有效
快速自动检测电路板故障的装置
刘振宇、焦永乐、郝一伟、全信宇、马沁巍
北京理工大学
刘
刘振宇机构 暂无
技术领域 暂无
焦
焦永乐机构 暂无
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郝
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全
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马
马沁巍机构 暂无
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摘要
本申请公开了一种快速自动检测电路板故障的装置,用于检测待测电路板故障,包括电流源模块、红外图像获取模块和图像处理显示模块;当控制信号为电源关闭的控制信号时,且实时电流大于阈值电流时,判定待测电路板发生完全短路故障;当待测电路板发生完全短路故障时,第一要素点的实时温度超过阈值温度下限时,且与第二要素点相匹配,第一要素点为完全短路故障点;当控制信号为电源关闭的控制信号时,且实时电流小于阈值电流时,判定待测电路板发生开路故障或者部分短路故障。本发明快速自动检测电路板故障的装置,可以通过检测电路板红外图像以及工作电流大小的方式快速自动判断复杂多层电路板的故障类型及位置。
1.一种快速自动检测电路板故障的装置,其特征在于,用于检测待测电路板故障,所述电路板故障包括开路故障、完全短路故障和部分短路故障,包括电流源模块、红外图像获取模块和图像处理显示模块;所述电流源模块,分别与所述图像处理显示模块和所述红外图像获取模块相耦接,用于发送实时电压的数值和实时电流的数值至所述图像处理显示模块,以及接收所述图像处理显示模块反馈的控制信号,当所述控制信号为电源开启的控制信号时,发送所述实时电压和所述实时电流至所述红外图像获取模块;所述红外图像获取模块分别与所述电流源模块和所述图像处理显示模块相耦接,用于接收所述电流源模块发送的所述实时电压和所述实时电流,以及发送实时红外图像和初始红外图像至所述图像处理显示模块;所述红外图像获取模块包括:待测电路板、激励信号接入单元和红外图像采集单元,所述激励信号接入单元,与所述待测电路板相耦接,用于提供激励信号至所述待测电路板;所述待测电路板,分别与所述激励信号接入单元、所述电流源模块和所述红外图像采集单元相耦接,用于接收所述激励信号接入单元发送的所述激励信号,接收所述电流源模块发送的所述实时电压和所述实时电流,使所述待测电路板通电产生红外辐射,通过所述红外图像采集单元实时监测;所述红外图像采集单元,分别与所述待测电路板和所述图像处理显示模块相耦接,用于实时监测所述待测电路板的红外辐射情况,并生成所述实时红外图像发送至所述图像处理显示模块,其中,所述红外图像采集单元,还生成所述待测电路板的所述初始红外图像并发送至所述图像处理显示模块;所述图像处理显示模块,分别与所述电流源模块和所述红外图像获取模块相耦接,用于接收所述电流源模块发送的所述实时电压的数值和所述实时电流的数值,接收所述红外图像获取模块发送的所述实时红外图像和初始红外图像,判定所述待测电路板的情况得到所述待测电路板的检测结果,并显示所述待测电路板的检测结果以及所述实时红外图像,同时反馈控制信号至所述电流源模块,所述控制信号包括电源关闭的控制信号和电源开启的控制信号;所述图像处理显示模块预设电路原理图及版图文件、阈值温度下限和阈值电流,所述实时红外图像包括多个第一要素点,所述电路原理图及版图文件包括多个第二要素点,所述阈值温度下限根据所述初始红外图像设置,所述图像处理显示模块预设阈值温度上限和阈值时间,所述阈值温度上限根据所述初始红外图像设置;当所述控制信号为所述电源关闭的控制信号时,且所述实时电流大于所述阈值电流时,判定所述待测电路板发生完全短路故障;当所述待测电路板发生完全短路故障时,所述第一要素点的实时温度超过所述阈值温度下限时,且与所述第二要素点相匹配,所述第一要素点为完全短路故障点;当所述控制信号为所述电源关闭的控制信号时,且所述实时电流小于所述阈值电流时,判定所述待测电路板发生开路故障或者部分短路故障,其中,当所述图像处理显示模块的工作时间大于所述阈值时间,或者所述第一要素点的实时温度超过所述阈值温度上限时,所述控制信号为所述电源关闭的控制信号;当所述图像处理显示模块的工作时间小于所述阈值时间,同时所述第一要素点的实时温度低于所述阈值温度上限时,所述控制信号为所述电源开启的控制信号。
2.根据权利要求1所述的快速自动检测电路板故障的装置,其特征在于,还包括正常电路板,当判定所述待测电路板发生部分短路故障时,采集所述正常电路板红外图像,所述正常电路板红外图像包括多个第三要素点;所述判定所述待测电路板发生开路故障或者部分短路故障,进一步为:所述控制信号为所述电源关闭的控制信号时,当所述第一要素点位置的实时温度低于所述阈值温度下限并构成回路时,判定所述待测电路板发生开路故障;所述控制信号为所述电源关闭的控制信号时,当所述第一要素点位置的实时温度低于所述阈值温度下限并不能构成回路时,判定所述待测电路板发生部分短路故障,当所述第一要素点与第三要素点的温差最大时,且与所述第二要素点相匹配,所述第一要素点为部分短路故障点。
3.根据权利要求1所述的快速自动检测电路板故障的装置,其特征在于,所述图像处理显示模块包括:数据导入单元、图像处理单元和图像显示单元;所述数据导入单元,分别与所述红外图像获取模块中的所述红外图像采集单元、所述电流源模块、以及所述图像处理显示模块中的所述图像处理单元相耦接,用于接收所述红外图像获取模块中的所述红外图像采集单元发送的所述实时红外图像和所述初始红外图像,接收所述电流源模块发送的所述实时电压的数值和所述实时电流的数值,以及发送所述实时红外图像和所述初始红外图像至所述图像处理单元;所述图像处理单元,分别与所述图像处理显示模块中的所述数据导入单元、所述图像处理显示模块中的所述图像显示单元,以及所述电流源模块相耦接,用于接收所述图像处理显示模块中的所述数据导入单元发送所述实时红外图像和所述初始红外图像,预设电路原理图及版图文件、阈值温度下限和阈值电流,判定所述待测电路板的情况得到所述待测电路板的检测结果,并发送所述待测电路板的检测结果以及所述实时红外图像至所述图像显示单元,同时反馈所述控制信号至所述电流源模块;所述图像显示单元,与所述图像处理显示模块中的所述图像处理单元相耦接,用于接收所述图像处理单元发送的所述实时红外图像和所述待测电路板的检测结果,并显示所述实时红外图像和所述待测电路板的检测结果。
4.根据权利要求1所述的快速自动检测电路板故障的装置,其特征在于,所述电流源模块包括:电流控制单元和电流输出单元;所述电流控制单元,预设初始额定输出电压、初始最大输出电流及其变化步长、变化上限和变化频率,所述初始额定输出电压和所述初始最大输出电流根据所述变化步长、所述变化上限和所述变化频率控制;所述电流控制单元,分别与所述电流源模块中的所述电流输出单元和所述图像处理显示模块相耦接,用于接收所述图像处理显示模块反馈的所述控制信号,发送额定输出电压及最大输出电流的数值至所述电流输出单元;当所述控制信号为电源关闭的控制信号时,所述额定输出电压的数值和所述最大输出电流的数值均为0;当所述控制信号为电源开启的控制信号时,所述额定输出电压的数值与最大输出电流的数值不为0;所述电流输出单元,分别与所述电流源模块中的所述电流控制单元、所述图像处理显示模块和所述红外图像获取模块中的所述待测电路板相耦接,接收所述电流控制单元发送的所述额定输出电压的数值和所述最大输出电流的数值,当所述额定输出电压的数值和所述最大输出电流的数值不为0时,发送所述实时电压的数值和所述实时电流的数值至所述图像处理显示模块,并发送实时电压和所述实时电流至所述红外图像获取模块中的所述待测电路板。
5.根据权利要求1所述的快速自动检测电路板故障的装置,其特征在于,所述红外图像获取模块还包括:电路板固定单元、位置调整单元、及环境温度隔绝单元;所述电路板固定单元,位于所述环境温度隔绝单元中,与所述位置调整单元和所述激励信号接入单元并行设置,用于固定所述待测电路板;所述位置调整单元,位于所述环境温度隔绝单元中,与所述电路板固定单元并行设置,用于调整所述红外图像采集单元与所述待测电路板之间的距离,以及调整所述红外图像采集单元与所述待测电路板的角度;所述环境温度隔绝单元,包围所述电路板固定单元、所述位置调整单元和所述激励信号接入单元,用于将所述电路板固定单元、所述位置调整单元和所述激励信号接入单元与外界环境隔离。
6.根据权利要求3所述的快速自动检测电路板故障的装置,其特征在于,所述数据导入单元包括接口,通过所述接口接收所述红外图像获取模块中的所述红外图像采集单元发送所述实时红外图像和所述初始红外图像,并接收所述电流源模块发送的所述实时电压的数值和所述实时电流的数值。
7.根据权利要求3所述的快速自动检测电路板故障的装置,其特征在于,所述图像处理单元还包括噪声压制子单元,与所述数据导入单元相耦接,用于对将接收到的所述数据导入单元发送的所述实时红外图像和所述初始红外图像进行降噪处理。
8.根据权利要求1所述的快速自动检测电路板故障的装置,其特征在于,所述红外图像采集单元包括红外图像采集子单元,所述红外图像采集子单元为红外阵列探测器。



