Способ измерения тепловых полей электрорадиоизделий


 

G01R31/00 - Устройства для определения электрических свойств; устройства для определения местоположения электрических повреждений; устройства для электрических испытаний, характеризующихся объектом, подлежащим испытанию, не предусмотренным в других подклассах (измерительные провода, измерительные зонды G01R 1/06; индикация электрических режимов в распределительных устройствах или в защитной аппаратуре H01H 71/04,H01H 73/12, H02B 11/10,H02H 3/04; испытание или измерение полупроводниковых или твердотельных приборов в процессе их изготовления H01L 21/66; испытание линий передачи энергии H04B 3/46)

Владельцы патента RU 2564053:

Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" (RU)

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при наземных тепловакуумных испытаниях бортовой радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) негерметичных космических аппаратов (КА). Предложен способ измерения тепловых полей электрорадиоизделий, включающий использование интегрированных программных средств и стенда тепловакуумных испытаний. Температуру поверхности прибора измеряют с помощью термодатчиков вблизи контрольных точек. Одновременно измеряют температуру всей поверхности панели или блока радиоэлектронной аппаратуры с установленными электронными компонентами с помощью тепловизионной измерительной системы через иллюминатор, обладающий высокой степенью пропускания излучения в инфракрасном диапазоне, с записью информации в цифровом виде. Технический результат - повышение точности получаемых данных.

 

Изобретение относится к космической технике, в частности к способам наземных тепловакуумных испытаний бортовой радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) негерметичных космических аппаратов (КА) при диагностировании ее тепловых режимов в условиях эксплуатации, имитирующих реальные.

Существуют аналогичные методики и способы измерения параметров физических полей и проведения испытаний.

Известен способ измерения параметров физических полей (патент на изобретение №2066466, РФ). Изобретение относится к способам измерения параметров физических полей, предпочтительно динамических, по характеру, например сейсмических, магнитных, тепловых и т.п. Сущность изобретения: формируют основную измерительную сеть. Для этого в пределах измерительного участка двумя группами размещают распределенные датчики.

Известен способ измерения коэффициента температуропроводности материала и устройство для его осуществления (патент на изобретение №2072516, РФ). Изобретение относится к бесконтактным методам контроля теплофизических характеристик материалов и может быть использовано при производстве изделий электронной техники. Сущность заключается в том, что исследуемый образец облучают сфокусированным импульсным лазерным излучением и с помощью ИК-фотодиода регистрируют тепловое излучение локально нагретой области образца.

В настоящее время применяется методика тепловакуумных испытаний РЭА негерметичных КА, которая основана на ГОСТ РВ 20.57.306-98 "Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Общие требования, методы контроля и испытаний. Методы испытаний на соответствие требованиям по устойчивости к климатическим воздействиям". Методика предусматривает осуществление контроля температуры с помощью термодатчиков, установленных в непосредственной близости от электрорадиоизделий (ЭРИ). Аналогичная методика применяется зарубежными фирмами, создающими РЭА космического назначения.

Эта методика принята за аналог, наиболее близкий к изобретению (прототип).

Недостатком данной методики и известных способов контроля параметров физических полей является то, что осуществить контроль температуры и тепловых режимов всех критичных ЭРИ с помощью термодатчиков невозможно из-за их большого количества (несколько десятков на каждой плате и несколько сотен в приборе), а термодатчики и подходящие к ним медные провода вносят существенные искажения в тепловое поле РЭА. Таким образом, с помощью термодатчиков обеспечивается контроль температуры 3-5 ЭРИ на плате и не более 15-20 ЭРИ в приборе. Кроме того, из-за отсутствия в настоящее время необходимого программно-методического обеспечения и испытательного оборудования невозможно проводить динамический контроль температуры ЭРИ во всех возможных режимах функционирования РЭА. Все это не позволяет получить полное и однозначное представление о тепловых режимах ЭРИ.

Цель изобретения - диагностирование тепловых режимов ЭРИ и блоков бортовой радиоэлектронной аппаратуры в условиях эксплуатации, имитирующих реальные.

Указанная цель достигается за счет использования интегрированных программных средств и стенда тепловакуумных испытаний, оснащенного системой имитации тепловых воздействий на радиоэлектронную аппаратуру в условиях открытого космоса и системой теплового диагностирования радиоэлектронной аппаратуры. При этом измерение температуры всей поверхности панели или блока радиоэлектронной аппаратуры с установленными электронными компонентами осуществляют тепловизионной измерительной системой через иллюминатор, обладающий высокой степенью пропускания излучения в инфракрасном диапазоне, с записью информации в цифровом виде. Температуру поверхности блока измеряют с помощью термодатчиков вблизи контрольных точек.

Суть изобретения.

Техническая реализация изобретения: испытуемая РЭА (узел или прибор) устанавливается на термостабилизированной платформе в вакуумной камере испытательного стенда, в которой обеспечивается высокая степень достоверности имитации тепловакуумных воздействий на РЭА при ее функционировании. Температура платформы задается и поддерживается постоянной в широких пределах. Измерение температуры поверхности панели осуществляется тепловизионной измерительной системой через инфракрасный иллюминатор из BaF2 с записью информации на компьютере. Одновременно с помощью термодатчиков контролируется температура контрольных точек поверхности блока.

Методологическая реализация изобретения: в общем случае тепловизор регистрирует тепловой поток с поверхности радиоэлектронной платы в виде

W=τε(x,y)WРЭА,

где τ - коэффициент пропускания иллюминатора;

ε(x,y) - поле коэффициентов излучения поверхности блока;

WРЭА - мощность теплового потока с поверхности РЭА, Вт.

При сравнении температуры, измеренной тепловизором, и температуры, измеренной термодатчиками, вычисляется ε(x,y), а по известному ε(x,y), полученному из термоизображения тепловизора, вычисляется реальная температура. В процессе испытаний проводится контроль тепловых полей внешних поверхностей РЭА, а также контроль температуры в локальных точках, недоступных для тепловизионного контроля. Интегрированные программные средства испытательного стенда позволяют проводить сравнение измеренных тепловых полей РЭА с результатами тепловых расчетов. Испытания проводят последовательно по двум уровням: "узел" и "прибор". На уровне "узел" определяются тепловые режимы ЭРИ в диапазоне рабочих температур посадочного места узла, уточняются параметры математической модели узла, выявляются недостатки компоновки, выявляются дефекты сборки и монтажа, формируется "тепловой паспорт" узла. На уровне "прибор" проводят контроль тепловых полей наружных поверхностей прибора, измерения температуры в контрольных точках внутри прибора, уточняется тепловая модель прибора, проводится расчет тепловых полей узлов с учетом граничных условий установки их в приборе, формируется «тепловой паспорт» прибора.

На этапе приемо-сдаточных испытаний штатных узлов проводится сравнение термограмм узлов с термограммами "тепловых паспортов" и отбраковка дефектных узлов, а также проводится сравнение термограмм поверхностей прибора с термограммами "теплового паспорта" и таким образом контролируется качество сборки прибора.

Обеспечена возможность проведения контроля тепловых режимов всех ЭРИ, смонтированных на печатной плате, тепловых режимов блока и РЭА в целом. На основании сравнений термограмм эталонных блоков и приборов обеспечена возможность выявления дефектной продукции.

Технический результат изобретения заключается в расширении технологических возможностей, повышении точности диагностирования тепловых режимов ЭРИ, блоков радиоэлектронной аппаратуры и радиоэлектронной аппаратуры, обеспечении контроля тепловых режимов каждого ЭРИ, установленного на поверхности блока.

Сравнительный анализ заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволил выявить признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого технического решения.

Способ измерения тепловых полей электрорадиоизделий, включающий использование интегрированных программных средств и стенда тепловакуумных испытаний, оснащенного системой имитации тепловых воздействий на радиоэлектронную аппаратуру в условиях открытого космоса и системой теплового диагностирования радиоэлектронной аппаратуры, при этом температуру поверхности прибора измеряют с помощью термодатчиков вблизи контрольных точек, отличающийся тем, что одновременно измеряют температуру всей поверхности панели или блока радиоэлектронной аппаратуры с установленными электронными компонентами с помощью тепловизионной измерительной системы через иллюминатор, обладающий высокой степенью пропускания излучения в инфракрасном диапазоне, с записью информации в цифровом виде.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к наземным электрическим испытаниям космических аппаратов (КА) в процессе производства КА на заводе-изготовителе, а также при их предстартовых испытаниях.
Изобретение относится к области технического обслуживания и ремонта подвижного состава железнодорожного транспорта. Способ заключается в том, что с помощью мегомметра измеряют сопротивления электрической изоляции элементов в каждой из групп цепей вагона-термоцистерны.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при определении места несанкционированного подключения нагрузки неизвестной мощности к однородной линии электрической передачи трехпроводного исполнения протяженностью менее трехсот километров.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля ресурса изоляции сухих силовых трансформаторов. Технический результат состоит в повышении точности контроля ресурса.

Изобретение относится к технике измерения теплофизических параметров полупроводниковых изделий и может быть использовано на выходном и входном контроле качества изготовления светодиодов.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной технике, в частности - к способам и устройствам контроля качества внутренних электрических соединений сложных технических изделий, включая изделия вооружений, военной и специальной техники.

Изобретение относится к радиационной технике и может быть использовано при проведении испытаний различных типов элементов электронно-компонентной базы (ЭКБ) на стойкость к воздействию импульсного ионизирующего излучения (ИИ).

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к системной автоматике и релейной защите, и предназначено для реализации в устройствах определения места повреждения линий электропередачи (ЛЭП).

Изобретение относится, главным образом, к испытаниям систем энергоснабжения космических аппаратов (КА) при изготовлении преимущественно спутников связи. Система электропитания КА содержит солнечные (СБ) и аккумуляторные (АБ) батареи, стабилизированный преобразователь напряжения (СПН) с зарядным (ЗП) и разрядным (РП) преобразователями и стабилизатором выходного напряжения (8).

Изобретение относится к электроизмерительной области техники и может быть использовано для диагностики устойчивости оборудования к воздействию преднамеренных силовых электромагнитных воздействий (ПД ЭМВ).

Изобретение относится к экспериментальной технике и может быть использовано для теплопрочностных статических испытаний конструкций летательных аппаратов, в частности к средствам, обеспечивающим воспроизведение нестационарных температурных полей в испытываемых конструкциях воздушно-космических самолетов (ВКС).

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для идентификации близких к поверхности дефектов в контролируемом объекте. Согласно заявленному термографическому способу область поверхности контролируемого объекта нагревают, например, индуктивно.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для оценки надежности сложных пространственных конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе результатов теплового контроля при нагружении изделий статической или динамической нагрузкой.

Изобретение относится к области тепловых испытаний и может быть использовано при наземных испытаниях элементов летательных аппаратов. Способ тепловых испытаний керамических обтекателей ракет включает нагрев и контроль температуры обтекателя в зоне узла соединения керамической оболочки со шпангоутом.

Заявленное изобретение относится к космической технике и может быть использовано для контроля теплообмена космического аппарата. Указанное устройство выполнено из сборок, в каждой из которых чувствительный элемент размещен на электроизолирующей подложке.
Изобретение относится к области стендовых тепловых испытаний и может быть использовано для диагностики характеристик термопрочности и термостойкости эксплуатируемых металлов.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к тепловому неразрушающему контролю объектов, и может быть использовано для определения теплового сопротивления и теплопроводности строительных конструкций.
Изобретение относится к пищевой и мукомольно-элеваторной промышленности и используется для оценки степени повреждения швов наружного силоса элеватора из сборного железобетона.

Изобретение относится к способам теплового контроля герметичности и может быть использовано для контроля герметичности крупногабаритных сосудов, например котлов железнодорожных цистерн.

Изобретение относится к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на обтекатель ракеты в наземных условиях и может быть использовано при наземных испытаниях элементов летательных аппаратов.

Изобретение относится к бесконтактным методам исследований теплофизических характеристик твердых тел и может быть использовано для исследований теплофизических характеристик изделий, используемых в авиакосмической, машиностроительной и энергетической промышленности.
Наверх