CN107121610B - 模拟外压环境电子元器件测试系统 - Google Patents

Abstract

模拟外压环境电子元器件测试系统包括用于安装待测电子元器件的耐压箱，待测电子元器件与接线端子排电气连接后，通过水密接插件与耐压箱外部控制线缆连接，所述控制线缆与电子元器件测试仪连接；供油系统，通过油箱和进油管路向耐压箱供应绝缘油，进油管路上设高压油泵；回油管路，用于排出耐压箱的回油和空气；泄油管路，用于泄放耐压箱的绝缘油；压力变送器，用于测量耐压箱内部的实时压力；控制阀，包括在进油管路、回油管路、泄油管路上分别设置的控制阀一、控制阀二、控制阀三；计算机控制单元，通过控制线缆分别与高压油泵、压力变送器、控制阀一、控制阀二、控制阀三、电子元器件测试仪连接。本发明能够有效测试电气元器件的耐外压性能。

Description

模拟外压环境电子元器件测试系统

技术领域

本发明涉及电子元器件检测技术领域，具体涉及模拟水下压力环境下电子元器件的性能参数的测试系统。

背景技术

随着海洋的研究、开发和利用不断深入，水下装备的应用越来越多。电控部分作为水下装备必不可少的部分，其在水下的绝缘和防水问题非常关键，通常的做法是将电控部分放置在耐压箱体中，这种布置方式能够解决电控部分的水下绝缘和防水问题，但是耐压箱体由于需要做耐压设计，耐压箱体的箱壁较厚，使得装有电控部分的耐压箱体整体重量较大，增加了水下装备的负担。现有技术中，为了克服前述使用耐压箱体装载电控部分导致重量大的缺陷，可将电控部分放置在充满绝缘油的充油箱中，充油箱的内外压力一致，充油箱的箱体无需做耐压设计，因而可将充油箱的箱壁做得很薄，极大地减轻了充油箱箱体部分的重量，而且，由于绝缘油的密度比水低、绝缘性能比空气好，箱内充油在改善散热和绝缘性能的同时，还可提供一定的正浮力，进一步减轻整体重量。虽然这种使用非耐压的充油箱装载电控部分的方式，能够解决水下绝缘和防水问题，并且质量较轻，但是，装载在本身非耐压的充油箱中的电子元器件，被置于可变的水下压力环境下，然而，电子元器件种类众多，但是目前基本没有专用于水下耐压环境的电子元器件。现有的电子元器件测试仪无法测试电子元器件是否能够用于水下耐压环境，因此，需要设计一种可以检测电子元器件是否能够适用于水下压力环境的测试装置。

发明内容

本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种模拟外压环境电子元器件测试系统，其能够测试电气元器件的耐外压性能，且测试可靠。

本发明的技术方案如下：

模拟外压环境电子元器件测试系统，包括：

耐压箱，耐压箱内用于安装待测电子元器件，待测电子元器件与接线端子排电气连接后，通过水密接插件与耐压箱外部的控制线缆连接；

电子元器件测试仪，通过耐压箱外部的所述控制线缆与水密接插件连接；

供油系统，包括油箱和进油管路，油箱通过进油管路向耐压箱供应绝缘油；进油管路上设有高压油泵，用于绝缘油的增压；

回油管路，用于排出耐压箱的回油和空气；

泄油管路，用于泄放耐压箱的绝缘油；

压力变送器，设在进油管路上，用于测量耐压箱内部的实时压力；

控制阀，包括在进油管路、回油管路、泄油管路上分别设置的控制阀一、控制阀二、控制阀三，分别用于控制相应管路的连通与断开；

计算机控制单元，通过控制线缆分别与高压油泵、压力变送器、控制阀一、控制阀二、控制阀三、电子元器件测试仪连接。

其进一步技术方案为：

所述耐压箱连接有外循环管路，外循环管路的进、出口均与耐压箱连通，外循环管路上设有循环泵和冷热一体机，冷热一体机与耐压箱之间的外循环管路管路段上、循环泵与耐压箱之间的外循环管路管路段上均设有控制阀四；冷热一体机、循环泵、两个控制阀四均通过控制线缆与计算机控制单元连接；耐压箱设有温度传感器，用于检测耐压箱中绝缘油的温度。

所述回油管路上设有减压阀，减压阀设在控制阀二与回油管路出口之间的回油管路管路段上，支路的一端连接在减压阀与控制阀二之间的回油管路管路段上，支路的另一端连接在减压阀另一端与回油管路出口之间的回油管路管路段上；支路上设有控制阀五，控制阀五通过控制线缆与计算机控制单元连接。

所述回油管路的出口与油箱连通。

所述泄油管路的出口与油箱连通。

所述温度传感器设在耐压箱内，并与接线端子排电气连接。

本发明的技术效果：

本发明改变了传统仅使用耐压箱体安装电子元器件或者使用非耐压的充油箱安装电子元器件的做法，使用耐压的充油箱通过充入设定压力的绝缘油来模拟水下压力环境，由此可在设定的外压环境下通过相应的电子元器件测试仪测试待测电子元器件的参数，并将其与电子元器件在常压环境下的性能参数做对比，由此判断该待测电子元器件从常压到设定外压压力环境下是否能够正常工作，实现电子元器件的耐外压性能的测试，并对其是否能够用于水下压力环境进行筛选。

本发明进一步设置了对耐压箱中绝缘油温度可调的管路系统，可以调节耐压箱内部温度，从而可以实现待测电子元器件在一定外压、不同温度下的电气性能的测试。

本发明整个测试过程均通过计算机控制单元自动控制，充油打压、排气、测试时间均可以预设，绝缘油温度可自动调节，整个测试系统自动化程度高，提高了测试效率和可靠性。

本发明可以对耐压箱内部压力及温度进行调节，因而可以模拟水下装备下潜加压、定深保压、上浮逐步减压的动态过程，能够更真实地模拟电子元器件实际承受的压力环境，在动态过程中实时监测待测电子元器件的电气性能参数，还可测试待测电子元器件的带载工况性能和耐外压的极限值，提高电子元器件耐外压测试的可靠性和效率。

附图说明

图1为本发明的原理结构示意图，图中双点划线表示控制线缆。

其中：1、耐压箱；2、待测电子元器件；3、接线端子排；4、水密接插件；5、电子元器件测试仪；6、油箱；7、进油管路；8、回油管路；9、高压油泵；10、压力变送器；11、泄油管路；12、控制阀一；13、控制阀二；14、控制阀三；15、计算机控制单元；16、外循环管路；17、循环泵；18、冷热一体机；19、控制阀四；20、温度传感器；21、减压阀；22、支路；23、控制阀五。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

见图1，本发明所述模拟外压环境电子元器件测试系统包括：

耐压箱1，耐压箱1内用于安装待测电子元器件2，待测电子元器件2与接线端子排3均设在耐压箱1内，二者通过导线电气连接后，通过水密接插件4与耐压箱1外部的控制线缆连接；

电子元器件测试仪5，通过耐压箱1外部的所述控制线缆与水密接插件4连接；电子元器件测试仪5为成熟现有技术，其依据待测电子元器件2的种类不同而不同，如电感、电容、电阻等基本电路电子元器件，常用的测试仪有LCR参数测试仪、直流电桥、交流电桥、万用电桥、Q表等；对于晶体二极管、三极管、场效应管等半导体电子元器件，常用的测试仪有晶体管特性图示仪、晶体管直流参数测试仪、晶体管交流参数测试仪、半导体分立器件测量仪器等、

供油系统，包括油箱6和进油管路7，油箱6通过进油管路7向耐压箱1供应绝缘油；进油管路7上设有高压油泵9，用于绝缘油的增压；其中绝缘油为现有技术，是人工合成的液体绝缘材料，也称合成油，常用的绝缘油有桐油.硅油、亚麻油和变压器油等。

回油管路8，用于排出耐压箱1的回油和空气；

泄油管路11，用于泄放耐压箱1的绝缘油；

压力变送器10，设在进油管路7上，用于测量耐压箱1内部的实时压力；

控制阀，包括在进油管路7、回油管路8、泄油管路11上分别设置的控制阀一12、控制阀二13、控制阀三14，分别用于控制相应管路的连通与断开；

计算机控制单元15，通过控制线缆分别与高压油泵9、压力变送器10、控制阀一12、控制阀二13、控制阀三14、电子元器件测试仪5连接，从而控制控制阀一12、控制阀二13、控制阀三14、高压油泵9的启闭，并能够接收电子元器件测试仪5传输的测试数据，并进行数据处理。

进一步地，耐压箱1连接有外循环管路16，外循环管路16的进、出口均与耐压箱1连通，外循环管路16上设有循环泵17和冷热一体机18，冷热一体机18与耐压箱1之间的外循环管路16管路段上、循环泵17与耐压箱1之间的外循环管路16管路段上均设有控制阀四19；冷热一体机18、循环泵17、两个控制阀四19均通过控制线缆与计算机控制单元15连接；耐压箱1设有温度传感器20，用于检测耐压箱1中绝缘油的温度。其中，冷热一体机18为成熟的市售产品，能够对耐压箱1内的绝缘油进行加热或冷却，从而调节耐压箱1内绝缘油的温度。温度传感器20设在耐压箱1内，并与接线端子排3电气连接，并最终通过计算机控制单元接收其温度信号。

进一步地，所述回油管路8上设有减压阀21，减压阀21设在控制阀二13与回油管路8出口之间的回油管路8管路段上，支路22的一端连接在减压阀21与控制阀二13之间的回油管路8管路段上，支路22的另一端连接在减压阀21另一端与回油管路8出口之间的回油管路8管路段上，支路22上设有控制阀五23，控制阀五23通过控制线缆与计算机控制单元15连接，计算机控制单元15控制控制阀五23的开闭，减压阀21则处于常开状态。其中，控制阀二13、控制阀五23开启，用于排出耐压箱1的回油和空气，控制阀二13开启，控制阀五23关闭，试验结束后通过减压阀21对耐压箱1的泄压。

回油管路8的出口与油箱6连通；泄油管路11的出口与油箱6连通。

需要对待测电子元器件2进行耐外压性能测试时，首先将待测电子元器件2通过导线与接线端子排3实现电气连接，而后通过导线连接上水密接插件4，从而将待测电子元器件2装入耐压箱1，安装到位后，此时，耐压箱1及待测电子元器件2处于未加压的初始状态下，测试流程说明如下；

启动电子元器件测试仪5：计算机控制单元15发出指令控制电子元器件测试仪5启动，对处于未加压初始状态下的待测电子元器件2的电气性能参数进行测试；

对耐压箱1充油增压和排气：计算机控制单元15发出指令控制控制阀一12、控制阀二13、控制阀五23开启，其他控制阀关闭，启动高压油泵9将油箱6中的绝缘油增压后通过进油管路7供入耐压箱1，计算机控制单元15通过压力变送器10测得的耐压箱1内部实时压力来判断耐压箱1内部是否达到压力设定值，当耐压箱1内部压力达到设定值后，停止向耐压箱1充油；充油的过程中，由于控制阀二13、控制阀五23开启，耐压箱1中的空气通过回油管路8排出，空气排出时间可以预设，即通过耐压箱1的体积和高压油泵9的流量计算出空气排尽所需时间，达到设定时间后，关闭控制阀二13、控制阀五23，充油增压及排气的过程中电子元器件测试仪5一直处于工作状态；

耐外压测试：当耐压箱1充油达到设定压力且控制排气的控制阀二13、控制阀五23关闭后，通过电子元器件测试仪5测量处于设定外压力下的待测电子元器件2的电气性能参数并在该设定压力下持续测试一定时间，计算机控制单元15接收并分析处理从电子元器件测试仪5从未加压初始状态下至设定压力下测试结束测得的数据，并将处理后的数据与待测电子元器件2在常压外压环境下相应的电气性能参数作对比，从而判定待测电气元器件2从常压到设定外压压力环境下是否能够正常工作，设定压力下的测试时间可以预设，即大于或等于待测电子元器件2实际需要在水下外压力环境下工作的时间；

耐压箱1的泄压泄油：测试结束后，计算机控制单元15控制打开控制阀二13，其他控制阀关闭，通过回油管路8和减压阀21对耐压箱1泄压，通过压力变送器10测量耐压箱1内部实时压力，当耐压箱1内部实时压力达到设定安全压力后，控制打开控制阀五23、控制阀三14，通过回油管路8和泄油管路11将耐压箱1中的绝缘油排至油箱6，最后取出待测电子元器件2并观察其外观变化。

在前述耐外压测试过程中，可通过控制打开外循环管路16上的两个控制阀四19、冷热一体机18、循环泵17，利用冷热一体机18对耐压箱1中的绝缘油进行加热或冷却，调节绝缘油的温度，从而可在设定的外压力、不同的外部温度环境下对待测电子元器件2的电气性能参数进行测量。

本发明可以对耐压箱1内部压力及温度进行调节，因而可以模拟水下装备下潜加压、定深保压、上浮逐步减压的动态过程，并在动态过程中测量待测电子元器件2的电气性能参数，还可测试待测电子元器件的带载工况性能和耐外压的极限值，提高电子元器件耐外压测试的可靠性和效率。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.模拟外压环境电子元器件测试系统，包括箱体，所述箱体内用于安装待测电子元器件(2)，其特征在于，所述箱体为耐压箱(1)，待测电子元器件(2)与接线端子排(3)电气连接后，通过水密接插件(4)与耐压箱(1)外部的控制线缆连接；所述模拟外压环境电子元器件测试系统还包括：

电子元器件测试仪(5)，通过耐压箱(1)外部的所述控制线缆与水密接插件(4)连接；

供油系统，包括油箱(6)和进油管路(7)，油箱(6)通过进油管路(7)向耐压箱(1)供应绝缘油；进油管路(7)上设有高压油泵(9)，用于绝缘油的增压；

回油管路(8)，用于排出耐压箱(1)的回油和空气；

泄油管路(11)，用于泄放耐压箱(1)的绝缘油；

压力变送器(10)，设在进油管路(7)上，用于测量耐压箱(1)内部的实时压力；

控制阀，包括在进油管路(7)、回油管路(8)、泄油管路(11)上分别设置的控制阀一(12)、控制阀二(13)、控制阀三(14)，分别用于控制相应管路的连通与断开；

计算机控制单元(15)，通过控制线缆分别与高压油泵(9)、压力变送器(10)、控制阀一(12)、控制阀二(13)、控制阀三(14)、电子元器件测试仪(5)连接。

2.按权利要求1所述的模拟外压环境电子元器件测试系统，其特征在于：所述耐压箱(1)连接有外循环管路(16)，外循环管路(16)的进、出口均与耐压箱(1)连通，外循环管路(16)上设有循环泵(17)和冷热一体机(18)，冷热一体机(18)与耐压箱(1)之间的外循环管路(16)管路段上、循环泵(17)与耐压箱(1)之间的外循环管路(16)管路段上均设有控制阀四(19)；冷热一体机(18)、循环泵(17)、两个控制阀四(19)均通过控制线缆与计算机控制单元(15)连接；耐压箱(1)设有温度传感器(20)，用于检测耐压箱(1)中绝缘油的温度。

3.按权利要求1所述的模拟外压环境电子元器件测试系统，其特征在于：所述回油管路(8)上设有减压阀(21)，减压阀(21)设在控制阀二(13)与回油管路(8)出口之间的回油管路(8)管路段上，支路(22)的一端连接在减压阀(21)与控制阀二(13)之间的回油管路(8)管路段上，支路(22)的另一端连接在减压阀(21)另一端与回油管路(8)出口之间的回油管路(8)管路段上；支路(22)上设有控制阀五(23)，控制阀五(23)通过控制线缆与计算机控制单元(15)连接。

4.按权利要求1所述的模拟外压环境电子元器件测试系统，其特征在于：所述回油管路(8)的出口与油箱(6)连通。

5.按权利要求1所述的模拟外压环境电子元器件测试系统，其特征在于：所述泄油管路(11)的出口与油箱(6)连通。

6.按权利要求2所述的模拟外压环境电子元器件测试系统，其特征在于：所述温度传感器(20)设在耐压箱(1)内，并与接线端子排(3)电气连接。