硬科普：熱成像儀在硬件檢測中的應(yīng)用

ID:621124 · 發(fā)表于 2019-10-25 11:27

發(fā)現(xiàn)很多朋友的實(shí)驗(yàn)室中都沒有配備一樣設(shè)備：熱成像儀。這讓DJ有點(diǎn)好奇：是因?yàn)閮r(jià)格太貴呢？還是你們沒有正確的打開方式？

熱成像儀的價(jià)格有貴有不貴，在某寶的價(jià)格是這樣紙的：

高端紅外成像設(shè)備

也有這樣紙的：

一般紅外成像設(shè)備

是不是覺得平民了很多呢？其實(shí)一般實(shí)驗(yàn)室里面用的熱成像儀不用很貴，幾千塊的就滿足了。相對于這個(gè)設(shè)備給硬件設(shè)計(jì)人員、硬件調(diào)試人員、硬件生產(chǎn)人員帶來的便利；完全是值得的投入。

什么是熱成像儀？

紅外熱像儀是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接受被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。通俗地講紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。

熱成像儀的打開方式

熱成像儀有不同的規(guī)格與型號，甚至外觀與使用方式都有所區(qū)別。這是一種應(yīng)用很廣的設(shè)備，軍用、民用、工業(yè)用途都有。一般來說，熱成像儀的打開方式是這樣的：

[電力]輸電線檢測

這樣：

[工業(yè)]電機(jī)散熱檢測

還有這樣：

[民用]打獵

和這樣：

咳咳，發(fā)錯(cuò)

上面都是熱成像技術(shù)在不同領(lǐng)域的作用；那么，在實(shí)驗(yàn)室里面，熱成像技術(shù)又對我們有什么幫助呢？

熱成像儀在實(shí)驗(yàn)室的打開方式：

1、溫度測量

它可以很好的替代紅外測溫槍；手持熱成像儀一般都有±2%以上的精度。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下測量整板/整機(jī)上面各點(diǎn)的溫度已經(jīng)是滿足要求的。熱成像儀可以直接顯示圖像中心點(diǎn)的溫度，也可以動態(tài)跟蹤圖像上測量出來的最高溫度點(diǎn)；這樣就能較好的對比不同位置的溫度差異，同時(shí)也能快速的找到板上溫度最高的地方。

溫度測量

2、熱設(shè)計(jì)及熱量分布

與測溫槍不同，測溫槍能測量的是電路板上一個(gè)點(diǎn)的問題，而熱成像儀可以一次測量整板的溫度分布。如果你需要了解電路板的工作溫度，屌絲使用的方式是用手去摸（危險(xiǎn)動作，不建議模仿！）；

普通青年則是用紅外測溫槍一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)的去測；

而擁有熱成像儀的你，只需一個(gè)動作，

即可用最直觀的方式獲取整板的熱量分布。

整板熱量分布/散熱設(shè)計(jì)參考

作為一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師，需要為產(chǎn)品做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，那么散熱設(shè)計(jì)絕對是其中的重中之重；作為一個(gè)硬件工程師，你設(shè)計(jì)的板子發(fā)熱怎樣，最高溫度多少？則是在做改版設(shè)計(jì)的一個(gè)重要依據(jù)。

3、快速問題定位

作為一名硬件設(shè)計(jì)工程師，每當(dāng)?shù)谝淮谓o自己設(shè)計(jì)的板子上電的時(shí)候都像一個(gè)打開師傅改好的卷子的學(xué)生。握草，板子怎么上不了電？什么，網(wǎng)口跑不通？電源燈不亮？電壓不正常？？？？

這個(gè)時(shí)候，除了萬用表之外，熱成像儀是幫你快速定位問題的最佳幫手。在硬件設(shè)計(jì)中，新手（也有老手）比較容易出現(xiàn)的問題往往是選型不當(dāng)導(dǎo)致工作異常、封裝錯(cuò)誤導(dǎo)致短路或者某些器件值有誤導(dǎo)致的電路問題。而這種在調(diào)試測試中常出現(xiàn)的問題外在表現(xiàn)往往是溫度異常：比如某器件電壓過高，則會異常發(fā)熱；某電路不工作則表現(xiàn)為該芯片根本不發(fā)熱；短路的則導(dǎo)致電源芯片及相關(guān)電路迅速發(fā)熱等等。這個(gè)時(shí)候，使用熱成像儀查看整板電路的溫度分布就能一眼就判斷問題的所在。如果使用其他手段，往往需要上電好幾次，二三十分鐘甚至幾天都無法找到問題。

電路故障快速診斷

一般來說，電路只要工作就會有發(fā)熱（功耗），有發(fā)熱就會有溫升；而根據(jù)芯片的功耗則能很快的經(jīng)驗(yàn)性判斷一個(gè)器件是否工作在正常狀態(tài)：比如電路上功耗較高發(fā)熱較大的往往是CPU、電源芯片及功率電感、PHY芯片、DDR、ADC等；溫升不敏感的往往是被動型器件如電容、連接器、二極管（工作在擊穿狀態(tài)下的除外，如齊納二極管）等。

4、一致性檢測

從生產(chǎn)的角度來看，當(dāng)然希望生產(chǎn)出來的PCBA是穩(wěn)定而且質(zhì)量都是一樣的。但是由于設(shè)計(jì)的合理性及物料質(zhì)量、工廠加工質(zhì)量等；往往導(dǎo)致一批產(chǎn)品生產(chǎn)回來，電路的工作情況會有參差不齊的現(xiàn)象。更有甚者有一些上面說的不工作、短路、過熱等情況。

那么，熱成像儀的作用就是讓生產(chǎn)測試人員簡單的獲知這一批產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性，快速找到一批產(chǎn)品中的不良品。

一致性檢測

5、硬件設(shè)計(jì)優(yōu)化

作為一名設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該了解自己每次設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)；然后在后續(xù)的設(shè)計(jì)與改版中不斷的優(yōu)化自己的設(shè)計(jì)。一個(gè)偉大的產(chǎn)品都是在不斷的反思與優(yōu)化中成型的。通過不同的測試手段，發(fā)現(xiàn)自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品中薄弱的環(huán)節(jié)，就能在下次生產(chǎn)或者改版中優(yōu)化它。而這些測試手段包括老化、環(huán)境測試、抗干擾測試等；而熱成像儀可以讓你在測試中發(fā)現(xiàn)板子的熱量分布從而優(yōu)化PCB的布局讓板子散熱更良好，也可以發(fā)現(xiàn)某路電源或者功能電路負(fù)荷過高，通過更改選型及其他手段來避免電路的工作不穩(wěn)定；在不同的工作狀態(tài)中觀察熱量的變化，發(fā)現(xiàn)不滿足環(huán)境要求的電路設(shè)計(jì)。

紅外圖像測溫輔助硬件優(yōu)化

---------------------------------------------------------

本文為FreeTest實(shí)驗(yàn)室原創(chuàng)，未經(jīng)授權(quán)，不得轉(zhuǎn)載

實(shí)驗(yàn)室，是每個(gè)攻城獅都又愛又恨的地方；實(shí)驗(yàn)室的那些有趣的事，有你也有我！

專注于和大家分享實(shí)驗(yàn)室里面的趣事、新鮮事以及各種干貨！關(guān)注我，不后悔！

帳號		自動登錄	找回密碼
密碼			立即注冊