения, при котором могут возникать токи утечки, на произвольно выбранной поверхности и в отсутствии зависимости результатов измерений от наличия внешней паразитной засветки. 4 ил.

Устройство обнаружения пылеотложения на печатных платах радиоэлектронной аппаратуры, работа которого заключается в периодическом излучении световых импульсов светодиодом и приеме этих импульсов, отраженных от контролируемой поверхности, фотодатчиком, отличающееся тем, что в качестве поверхности используется хроматическая поверхность, в качестве датчика - колориметрический фотодатчик, а пылеотложение оценивается по изменению цветовой насыщенности в отраженном от поверхности световом потоке.