跟着轿车智能化的不断开展,轿车电子的重要性越加杰出,巨量添加的硬件和软件使得轿车电子的发热成为问题的集中点,假如不能妥善地处理电子体系的发热和散热问题,会形成体系运转功率下降、死机乃至于产生着火的结果。
轿车电子的传统温度检测办法是热电偶,为触摸式测温,但在反响速度、小方针检测、作业功率等方面还存在许多缺乏,而红外热像仪能够从电子体系外表的温度散布情况非触摸地快速发现问题,并在专业软件的协助下进行剖析,高效完结轿车电子的发热和散热检测使命。
红外热像的开展和在国内的运用现状
1、红外热像仪的开展前史
自从1800年赫谢尔运用水银温度计制造的最原始的热敏勘探器发现了红外辐射以来,人们就开端不断运用各种办法对红外辐射进行检测。
红外热像仪是一种可勘探方针的红外辐射,并能经过光电转化、电信号处理等手法,将方针物体的温度散布图画转化成视频图画的设备,是集光、机、电等尖端技能于一体的高科技产品。因其具有非触摸测温、反响速度快、温度数据可剖析等长处,在研制、质量办理、设备保护、修建检测等范畴获得了广泛的运用。
2、红外热像技能在国内运用情况
跟着科技的前进,现在红外热像技能在修建和工业范畴也得到了长足的开展。红外热像仪勘探波段为8~14μm长波的非制冷焦平面注视型红外热成像仪,其体积、分量、操作性均比第一代制冷型红外热像仪有了很大的改善。
现在红外热像仪在国内现首要运用于如下职业:
- 研制与质量办理:首要对产品的发热情况进行检测,进步产品的质量。
- 设备猜测性保护:首要对设备的作业情况进行巡检,提早发现设备存在的问题。
- 修建检测:检测房子的节能、渗漏和空鼓等情况。
- 消防:搜救和日常防火安全检测。
- 其他:如科研、教育、医疗等。
红外热像技能在国内轿车电子企业的运用情况
1、热像仪在轿车电子的运用情况
现在,红外热像仪在国内很多轿车电子企业现已开端运用,首要运用有:
研制温度剖析:
器材发热剖析
散热效能剖析
外壳或周边部位温度剖析
温度随时刻改动的趋势剖析
产质量量检测:
外协件的质量检测
产线质量操控
老化测验
2、热像仪与触摸式温度计/温度数据采集器的差异
数据采集器以触摸式温度计作为传感单元,体系集成几个至数十个传感器,传感器一般张贴或固定在被测方针上,体系根据每个传感器的温度数据剖析被测方针的温度散布情况。有的数据采集器的通道数可扩展至数百乃至数千个,但遭到被测方针尺度的约束,这些通道数往往是理论上的,很少用在实践检测中。
A 红外热像仪的优势
数据采集器因为运用触摸式温度计作为传感单元,故有下列缺陷:
· 检测点少,方针温度散布情况不明晰
数据采集器的触摸式温度传感单元数目较少,特别是关于面积相同较小的电子器材来说,能固定在器材上的传感单元一般只能以个数计,故运用数据采集器检测的部位是较为含糊的。
红外热像仪的检测点数以万计,故能够明晰地显现出被测方针的温度散布情况,有利于观测细微的温度反常点。
· 反响速度慢
数据采集器的触摸式温度传感单元反响速度一般在十几秒至数分种,若被测方针有较快的温度改动,数据采集器就不能更上方针的温度改动,形成温度显现滞后,影响运用者的判别。
红外热像仪的反响时刻一般在1秒内,能够实时地显现出方针的温度改动情况。
· 会损坏方针的原有温度场
数据采集器的传感器必需求触摸在被测方针外表,这样会影响到外表的散热作用(特别关于面积较小或发热较少的物体),使被测方针的温度改动。
红外热像仪运用非触摸测温手法,可远离方针进行检测,故不会损坏方针的原有温度场,确保测温的精确。
B 温度数据采集器的优势
· 因为热电偶布线灵敏,能够在热像仪无法拍照的部位进行检测,如多层电路板的基层、产品外壳内部的元器材等。
· 热电偶可进行长时刻的温度数据记载,并进行开关量或4-20mA信号操控。
C 红外热像仪和温度数据采集器的协作
红外热像仪首要检测方针外表的温度散布情况,关于内部的检测和需求进行温度操控的部分,由温度数据采集器进行协作弥补。
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红外热像在轿车电子检测方面的运用事例
1、电路板及元器材检测
A 电路板测验
当时,电子设备首要失效方法便是热失效。而轿车作为热能转为动能的体系对电子设备的要求则更高。据统计,电子设备失效有55%是温度超越规定值引起,跟着温度添加,电子设备失功率呈指数添加。一般来说电子元器材的作业可靠性对温度极为灵敏,器材温度在70-80℃水平上每添加1℃,可靠性就会下降5%。
热像仪能够全面检测电路板上每个元器材的温度,这是其他测温东西所做不到的;把空调器操控板上每个元器材的温度操控在极限范围内,将能够大大进步运转稳定性和产品寿数。
图1:PCB板因功率器材发热传递至反面,部分温度偏高。
图2:功率二极管发热情况,长时刻敞开最高温度不得超越100℃。
B 轿车电子体系的发热测验
在轿车电子的电路研制过程中,进行负载剖析是有必要的;热像仪供给了经过温度检测进行负载剖析的手法,经过热像图能够很直观的辨识出高功耗部位,为工程师完善电路,进步转化功率、削减功耗、削减电路内部温升供给强有力根据。
图3:电源模块发热测验 图4:电源板变压器,红外热图轻松发现左右两变压器的发热不一致,这是不同变压器所带负载不一致形成的。
图5:散热片散热作用测验(左为红外热图,右为可见光图)
C 轿车电子体系的散热测验
散热片起到为芯片或元器材降温的作用,没有散热片、散热片规划不良或散热片所选资料不妥都会严峻影响散热作用,导致器材寿数缩短。
研制部门项目组为芯片规划散热片计划,需求统筹散热作用和尺度,为此规划6种散热片供研讨;见图示,左下、中下、右下、左上、中上、右上,顺次散热片面积增大,运用相同芯片、相同输入电压电流、相同时刻,观测不同散热片的发热情况,为散热片的规划供给温度根据。
在图中,“中上”的温度为48.1 ℃,与散热片巨细的温度趋势不符,正常核算应该在43-44℃间,阐明在该处的散热片规划或资料挑选中存在问题。该图也能够针对面积巨细和温度进行单位面积散热的定量剖析核算。
图6:正方形散热片,斜向对角温度的散布
2、轿车车灯检测
A. LED灯具温度检测
从人身安全和LED质量考虑,LED灯具外表的最高温度一般要求在65℃以下;温度过高简单形成灯珠死灯、光衰严峻,乃至达不到亮度方针。
LED照明灯具由数十至数百个LED灯珠组成,各灯珠间的质量有或许不同、或因规划原因形成部分方位的灯珠散热不良,直接导致的结果是光照度不均匀,乃至会因少量灯珠的问题而影响到整个LED灯具的全体寿数;但因每个的灯珠的光辐射视点有叠加,直接从可见光检测是哪些灯珠产生问题很困难,而热像仪经过红外辐射检测灯具中温度散布的不同来承认问题灯珠的方位,或批改规划中的散热问题。
图7:(左图)国产LED白色照明阵列,中心偏右部分显着比左边温度高近2℃,阐明灯珠的一致性欠安,可见光图中(右图)能够模糊看出左边的照明亮度有残缺(黑圈处),但可见光图不能阐明是哪些灯珠产生了质量误差。
B 轿车灯罩温度检测
跟着车灯的功率不断进步,灯具的灯罩外表温度也逐渐升高,而灯罩地资料一般是PC、PMMA、等,故灯罩外表不能接受太高的温度,否则会影响灯罩地结构强度;此外,灯罩外表的温度散布也反映出灯具内部的发热情况,以及能够对散热体系的规划的好坏程度进行评价。
图8:经过红外热图轻松检查轿车灯罩的外表温度散布,以剖析灯具内部发热情况。
C 趋势剖析软件的运用
轿车电子的研制和质量办理一般需求接连监测,经过福禄克定制剖析软件,可将接连视频信号中的高低温主动捕捉点和中心点温度进行数字化保存,保存的内容为温度值和时刻,并树立趋势剖析曲线图:横坐标为时刻、纵坐标为温度的曲线图,见下图。
趋势剖析软件结合各型配件可对检测方针进行接连拍照、温度剖析,并经过各种附件和软件完结小方针检测、实时温度记载和曲线图等功能,便利现场拍照、记载和剖析,为完结研讨和开发作业供给要害根据。
综上所述,红外热像仪因其选用勘探器接纳红外辐射的非触摸测温办法,故具有不受现场光线搅扰、反响快速、图画可剖析等长处,广泛运用于各项研讨和新技能、新产品的开发中,为研制人员供给重要的温度数据,进步轿车电子可靠性。
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