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紅外熱像儀在電路研發(fā)中的應(yīng)用

電路研發(fā)工程師利用紅外熱像儀根據(jù)電路中元器件發(fā)熱、電路板熱分布情況，可以分析出電路原設(shè)計(jì)存在的不足或隱患，能夠避免許多潛在的風(fēng)險(xiǎn)。這將能夠大大提高產(chǎn)品研發(fā)成功率和產(chǎn)品穩(wěn)定性。 


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電路研發(fā)溫度分析 


1、電路元器件溫度分析 

當(dāng)前，電子設(shè)備主要失效形式就是熱失效。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電子設(shè)備失效有55％是溫度超過規(guī)定值引起，隨著溫度增加，電子設(shè)備失效率呈指數(shù)增長。一般而言電子元器件的工作可靠性對溫度極為敏感，器件溫度在70-80℃水平上每增加1℃，可靠性就會(huì)下降5%。 


2、負(fù)載分析 

在電路研發(fā)過程中，可以除了常規(guī)的測試（如示波器、萬用表等）手段外，還可以用熱像儀對電路板進(jìn)行檢測，通過顯示出的不同溫度點(diǎn)，對元器件所承受的電流，電壓等情況進(jìn)行了解，工程師根據(jù)所檢測的溫度點(diǎn)，完善電路，提高轉(zhuǎn)換效率、減少功耗、減少電路內(nèi)部溫升，提高電路的可靠性。 


3、整個(gè)電路溫度場分布分析 

采用合理的器件排列方式，可以有效的降低印制電路的溫升，從而使器件及設(shè)備的故障率明顯下降。 


4、快速分析問題 

在某些研發(fā)維修場合，如對短路板的快速檢修時(shí)，通過熱像儀無須使用線路圖即可快速定位板內(nèi)短路點(diǎn)在何處，以便進(jìn)一步處理。        


紅外熱像儀為什么能進(jìn)行溫度分析？ 

電路元器件在工作時(shí)，由于通過元器件的電流的不同，各個(gè)器件之間的差異等原因，而產(chǎn)生的熱量也會(huì)隨之不同，體現(xiàn)在元器件表面特征就是溫度差異。紅外熱像儀就是利用各個(gè)元器件溫度之間差異，分析出電路的不同性能特點(diǎn)。 

熱像儀檢測獨(dú)特優(yōu)勢 。


1、現(xiàn)有的溫度分析工具 

許多工程師都會(huì)抱怨現(xiàn)有的手段難以支持他們進(jìn)行一個(gè)細(xì)致而全面的溫度場描繪，同時(shí)操作不方便、而且可能改變原溫度場分布，如： 

  • 數(shù)據(jù)采集器：使用接觸式數(shù)據(jù)采集器可能會(huì)遇到如下問題：電路板斷電，貼片熱電偶不夠多，操作不方便，反應(yīng)時(shí)間較慢（30秒至1分），同時(shí)使用接觸式數(shù)據(jù)采集器還將改變所測器件的散熱狀況等。 

  • 紅外點(diǎn)溫儀：外點(diǎn)溫儀只能測量一個(gè)區(qū)域的平均溫度，無法檢測較小的目標(biāo)，無法得到電路整體溫度分布。 


2、熱像儀溫度分析優(yōu)點(diǎn) 

紅外熱像儀和數(shù)據(jù)采集器、紅外點(diǎn)溫儀相比較，有自身的優(yōu)點(diǎn)： 

  • 通過紅外線熱像儀檢測目標(biāo)電路時(shí)，不需要斷電，操作方便，同時(shí)非接觸測量使原有的溫度場不受干擾； 

  • 反應(yīng)速度較快，小于1秒； 

  • 選用合適的紅外鏡頭，能夠檢測出較小目標(biāo)； 

  • 利用紅外分析軟件對所獲得的電路溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析。 


拍攝時(shí)可能會(huì)遇到哪些問題？


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  • 電路板上有部分器件（如電解電容頂面、電源模塊背面及其它芯片光潔面），其發(fā)射率比較低，所以檢測出的溫度差異較大。在拍攝此類器件時(shí)，要將其表面用黑筆或黑漆涂黑，然后進(jìn)行測溫等操作。 

  • 當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)鏡頭無法分辨小目標(biāo)時(shí)，可以更換10.5mm廣角鏡。 


如何才能拍攝優(yōu)質(zhì)電路紅外熱像？ 

現(xiàn)代電路微型化，組件高密度集中化的趨勢正在迅速普及，所以在使用紅外熱像進(jìn)行拍攝時(shí)，若要得到一幅清晰的紅外熱圖，我們建議： 

  • 盡量選擇熱靈敏度較高的熱像儀； 

  • 拍攝焦距應(yīng)盡量對準(zhǔn)，使熱像儀紅外鏡頭面軸線與所要拍攝的電路板垂直； 

  • 先使用自動(dòng)模式測量的溫度范圍；然后手動(dòng)設(shè)置水平及跨度，將溫度范圍設(shè)置在最小，并包含有先前測量的溫度范圍。 

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