CN207764365U - 电感器断路位置检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电感器断路位置检测装置。包括基板电极和电容检测模块。其中，基板电极用于与待测断路电感器之间形成电容结构，电容检测模块用于检测并获取待测断路电感器与基板之间形成的电容的大小。通过设置基板电极与待测断路电感器之间形成电容结构，并将基板电极作为电容的结构的其中一个电极与待测断路电感器形成的电极分别连接到电容检测模块的两个极性相反的电压端，能够实现快速测量并获取待测断路电感器与基板之间形成的电容的大小。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测技术领域，特别是涉及一种电感器断路位置检测装置。
背景技术
电感器断路是电感器失效的一种常见的形式。目前检查电感器断路的方式有：脉冲、显微镜观察法、X射线检查法等。脉冲法测试断路位置是通过脉冲电流延电线传输，在断路点发生反射，脉冲电流的反馈时间和电磁波的传播速度的乘积，可以确定断路点的位置。但是脉冲法普遍用来测试长距离输送线路的断路点位置，不适用于短距离的电感器断路点的检测。显微镜观察法是通过放大断路位置的缝隙来确定断路的位置，当通常用来分析PCB板表面导电体断路的情况，而对于LTCC(低温共烧陶瓷)电子元件(如电感器)内部断路的情况，由于有陶瓷或铁氧体等固体物质遮挡，难以用显微镜直接观测到内部断路。X射线探伤机是通过X射线透射原理，观测电子元件电极断路情况。但只有导电体断路很明显时，X射线才容易观测到断路点。在断路缝隙很小时，X射线探伤机由于受分辨率的限制，很难观测到断路缝隙。
实用新型内容
基于此，本实用新型提供一种能够方便、准确的检测断路电感器的断路位置的检测装置。
此外，还提供一种电感器断路位置的检测方法。
一种电感器断路位置检测装置，包括：
基板电极，基板电极用于与待测断路电感器之间形成电容结构；
电容检测模块，电容检测模块用于检测并获取待测断路电感器与基板电极之间形成的电容的大小。
在其中一个实施例中，基板电极面向待测断路电感器的一面设置有第一绝缘层。
在其中一个实施例中，基板电极背向待测断路电感器的一面设置有第二绝缘层。
在其中一个实施例中，电容检测模块至少设置有第一连接端口和第二连接端口；
第一连接端口的电极性与第二连接端口的电极性相反；
第一连接端口与基板电极电连接；
第二连接端口用于与待测断路电感器的端电极电连接。
在其中一个实施例中，电容检测模块还设置有第三连接端口；
第一连接端口的电极性与第三连接端口的电极性相反；
第二连接端口用于与待测断路电感器的第一端电极电连接；
第三连接端口用于与待测断路电感器的第二端电极电连接。
在其中一个实施例中，电容检测模块还设置有电源和控制开关；
电源用于给待测断路电感器与基板电极构成的电容提供电压；
控制开关用于切换电源分别给第二连接端口和第三连接端口提供电压。
在其中一个实施例中，基板电极为金属板或石墨板。
上述检测待测断路电感器断路位置的装置，通过设置基板电极与待测断路电感器中两段电感线圈之间形成电容结构，并通过电容检测模块测量基板电极与待测断路电感器中两段电感线圈之间形成电容值大小。能够利用电容大小的影响因素结合待测断路电感器中两段电感线圈与基板电极之间的电容测量值快速判定待测断路电感器断路位置与待测断路电感器两个端电极之间的距离。
一种电感器断路位置检测方法，方法包括：
将待测的待测断路电感器放置在一基板电极上形成电容结构；
检测并记录待测断路电感器与基板电极之间的电容大小；
根据待测断路电感器与基板电极之间的电容大小判定待测断路电感器断路的位置。
在其中一个实施例中，判定待测断路电感器断路位置的具体方法包括：
检测并记录待测断路电感器中第一段电感线圈与基板电极之间的第一电容值；
检测并记录待测断路电感器中第二段电感线圈与基板电极之间的第二电容值；
根据第一电容值和第二电容值的比值判定待测断路电感器中断路位置与待测断路电感器两个端电极之间的距离；
或者，判定待测断路电感器断路位置的具体方法包括：
检测并记录待测断路电感器中任意一段电感线圈与基板电极之间的电容值；
根据与相同条件下测得的规格相同且完好的电感器与基板电极之间的电容值的比值，判定待测断路电感器中断路位置与待测断路电感器两个端电极之间的距离。
在其中一个实施例中，判定待测断路电感器中断路位置的具体方法还包括：
检测并记录待测断路电感器中任意一段电感线圈的第一对立面分别贴近基板电极时与基板电极之间的第一对电容值；
检测并记录待测断路电感器中任意一段电感线圈的第二对立面分别贴近基板电极时与基板电极之间的第二对电容值；
根据第一对电容值的比值判定待测断路电感器的断路位置分别与第一对立面两个表面间的距离；
根据第二对电容值的比值判定待测断路电感器的断路位置分别与第二对立面两个表面间的距离。
上述待测断路电感器断路位置检测方法，通过将待测断路电感器放置在一基板电极上形成电容结构，并通过给形成的电容结构提供电压来测量并记录基板电极与待测断路电感器中两段电感线圈之间形成电容值大小，实现利用电容大小的影响因素结合待测断路电感器中两段电感线圈与基板电极之间的电容测量值快速判定待测断路电感器断路位置与待测断路电感器两个端电极之间的距离。由此能够精判定位待测断路电感器的断路位置(坐标)，实现简单、快捷、精确的对封闭式待测断路电感器的断路失效位置的判定，提高后续的磨抛以及X射线检测的检测效率。
附图说明
图1为一实施例提供的检测待测断路电感器断路位置的装置的***示意图；
图2为一实施例提供的检测待测断路电感器断路位置的检测方法流程图；
图3为一实施例提供的判定待测断路电感器断路位置与其两个端电极之间的距离的检测方法流程图；
图4为一实施例提供的判定待测断路电感器断路位置与其两个端电极之间距离的另一检测方法流程图；
图5为一实施例提供的判定待测断路电感器断路位置与对立面表面间距离的检测方法流程图；
图6为一实施例提供的待测断路电感器三对对立面示意图。
附图标记说明：10.电容检测模块；20.基板；21.第一绝缘层；22.基板电极；23.第二绝缘层；30.待测断路电感器。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种待测断路电感器断路位置检测装置，包括基板电极22和电容检测模块10。其中，基板电极22用于与待测断路电感器30之间形成电容结构。电容检测模块10用于检测并获取待测断路电感器与基板之间形成的电容的大小。基板电极22为平板状结构或贴近待测断路电感器的一面为平面。
上述装置的组成中，电容检测模块10至少有两个极性相反的电极，其中一个电极与基板电极22电连接，另外一个电极与待测断路电感器30电连接，从而给形成电容结构的两个电极提供电压，进而测量被测电容值的大小。
通过设置基板电极与待测断路电感器中两段电感线圈之间形成电容结构，并通过电容检测模块测量基板电极与待测断路电感器中两段电感线圈之间形成电容值大小。能够利用电容大小的影响因素结合待测断路电感器中两段电感线圈与基板电极之间的电容测量值快速判定待测断路电感器断路位置与待测断路电感器两个端电极之间的距离。
在其中一个实施例中，如图1所示，在基板电极22贴近待测断路电感器的一面设置有第一绝缘层21。如此设置，一方面是为了防止基板电极22与没有绝缘层包裹的待测断路电感器直接接触形成短路，而不能形成电容结构。另一方面是为了防止基板电极22上的静电荷吸附环境中的正电荷而中合或扩散导致电量损失。
在其中一个实施例中，如图1所示，基板电极22背向待测断路电感器的一面设置有第二绝缘层23。如此设置，一方面是为了防止基板电极22与非绝缘工作台接触导致接地而失效。另一方面是为了防止基板电极22上的静电荷吸附环境中的正电荷而中合或扩散导致电量损失。
在其中一个实施例中，电容检测模块10至少设置有第一连接端口和第二连接端口。其中，第一连接端口的电极性与第二连接端口的电极性相反。如此设置，是为了能够为形成电容结构的两个电极提供电压，进而测量被测电容值的大小。在本方案中，第一连接端口用于与基板电极22电连接，第二连接端口用于与待测断路电感器30电连接，从而使构成电容结构的基板电极22和待测断路电感器30之间的电容值大小能够被测量。
在其中一个实施例中，如图1所示，电容检测模块10设置有第一连接端口、第二连接端口和第三连接端口。其中，第一连接端口的电极性与第二连接端口和第三连接端口的电极性相反。在电容结构中，两个电极需要提供极性相反的电荷才能使电容结构中形成方向一致且强度较均匀的电场，进而使电容值的测量更准确。在三个连接端口中，第一连接端口用于与基板电极22电连接，第二连接端口用于与待测断路电感器第一端电极电连接，第三连接端口用于与待测断路电感器第二端电极电连接。如此设置，能够通过切换第一连接端口分别与第二连接端口和第三连接端口连接，实现两段待测断路电感器30的电容值大小测量，简单、方便、快捷。
在其中一个实施例中，电容检测模块10还设置有电源和控制开关。其中，电源用于给待测断路电感器30与基板电极22构成的电容提供电压。控制开关用于切换电源分别给第二连接端口和第三连接端口提供电压。由于电容值大小的测量需要给电容结构的两个电极上提供极性相反的电压，所以，在本方案中的电容测试模块中需要设置一电源。当然，该电源也可同时为电容检测模块10中的其他用电的电子元器件提供所需的电能。
在其中一个实施例中，基板电极22为金属板或石墨板。石墨和大部分金属属于电的良导体，且作为电极能够携带更多的电荷，而在电容结构的两个电极上加载更多的电荷可以使得电容间的电场强度更大，一方面能够使测量数值更加精确，一方面能够适应电极间电介质较厚时，电容值的测量。
上述检测待测断路电感器断路位置的装置，通过设置基板电极22与待测断路电感器30之间形成电容结构，并将基板电极22作为电容的结构的其中一个电极与待测断路电感器形成的电极分别连接到电容检测模块10的两个极性相反的电压端，从而快速测量并获取待测断路电感器与基板之间形成的电容的大小。
根据上述内容，本申请还提供了一种简单，且能够方便、快捷的检测待测断路电感器断路位置的检测方法，如图2所示，方法包括步骤S110-S130：
步骤S110:将待测断路电感器30放置在一基板电极22上形成电容结构。将待测断路电感器30放置在一基板电极22上能够使待测断路电感器30与基板电极22上形成的电容结构较稳定，便于测量。
步骤S120:检测并记录待测断路电感器30与基板电极22之间的电容大小。通过将电容测试模块中极性相反的连接端口分别连接至电容结构中的两个电极上，使电容结构形成稳定的电场，从而测定一定电压下的电容值大小，并记录测得的电容大小以便后续分析。
步骤S130:根据待测断路电感器30与基板电极22之间的电容大小判定待测断路电感器断路的位置。
由于相同环境下，电容值大小只与电极间投影重合面积、电极间距离、和电极间电介质三个因素有关，且电容值的大小分别与电极间投影重合面积和电介质的介电常量呈正相关、与电极间距离成负相关。在本方案待测断路电感器断路位置检测方法中，特定待测断路电感器30与基板电极22间的电介质是判定的，所以根据特定待测断路电感器30与基板电极22间的电容值大小与电极间投影重合面积的正相关性以及与电极间距离的负相关性能够形成三条正交的直线，而正交直线的交点即待测断路电感器断路位置，该方法简单，方便且测量精确。
在其中一个实施例中，如图3所示，根据待测断路电感器30与基板电极22之间的电容大小判定待测断路电感器30断路的位置的具体方法包括步骤S210-S230：
步骤S210:检测并记录待测断路电感器30中第一段电感线圈与基板电极22之间的第一电容值。
步骤S220:检测并记录待测断路电感器30中第二段电感线圈与基板电极22之间的第二电容值。
步骤S230:根据第一电容值和第二电容值的比值判定待测断路电感器断路位置与待测断路电感器30两个端电极之间的距离。
在上述步骤S210-S230中，为了便于说明，将待测断路电感器30断开的两段分别称作第一段电感线圈和第二段电感线圈，将第一段电感线圈和第二段电感线圈分别与基板电极22之间测得电容值相应称作第一电容值和第二电容值。
检测待测断路电感器断路位置的原理在于：如图1所示，将特定断路的待测断路电感器水平的放置在基板20上，待测断路电感器30与基板电极22构成了两个电容结构，即第一段电感线圈与基板电极22之间形成第一电容结构，第二端电感线圈与基板电极22之间形成第二电容结构。同一电感器外层包裹的材料一般是相同的，所以此时该两个电容结构的电介质相同，电极距离相同，而一般待测断路电感器30在同一长度方向上的电感线圈宽度也相同，故此时测得的第一电容结构的第一电容值和第二电容结构的第二电容值的比值与待测断路电感器断路位置距离两个端电极的距离的比值相同，因此能够根据第一电容值和第二电容值的比值判定待测断路电感器断路位置与待测断路电感器30两个端电极之间的距离，实现待测断路电感器断路位置在待测断路电感器第一方向上(如长度方向)的位置。此外，当待测断路电感器30竖直放置在基体上与基体电极形成电容结构时，测得的第一电容结构的第一电容值和第二电容结构的第二电容值的比值与待测断路电感器断路位置距离两端的距离的比值相反，因此也能通过第一电容值和第二电容值的比值判定待测断路电感器断路位置与待测断路电感器30两端之间的距离，实现待测断路电感器断路位置在待测断路电感器如长度方向的位置。
在其中一个实施例中，如图4所示，根据待测断路电感器30与基板电极22之间的电容大小判定待测断路电感器30断路的位置的具体方法还可以为步骤S310-S320：
步骤S310:检测并记录待测断路电感器30中任意一段电感线圈与基板电极22之间的电容值。
步骤S320:根据与相同条件下测得的规格相同且完好的电感器与基板电极22之间的电容值的比值，判定待测断路电感器30的断路位置与待测断路电感器30两个端电极之间的距离。
在上述步骤S310-S320中，检测待测断路电感器断路位置的原理在于：如图1所示，将特定断路的待测断路电感器水平的放置在基板20上，待测断路电感器30与基板电极22构成了两个电容结构，即第一段电感线圈与基板电极22之间形成第一电容结构，第二电感线圈与基板电极22之间形成第二电容结构。将一个与待测断路电感器30相同规格的全新完好的电感器，采用与待测断路电感器30相同的放置方式放置在基板20上与基板电极22构成电容结构。此时，全新完好的电感器外层包裹的材料与待测断路电感器30外层包裹的材料是相同的，所以待测断路电感器30和相同规格的被测全新完好的电感器与基极电极之间的电介质相同，电极距离相同，两端之间的电感线圈宽度也相同，故此时从一端测得的一段待测断路电感器30与基板电极22之间的电容值和从相同规格的全新完好的电感器同一端测得的电容值的比值与待测断路电感器30中被测那一段电感线圈的长度和相同规格的全新完好的电感器的长度的比值相同，因此能够根据与相同条件下测得的完好且规格相同的电感器与基板电极22之间的电容值的比值，判定待测断路电感器30断路位置与待测断路电感器30两个端电极之间的距离，实现待测断路电感器断路位置在待测断路电感器第一方向上(如长度方向)的位置。此外，当待测断路电感器30竖直放置在基体上与基体电极形成电容结构时，此时从一端测得的一段待测断路电感器30与基板电极22之间的电容值和从相同规格的全新完好的电感器同一端测得的电容值的比值与待测断路电感器30中被测那一段电感线圈的长度同相同规格的全新完好的电感器的长度的比值相反，因此也能够根据与相同条件下测得的完好且规格相同的电感器与基板电极22之间的电容值的比值，判定待测断路电感器断路位置与待测断路电感器30两端之间的距离，实现待测断路电感器断路位置在待测断路电感器如长度方向的位置。
在其中一个实施例中，如图5所示，根据待测断路电感器30与基板电极22之间的电容大小判定待测断路电感器30断路的位置的具体方法还包括步骤S410-S440：
步骤S410：检测并记录待测断路电感器30中任意一段电感线圈的第一对对立面分别贴近基板电极22时与基板电极22之间的第一对电容值。
步骤S420：检测并记录待测断路电感器30中任意一段电感线圈的第二对对立面分别贴近基板电极22时与基板电极22之间的第二对电容值。
步骤S430：根据第一对电容值的比值判定待测断路电感器的断路位置分别与第一对立面两个表面间的距离。
步骤S440：根据第二对电容值的比值判定待测断路电感器的断路位置分别与第二对立面两个表面间的距离。
如图6所示，为了便于说明，设想一个横截面为矩形的六面体的各个面都与待测断路电感器30接触，将待测断路电感器30的周围划分为六个面，此时待测断路电感器30拥有三对对立面。上述步骤S210-S230和步骤S310-S320主要用于检测待测断路电感器30的断路位置距离两端(长度方向)的距离，其利用的是电容结构中的电介质和电极距离都相同而电极相互投影的重合面积不同来测得断路的位置的。而在上述步骤S410-S440中，则主要利用电介质和电极相互投影的重合面积都相同，而电极距离不同来测得断路位置与其他四个面之间的距离的。
其原理为：如图1所示，将特定断路的待测断路电感器水平的放置在基板20上，待测断路电感器30中的两段电感线圈与基板电极22构成了两个电容结构，即第一电感线圈与基板电极22之间形成第一电容结构，第二电感线圈与基板电极22之间形成第二电容结构。同一电感器外层包裹的材料一般是相同的，即电容结构中的电介质相同。由于待测断路电感器30中任意一段电感线圈在一对对立面中的正投影面积相同，故可近似认为与基板电极22构成的电容结构中，电极相互投影的重合面积相同。此时，待测断路电感器30中任意一段电感线圈与基板电极22构成的电容结构的电容大小只与电极间的距离有关。因此，将待测断路电感器30中任意一段电感线圈的对立面分别面向基板时测得的两个电容值大小只与电容结构中电极距离有关，从而能够根据测得的两个电容值的比值判定待测断路电感器的断路位置分别与两个对立面间的距离。故通过上述步骤S410-S440结合步骤S210-S230或步骤S310-S320，能够获得唯一判定的待测断路电感器断路点，实现断路点的精判定位。
上述待测断路电感器断路位置检测方法，通过将待测断路电感器放置在一基板电极上形成电容结构，并通过给形成的电容结构提供电压来测量并记录基板电极与待测断路电感器中两段电感线圈之间形成电容值大小，实现利用电容大小的影响因素结合待测断路电感器中两段电感线圈与基板电极之间的电容测量值快速判定待测断路电感器断路位置与待测断路电感器两个端电极之间的距离。由此能够精判定位待测断路电感器的断路位置(坐标)，实现简单、快捷、精确的对封闭式待测断路电感器的断路失效位置的判定，提高后续的磨抛以及X射线检测的检测效率。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种电感器断路位置检测装置，其特征在于，包括：
基板电极，所述基板电极用于与待测断路电感器之间形成电容结构；
电容检测模块，所述电容检测模块用于检测并获取所述待测断路电感器与所述基板电极之间形成的电容的大小。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基板电极面向所述待测断路电感器的一面设置有第一绝缘层。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述基板电极背向所述待测断路电感器的一面设置有第二绝缘层。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述电容检测模块至少设置有第一连接端口和第二连接端口；
所述第一连接端口的电极性与所述第二连接端口的电极性相反；
所述第一连接端口与所述基板电极电连接；
所述第二连接端口用于与所述待测断路电感器的端电极电连接。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述电容检测模块还设置有第三连接端口；
所述第一连接端口的电极性与所述第三连接端口的电极性相反；
所述第二连接端口用于与所述待测断路电感器的第一端电极电连接；
所述第三连接端口用于与所述待测断路电感器的第二端电极电连接。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述电容检测模块还设置有电源和控制开关；
所述电源用于给所述待测断路电感器与所述基板电极构成的电容提供电压；
所述控制开关用于切换所述电源分别给所述第二连接端口和所述第三连接端口提供电压。
7.根据权利要求1-6任何一项所述的装置，其特征在于：所述基板电极为金属板或石墨板。
Priority Applications (1)
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