隨著智能手機與個人電腦的熱銷,電子產品市場一直受到用戶的持續、全面的壓力,要求廠商在最大限度地提高設備性能的同時使元件小型化。但是,滿足這些雙重要求提出了一個挑戰:當大多數電子設備對于常規診斷工具而言太小時,如何準確地測試微小部件的產品故障和總體質量控制?高精度熱像儀可能會提供答案。
對于設計高性能印刷電路板(pcb)和其他電子產品的公司來說,了解其產品的熱性能至關重要。如果不進行適當的測試,可靠性問題可能會悄悄地通過典型的質量保證檢查,而在批量生產階段甚至在以后才被用戶發現。電子設備所有部件的熱特性都說明了設備的工作情況,并有助于突出潛在的弱點。當設備出現故障并需要維護時,過量熱量的存在可以幫助工程師查明問題的根源,然后,設備上的溫度保持一致,可以幫助工程師驗證修復的質量。
由于過熱的組件通常會觸發故障,因此重要的是要適當地識別直至組件級別的高或低熱活動。全面的熱圖可以提供有關設備工作方式以及如何使其更高效的寶貴見解,即使沒有任何徹底的故障跡象,因此,精度和范圍成為理想測試系統的主要屬性。
傳統上,熱電偶用于測量組件的熱量,但對于小型電子設備而言,它們并不是理想的解決方案。這些設備一次只能測量一個點,并且通常比它們要測量的組件要大得多,這意味著它們可以充當散熱器,從而散發出一部分熱量。
在某些情況下,現場高溫計可能會提供一些價值,這些工具不需要接觸被測零件,因此不會作為散熱器影響測量精度。但和熱電偶一樣,這些儀器只在物體上的一個點上測量熱量,因此提供了一個目標熱特性的不完整圖片。另外,用點高溫計逐個檢查每個部件將是一個緩慢、艱巨和難以重復的過程。
面對快速準確測試電子產品的需求,許多生產商正轉向熱像儀進行產品開發和質量控制。熱像儀的工作原理是探測紅外輻射,并將其轉換成可以在監視器上看到的溫度讀數。單臺相機可以同時產生數千個非接觸式溫度讀數,每個圖像中的每個像素對應一個溫度讀數。通過將精確的溫度測量轉換為可視信息,用戶可以快速、準確地直觀地看到故障(熱點和潛在故障點),包括可能會錯過的故障。
因為熱像儀可以一次掃描整個部件,所以非常適合檢查pcb和其他小型電子設備上的熱特征。工程師或技術人員可以從設備的整體視圖開始,查看電流流動的位置,并檢查是否有過熱跡象。從那里,技術人員可以使用攝像機在特定區域內進行調零,并在熱點上獲取準確讀數。通過快速縮小搜索范圍到目標區域,熱像儀減少了故障排除所需的時間。
當前,雖然熱像儀種類繁多,但產品開發實驗室有特殊的需求。實驗室里的空間往往很寬敞,攝像機需要容易地從一個工作臺移到另一個工作臺,而且重量較輕是首選。有些熱相機是體積龐大的儀器,帶有大的鍺透鏡,使它們很難移動,甚至更難保持穩定。工程師們可能會考慮使用更輕的手持式相機,但這些相機通常沒有特寫鏡頭,也沒有分辨微小部件的能力。
理想的解決方案是專門為臺式使用而設計的熱成像相機。這樣的相機需要小巧、免提、性價比高。此外,用于此應用的熱像儀應能夠在短距離內(但可調)解析集成電路、電阻器、電容器和其他復雜組件等小部件。
熱診斷測試是PCB和其他小型電子產品的開發和維護的關鍵部分,相關專家認為紅外熱像儀是此類測試的主要解決方案,但選擇合適的相機是關鍵,因為這種口徑的臺式熱像儀對于任何嚴肅的電子設計或維修操作都是一筆不小的投資。