СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПЫЛЕОТЛОЖЕНИЯ НА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТАХ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
METHOD OF DUST DETECTION ON ELECTRONIC HARDWARE PCBS

Изобретение относится к устройствам обнаружения пылеотложения печатных плат радиоэлектронной аппаратуры, способам обнаружения отложения максимально допустимого уровня частиц пыли на печатных платах, при превышении которого могут возникать токи утечки.
Технический результат и промышленная применимость изобретения заключаются в обеспечении индикации максимально допустимого уровня запыленности печатных проводников радиоэлектронной аппаратуры (оптико-электронным одноволновым двухканальным методом), при котором могут возникать токи утечки, например в строчной развертке телевизионного приемника или блоках питания радиоэлектронной аппаратуры.
Способ обнаружения пылеотложения на печатных платах радиоэлектронной аппаратуры заключается в периодическом излучении световых импульсов двумя светодиодами и приеме этих импульсов, отраженных от пластинок фотодатчиком, включающим один детектор, при этом одна из пластин имеет искусственно нанесенный максимальный уровень запыленности, причем фотодатчик регистрирует оба отраженных световых потока, поступающих под углом к оптической оси излучения, сравнивая их путем вычитания, в результате чего происходит обнаружение максимально допустимого уровня пылеотложения.
Известен оптический пылемер (Клименко А.П. и др. Непрерывный контроль концентрации пыли. - Киев: Техника, 1980, с.77-79), который содержит контрольный фотоприемник, свет на который рассеивается под углом 45° от смотрового стекла и далее сигнализирует о предельном значении запыленности.
К недостаткам устройства следует отнести невозможность его использования для обнаружения пылеотложения, приводящего к возникновению 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.
Известен оптический измеритель концентрации пыли (пат. SU 1283629 A1, G01N 21/47 от 15.01.87), содержащий два светоизлучателя, входящих 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 невозможность использования его для обнаружения пылеотложения, приводящего к возникновению токов утечки в радиоэлектронной аппаратуре.
Известен способ регистрации дыма (патент РФ 2256230, G08В 17/12, 17/103 от 27.02.2005), выбранный в качестве прототипа. Принцип работы устройства по этому способу заключается в следующем:
- периодически излучаются световые импульсы;
- принимается фотодатчиком отраженный световой поток, поступающий под углом, отличным от оптической оси излучения;
1
2
- измеряется длительность цикла заряда - разряда фотодатчика, являющегося элементом RC-цепи, при отсутствии излучающих импульсов t и при излучении световых импульсов t;
1
2
- сравнивается разность |t-t|=k с заданными значениями, по которым судят о наличии или отсутствии дыма и работоспособности канала.
К недостаткам прототипа следует отнести невозможность использования его для обнаружения пылеотложения, приводящего к возникновению токов утечки в радиоэлектронной аппаратуре.
Задачей настоящего изобретения является обнаружение максимально допустимого уровня пылеотложения 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 периодически излучаются световые импульсы двумя светодиодами и принимаются отраженные от пластинок фотодатчиком, включающим один детектор, при этом одна из пластин имеет искусственно нанесенный максимально возможный уровень запыленности, причем фотодатчик регистрирует оба отраженных световых потока, поступающих под углом к оптической оси излучения, сравнивая их путем вычитания, в результате чего происходит обнаружение максимального уровня пылеотложения, отличающийся тем, что для сравнения введен второй канал, содержащий пластинку с заранее нанесенной пробой вещества, являющейся максимально возможной концентрацией сухого вещества определенного объема на единицу площади, в результате чего происходит обнаружение максимально допустимого уровня пылеотложения.
На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ. На фиг.2 показана конструкция датчика.
Предлагаемое устройство по фиг.1 содержит светодиоды 1 и 2, оптически связанные с фотоприемником 6 с помощью зеркал 5, который подключен к логическому порту микроконтроллера 7, сигнализатор 8.
Алгоритм функционирования устройства по фиг.1 состоит из следующих шагов.
1
2
1
2
Поочередно излучаются световые импульсы светодиодами 1 и 2. Отраженные под углом к оптической оси излучения от пластинок 3 и 4, световые импульсы, отражаясь от зеркал 5, поочередно принимаются фотоприемником 6, после чего импульсы поступают на микроконтроллер 7. Так как пластинка 3 имеет искусственно нанесенный максимально возможный уровень запыленности, импульс от светодиода 1 поступает первым и запоминается микроконтроллером 7. После чего на микроконтроллер 7 поступает импульс от светодиода 2, и далее происходит сравнение их путем вычитания. Если (S(t)-S(t))≥0, то микроконтроллер 7 отправляет сигнал на светодиоды 1 и 2, и цикл начинается заново. Если же (S(t)-S(t))<0, то микроконтроллер 7 включает сигнализатор 8, в качестве которого используется светодиод.
Пластины датчика 3, 4 (фиг.1, 2) выполнены из того же материала, что и печатная плата радиоэлектронной аппаратуры (текстолит, стеклотекстолит, гетинакс, полиимид, фторопласт и т.д.).
Искусственно нанесенный уровень запыленности (массовая концентрация на единицу площади), вызывающий токи утечки между проводниками печатной платы, определяется экспериментально в зависимости от минимального расстояния между печатными проводниками, по которым протекает максимальный ток в конкретной радиоэлектронной аппаратуре, толщины слоя осевшей на проводниках печатной платы пыли при максимально допустимой заданной аппаратуры влажности.