XI400 Microscope - Câmera Termográfica Fixa para eletrônica, -20 a 900°C, 382x288px, 8 a 14um

O Xi 400 com óptica de microscópio é o sistema de câmera infravermelha mais potente para análise de placas de circuito impresso e medição de temperatura de componentes elétricos na faixa de resolução acessível de 382 x 288. Ele combina uma câmera infravermelha de onda longa com uma platina de microscópio para foco preciso e óptica infravermelha de design alemão otimizada para imagens e medições de alvos pequenos. Este potente conjunto de câmera infravermelha está disponível na maioria dos mercados a um preço acessível.

Pequenos dispositivos e conexões na indústria eletrônica são comuns, mas a maioria dos sistemas de câmeras infravermelhas é construída com óptica otimizada para alvos maiores. Diversas especificações são utilizadas para descrever a resolução infravermelha, dificultando a comparação de produtos. Termos como Campo de Visão Instantâneo (IFOV), milirradiano (mrad), tamanho do pixel, passo do detector e Campo de Visão de Medição (MFOV) são utilizados por diferentes fabricantes para especificar esse importante atributo de desempenho. Essa variação é parcialmente motivada por requisitos de aplicação, onde alguns casos priorizam a detecção de aumento de temperatura, enquanto outros exigem medições precisas de temperatura para validação das especificações dos componentes.

Para simplificar o processo de comunicação da resolução da câmera infravermelha, utilize a especificação "IFOV" (usada alternadamente com tamanho de ponto ou tamanho de pixel) para determinar a capacidade da câmera de detectar mudanças de temperatura. Use o MFOV para determinar a capacidade da câmera de realizar uma medição de temperatura precisa dentro da especificação de precisão da câmera infravermelha. A maioria dos fabricantes não inclui a especificação do MFOV, portanto, consulte o fornecedor ou multiplique o IFOV por, no mínimo, três para determinar a capacidade da câmera de medir a temperatura com precisão.

O Optris Xi 400 com pacote de microscópio é promovido como uma solução superior para aplicações eletrônicas, pois foi desenvolvido com óptica projetada especificamente para essa finalidade, proporcionando um pequeno IFOV (80 µm) e um pequeno MFOV (240 µm). Se você estiver validando temperaturas de operação de chips pequenos e não estiver ciente dessa importante distinção, poderá presumir que seu dispositivo está operando dentro da especificação de temperatura, quando na verdade está superaquecido e fadado a falhar no início da vida útil do produto. Medições remotas precisas de temperatura por infravermelho são de grande valor em muitas aplicações, mas extrair e analisar esses dados do sistema de câmera infravermelha em outros ambientes pode ser desafiador.

O Optris Xi 400 oferece conectividade perfeita com computadores por meio de sua interface USB primária e possui uma impressionante taxa de quadros de 80 Hz. Essa alta taxa de quadros permite o monitoramento de processos térmicos rápidos, especialmente no modo de varredura de linha, garantindo a coleta precisa e oportuna de dados térmicos para aplicações dinâmicas.

O software Optris PIX Connect aborda o desafio da extração e análise de dados incluindo um recurso de medição de Tempo vs. Temperatura, que registra os dados em intervalos especificados pelo usuário e os armazena em arquivos .csv. Engenheiros que preferem imagens completas podem usar arquivos de sequência calibrados ou imagens .tiff calibradas, capturadas em intervalos especificados pelo usuário. A rotina de Armazenamento de Sequência de Snapshot também suporta o armazenamento em arquivos .csv da matriz de temperatura completa em intervalos especificados pelo usuário.

Com suas saídas analógicas e digitais e uma interface de processo, a câmera infravermelha Xi 400 é ideal para fornecer entradas de controle para máquinas e equipamentos. Kits para desenvolvedores de software estão disponíveis para integradores que desenvolvem soluções de software específicas para cada aplicação. Para detecção de curtos-circuitos ou falhas, o software permite que os engenheiros otimizem facilmente as configurações de exibição de temperatura para detectar até mesmo os menores aumentos de temperatura. Para aplicações mais desafiadoras, um recurso de subtração de imagem está disponível, permitindo que os usuários subtraiam uma imagem ao vivo (como uma placa de circuito impresso totalmente energizada) da mesma placa com uma entrada de corrente mais baixa, destacando as diferenças de temperatura de forma mais eficaz.

Gosto da nitidez da imagem em dispositivos pequenos e da capacidade de medir com precisão áreas na placa menores que 250 µm. Minha PCB é bem maior que 30 mm e eu gostaria de uma opção óptica que oferecesse um tamanho de ponto pequeno e um campo de visão amplo. Vocês podem me fornecer isso?

A Optris fabrica um pacote de câmera (link para o pacote de microscópio Pi 640i) que inclui uma câmera infravermelha de alta resolução que pode ser acoplada a uma óptica de amplo campo de visão ou a uma óptica de microscópio. O usuário pode alternar a óptica, e o software PIX Connect suporta arquivos de calibração para ambas as ópticas. O Xi 400 é construído com óptica fixa que não pode ser alterada em campo. Alguns clientes compram duas câmeras Xi 400 com ópticas diferentes para suportar medições microscópicas e análise térmica completa de placas de circuito impresso.

Por que a especificação MFOV (Measurement Field of View) é difícil de encontrar na maioria dos sites de câmeras infravermelhas?

Alguns fabricantes desconhecem como as medições de pixel único impactam a precisão das medições produzidas com suas câmeras. A distinção entre MFOV e IFOV pode ser difícil de comunicar. Referenciar a especificação do MFOV em vez da especificação menor do IFOV pode convencer alguns clientes a escolher o termovisor que eles percebem como o instrumento com um IFOV menor. Além disso, o esforço de engenharia associado à determinação do MFOV é demorado e frequentemente varia de acordo com os diferentes produtos de câmera infravermelha. Finalmente, algumas câmeras infravermelhas de alta resolução usam detectores com elementos muito pequenos (pequeno passo), que frequentemente requerem maior cobertura de pixels para responder totalmente às temperaturas emitidas. Algumas câmeras infravermelhas terão uma especificação do MFOV 7 vezes maior que o IFOV. A divulgação dessa especificação destacará uma deficiência do produto se a aplicação exigir medição precisa de temperatura. Tanto o MFOV quanto o IFOV para todas as câmeras Optris são fornecidos na Calculadora Optris.

Por que é importante usar o IFOV para determinar o tamanho dos componentes que posso medir com precisão?

Porque a medição da temperatura será sempre inferior à temperatura real do componente. Pixels de temperatura mais baixa ao redor do pixel único no componente quente influenciarão a medição, diminuindo a temperatura reportada. Componentes elétricos que operam acima da temperatura especificada terão uma vida útil menor do que a especificada para o componente. Como regra geral, a vida útil operacional de um componente elétrico pode ser reduzida pela metade para cada 10°C em que o componente operar acima da temperatura.

A taxa de quadros da câmera é importante?

Depende. Algumas aplicações, como a detecção de falhas ou curtos-circuitos em uma placa energizada com entrada de corrente constante, não exigem medições rápidas, e uma câmera com taxa de quadros de 9 Hz será adequada se equipada com óptica adequada. Circuitos pulsantes e outras aplicações eletrônicas envolvem coleta de dados transientes, e a compreensão da dinâmica da temperatura em intervalos de 80 Hz pode gerar informações valiosas sobre o desempenho do dispositivo.

Muitos materiais na minha placa de circuito impresso têm emissividade variável. Posso coletar dados de temperatura de qualquer valor com uma câmera térmica?

Sim, você pode. A maioria dos circuitos integrados é feita de silício (baixa emissividade), mas são encapsulados em ECN ou outras variantes de termoplástico, que possuem emissividade muito alta. Eles são excelentes alvos para medição remota de temperatura por infravermelho, assim como componentes elétricos comuns, como resistores e capacitores, também revestidos com termoplástico. A embalagem cerâmica também é um emissor muito bom (aproximadamente 0,85) e pode gerar excelentes dados de temperatura quando a emissividade correta é inserida no software. Fios metálicos ou caminhos condutores, Kovar ou outros metais usados ​​na embalagem de circuitos integrados não produzirão dados de temperatura precisos quando medidos com câmeras infravermelhas de onda longa, a menos que sejam revestidos ou pintados para melhorar a emissividade.

Posso alternar entre as ópticas MO2X e MO44?

Sim. A óptica pode ser trocada em campo e fornecer medições de temperatura calibradas, desde que ambas as ópticas estejam calibradas com o PI 640i específico ao qual estão acopladas. Para uma calibração correta, certifique-se de selecionar a óptica conectada à câmera na caixa suspensa de ópticas na guia Dispositivo do menu Configuração. Todas as ópticas calibradas com o número de série da sua câmera estarão visíveis nesta caixa se o PC que hospeda o software PIX Connect estiver online.

Posso usar óptica de campo de visão não microscópica para alvos maiores, como placas de circuito impresso?

Sim. Quatro ópticas adicionais estão disponíveis para o PI 640i e podem ser calibradas para uso com a câmera. Isso amplia significativamente o potencial de aplicação do PI 640i, permitindo imagens térmicas e medições de temperatura de placas de circuito impresso em tamanho real ou dos produtos que as hospedam. Assim como na óptica do microscópio, certifique-se de selecionar o arquivo de calibração correto ao trocar de óptica.

Tenho a óptica do meu microscópio. Posso usá-la?

A óptica de microscópio desenvolvida com câmeras de luz visível não transmite radiação infravermelha emitida na região espectral onde o PI 640i responde e não pode ser usada com uma câmera infravermelha. A óptica infravermelha não calibrada com o PI 640i pode potencialmente fornecer imagens térmicas ampliadas, mas não fornecerá medições de temperatura calibradas.

Por que preciso de uma platina para microscópio?

O foco macro pode ser realizado usando o anel serrilhado na parte externa da objetiva do microscópio, mas ajustes minuciosos na distância de trabalho podem melhorar drasticamente a nitidez da imagem e a precisão da medição de temperatura. Os estágios de cada conjunto de microscópio facilitam esse ajuste minucioso da distância de trabalho. Se a imagem não estiver com o foco ideal, as medições de temperatura não serão precisas.

Posso medir a temperatura dos fios conectados aos meus pequenos dispositivos eletrônicos?

Pequenos condutores podem ser vistos com a óptica potente de um microscópio infravermelho, mas geralmente são feitos de metais de baixa emissividade que refletem a energia térmica. Os condutores precisam ser revestidos com tinta preta carbono ou preta fosca para serem medidos com precisão com uma câmera infravermelha. O mesmo se aplica a um componente (lata) feito de metal. Se um condutor metálico não puder ser tratado com um revestimento de alta emissividade, o ponto de conexão de alta emissividade do condutor a um dispositivo pode frequentemente servir como um indício de que o condutor em questão está aquecendo mais do que o desejado.

Posso ver através das camadas de uma placa de circuito impresso?

FR-4 e Teflon (PTFE) são materiais comuns usados ​​como camadas de substrato em placas de circuito impresso. Eles não transmitem calor na região do infravermelho, portanto, não é possível ver através deles com uma câmera infravermelha. No entanto, o calor de uma região específica pode ser conduzido através das várias camadas da placa de circuito impresso até a placa superior, apresentando o calor conduzido a uma câmera infravermelha direcionada a essa região na superfície da placa. As configurações da câmera podem precisar ser otimizadas para aumentar a sensibilidade, de modo que pequenos curtos-circuitos nas camadas internas possam ser vistos. A inserção de uma folha de cobre entre as camadas do PCB pode silenciar ou impedir completamente o fluxo de calor das camadas internas para a superfície superior da placa.

Uma câmera infravermelha pode validar as temperaturas do chip e do substrato durante a fabricação do PCB?

Qualquer medição infravermelha requer uma linha de visão desimpedida entre a óptica da câmera e a superfície a ser medida. Medições de temperatura infravermelha em um forno de refluxo seriam impossíveis sem uma porta de acesso e dispositivos de montagem e resfriamento da câmera. Embora não haja nenhum sistema comercializado ativamente com essa capacidade, existe um sistema de refluxo SMT de convecção forçada em desenvolvimento, utilizando câmeras Optris IR em modo de varredura em linha para medir temperaturas e criar imagens infravermelhas completas através de pequenas fendas no forno em quatro locais.