устройство обнаружения пылеотложения на печатных платах радиоэлектронной аппаратуры

Формула изобретения

Устройство обнаружения пылеотложения на печатных платах радиоэлектронной аппаратуры, работа которого заключается 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 запыленности, 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, микроконтроллер, пороговое устройство отключения нагрузки при критическом уровне влажности, дополнительная пластина, находящаяся в герметичном корпусе с искусственно созданным максимальным уровнем запыленности 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 устройствам обнаружения пылеотложения с учетом влажности на печатных платах радиоэлектронной аппаратуры, при возникновении которого возникают токи утечки.

Технический результат и промышленная применимость изобретения заключается в обеспечении индикации повышенного уровня пылеотложения с учетом влажности на печатных проводниках радиоэлектронной аппаратуры (оптико-электронным двухволновым двухканальным методом), при котором могут возникать токи утечки, например в строчной развертке телевизионного приемника или блоках питания радиоэлектронной аппаратуры.

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 дымовой извещатель (пат. RU 2258260 G08B 17/103 от 30.06.2003). Принцип работы устройства заключается в следующем:

- поочередно излучаются световые импульсы;

- принимаются фотоприемником световые импульсы отраженные под углом к оптической оси излучения;

- измеряется длительность цикла заряда - разряда фотодатчика, являющегося элементом RC-цепи, при отсутствии излучающих импульсов t₁ и при излучении световых импульсов t₂ ;

- световые импульсы поступают на микроконтроллер и сравниваются путем вычитания S(t₁)-S(t₂ )=k с заданными значениями, по которым судят о наличии дыма.

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 учета уровня влажности, позволяющий определить максимальный порог влажного пылеотложения, приводящей к возникновению токов утечки и выходу из строя радиоэлектронной аппаратуры.

Задачей предполагаемого изобретения является обнаружение повышенного уровня пылеотложения с учетом влажности оптико-электронным методом, при котором могут возникнуть токи утечки, приводящие к выходу из строя радиоэлектронной аппаратуры.

Поставленная задача решается тем, 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 влажности) и принимаются отраженные от трех пластин, при этом первая пластина имеет искусственно нанесенный максимальный уровень запыленности, вторая находится в герметичном корпусе с искусственно созданным максимальным уровнем запыленности 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. На фиг.2, фиг.3 схематично показана конструкция датчика. На фиг.4 приведена принципиальная схема устройства по фиг.1. На фиг.5 показан алгоритм функционирования устройства.

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.

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).

Функционирование устройства по фиг.1 состоит из следующих шагов.

Поочередно излучаются световые импульсы парами светодиодов 1, 3 (канал контроля запыленности с длиной волны светодиодов ₁=565 нм) и 2, 4 (канал контроля влажности 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, а пластина 6 находится в герметичном корпусе и имеет искусственно созданный максимальный уровень запыленности с предельным порогом влажности. 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(1)), 4 (S₄(1)), 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(1))<0, то микроконтроллер 9 включает сигнализатор 10, в качестве которого используется светодиод, а если (S ₂(1)-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, предлагаемое устройство позволяет обеспечить индикацию повышенного уровня пылеотложения, а так же отключение радиоэлектронной аппаратуры при достижении предельного порога влажного пылеотложения.