Nová funkce termokamery testo 890: balíček pro analýzu teplotních procesů

Vývoj elektronických zařízení již několik let směřuje k miniaturizaci. Zmenšení velikostí součástek a snížení jejich vzájemné vzdálenosti však přinášejí problémy s odvodem tepla. Součástky se vzájemně tepelně ovlivňují, a to může ovlivnit chod celého zařízení.

Zdroje tepla na deskách plošných spojů

Zdrojem tepla na deskách plošných spojů mohou být jak samotné součástky, tak také spoje. Dost často se stává, že je návrhář plošných spojů nucen ztenčit spoj z důvodu nedostatečného prostoru. Toto ztenčení může zvýšit elektrický odpor daného spoje, a tím působit lokálně jako zdroj tepla.

I samotné prokovy mezi jednotlivými vrstvami plošného spoje mohou být při průchodu elektrického proudu zdrojem tepla. Průchod elektrického proudu elektronickou součástkou zpravidla způsobuje její zahřívání. V různých režimech provozu zařízení může být zahřátí různé. Mění se podle aktuálního zatížení, taktovacího kmitočtu a podobně.

Vzájemná interakce

Například výkonové součástky ve spínaných zdrojích mohou zahřívat elektrolytické kondenzátory. Pokud je tento typ kondenzátorů po delší dobu zahříván, dochází k jejich vysychání, a tím ke snížení jejich kapacity, což vede ke snížení životnosti celého zařízení. Aby se tomuto jevu zabránilo, je opět nutné sledovat přenos tepla z výkonových součástek do okolí. Snížení vzdáleností a rozměrů součástek snižuje možnost odvádění tepla do okolí.

Díky minimální ostřící vzdálenosti (10 cm) lze změřit SMD součástky 0402.

Mikrokontroléry nebo mikroprocesory mohou své teplo předávat do součástek v analogové části vstupních obvodů. To může v některých případech ovlivnit vstupní hodnoty.

Příklad z praxe

Předmětem vývoje může být například moderní termostat do domácnosti. Jak už to tak bývá, moderní doba vyžaduje, aby takové zařízení mělo svůj vlastní podsvětlený grafický display. V termostatu je vždy teplotní, nebo dokonce i vlhkostní čidlo. Toto čidlo může být ovlivňováno teplem, které produkuje budič displeje a podsvětlení. To nepochybně ovlivní naměřené hodnoty teploty. Samozřejmě pro různé úrovně podsvětlení bude ovlivnění různé. Při vývoji je tak vhodné rychle a hlavně bezkontaktně sledovat šíření tepla napříč elektronickým zařízením. Tímto způsobem mohou být naměřeny korekční křivky a následně se můžou zlepšit výstupní hodnoty. Termostat tak bude spínat kotel podle teplot v místnosti, a ne podle kombinace teploty v místnosti a úrovně podsvětlení svého displeje.

Zaznamenaná sekvence termogramů. Průběh teploty integrovaných obvodů, označený M1 a M2, je znázorněn v dolním grafu.

Termokamera pro sledování a kontrolu rozložení teplot

Termokamery testo mohou velice snadno kontrolovat rozložení teplot na všech součástkách najednou. Princip měření teploty je založen na snímání infračerveného záření, ze kterého je vypočtena povrchová teplota. Termokamera testo 890 má rozlišení detektoru 640 × 480 pixelů. Díky minimální ostřící vzdálenosti 10 cm může tato termokamera velice snadno analyzovat rozložení teplot na součástkách o velikosti 0,3 mm. To tedy umožňuje měření teplot i na SMD součástkách o velikosti 0402.

Kontinuální měření rozložení teploty v reálném čase

Při analýze teplotních procesů během testů nového výrobku je velice výhodná funkce plně radiometrického videoměření. Tato funkce je především vhodná pro rychle se měnící děje. Spuštěním záznamu se ukládá do připojeného počítače plně radiometrické video. Plně radiometrické video znamená, že je uložena hodnota teploty pro každý pixel v každém snímku videa. Tvorba plně radiometrického videa umožňuje také grafický nebo tabulkový záznam hodnot teploty v čase opět pro libovolný pixel.

Záznam plně radiometrického videa do připojeného PC.

Funkce záznamníku

Při dlouhodobějším měření je snímání rozložení teplot v reálném čase nepraktické. Video je příliš dlouhé a jeho sledování a analyzování složitější. Proto je termokamera testo 890 vybavena také funkcí záznamníku. Funkce spočívá v tom, že je nastaven krok měření, přičemž termokamera pořizuje snímky v pravidelných intervalech v nastaveném kroku měření. Start záznamu lze provést manuálně nebo může začít automaticky například po překročení nastavené hraniční teploty. Záznam sekvence snímků může probíhat rovnou do termokamery.