CN113176490A - 一种工业一体机屏幕寿命评价测试方法 - Google Patents

一种工业一体机屏幕寿命评价测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种工业一体机屏幕寿命评价测试方法。该方法是将工业一体机屏幕寿命评价分为五部分进行测试：1.发光二极管温度测试，2.导光板温度测试，3.发光二极管电流测试，4.开路‑短路测试，5.过压力脉冲测试。本发明所产生的有益效果是：通过采取本方法有效的通过发光二极管规格书和内部实际参数，测试实际工业一体机屏幕灯光的平均无故障时间的数据，作为衡量工业一体机屏幕灯光寿命的依据。本发明从使用寿命、触感温度，使用保护，测试工具成本低等方面得到很大提升，优化整机开发性能指标，强化产品实际状况多变下的稳定性，提高产品的竞争力。

Description

一种工业一体机屏幕寿命评价测试方法
技术领域
本发明涉及工业一体机，特别是涉及一种工业一体机屏幕寿命评价测试方法。
背景技术
工业一体机使用寿命一直都是生产商以及客户所关注的问题，工业一体机使用寿命关系到生产商生产的产品质量以及对客户的保障。显示屏在工业一体机中属于损耗品元件，显示屏是由发光二极管背光组成，在使用寿命上最为重要。由于光伏元件是有使用寿命的，发光二极管一般可以使用的寿命是5-10万个小时。如果到了显示寿命，电子元件就会老代光衰，影响工业一体机的使用。影响工业一体机寿命的关键因素是内部温度，控制好内部温度，直接影响整机寿命，因此对工业一体机屏幕寿命进行评价检测就尤为重要。
现在工业一体机在研发的阶段，一般根据客户的需求进行选型和匹配，最后到机器的组装，缺乏严谨的电路设计分析环节，尤其目前工业一体机发展很快，屏幕的尺寸越来越大，厚度越来越薄，温度在外界瞬态变化时必须保持稳定，进而满足整机性能使用要求。而目前的测试方法尤其是对屏幕寿命的测试还不能满足现有基准的要求。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种工业一体机屏幕寿命评价测试方法。工业一体机屏幕寿命评价测试方法分为：发光二极管温度测试、导光板温度测试、发光二极管电流测试、开路-短路测试和过压力脉冲测试。通过采取本方法有效的通过发光二极管规格书和内部实际参数，测试实际工业一体机屏幕灯光的平均无故障时间的数据，作为衡量工业一体机屏幕灯光寿命的依据。
本发明采取的技术方案是：一种工业一体机屏幕寿命评价测试方法，其特征在于，所述方法是将工业一体机屏幕寿命评价分为五部分进行测试：1.发光二极管温度测试，2.导光板温度测试，3.发光二极管电流测试，4.开路-短路测试，5.过压力脉冲测试，每个部分的测试有以下步骤：
一、发光二极管温度测试
步骤①、利用热红外线热像仪测试发光二极管温度，选取三个以上温度高点作为测试点。
步骤②、采用打点温度计对每个温度高点分别进行测试，将打点温度计与发光二极管进行连接，将打点温度计的热电偶线粘贴在发光二极管贴片距离中心2mm部位，测试时观测屏幕工作状态和一体机运行状态无异常现象，然后老化时间为2小时以上，从打点温度计屏幕上面读取温度值。
步骤③、根据步骤②得到打点温度计显示的被测试发光二极管表面最高温度值，查找发光二极管规格书中的发光二极管内部热阻系数、发光二极管内部功率值和发光二极管结点温度规格值；然后根据以下公式计算出被测试发光二极管结点温度的计算值：
Tj=Ts+Rth*W----------（1）
公式（1）中，Tj为被测试发光二极管结点温度，单位：℃；Ts为发光二极管表面最高温度，单
位：℃；Rth为发光二极管热阻系数，单位：℃/W；W为发光二极管功率,单位：W；
步骤④、通过查找发光二极管规格书，找到正常工作条件下发光二极管结点温度规格值，被测试发光二极管结点温度的计算值Tj≤规格值-45℃，判定为合格；反之，判定为不合格。
二、导光板温度测试
步骤①、用热红外线热像仪选定三个以上导光板温度高点作为测试点。
步骤②、将打点温度计热电偶线正确粘贴于被测试导光板距离发光二极管中心2mm部位。
步骤③、组装完整一体机背板之后，进行一体机正常工作老化。
步骤④、判定基准：与发光二极管规格书中导光板温度-寿命参数值进行对比：被测试发光二极管表面最高温度小于65℃，同时满足发光二极管规格书中，被测试发光二极管表面最高温度对应的发光二极管导光板寿命的值大于43800hrs；判定为合格；反之为不合格。
三、发光二极管电流值测试
步骤①、利用示波器的电流钳测试每一个发光二极管的电流值。
步骤②、通过利用发光二极管外引连接线的方法测试发光二极管电流，读取示波器中发光二极管电流的平均值/最大值。
步骤③、将读取被测试发光二极管的电流值与发光二极管规格书中的电流值进行对比。
步骤④、被测试发光二极管的电流值小于或者等于发光二极管规格书中电流规格值，判定合格；反之为不合格。
四、开路-短路测试
步骤①、利用开路-短路开关工具，进行被测试发光二极管在开路或短路状态下的仿真。
步骤②、同时利用红外线热像仪观测发光二极管在开路或短路条件下，其它元器件发烧温度变化，是否异常或火灾，发热，红热现象发生。
步骤③、同时观测直流电源中功率是否有变化。
步骤④、如果发光二极管温度和功率无异常变化，判定为合格；反之为不合格。
五、过压力脉冲测试
步骤①、采用标准过压脉冲装备进行过压力脉冲测试。
步骤②、将被测试发光二极管贴片两端作为电源供电端，定义为测试点。
步骤③、将测试点两端与标准过压脉冲装备连接。
步骤④、判定结果：被测试发光二极管是否有破损，是否无异常，若发光二极管正常工作，判定合格；反之，如果电压值在过压力测试后继续上升，且达到超过发光二极管中规定电压值时，判定不合格。
本发明在所述发光二极管温度测试和导光板温度测试中，分别将打点温度计的热电偶线粘贴在被测试发光二极管贴片、被测试导光板距离中心2mm部位；其粘贴方法步骤如下：
（1）、准备测量温度的试剂和工具：试剂：粘着剂和凝固剂，工具：-字起子，偏口，钳子。
（2）、将打点温度计热电偶线放置于被测试发光二极管贴片、被测试导光板距离中心2mm部位，涂抹粘着剂。
（3）、涂抹粘着剂后，喷凝固剂令粘着剂迅速凝结并分别粘着热电偶线与被测试发光二极管贴片、热电偶线与导光板。
（4）、将（2）至（3）步骤重复进行 2~3次，以令热电偶线完全粘着于发光二极管贴片和导光板。
（5）、涂抹粘着剂并喷洒凝固剂以后，用一字起子轻按以消除热电偶线完全贴在发光二极管贴片部位和导光板部位上的间隔。
本发明所产生的有益效果是：本发明从使用寿命、触感温度，使用保护，测试工具成本低等方面得到很大提升，优化整机开发性能指标，强化产品实际状况多变下的稳定性，提高产品的竞争力。
附图说明
图1是本发明实施例的工作流程图；
图2是打点温度计连接发光二极管示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例：参照图1：
1.发光二极管温度测试
1-1.红外温度测试具体操作步骤如下：
（1）测定温度时,周围温度(Room Temperature)应为20℃~30℃之间。
（2）测定一体机是在1M左右高度的桌面上进行测定。
（3）测定温度时,放置测定一体机的桌面材质应为木质。
（4）在电源为AC90~264V的条件下进行测试。
（5）启动一体机后发光二极管背板常亮老化2小时以上。
（6）利用红外线热像仪确认发光二极管的温度分布，选择发光二极管3个以上温度高的点作为测试点。
1-2.打点温度具体操作步骤如下：
（1）准备测量温度的试剂和工具：试剂：粘着剂和凝固剂，粘着剂( 牌号LOCTITE444)，凝固剂(牌号LOCTITE 7452)；工具：-字起子，偏口，钳子。
（2）如图2所示，将打点温度计热电偶线2正确粘贴于被测试发光二极管1的中心2mm部位，涂抹粘着剂。
（3）涂抹粘着剂后，喷凝固剂令粘着剂迅速凝结并粘着热电偶线与发光二极管。
（4）将（2）至（3）步骤重复进行 2~3次，以令热电偶线完全粘着于发光二极管。
（5）涂抹粘着剂并喷洒凝固剂以后，用一字起子轻按以消除热电偶线完全贴在发光二极管部位上的间隔。
（6）启动一体机后，发光二极管背板常亮老化2小时以上，利用打点温度计屏幕显示确认发光二极管元器件的温度分布。
发光二极管温度测试测试数据和发光二极管规格书中查找的规格信息见表1：
表1
Figure 579615DEST_PATH_IMAGE001
从表1中根据公式（1）得出被测试发光二极管结点温度Tj=Ts+Rth*W=66+12*0.5=72℃；规格值(Tj SPEC)-45℃=145-45=80℃；因为72℃<80℃，故判定合格。
2.导光板温度测试
2-1.红外温度测试具体操作步骤如下：
（1）测定温度时,周围温度(Room Temperature)应为20℃~30℃之间。
（2）测定一体机是在1M左右高度的桌面上进行测定。
（3）测定温度时,放置测定一体机的桌面材质应为木质。
（4）在电源为AC90~264V的条件下进行测试。
（5）启动一体机后发光二极管背板常亮老化2小时以上。
（6）利用红外线热像仪确认一体机导光板的温度分布，用热红外线热像仪选定三个以上导光板温度高点作为测试点。
2-2.打点温度具体操作步骤如下：
（1）准备测量温度的试剂和工具：试剂：粘着剂和凝固剂，粘着剂( 牌号LOCTITE444)，凝固剂(牌号LOCTITE 7452)；工具：-字起子，偏口，钳子。
（2）如图2所示，将打点温度计热电偶线正确粘贴于被测试导光板距离发光二极管中心2mm部位，涂抹粘着剂。
（3）涂抹粘着剂后，喷凝固剂令粘着剂迅速凝结并粘着热电偶线与导光板。
（4）将（2）至（3）步骤重复进行 2~3次，以令热电偶线完全粘着于导光板。
（5）涂抹粘着剂并喷洒凝固剂以后，用一字起子轻按以消除热电偶线完全贴在导光板部位上的间隔。
（6）启动一体机后，发光二极管背板常亮老化2小时以上，利用打点温度计屏幕显示确认导光板的温度分布。
导光板温度测试数据见表2：
表2
Figure 981778DEST_PATH_IMAGE002
*其中测试寿命值通过导光板规格书中寿命-温度曲线查找。
3.发光二极管电流值测试
3-1.示波器使用变频电源供电，开机后，按运行按钮，选择直流 耦合方式，取样采样模式，老化30分钟后，将电流钳连接到示波器上CH2 通道进行校准老化15分钟。
3-2.测试一体机使用交流变频电源供电，开机后，调整示波器采样率为10MS/s，水平标度设置为10ms/div 。CH2通道垂直标度设置为200mA/div，电流值选择并记录平均值/最大值。
发光二极管电流值测试数据见表3：
表3
Figure 870230DEST_PATH_IMAGE003
4.开路-短路测试
4-1.为了发光二极管的开路或短路状态仿真，利用开路-短路开关工具进行模拟。
（1）查询规格书中一体机正常工作的条件。
（2）手动调整一体机输出音量，将最大音量的1/8Watt作为测试条件。
（3）环境温度条件为15℃ ~ 35℃, 相对湿度小于75%。
（4）测试输入电压是AC90~264V。
（5） 测试输入电源频率是50/60HZ。
（6） 测试开路-短路测试开始后观测现象：a. 观测保护元件现象(Fuse open,Fusible 阻抗open 等)，b. 观测发光二极管开路-短路测试后，周边回路是否有影响。记录最终结果现象后进行后续试验。
（7）每次开路-短路模式实验前，记录测定基准电压值。
（8）各个发光二极管进行开路-短路模式测试结束后，再进入下一个点之前确认与基准电流的相对变化。与基准电流相比，如果有变化代表破坏继续中，需要稳定后进行判定。
（9）测试过程中，测试仪器的基准电流值持续增加时，需要维持现状继续观测等待结果。例如：测试仪器的基准电流为0.93A,测试模式时电流值增到0.94A，那么维持测试模式，观察发光二极管有无异常现象。
开路-短路测试数据见表4：
表4
区分 测试点 症状及参考数据（问题点，照片等） 判定
短路 发光二极管短路测试 该发光二极管没亮，没有发生发热及着火现象 合格
开路 发光二极管开路测试 发光二极管没亮，没有发生发热及着火现象 合格
5.过压力脉冲测试：
5-1.发光二极管正极端连接标准过压脉冲装备阳极端子, 负极端连接标准过压脉冲装备 阴极端子 。从20V开始进行过压力脉冲测试，间隔单位为5V进行施压，最大电压施加到36V。每次施加完过压之后，观测发光二极管的现象。
过压力脉冲测试数据见表5：
表5
Figure 332436DEST_PATH_IMAGE004
当发光二极管温度测试、导光板温度测试、发光二极管电流测试、开路-短路测试、过压力脉冲测试的测试结果判定为合格或无异常后，整理测试报告；当发光二极管温度测试、导光板温度测试、发光二极管电流测试的测试结果被判定不合格后，则采取降低发光二极管电流后再重新进行测试；当开路-短路测试、过压力脉冲测试的测试结果判定为不合格或有异常后，则采取增加保护器件、降低滤波电容或者电感后再重新进行测试。

Claims (2)

1.一种工业一体机屏幕寿命评价测试方法，其特征在于，所述方法是将工业一体机屏幕寿命评价分为五部分进行测试：1.发光二极管温度测试，2.导光板温度测试，3.发光二极管电流测试，4.开路-短路测试，5.过压力脉冲测试，每个部分的测试有以下步骤：
一、发光二极管温度测试
步骤①、利用热红外线热像仪测试发光二极管表面温度，选取三个以上温度高点作为测试点；
步骤②、采用打点温度计对每个温度高点分别进行测试，将打点温度计与发光二极管进行连接，将打点温度计的热电偶线粘贴在发光二极管贴片距离中心2mm部位，测试时观测屏幕工作状态和一体机运行状态无异常现象，然后老化时间为2小时以上，从打点温度计屏幕上面读取温度值；
步骤③、根据步骤②得到打点温度计显示的被测试发光二极管表面最高温度值，查找发光二极管规格书中的发光二极管内部热阻系数、发光二极管内部功率值和发光二极管结点温度规格值；然后根据以下公式计算出被测试发光二极管结点温度的计算值：
Tj=Ts+Rth*W----------（1）
公式（1）中，Tj为被测试发光二极管结点温度，单位：℃；Ts为发光二极管表面最高温度，
单位：℃；Rth为发光二极管热阻系数，单位：℃/W；W为发光二极管功率,单位：W；
步骤④、通过查找发光二极管规格书，找到正常工作条件下发光二极管结点温度规格值，被测试发光二极管结点温度的计算值Tj≤规格值-45℃，判定为合格；反之，判定为不合格；
二、导光板温度测试
步骤①、用热红外线热像仪选定三个以上导光板温度高点作为测试点；
步骤②、将打点温度计热电偶线正确粘贴于被测试导光板距离发光二极管中心2mm部位；
步骤③、组装完整一体机背板之后，进行一体机正常工作老化；
步骤④、判定基准：与发光二极管规格书中导光板温度-寿命参数值进行对比：被测试发光二极管表面最高温度小于65℃，同时满足发光二极管规格书中，被测试发光二极管表面最高温度对应的发光二极管导光板寿命的值大于43800hrs；判定为合格；反之为不合格；
三、发光二极管电流值测试
步骤①、利用示波器的电流钳测试每一个发光二极管的电流值；
步骤②、通过利用发光二极管外引连接线的方法测试发光二极管电流，读取示波器中发光二极管电流的平均值/最大值；
步骤③、将读取被测试发光二极管的电流值与发光二极管规格书中的电流值进行对比；
步骤④、被测试发光二极管的电流值小于或者等于发光二极管规格书中电流规格值，判定合格；反之为不合格；
四、开路-短路测试
步骤①、利用开路-短路开关工具，进行被测试发光二极管在开路或短路状态下的仿真；
步骤②、同时利用红外线热像仪观测发光二极管在开路或短路条件下，其它元器件发烧温度变化，是否异常或火灾，发热，红热现象发生；
步骤③、同时观测直流电源中功率是否有变化；
步骤④、如果发光二极管温度和功率无异常变化，判定为合格；反之为不合格；
五、过压力脉冲测试
步骤①、采用标准过压脉冲装备进行过压力脉冲测试；
步骤②、将被测试发光二极管贴片两端作为电源供电端，定义为测试点；
步骤③、将测试点两端与标准过压脉冲装备连接；
步骤④、判定结果：被测试发光二极管是否有破损，是否无异常，若发光二极管正常工作，判定合格；反之，如果电压值在过压力测试后继续上升，且达到超过发光二极管中规定电压值时，判定不合格。
2.根据权利要求1所述的一种工业一体机屏幕寿命评价测试方法，其特征在于，在所述发光二极管温度测试和导光板温度测试中，分别将打点温度计的热电偶线粘贴在被测试发光二极管贴片、被测试导光板距离中心2mm部位；其粘贴方法步骤如下：
（1）、准备测量温度的试剂和工具：试剂：粘着剂和凝固剂，工具：-字起子，偏口，钳子；
（2）、将打点温度计热电偶线放置于被测试发光二极管贴片、被测试导光板距离中心2mm部位，涂抹粘着剂；
（3）、涂抹粘着剂后，喷凝固剂令粘着剂迅速凝结并分别粘着热电偶线与被测试发光二极管贴片、热电偶线与导光板；
（4）、将（2）至（3）步骤重复进行 2~3次，以令热电偶线完全粘着于发光二极管贴片和导光板；
（5）、涂抹粘着剂并喷洒凝固剂以后，用一字起子轻按以消除热电偶线完全贴在发光二极管贴片部位和导光板部位上的间隔。
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