Метод бесконтактной диагностики радиоэлектронной аппаратуры

Дударев К.Г.; Бондарь И.М.; Нестеренко А.А.; Газгиреев Р.С.

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019

Типография ЦАГИ, 1997. 80 с.

3. Панченков, А.Н. Экспертиза экранопланов / А.Н.Панченков, П.Т.Драчев, В.И.Любимов - Н.Новгород: ООО «Типография «Поволжье», 2006

4. Суржик, В.В. Методы структурно-параметрического синтеза математических моделей экранопланов: дис. ... док. тех. наук : 05.13.01 / Суржик Виталий Витальевич - Иркутск, 2010 - 278 с.

5. Амплитов, П.А. Влияние геометрических параметров экраноплана типа А на его весовые и экономические характеристики: дис. ... канд. тех. наук : 05.07.02 / Амплитов Павел Андреевич. -Комсомольск-на-Амуре., 2013 - 213 с.

УДК 627.912

К.Г. Дударев

канд. тех. наук, доцент ДГТУ, г. Ростов-на-Дону, РФ E-mail: [email protected] И.М.Бондарь канд. тех. наук, доцент ДГТУ, г. Ростов-на-Дону, РФ E-mail: [email protected] А.А. Нестеренко магистр 2 курса ДГТУ г. Ростов-на-Дону, РФ E-mail: [email protected] Р.С. Газгиреев магистр 2 курса ДГТУ г. Ростов-на-Дону, РФ E-mail: [email protected]

МЕТОД БЕСКОНТАКТНОЙ ДИАГНОСТИКИ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Аннотация

В статье рассмотрена система бесконтактного диагностирования технического состояния типовых элементов радиоэлектронного оборудования, сущность, которой состоит в регистрации инфракрасного (ИК) излучения, исходящего от исследуемого объекта и его обработки с помощью интерференционно-голографической системы. Разработанное устройство существенным образом сократит время поиска неисправности в конструктивных элементах аппаратуры и откроет возможности прогнозирования в ней появления неисправностей.

Ключевые слова:

Бесконтактный, чувствительность, голографическая интерферометрия, метод, прибор, неразрушающий контроль, точность, оптика.

Рост функциональной значимости, сложности и миниатюризации радиоэлектронной аппаратуры, привели к большим трудностям обеспечения её качества и надежности. Все это привело к повышению требований к достоверности оценки состояния и прогнозирования работоспособности аппаратуры и ее элементов. Информация, полученная при контроле, должна не только фиксировать факт наличия

1 9 }

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019

неисправности, но и устанавливать причинно-следственные связи, которые необходимы для понимания существа физических процессов, вызывающих неисправности и для обеспечения оперативных корректирующих действий.

Решение этих вопросов лежит на пути создания бесконтактных систем диагностирования технического состояния типовых элементов радиоэлектронного оборудования.

Наиболее перспективным является бесконтактный тепловой метод, сущность которого состоит в регистрации инфракрасного (ИК) излучения, исходящего от исследуемого объекта, без непосредственного механического контакта с ним.

Однако потенциальная разрешающая способность современных приборов при фиксации температуры для различных вариантов устройств диагностики не позволяет в полном объеме использовать эти методы для оперативного и надежного диагностирования функционального состояния радиоэлементов. Актуальным является вопрос повышения разрешающей способности фиксации температуры путем разработки и использования методик проведения точных измерений физических величин, основанных на новых физических эффектах и принципах.

Анализ потенциальных технических возможностей оптических методов измерений и, в особенности, методов голографической интерферометрии позволяет сделать вывод об актуальности разработки высокочувствительного измерителя температуры.

Для проведения таких измерений выходной сигнал с термоприемника должен быть однозначно взаимосвязан с одним из параметров когерентного оптического излучения. При фиксации изменений этого параметра можно определить характер изменений малых токов и напряжений. Удобнее всего в качестве такого параметра оптического когерентного излучения использовать кривизну фазового фронта светового потока. Фиксация изменений фазового фронта такого светового потока и их анализ с успехом могут быть реализованы технически при использовании методов голографической интерферометрии.

Структурная схема разработанного устройства представлена на рис. 1.

Рисунок 1 - Структурная схема метода диагностики

Схема работает следующим образом. ИК-излучение поступает на термодатчик, который вырабатывает электрический сигнал, измеряемый и фиксируемый специальной схемой включения.

-( ° )-

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 1 /2019

Далее электрический сигнал поступает на усилитель-корректор (УК), где происходит усиление сигнала и его корректировка по уровню. На фильтре (Ф) отсеиваются побочные излучения (наводки сети, работа электрических двигателей, генераторов и т. д.). Для получения максимальной вольтовой чувствительности измерения выходного сигнала в устройстве применены интерференционно-голографические методы измерения. Эти методы позволяют построить высокочувствительные широкодиапазонные элементы для более качественного решения задачи бесконтактной диагностики. Данный метод будет реализовывать электронно-оптическая часть (ЭОЧ) устройства.

ЭОЧ работает следующим образом. Излучаемый лазером световой поток через систему линз направляется на боковую грань кристаллического волновода, где он преломляется, фокусируется в точке и попадает на выходную грань волновода, снова преломляется, выходит за пределы волновода, и попадает на фокусирующую линзу. Линза фокусирует световой поток в точках оптической оси, в зависимости от кривизны волнового фронта падающего на нее светового потока. Кривизна волнового фронта потока определяется положением точки фокуса, которое зависит от приложенного к его клеммам напряжения, т. е. от интенсивности потока ИК-излучения. Фокусирующая линза направляет световой поток на эталонную голограмму.

Падающий на голограмму световой поток частично дифрагирует от нее, а часть его проходит через голограмму, отражается зеркалом и повторно проходит через голограмму, частично дифрагируя от нее. Дифрагированный от голограммы первичный световой поток и световой поток, прошедший через голограмму, отраженный зеркалом и снова прошедший через голограмму попадают в плоскость линейки фотоприемных устройств (ЛФПУ), где образуют интерферограмму в виде темных и светлых колец эллиптической формы. Расчеты показали, что разработанное устройство тепловой диагностики позволяет измерять электрическое напряжение с точностью до 10 8 В.

Каждому положению точки фокуса в кристаллическом волноводе в зависимости от величины управляющего напряжения на его клеммах будет соответствовать однозначная кривизна волнового фронта светового потока, падающего на эталонную голограмму, а значит, и соответствующий цифровой двоичный код с выходов аналого-цифрового преобразователя (АЦП).

При использовании связки аналоговый коммутатор (АК) - аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) производится опрос каждого фотоприемника, входящего в состав ЛФПУ. Выходной код сравнивается с эталонным кодом. Устройство управления позволяет также управлять положением датчика температуры.

Линейка фотоприемных устройств позволяет фиксировать через ЭОЧ малейшие колебания сигнала с датчика.

Устройство отображения позволяет контролировать исходное положение системы и отображать распределение температурных потенциалов на тепловой карте.

Таким образом, данное устройство может обеспечить качественное решение задачи измерения температуры элементов радиоаппаратуры, построения ее тепловой карты, а также проведения анализа отклонений температуры от заданных допусков с указанием возможных причин неисправности и местоположения диагностируемого элемента на плате.

Список использованной литературы:

1. Д. В. Сивухин С.М. Общий курс физики в 5 томах. Том 4. Оптика: учебное пособие. М.: Физматлит, 2017. 792с.

2. Алешкевич В.А. Курс общей физики. Оптика: учебник. М.: Физматлит, 2010. 320 с.

4.Савельев И.В. Курс общей физики в 3т. Том 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика: учебник. М.: Наука, 2018. 500с.

-( » )-

Текст научной работы на тему «Метод бесконтактной диагностики радиоэлектронной аппаратуры»