способ обнаружения пылеотложения на печатных платах радиоэлектронной аппаратуры
| Классы МПК: | G01N21/94 выявление загрязнений, например пыли |
| Автор(ы): | Семенов Владимир Владимирович (RU), Медведев Павел Анатольевич (RU), Ханжонков Юрий Барисович (RU), Асцатуров Юрий Георгиевич (RU) |
| Патентообладатель(и): | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2012-03-29 публикация патента:
10.01.2014 |
Изобретение относится к способам обнаружения пылеотложения с учетом уровня влажности на печатных платах радиоэлектронной аппаратуры, к устройствам обнаружения пылеотложения с учетом уровня влажности на печатных платах, при возникновении которого возникают токи утечки. Способ обнаружения пылеотложения с учетом уровня влажности на печатных платах радиоэлектронной аппаратуры заключается в том, что периодически излучаются световые импульсы двумя светодиодами с длиной волны 
1=565 нм (для учета уровня пылеотложения) и двумя светодиодами с длиной волны 2=930 нм (для учета уровня влажного пылеотложения) и принимаются отраженные от трех пластин. При этом первая пластина имеет искусственно нанесенный максимальный уровень пылеотложения, вторая находится в герметичном корпусе с искусственно созданным максимальным уровнем пылеотложения с предельным порогом влажности, а третья является контрольной пластиной, фотодатчиком. Причем фотодатчик регистрирует сначала световые импульсы двух светодиодов с длиной волны 1, затем световые импульсы двух светодиодов с длиной волны 2, поступающих под углом к оптической оси излучения, сравнивая их путем вычитания, в результате чего происходит обнаружение повышенного уровня пылеотложения и наличие влажного пылеотложения. Техническим результатом является обеспечение индикации повышенного уровня пылеотложения, а также отключение радиоэлектронной аппаратуры при достижении предельного порога влажного пылеотложения. 3 ил. 
Формула изобретения
Способ обнаружения пылеотложения с учетом уровня влажности на печатных платах радиоэлектронной аппаратуры, заключающийся в периодическом излучении световых импульсов двумя парами светодиодов и приемом этих импульсов, отраженных от пластин, фотодатчиком, при этом одна из пластин имеет искусственно нанесенный максимально возможный уровень пылеотложения, а фотодатчик поочередно регистрирует оба отраженных световых потока с двух каналов, поступающих под углом к оптической оси излучения, сравнивая их путем вычитания, отличающийся тем, что для контроля уровня пылеотложения используются два светодиода с длиной волны 1=565 нм, а для учета влажного пылеотложения используются два светодиода с длиной волны 2=930 нм, фотодатчик со спектральной чувствительностью в данной области, пороговое устройство отключения нагрузки при критическом уровне влажности, дополнительная пластина, находящаяся в герметичном корпусе с искусственно созданным максимальным уровнем пылеотложения с предельным порогом влажности, в результате чего происходит индикация повышенного уровня пылеотложения, а также отключение радиоэлектронной аппаратуры при достижении предельного порога влажного пылеотложения.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способам обнаружения пылеотложения с учетом уровня влажности на печатных платах радиоэлектронной аппаратуры, к устройствам обнаружения пылеотложения с учетом уровня влажности на печатных платах, при возникновении которого возникают токи утечки.
Технический результат и промышленная применимость изобретения заключается в обеспечении индикации повышенного уровня пылеотложения, а также отключение радиоэлектронной аппаратуры при достижении предельного порога влажного пылеотложения оптико-электронным двухволновым двухканальным методом.
Известен оптический пылемер (Клименко А.П. и др. «Непрерывный контроль концентрации пыли». Киев, Техника, 1980, с.77-79), содержащий контрольный фотоприемник, свет на который рассеивается под углом 45° от смотрового стекла и далее сигнализирует о предельном значении запыленности.
К недостаткам устройства следует отнести отсутствие возможности контроля влажности в пылеотложении, 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 устройств следует отнести отсутствие возможности контроля влажности в пылеотложении, наличие которой повышает вероятность возникновения токов утечки в радиоэлектронной аппаратуре.
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 влажности в пылеотложении, наличие которой повышает вероятность возникновения токов утечки в радиоэлектронной аппаратуре.
Известен способ обнаружения пылеотложения (пат. RU 2426982 G01N 21/94 от 10.01.2011), выбранный в качестве прототипа. Принцип работы устройства 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 прототипа следует отнести отсутствие возможности контроля влажности в пылеотложении, наличие которой повышает вероятность возникновения токов утечки в радиоэлектронной аппаратуре.
Задачей предполагаемого изобретения является обнаружение повышенного пылеотложения с учетом влажности оптико-электронным методом, при котором могут возникнуть токи утечки, приводящие к выходу из строя радиоэлектронную аппаратуру.
Поставленная задача решается способом обнаружения пылеотложения с учетом уровня влажности на печатных платах радиоэлектронной аппаратуры заключающимся в том, что периодически излучаются световые импульсы двумя светодиодами с длинной волны минимального поглощения излучения водой 1=565 нм (для учета уровня пылеотложения) и двумя светодиодами с длинной волны максимального поглощения излучения водой
2=930 нм (для учета уровня влажного пылеотложения) и принимаются отраженные от трех пластин, при этом первая пластина имеет искусственно нанесенный максимальный уровень пылеотложения, вторая находится в герметичном корпусе с искусственно созданным максимальным уровнем пылеотложения с предельным порогом влажности, а третья является контрольной пластиной, фотодатчиком, причем фотодатчик регистрирует сначала световые импульсы двух светодиодов с длиной волны
1, затем световые импульсы двух светодиодов с длиной волны
2, поступающих под углом к оптической оси излучения, сравнивая их путем вычитания, в результате чего происходит обнаружение повышенного уровня пылеотложения и наличие влажного пылеотложения.
На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ. На фиг.2, фиг.3 схематично показана конструкция датчика.
Предполагаемое устройство по фиг.1 содержит светодиоды 1, 2, 3 и 4, оптически связанные с помощью зеркал 12 с фотоприемником 8, который подключен к порту микроконтроллера 9, сигнализатор 10 и пороговое устройство отключения нагрузки 11, пластины 5, 6 и 7.
Алгоритм функционирования устройства по фиг.1 состоит из следующих шагов.
Поочередно излучаются световые импульсы парами светодиодов 1, 3 (канал контроля пылеотложения с длиной волны светодиодов 1=565 нм) и 2, 4 (канал контроля влажного пылеотложения с длиной волны светодиодов
2=930 нм). Отраженные под углом к оптической оси излучения от пластин 5, 6 и 7 световые импульсы, отражаясь от зеркал 12, поочередно принимаются фотодатчиком 8, после чего импульсы поступают на микроконтроллер 9. Пластина 5 имеет искусственно нанесенный максимально возможный уровень запыленности, пластина 6 находится в герметичном корпусе с искусственно созданным максимальным уровнем запыленности с предельным порогом влажности, пластина 7 - чистая пластина контрольного канала.
Импульсы от светодиодов 1 (S1(t)) и 3 (S3(t)) поступают первыми и запоминаются микроконтроллером 9, после чего на микроконтроллер 9 поступают импульсы от светодиодов 2 (S2(t)), 4 (S 4(t)), и далее происходит сравнение их путем вычитания. Если (S1(t)-S3(t)) 0 и (S2(t)-S4(t))
0, то микроконтроллер 9 отправляет сигнал на светодиоды 1, 2, 3, 4 и цикл начинается заново. Если же (S1(t)-S 3(t))<0, то микроконтроллер 9 включает сигнализатор 10, в качестве которого используется светодиод, а если (S 2(t)-S4(t))<0, то микроконтроллер 9 включает пороговое устройство отключения нагрузки 11.
Пластины 5, 6 и 7 (фиг.1, 2) выполнены из того же материала, что и печатная плата радиоэлектронной аппаратуры (текстолит, стеклотекстолит, гетинакс, полиимид, фторопласт и т.д.).
Таким образом, предлагаемый способ позволяет обеспечить индикацию повышенного уровня пылеотложепия, а также отключение радиоэлектронной аппаратуры при достижении предельного порога влажного пылеотложения.
Класс G01N21/94 выявление загрязнений, например пыли
