CN111638015B - 一种接口设备的进水检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种接口设备的进水检测装置和方法，接口设备的进水检测装置包括设置于接口设备的塑封舌片内部的金属片，分别与接口设备外壳以及所述金属片连接的信号驱动部件。信号驱动部件，用于向金属片传输交流信号，使得金属片与接口设备外壳形成等效电容。金属片与接口设备外壳相当于电容的两个极板，信号驱动部件通过向金属片传输交流信号，使得金属片和接口设备外壳之间形成等效电容。当电容上下两个极板之间进入杂质和水汽后，会改变两个极板之间的介质参数，从而导致等效电容的电容值发送变化。因此，信号驱动部件可以依据等效电容在金属片充放电过程的电容变化值，得到接口设备的进水检测结果，实现了对接口设备的受潮检测。

Description

一种接口设备的进水检测装置和方法

技术领域

本申请涉及电子产品技术领域，特别是涉及一种接口设备的进水检测装置和方法。

背景技术

通用串行总线(Universal Serial Bus，接口设备)已经成为电子产品主要的充电通信端口。随着充电技术发展，充电功率越来越大，当通路电流2A时，50毫欧的阻抗就足以产生高达250℃的温升，从而烧毁接口设备以及整个电子产品，严重甚至会引起火灾，造成客户财产损失。

接口设备口之所以会产生阻抗，主要原因是由于接口设备引脚默认带电压，在潮湿环境下会发生电化学反应，产生金属腐蚀，金属腐蚀点阻抗较高，容易成为热点。除此之外，用户日常使用时，接口设备口无意进水后未彻底清除干净便进行充电，液体导电造成短路或引发电化学反应，使得接口设备口产生阻抗。

目前设计中，增加控制开关，由软件来控制接口设备功能，或者增加镀金厚度，延缓腐蚀的发生，以及在充电线中增加NTC/PTC电阻，但这些方式都是被动防护，都是出现异常后才起到保护作用，不能起到充分的保护作用。

可见，如何实现对接口设备的受潮检测，是本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种接口设备的进水检测装置和方法，可以实现对接口设备的受潮检测。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种接口设备的进水检测装置，包括设置于接口设备的塑封舌片内部的金属片，分别与接口设备外壳以及所述金属片连接的信号驱动部件；

所述信号驱动部件，用于向所述金属片传输交流信号，使得所述金属片与所述接口设备外壳形成等效电容；依据所述等效电容在所述金属片充放电过程的电容变化值，得到所述接口设备的进水检测结果。

可选地，所述信号驱动部件包括发射部件和接收部件；

所述发射部件与所述金属片连接，用于向所述金属片交替传输高电平信号和低电平信号，以实现对所述等效电容的充放电；

所述接收部件与所述接口设备外壳连接，用于检测所述等效电容完成放电的积分时间；当所述积分时间大于上一次完成放电的积分时间时，则判定所述接口设备进水。

可选地，所述接收部件包括控制开关、积分器和处理器；

所述控制开关的一端与所述接口设备外壳连接，另一端与所述积分器的输入端连接；在所述等效电容放电过程中，所述控制开关控制所述接口设备外壳与所述积分器导通；

所述积分器与所述处理器连接，用于采集所述等效电容完成放电的积分时间，并将所述积分时间传输至所述处理器；

所述处理器，用于获取所述积分器传输的积分时间，并将所述积分时间与存储的上一次完成放电的积分时间进行比较，当所述积分时间大于上一次完成放电的积分时间时，则判定所述接口设备进水。

可选地，所述控制开关的输入端与所述接口设备外壳连接，所述控制开关的第一输出端接地，所述控制开关的第二输出端与所述积分器的输入端连接；

当所述等效电容充电时，所述控制开关的输入端与所述控制开关的第一输出端连通；当所述等效电容放电时，所述控制开关的输入端与所述控制开关的第二输出端连通。

可选地，所述信号驱动部件向所述金属片传输交流信号时，所述金属片与所述塑封舌片外侧设置的金属芯片形成参考电容；所述处理器还用于在所述检测所述等效电容完成放电的积分时间之前，在所述等效电容完成充电时，读取参考电容的第一电容值以及等效电容的第二电容值；

计算所述第二电容值与所述第一电容值的差值，判断所述差值是否大于预设阈值；

当所述差值大于预设阈值时，则执行所述检测所述等效电容完成放电的积分时间的步骤。

可选地，所述处理器还用于依据所述等效电容完成放电的积分时间以及放电前所述等效电容的电压值，计算出所述等效电容放电前的电容值。

可选地，所述处理器还用于在判定所述接口设备进水之后，关闭所述接口设备的充电功能。

可选地，还包括显示屏；

所述处理器与所述显示屏连接，用于在判定所述接口设备进水之后，触发所述显示屏展示提示接口设备进水的提示信息。

可选地，还包括与移动终端通信的无线通信模块；

所述处理器与所述无线通信模块连接，用于在判定所述接口设备进水之后，触发所述无线通信模块向所述移动终端传输接口设备进水的提示信息。

本申请实施例还提供了一种接口设备的进水检测方法，适用于上述任意一项所述的接口设备的进水检测装置，所述方法包括：

向金属片传输交流信号，使得所述金属片与接口设备外壳形成等效电容；

依据所述等效电容在所述金属片充放电过程的电容变化值，得到所述接口设备的进水检测结果。

由上述技术方案可以看出，接口设备的进水检测装置包括设置于接口设备的塑封舌片内部的金属片，分别与接口设备外壳以及所述金属片连接的信号驱动部件。所述信号驱动部件，用于向所述金属片传输交流信号，使得所述金属片与所述接口设备外壳形成等效电容。金属片与接口设备外壳相当于电容的两个极板，信号驱动部件通过向金属片传输交流信号，使得金属片和接口设备外壳之间形成等效电容。当电容上下两个极板之间进入杂质和水汽后，会改变两个极板之间的介质参数，从而导致等效电容的电容值发送变化。因此，该技术方案中，信号驱动部件可以依据所述等效电容在所述金属片充放电过程的电容变化值，得到所述接口设备的进水检测结果，实现了对接口设备的受潮检测。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种接口设备的进水检测装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种发射部件的电路示意图；

图3为本申请实施例提供的一种积分器的电路结构示意图；

图4a为本申请实施例提供的一种等效电容充电过程中控制开关的连接关系示意图；

图4b为本申请实施例提供的一种等效电容放电过程中控制开关的连接关系示意图；

图5为本申请实施例提供的一种等效电容和参考电容的示意图；

图6为本申请实施例提供的一种接口设备的进水检测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

接下来，详细介绍本申请实施例所提供的一种接口设备的进水检测装置。图1为本申请实施例提供的一种接口设备的进水检测装置的结构示意图，该装置包括设置于接口设备的塑封舌片内部的金属片11，分别与接口设备外壳以及金属片11连接的信号驱动部件12。

本申请实施例中的接口设备指的是内部设置有塑封舌片的接口设备，例如，USB接口。其中，USB接口的类型有多种，图1中是以Type_C类型的USB接口为例。

信号驱动部件12，用于向金属片11传输交流信号，使得金属片11与接口设备外壳形成等效电容；依据等效电容在金属片11充放电过程的电容变化值，得到接口设备的进水检测结果。

通过在塑封舌片内部设置金属片11，既不会影响接口设备的正常工作性能，也可以通过向金属片11提供交流信号，使得金属片11和接口设备外壳形成等效电容。

在实际应用中，交流信号可以采用方波形式，信号驱动部件12向金属片11输入高电平时，实现对等效电容的充电；信号驱动部件12向金属片11输入低电平时，实现对等效电容的放电。

电容值的计算公式如下：

C＝ξS/4πkd；

其中，ξ表示介质参数，k表示静电力常量，S表示金属片11与接口设备外壳相对应的表面积，d表示金属片11和接口设备外壳之间的距离。

上述公式中，S、k和d均为固定值，因此介质参数ξ是唯一的变量。金属片11和接口设备外壳相当于等效电容的两个极板，当等效电容的上下两个极板之间进入杂质和水汽后，会改变介质参数ξ，从而导致整个容值的变化。因此，在本申请实施例中，可以根据等效电容的容值变化，判定接口设备是否受潮进水。

在实际应用中，为了更好的实现对等效电容的充电和放电操作，信号驱动部件12可以划分为发射部件和接收部件；发射部件与金属片11连接，用于向金属片11交替传输高电平信号和低电平信号，以实现对等效电容的充放电；接收部件与接口设备外壳连接，用于检测等效电容完成放电的积分时间；当积分时间大于上一次完成放电的积分时间时，则判定接口设备进水。

如图2所示为本申请实施例提供的一种发射部件的电路示意图，发射部件主要用于向金属片11传输高电平或低电平信号，以实现对等效电容的充电和放电。图2右侧的接口表示与金属片11的连接端口。

为了更加精简、准确的反映电容值的变化情况，在本申请实施例中，可以通过积分器的形式将电容的容值变化转变为充放电的时间变换。在实际应用中，接收部件可以包括控制开关、积分器和处理器。

控制开关的一端与接口设备外壳连接，另一端与积分器的输入端连接；在等效电容放电过程中，控制开关控制接口设备外壳与积分器导通；积分器与处理器连接，用于采集等效电容完成放电的积分时间，并将积分时间传输至处理器；处理器，用于获取积分器传输的积分时间，并将积分时间与存储的上一次完成放电的积分时间进行比较，当积分时间大于上一次完成放电的积分时间时，则判定接口设备进水。

如图3所示为本申请实施例提供的一种积分器的电路结构示意图，图3左侧的接口表示与控制开关的连接端口，右侧的接口表示与接收部件的处理器的连接端口。

在实际应用中，控制开关可以采用单刀双掷开关。控制开关的输入端与接口设备外壳连接，控制开关的第一输出端接地，控制开关的第二输出端与积分器的输入端连接；当等效电容充电时，控制开关的输入端与控制开关的第一输出端连通；当等效电容放电时，控制开关的输入端与控制开关的第二输出端连通。

如图4a所示为等效电容充电过程中控制开关的连接关系示意图，从图4a可以看出等效电容充电过程，等效电容的一端与发射电路连接，等效电容的另一端接地即相当于将接口设备外壳接地，此时发射电路向等效电容供电，等效电容处于充电状态。

如图4b所示为等效电容放电过程中控制开关的连接关系示意图，从图4b可以看出等效电容放电过程，等效电容的一端与发射电路连接，等效电容的另一端与接收部件中的积分器连接即相当于接口设备外壳与积分器导通，此时积分器可以采集等效电容完成放电过程所花费的积分时间。

将当前获取的积分时间与上一次完成放电的积分时间进行比较，当前获取的积分时间大于上一次完成放电的积分时间时，则说明接口设备的接口处受潮进水，导致金属片11与接口设备外壳之间的介质参数发生了变化，从而使得等效电容的放电时间延长，因此，当前获取的积分时间大于上一次完成放电的积分时间时，可以判定接口设备进水。

由上述技术方案可以看出，接口设备的进水检测装置包括设置于接口设备的塑封舌片内部的金属片，分别与接口设备外壳以及所述金属片连接的信号驱动部件。所述信号驱动部件，用于向所述金属片传输交流信号，使得所述金属片与所述接口设备外壳形成等效电容。金属片与接口设备外壳相当于电容的两个极板，信号驱动部件通过向金属片传输交流信号，使得金属片和接口设备外壳之间形成等效电容。当电容上下两个极板之间进入杂质和水汽后，会改变两个极板之间的介质参数，从而导致等效电容的电容值发送变化。因此，该技术方案中，信号驱动部件可以依据所述等效电容在所述金属片充放电过程的电容变化值，得到所述接口设备的进水检测结果，实现了对接口设备的受潮检测。

考虑到实际应用中，接口设备的塑封舌片外侧设置有均匀分布的金属芯片，金属片11设置于塑封舌片的内部，因此金属片11与塑封舌片外侧设置的金属芯片之间的电容值相对稳固，即使接口设备的接口处受潮进水，也不会对金属片11与塑封舌片外侧设置的金属芯片之间的电容值造成影响，因此，在本申请实施例中，可以将金属片11与塑封舌片外侧设置的金属芯片之间形成的电容作为参考电容。如图5所示为金属片11与接口设备的外形成的等效电容以及金属片11与金属芯片形成的参考电容的示意图。

在实际应用中，除了设置与接口设备外壳连接的接收部件之外，也可以设置与塑封舌片外侧设置的金属芯片连接的接收部件。信号驱动部件12向金属片11传输交流信号时，金属片11与塑封舌片外侧设置的金属芯片形成参考电容；相应的，信号驱动部件12中的处理器还用于在检测等效电容完成放电的积分时间之前，在等效电容完成充电时，读取参考电容的第一电容值以及等效电容的第二电容值；计算第二电容值与第一电容值的差值，判断差值是否大于预设阈值；当差值大于预设阈值时，则执行检测等效电容完成放电的积分时间的步骤。

预设阈值可以根据实际需求设定，在此不做限定。

在实际应用中，当接口设备未受潮进水时，等效电容的第二电容值与参考电容的第一电容值的差值相对固定。当接口设备受潮进水时，金属片11与接口设备外壳之间的介质参数会变大，从而使得等效电容的第二电容值变大，相应的，第二电容值与第一电容值的差值会变大，因此，当第二电容值与第一电容值的差值大于预设阈值时，则执行检测等效电容完成放电的积分时间的步骤。

通过将金属片11与塑封舌片外侧设置的金属芯片之间形成的电容作为参考电容，可以实现对接口设备是否受潮进水的基础评估，当第二电容值与第一电容值的差值小于或等于预设阈值时，则说明第二电容值的变化不明显，此时无需执行检测等效电容完成放电的积分时间的操作，直接进行下一轮等效电容充放电的检测即可，极大的降低了进水检测装置的计算量。

获取到等效电容完成放电的积分时间之后，处理器依据等效电容完成放电的积分时间以及放电前等效电容的电压值，可以计算出等效电容放电前的电容值。

依据积分时间和电压值推导电容值的方式属于现有技术的常规手段，在此不再赘述。

通过推导等效电容放电前的电容值，可以便于管理人员更加直观的了解接口设备受潮进水对等效电容带来的阻抗影响。

为了提升接口设备的安全性，降低接口设备受潮进水造成的不良影响，处理器在判定接口设备进水之后，可以直接关闭接口设备的充电功能。

为了便于及时提醒管理人员对受潮进水的接口设备进行维护处理，可以在进水检测装置中设置显示屏；处理器与显示屏连接，用于在判定接口设备进水之后，触发显示屏展示提示接口设备进水的提示信息。

除了设置显示屏之外，也可以在进水检测装置中设置与移动终端通信的无线通信模块；处理器与无线通信模块连接，用于在判定接口设备进水之后，触发无线通信模块向移动终端传输接口设备进水的提示信息。

无线通信模块可以采用wifi模块或者蓝牙模块等。无线通信模块的具体类型可以根据实际需求选定。

通过依据无线通信模块向移动终端传输接口设备进水的提示信息，即使管理人员不在接口设备的周边，也可以使得管理人员可以及时获知接口设备受潮进水的情况，以便于管理人员可以及时对接口设备进行处理。

图6为本申请实施例提供的一种接口设备的进水检测方法的流程图，适用于上述任意实施例所述的接口设备的进水检测装置，方法包括：

S601：向金属片传输交流信号，使得金属片与接口设备外壳形成等效电容。

在本申请实施例中，将金属片设置在塑封舌片内部，既不会影响接口设备的正常工作性能，也可以通过向金属片提供交流信号，使得金属片和接口设备外壳形成等效电容。

在实际应用中，交流信号可以采用方波形式，信号驱动部件向金属片输入高电平时，实现对等效电容的充电；信号驱动部件向金属片输入低电平时，实现对等效电容的放电。

S602：依据等效电容在金属片充放电过程的电容变化值，得到接口设备的进水检测结果。

在本申请实施例中，可以通过积分器的形式将电容的容值变化转变为充放电的时间变换。

通过积分器可以采集等效电容放电过程所花费的积分时间。

将当前获取的积分时间与上一次完成放电的积分时间进行比较，当前获取的积分时间大于上一次完成放电的积分时间时，则说明接口设备的接口处受潮进水，导致金属片与接口设备外壳之间的介质参数发生了变化，从而使得等效电容的放电时间延长，因此，当前获取的积分时间大于上一次完成放电的积分时间时，可以判定接口设备进水。

图6所对应实施例中特征的说明可以参见图1所对应实施例的相关说明，这里不再一一赘述。

由上述技术方案可以看出，接口设备的进水检测装置包括设置于接口设备的塑封舌片内部的金属片，分别与接口设备外壳以及所述金属片连接的信号驱动部件。所述信号驱动部件，用于向所述金属片传输交流信号，使得所述金属片与所述接口设备外壳形成等效电容。金属片与接口设备外壳相当于电容的两个极板，信号驱动部件通过向金属片传输交流信号，使得金属片和接口设备外壳之间形成等效电容。当电容上下两个极板之间进入杂质和水汽后，会改变两个极板之间的介质参数，从而导致等效电容的电容值发送变化。因此，该技术方案中，信号驱动部件可以依据所述等效电容在所述金属片充放电过程的电容变化值，得到所述接口设备的进水检测结果，实现了对接口设备的受潮检测。

以上对本申请实施例所提供的一种接口设备的进水检测装置和方法进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

Claims (7)

1.一种接口设备的进水检测装置，其特征在于，包括设置于接口设备的塑封舌片内部的金属片，分别与接口设备外壳以及所述金属片连接的信号驱动部件；

所述信号驱动部件，用于向所述金属片传输交流信号，使得所述金属片与所述接口设备外壳形成等效电容；依据所述等效电容在所述金属片充放电过程的电容变化值，得到所述接口设备的进水检测结果；

所述信号驱动部件包括发射部件和接收部件；

所述发射部件与所述金属片连接，用于向所述金属片交替传输高电平信号和低电平信号，以实现对所述等效电容的充放电；

所述接收部件包括控制开关、积分器和处理器；

所述控制开关的一端与所述接口设备外壳连接，另一端与所述积分器的输入端连接；在所述等效电容放电过程中，所述控制开关控制所述接口设备外壳与所述积分器导通；

所述积分器与所述处理器连接，用于采集所述等效电容完成放电的积分时间，并将所述积分时间传输至所述处理器；

所述处理器，用于获取所述积分器传输的积分时间，并将所述积分时间与存储的上一次完成放电的积分时间进行比较，当所述积分时间大于上一次完成放电的积分时间时，则判定所述接口设备进水；

所述信号驱动部件向所述金属片传输交流信号时，所述金属片与所述塑封舌片外侧设置的金属芯片形成参考电容；所述处理器还用于在所述检测所述等效电容完成放电的积分时间之前，在所述等效电容完成充电时，读取参考电容的第一电容值以及等效电容的第二电容值；

计算所述第二电容值与所述第一电容值的差值，判断所述差值是否大于预设阈值；

当所述差值大于预设阈值时，则执行所述检测所述等效电容完成放电的积分时间的步骤。

2.根据权利要求1所述的接口设备的进水检测装置，其特征在于，所述控制开关的输入端与所述接口设备外壳连接，所述控制开关的第一输出端接地，所述控制开关的第二输出端与所述积分器的输入端连接；

当所述等效电容充电时，所述控制开关的输入端与所述控制开关的第一输出端连通；当所述等效电容放电时，所述控制开关的输入端与所述控制开关的第二输出端连通。

3.根据权利要求1所述的接口设备的进水检测装置，其特征在于，所述处理器还用于依据所述等效电容完成放电的积分时间以及放电前所述等效电容的电压值，计算出所述等效电容放电前的电容值。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的接口设备的进水检测装置，其特征在于，所述处理器还用于在判定所述接口设备进水之后，关闭所述接口设备的充电功能。

5.根据权利要求4所述的接口设备的进水检测装置，其特征在于，还包括显示屏；

所述处理器与所述显示屏连接，用于在判定所述接口设备进水之后，触发所述显示屏展示提示接口设备进水的提示信息。

6.根据权利要求4所述的接口设备的进水检测装置，其特征在于，还包括与移动终端通信的无线通信模块；

所述处理器与所述无线通信模块连接，用于在判定所述接口设备进水之后，触发所述无线通信模块向所述移动终端传输接口设备进水的提示信息。

7.一种接口设备的进水检测方法，其特征在于，适用于权利要求1-6任意一项所述的接口设备的进水检测装置，所述方法包括：

向金属片传输交流信号，使得所述金属片与接口设备外壳形成等效电容；

依据所述等效电容在所述金属片充放电过程的电容变化值，得到所述接口设备的进水检测结果。

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