Finish

Tele-, makro- ja laajakulmainfrapunalinssien välinen ero

4.Lok.2021 | Lämpökuvaus

Lämpökameroilla voi tehdä tarkastuksia turvalliselta etäisyydeltä. Tämä tarkoittaa, että sinun ei tarvitse sammuttaa toimintoja tai pukeutua täyteen henkilösuojaan. Lämpökameroiden käyttö säästää tuotantoaikaa ja auttaa ehkäisemään altistumista vaarallisille ympäristöille. Joissakin tapauksissa on kuitenkin otettava kuvia kohteista, jotka ovat hyvin vaikeasti lähestyttävissä ilman vaaravyöhykkeelle astumista, tikkaille kiipeämistä tai vaikkapa hissin tai helikopterin käyttöä. Tällöin tarvitset kameraasi lisälinssin. Laadukkaita tele- ja makrolinssejä kutsutaan usein älylinsseiksi, koska niitä ei tarvitse kalibroida yhtä tiettyä kameraa varten. Vaihdettavia linssejä voi käyttää myös muiden yhteensopivien lämpökameroiden kanssa.

4x- ja 2x-telelinssit suurentavat näkymän, joten näet paljon enemmän yksityiskohtia maasta tai turvalliselta etäisyydeltä. Vaihtoehtoisesti 25 mikronin makrolinssit näyttävät erittäin tarkkoja yksityiskohtia, jolloin voidaan havaita ongelmat, jotka voivat jäädä vakiolinssin kanssa huomaamatta. Tämän tason yksityiskohtaisuus on ratkaisevan tärkeää, jotta voidaan varmistaa alati pienenevien piirilevyjen ja mikroelektronisten komponenttien suunnittelun eheys ja tuotannon laatu.

Laadukkaat telelinssit tekevät paljon muutakin kuin vain tuovat kuvan lähemmäksi. Niiden avulla voit tallentaa parempia yksityiskohtia ja tehostaa pikselierottelukykyä, jotta näet ja voit jopa mitata poikkeaman, jota et välttämättä olisi havainnut vakiolinssillä. Tämä voi auttaa sinua arvioimaan mahdollisia ongelmia paikan päällä. Nämä telelinssit sopivat moniin eri käyttötarkoituksiin, kuten sähköntuotantoon, voimansiirtoon ja sähkönjakeluun, kemian-, öljyn- ja kaasuntuotantoon, metallien jalostukseen, rakennusten tarkastuksiin sekä suuriin teollisiin tai kaupallisiin toimintoihin.

Milloin käyttää laajakulmalinssiä

Laajakulmalinssit sopivat parhaiten suurten kohteiden katseluun suhteellisen läheltä. Ne ovat hyödyllisiä, jos käyttäjän täytyy tarkastella suurta aluetta tai työskennellä ahtaissa tiloissa. Ne sopivat erityisesti sähkö-, huolto- ja prosessiteknikoille. Myös rakennustarkastajat voivat käyttää näitä linssejä kattojen ja teollisuusrakennusten tarkastamiseen, sillä he näkevät kerralla suuremman alueen.

Seattlen Space Needlen lämpökuva, joka on otettu Fluken 2x-telelinssillä
Tämä kuva on otettu TiX560-lämpökameralla ja Fluken 2x-telelinssillä.
Seattlen Space Needlen lämpökuva, joka on otettu Fluken 4x-telelinssillä
Tämä kuva on otettu samasta paikasta TiX560-lämpökameralla ja Fluken 4x-telelinssillä.

Milloin käyttää 2x-telelinssiä

2x-telelinssit ovat hyvä valinta pienille ja keskisuurille kohteille, kun et pääse riittävän lähelle kohdetta nähdäksesi tarvittavat yksityiskohdat vakiolinssillä. Jos lämpökamerassa on vakiolinssi, jonka D:S-suhde on 764:1, voit seistä 764 cm:n (7,6 metrin) päässä kohteesta ja nähdä kohteen jonka halkaisija on 1cm. Samalla kameralla ja 2x-telelinssillä D:S-suhde on noin kaksinkertainen, jolloin lukemat ovat ~1530:1 (etäisyys 15,3 m, voit nähdä kohteen jonka halkaisija on 1 cm). Näin voit nähdä saman mitattavan alueen lähes kaksinkertaiselta etäisyydeltä tai noin 0,5 cm2:n alueen samalta etäisyydeltä.

2x-linssi näyttää huomattavasti enemmän yksityiskohtia kuin vakiolinssi. Se voi vähentää tarvetta mennä laitoksen vaaravyöhykkeelle tai kiivetä korkeita tikkaita tärkeiden vianmääritys- tai huoltotietojen tallentamiseksi. Tämä tekee siitä erittäin hyödyllisen työkalun sähkö-, sähkömekaniikka- ja prosessilaitteiden tarkastukseen. Se on myös hyvä valinta katossa olevien ilmanpoistokanavien, johtokanavien tai johdotusten tarkastamiseen tai matalalla olevien kohteiden, kuten holvin tai kaivon, yksityiskohtien tarkasteluun.

Voimalinjan tarkasteleminen sähköasemalla vakiolinssillä
TiX560-lämpökameralla ja vakiolinssillä suoritettu sähköaseman ulkoisen laitteiston tarkistus tallensi yhden vaihekytkimen poikkeaman.
Voimalinja sähköasemalla Fluken 2x-telelinssillä
Saman alueen kuvaaminen Fluken 2x-telelinssillä näyttää selvän kuuman pisteen kytkimessä.
Voimalinja sähköasemalla Fluken 4x-telelinssillä
Tämä kolmas kuva sähköaseman voimalinjasta on otettu Fluken 4x-telelinssillä, ja se osoittaa selvästi kuuman pisteen tai suuren vastuksen veitsikytkimessä.

Milloin käyttää 4x-telelinssiä

4x-telelinssi sopii erinomaisesti pienten kohteiden lämpöprofiilien kuvaamiseen paljon kauempaa. Jos lämpökameran D:S-suhde on 764:1 vakiolinssillä, se olisi 4x-telelinssillä noin nelinkertainen, eli ~3056:1 (etäisyydellä 30,6 m, voit nähdä kohteen jonka halkaisija on 1 cm). Jos siis seisoisit 7,6 metrin päässä kohteesta, näkisit noin 0,25 cm2:n alueen. 4x-telelinssi on erinomainen valinta moniin käyttökohteisiin, kuten:

  • yläpuolisiin voimalinjoihin
  • sähköasemiin
  • korkeisiin pinoihin petrokemian laitoksissa
  • metallijalostamoihin
  • muihin vaikeapääsyisiin, jännitteisiin tai vaarallisiin kohteisiin.

4x-telelinssillä näet etäältä tärkeät yksityiskohdat, jotka eivät olisi muutoin helposti nähtävissä. Voit tunnistaa mahdolliset tulenkestävyyteen tai voimalinjan liitoksiin liittyvät ongelmat, jotka voivat aiheuttaa tuotteiden laatuongelmia, vaarallisen työympäristön ja/tai tulojen menetyksiä.

Suurjännitesähköpylvään lämpökuva
Suurjännitesähköpylväs, joka on kuvattu TiX560-kameralla ja vakiolinssillä.
Suurjännitesähköpylväs Fluken 2x-telelinssillä
Sama sähköpylväs, joka on kuvattu samalta etäisyydeltä kuin edellisessä kuvassa mutta Fluken 2x-telelinssillä.
Suurjännitesähköpylväs Fluken 4x-telelinssillä
Oikeanpuoleinen liitäntäpiste, joka on kuvattu samalta etäisyydeltä kuin ensimmäisessä kuvassa mutta Fluken 4x-telelinssillä. 4x-telelinssi näyttää tarvittavat yksityiskohdat, joiden avulla voit tarkistaa, onko kyseessä ongelma vai pelkkä heijastus, kuten tässä tapauksessa.

Laita makrolinssit työhön

Kun suunnittelet uutta laitetta, teet komponenttien tai täysin koottujen piirilevyjen laadunvalvontatestejä tai suoritat valmiiden laitteiden vianmääritystä, mahdollisuus nähdä mikroelektronisten komponenttien lämpöprofiilien pienet erot nopeuttaa ongelmakohtien määritystä ja piirilevyjen tai komponenttien hyväksyntää.

Vastussiru kuvattu vakiolinssillä
Tarkka siruvastus kuvattu vakiolinssillä ja Fluke TiX560 -kameralla.
Vastussiru kuvattu 25 mikronin makrolinssillä
Lähempi näkymä tarkan vastussirun kuviosta, kuvattu TiX560-lämpökameralla ja 25 mikronin makrolinssillä.

Kuvasimme piirilevyn ja löysimme kuuman pisteen lämpökameraa ja vakiolinssiä käyttämällä. Fluken 25 mikronin makrolinssillä pystyimme näkemään, että kuuma piste on itse asiassa kaksi erillistä piiriä yhdessä integroidussa piirissä, ja ne molemmat toimivat normaalisti. Jos jommassakummassa piirissä olisi ollut vika, se olisi näkynyt selkeästi makrokuvassa. Siinä tapauksessa vain yksi suorakulmio olisi kuuma ja toinen olisi tumma. Vakiolinssillä otettu kuva ei näytä riittävän yksityiskohtaisesti kahta piiriä. Jos siis toinen niistä olisi kuumempi kuin toinen tai kylmä (osoittaen vikaa), et pystyisi näkemään eroa ja jatkaisit piirilevyn muiden osien tutkimista.

Valmistusongelmien diagnosointi ja ratkaiseminen on erittäin tärkeää, jotta tuotteiden saanto olisi mahdollisimman suuri. Totesimme tämän eräässä Fluken omassa valmistustoiminnossa. Keraamisia pyrosähköisiä tunnistimia testattaessa esiintyi yhtäkkiä paljon enemmän virheitä kuin keskimäärin. 50 prosentin lasku saannossa viittasi valmistusongelmaan. Yksinkertaisessa sähkötestissä havaittiin, että tunnistin on saanut liikaa virtaa, mikä on merkki oikosulusta. Ongelmana oli, miten paikallistaa tämä oikosulku.

Päätimme lämpökuvata tunnistimen käyttämällä tehokasta lämpökameraa. Kun otimme kuvan vakiolinssillä, mitään poikkeavaa ei näkynyt. Kun kiinnitimme 25 mikronin makrolinssin kameraan, kuva näytti selvästi havaittavan kuuman pisteen muutoin yhtenäisellä pinnalla.

Kun tiesimme, missä ongelma oli, poistimme keraamisen materiaalin tunnistimesta ja kuvasimme piilukusirun uudelleen makrolinssillä. Tämä kuva näytti selkeästi määritetyn kuuman pisteen, jonka halkaisija oli noin 100 mikronia.

Kun kohde oli löytynyt, tutkimme piisirun ongelma-aluetta SEM-pyyhkäisyelektronimikroskoopilla. Tutkimuksessa paljastui, että piimateriaalissa oli lovia, jotka aiheuttivat halkeaman ja oikosulun positiivisen ja negatiivisen virransyötön välillä. Valmistusprosessin vaiheita kerratessamme huomasimme, että yhdessä prosessin vaiheessa suojauslevy oli kosketuksissa piisirun kanssa aiheuttaen loven.

Säädimme suojauslevyä kosketuksen estämiseksi, mikä ratkaisi ongelman. Tuotannon saanto palautui aiemmille tasoille. Jos emme olisi pystyneet rajaamaan ongelma-aluetta makroinfrapunalinssillä, ongelman löytäminen olisi kestänyt paljon kauemmin. Meidän olisi pitänyt käyttää SEM-mikroskooppia koko sirulla, mikä olisi voinut kestää tunteja. Nyt ongelma ratkesi 25 mikronin makrolinssin ansiosta minuuteissa.

Makronäkymän merkitys tuotteen koko elinkaaressa

Koska 25 mikronin makroinfrapunalinssi pystyy tarkentamaan erittäin pieniin kohteisiin, se on erittäin arvokas analysoitaessa:

  1. Materiaalin eheyttä/laatua
    25 mikronin makroinfrapunalinssi näyttää lämpökuvioita, jotka voivat osoittaa virheellisiä liitoksia, rakenneyhteensopimattomuuksia tai muita epäyhtenäisiä olosuhteita. Useiden näytteiden johdonmukaiset termiset poikkeamat voivat viitata valmistusvirheisiin.
  2. Materiaalin suorituskykyparametrejä
    Kaikilla materiaaleilla ja komponenteilla on toiminnalliset määritykset, kuten lämpötila-alue ja kosteus. Lämpökuviot voivat osoittaa, toimiiko komponentti tai materiaali odotetulla tavalla määrätyissä olosuhteissa. Kyky löytää lämpöeroja jopa 25 mikronin kokoisista yksityiskohdista voi auttaa havaitsemaan mahdolliset viat mikroskooppisen kokoisista komponenteista.
  3. Materiaalin elinkaarta ja luotettavuutta
    Materiaalien lämpökuvioiden tallentaminen pitkän testijakson aikana makrolinssillä voi auttaa tutkimus- ja kehitystyöinsinöörejä määrittämään komponentin odotetun käyttöiän ja tunnistamaan ongelmakohdat, jotka saattavat johtaa varhaiseen vikaantumiseen.