CN114441943B - 应变检测方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应变检测方法、装置、计算机设备及存储介质。应变检测方法包括：检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号。若脉冲信号包括反射信号，则确定印制电路板组件发生应变。解析反射信号的波动幅度值，确定印制电路板组件的应变检测结果。通过本发明，能够实现对印制电路板组件的分布式应变检测，进而当通过检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号，确定印制电路板组件发生应变时，能够快速确定对应的检测结果，提高应变检测结果的准确度，从而能够有效避免漏检测的情况发生。
Description
技术领域
本发明涉及电路板领域，具体涉及一种应变检测方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
针对产品在实际应用场景中存在跌落、振动、冲击等应力场景，在产品设计之初，除了需要对产品机身结构强度进行专门设计之外，还需要对印制电路板组件(PrintedCircuit Board Assembly，PCBA)的应力环境进行评估，进而指导结构和布局设计。其中，印制电路板组件的主体为印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)。若印制电路板组件中包括至少一个电子元器件，则各电子元器件是以印制电路板为支撑体，进行电气相互连接。
相关技术中，针对印制电路板组件应力环境的测量主要依靠应变片实现。预先将应变片贴到印制电路板组件的表面，进而当有应力施加在印制电路板组件上时，应变片内部的金属箔材随着印制电路板组件的应变伸长或缩短，阻值也随之发生变化，从而通过应变仪对电阻的变化值进行测定解调，实现对应变的测量。
但采用该种方试进行测量，应变片所贴放的位置是基于工程经验选择应变风险最大的点位确定的，进而在实际测量中，可能出现遗漏应变风险点位的情况，若将该风险流入到市场端，则容易造成产品质量事故。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中通过应变片测量PCBA应变的效率低且准确率低的缺陷，从而提供一种应变检测方法、装置、计算机设备及存储介质。
在第一方面，本发明提供一种应变检测方法，所述方法包括：
检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号；
若所述脉冲信号包括反射信号，则确定所述印制电路板组件发生应变；
解析所述反射信号的波动幅度值，确定所述印制电路板组件的应变检测结果。
在该方式中，由于传感线是分布在印制电路板中，因此，能够实现对印制电路板组件的分布式应变检测，进而当通过检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号，确定印制电路板组件发生应变时，能够快速确定对应的检测结果，提高应变检测结果的准确度，从而能够有效避免漏检测的情况发生。
结合第一方面，在第一方面的第一实施例中，所述方法还包括：
若所述脉冲信号包括入射脉冲信号但不包括所述反射信号，则确定所述印制电路板组件未发生应变。
在该方式中，能够通过检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号中是否包括反射信号，快速确定印制电路板组件中是否发生应变，进而及时发现印制电路板组件中的应变风险点，从而提高应变检测效率的同时，能够提高印制电路板组件的设计可靠性以及全生命周期内印制电路板组件结构的健康性监测。
结合第一方面或者第一方面的第一实施例，在第一方面的第二实施例中，所述脉冲信号还包括入射脉冲信号，所述解析所述反射信号的波动幅度值，确定所述印制电路板组件的应变检测结果，包括：
确定根据所述入射脉冲信号的发射时间以及检测到所述反射信号的检测时间；
根据所述发射时间和所述检测时间，确定产生所述反射信号的第一时时间与所述发射时间之间的时间间隔；
根据预先确定的脉冲信号在所述印制电路板组件中的传播速度和所述时间间隔，确定所述应变检测结果中所述印制电路板组件发生应变的应变点。
结合第一方面的第二实施例，在第一方面的第三实施例中，所述方法还包括：
预先确定所述入射脉冲信号的波动幅度值；
将所述脉冲信号根据所述入射脉冲信号的波动幅度值进行差分处理，得到所述反射信号的波动幅度值；
通过高速采集卡解析所述反射信号的波动幅度值，确定所述应变检测结果中所述印制电路板组件发生应变的应变值。
结合第一方面的第三实施例，在第一方面的第四实施例中，所述通过高速采集卡解析所述反射信号的波动幅度值，确定所述应变检测结果中所述印制电路板组件发生应变的应变值，包括：
所述高速采集卡根据所述印制电路板组件中印制电路板内传感线层叠排列的指定方向以及所述反射信号的波动幅度值，确定所述应变检测结果中所述印制电路板组件发生应变的应变值；
所述指定方向包括以下任意一种或多种：X轴方向、Y轴方向和包括指定倾斜角度方向。
结合第一方面，在第一方面的第五实施例中，所述脉冲信号包括入射脉冲信号，所述检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号，包括：
根据预先确定的所述入射脉冲信号的脉冲上升沿时间，真空中电磁波传播速度以及介电常数，确定检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号的检测周期；
根据所述检测周期，控制高速采集卡检测所述脉冲信号。
在第二方面，本发明还提供一种印制电路板，所述印制电路板包括：
内置于所述印制电路板中的传感线，所述传感线根据指定方向层叠棑布在所述印制电路板平面的指定布设区域，所述传感线的第一端与第一电阻的第一端连接，第二端与第二电阻连接，用于确定所述印制电路板组件发生应变的应变点；
所述指定方向包括以下任意一种或多种：X轴方向、Y轴方向和包括指定倾斜角度方向。
在该方式中，能够当印制电路板受到应力发生应变时，基于内置于该印制电路板中的传感线进行分布式测量，进而确定发生应变的应变点，从而提高应力检测的准确度。
在第三方面，本发明还提供一种应变检测装置，所述装置包括：
检测单元，用于检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号；
第一确定单元，用于若所述脉冲信号包括反射信号，则确定所述印制电路板组件发生应变；
第二确定单元，用于解析所述反射信号的波动幅度值，确定所述印制电路板组件的应变检测结果。
结合第三方面，在第三方面的第一实施例中，所述装置还包括：
第三确定单元，用于若所述脉冲信号包括入射脉冲信号但不包括所述反射信号，则确定所述印制电路板组件未发生应变。
结合第三方面或者第三方面的第一实施例，在第三方面的第二实施例中，所述脉冲信号还包括入射脉冲信号，所述第二确定单元，包括：
第一时间确定单元，用于确定根据所述入射脉冲信号的发射时间以及检测到所述反射信号的检测时间；
第二时间确定单元，用于根据所述发射时间和所述检测时间，确定产生所述反射信号的第一时时间与所述发射时间之间的时间间隔；
第二确定子单元，用于根据预先确定的脉冲信号在所述印制电路板组件中的传播速度和所述时间间隔，确定所述应变检测结果中所述印制电路板组件发生应变的应变点。
结合第三方面的第二实施例，在第三方面的第三实施例中，所述装置还包括：
第一幅度值确定单元，用于预先确定所述入射脉冲信号的波动幅度值；
第二幅度值确定单元，用于将所述脉冲信号根据所述入射脉冲信号的波动幅度值进行差分处理，得到所述反射信号的波动幅度值；
第四确定单元，用于通过高速采集卡解析所述反射信号的波动幅度值，确定所述应变检测结果中所述印制电路板组件发生应变的应变值。
结合第三方面的第三实施例，在第三方面的第四实施例中，所述第四确定单元，包括：
第四确定子单元单元，用于所述高速采集卡根据所述印制电路板组件中印制电路板内传感线层叠排列的指定方向以及所述反射信号的波动幅度值，确定所述应变检测结果中所述印制电路板组件发生应变的应变值；
所述指定方向包括以下任意一种或多种：X轴方向、Y轴方向和包括指定倾斜角度方向。
结合第三方面，在第三方面的第五实施例中，所述脉冲信号包括入射脉冲信号，所述检测单元，包括：
检测周期确定单元，用于根据预先确定的所述入射脉冲信号的脉冲上升沿时间，真空中电磁波传播速度以及介电常数，确定检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号的检测周期；
检测子单元，用于根据所述检测周期，控制高速采集卡检测所述脉冲信号。
在第四方面，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面及其可选实施方式中任一项的应变检测方法。
根据第五方面，本发明实施方式还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面及其可选实施方式中任一项的应变检测方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是根据一示例性实施例提出的一种印制电路板组件的应力检测结构示意图。
图2是根据一示例性实施例提出的一种印制电路板。
图3是根据一示例性实施例提出的另一种印制电路板。
图4是根据一示例性实施例提出的又一种印制电路板。
图5是根据一示例性实施例提出的又一种印制电路板。
图6是根据一示例性实施例提出的一种传感线串联示意图。
图7是根据一示例性实施例提出的一种传感线堆叠示意图。
图8是根据一示例性实施例提出的又一种印制电路板。
图9是根据一示例性实施例提出的一种应变检测方法的流程图。
图10是根据一示例性实施例提出的另一种应变检测方法的流程图。
图11是根据一示例性实施例提出的一种应变检测原理示意图。
图12是根据一示例性实施例提出的另一种应变检测原理示意图。
图13是根据一示例性实施例提出的又一种应变检测原理示意图。
图14是根据一示例性实施例提出的一种应变检测装置的结构框图。
图15是根据一示例性实施例提出的一种计算机设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
相关技术中，针对印制电路板组件应力环境的测量主要依靠应变片实现。例如：如图1所示，预先将应变片贴到印制电路板组件中可能发生应变的表面，进而当有应力施加在印制电路板组件上时，应变片内部的金属箔材随着印制电路板组件的应变伸长或缩短，阻值也随之发生变化，从而通过应变仪对电阻的变化值进行测定解调，实现对应变的测量。其中，图1是根据一示例性实施例提出的一种印制电路板组件的应力检测结构示意图。
但采用该种方试进行测量，应变片所贴放的位置是基于工程经验选择应变风险最大的点位确定的。若发生应变的位置没有预先贴放应变片，则容易导致漏检测的情况发生，进而出现遗漏应变风险点位的情况，若因此将该风险流入到市场端，则容易造成产品质量事故。此外，将应变片粘贴前，需要首先将印制电路板中的粘贴区域清除平整，进而导致印制电路板的结构会因此受到损伤，影响印制电路板的实际应变状态，给应变测试结果引入无法避免的误差，同时由于印制电路板被破坏，也容易导致印制电路板的功能失效，进而无法进行实时的印制电路板应变监测。
为解决上述问题，本发明实施例中提供一种应变检测方法，用于计算机设备中，需要说明的是，其执行主体可以是应变检测装置，该装置可以通过软件、硬件或者软硬件结合的方式实现成为计算机设备的部分或者全部，其中，该计算机设备可以是终端或客户端或服务器，服务器可以是一台服务器，也可以为由多台服务器组成的服务器集群，本申请实施例中的终端可以是智能手机、个人电脑、平板电脑、可穿戴设备以及智能机器人等其他智能硬件设备。下述方法实施例中，均以执行主体是计算机设备为例来进行说明。
在本实施例的计算机设备中，适用于对印制电路板在实际应用场景中存在跌落、振动、冲击等应力场景进行应力检测。在本发明中，提供一种印制电路板，能够当印制电路板受到应力发生应变时，基于内置于该印制电路板中的传感线进行分布式测量，进而确定发生应变的应变点，从而提高应力检测的准确度。
图2是根据一示例性实施例提出的一种印制电路板。如图2所示，印制电路板包括传感线10。
印制电路板是印制电路板组件的主体，在该印制电路板的正(TOP)面和背(BOT)面可以布局元器件，包括但不限于芯片和连接器等元器件。
传感线10内置于印制电路板中，根据指定方向层叠棑布在印制电路板平面的指定布设区域，用于确定印制电路板的各个位置是否发生应变。其中，指定布设区域可以包括印制电路板的全部平面或者部分平面。在一例中，传感线10可以内嵌于印制电路板的次表层中，或者通过焊接或者电连接在印制电路板的正(TOP)面或者背(BOT)面。指定方向可以根据应力检测需求预先确定。由于传感线是连续的，因此，可实现传感线布设区域内任意位置的应变检测，即实现分布式应变检测。
在一实施场景中，可以将传感线10预埋进印制电路板的次表层内，进而在实际应变检测时，便无需破坏印制电路板的结构，从而有助于避免因破坏印制电路板而引入的检测误差。并且，采用该种方式布局传感线，不影响电子元器件的布局及印制电路板表层及内层的走线设计，进而可以对印制电路板全生命周期进行实时的应变监测，在印制电路板组件失效之前及时发现并解决，从而避免因印制电路板组件结构性损伤失效而引起的业务中断。
在本发明中，在确定印制电路板是否发生应变时，是通过传感线10内部阻抗是否发生变化进行确定。其中，传感线10采用的线路材料为铜铬合金，材料电阻与拉伸长度之间具有线性关系，进而当印制电路板的某一位置受到应力时，传感线10的拉伸长度发生改变，从而导致传感线10内部的电阻也相应发生变化。因此，可以理解为，若传感线10内的阻抗未发生变化，则表征印制电路板未受到应力，因此，也不存在发生应变的应变点。若传感线10内的阻抗发生变化，则表征印制电路板受到应力，因此，存在发生应变的应变点。在一示例中，可以基于时域反射(Time Domain Reflectometry，TDR)技术确定传感线内的阻抗是否发生变化。
为实现传感线10在无应力情况下，内部阻抗能够保持恒定不变，则将传感线10的第一端与第一电阻11的第一端连接，第二端与第二电阻12连接，进而通过第一电阻11和第二电阻12使传感线10的输入端和输出端处于阻抗匹配状态。其中，第一端可以理解为是传感线10的输入端，第二端可以理解为是传感线20的输出端。
在一示例中，指定方向包括以下任意一种或多种：X轴方向、Y轴方向和包括指定倾斜角度方向，其中，图2中所示的传感线层叠排布的指定方向为X轴方向。
在一实施场景中，若指定方向为Y轴方向，则印制电路板中传感线的层叠排布示意图如图3所示。图3是根据一示例性实施例提出的另一种印制电路板。
在另一实施场景中，若指定方向为指定倾斜角度方向，例如45度(°)，则印制电路板中传感线的层叠排布示意图如图4所示。图4是根据一示例性实施例提出的又一种印制电路板。
在又一实施场景中，若指定方向包括X轴方向、Y轴方向和45°方向，且将各指定方向的传感线采用串联的方式组合在一起，则可以根据传感线的层叠排布方向，采用堆叠的方式将各指定方向的传感线内置于印制电路板中，得到如图5所示的印制电路板。图5是根据一示例性实施例提出的又一种印制电路板。其中，采用串联的方式组合在一起的传感线总线可以如图6所示。图6是根据一示例性实施例提出的一种传感线串联示意图。由于是将各指定方向的传感线串联在一起，因此，用于保持传感线处于阻抗匹配状态的第一电阻11和第二电阻12的数量为1即可，分别置于串联后的传感线的输入端和输出端。
在又一实施场景中，以将45°方向的传感线堆叠在Y轴方向传感线上方，将X轴方向的传感线堆叠在45°方向传感线上方为例，将各指定方向的传感线进行堆叠的方案可以如图7所示。图7是根据一示例性实施例提出的一种传感线堆叠示意图。为避免因为堆叠而影响传感线的使用寿命，则在不同指定方向的传感线之间采用具有高耐温、高绝缘特性的聚酰亚胺材料进行绝缘隔离，进而能够有效提高传感线的耐用性。其中，各指定方向的传感线的堆叠顺序可以自行定义，在本发明中不进行限定。
在又一实施场景中，若指定方向包括X轴方向、Y轴方向和45°方向，且将各指定方向的传感线采用并联的方式堆叠在印制电路板中，则可以根据传感线的层叠排布方向，采用堆叠的方式将各指定方向的传感线内置于印制电路板中，得到如图8所示的印制电路板。图8是根据一示例性实施例提出的又一种印制电路板。其中，将各指定方向的传感线采用并联的方式堆叠在印制电路板中的堆叠方案可以如图7所示。由于是将各指定方向的传感线并联在一起，因此，用于保持传感线处于阻抗匹配状态的第一电阻11和第二电阻12的数量与传感线的数量相同，分别置于各指定方向的传感线的输入端和输出端。
在一实施场景中，传感线的布局方式不局限于布局在印制电路板中，可以布局在用于检测高楼或者桥梁等建筑物是否发生应变的相关结构中。
基于相同发明构思，本发明还提供一种应变检测方法，用于检测印制电路板组件是否发生应变。其中，印制电路板组件中所包括的印制电路板为本发明所提供的任意一种印制电路板。
由于传感线是分布在印制电路板中，能够实现对印制电路板组件的分布式应变检测，因此，通过本发明所提供的应变检测方法，当通过检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号，确定印制电路板组件发生应变时，能够快速确定对应的检测结果，提高应变检测结果的准确度，从而能够有效避免漏检测的情况发生。
由于印制电路板组件的主体为印制电路板，因此，检测印制电路板组件是否发生应变，可以通过检测印制电路板是否发生应变进行确定。
图9是根据一示例性实施例提出的一种应变检测方法的流程图。如图9所示，应变检测方法包括如下步骤S901至步骤S903。
在步骤S901中，检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号。
在本发明实施例中，印制电路板内置有布满整个指定布设区域的传感线，进而在进行应力检测时，可以基于时域反射(Time Domain Reflectometry，TDR)技术，基于脉冲发生器向印制电路板组件中的印制电路板发送入射脉冲信号，判断印制电路板组件是否发生应变。在一例中，入射脉冲信号可以是一种快速低压阶跃脉冲信号。
具体的，在印制电路板未发生应变的情况下，传感线内的阻抗恒定，此时，若脉冲发生器向该传感线中发送入射脉冲信号，则不会产生反射信号。当外界有应力施加在印制电路板上时，受到应力的应力点处的传感线将发生形变，进而导致传感线内部的阻抗发生变化，从而产生反射信号，并叠加在入射脉冲信号之上。可以理解为，若印制电路板未发生应变，则脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号包括入射脉冲信号；若印制电路板发生应变，则脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号包括入射脉冲信号和反射信号。
因此，为便于确定脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号中，是否包括反射信号，则可以通过高速采集卡，将脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号进行采集，通过检测该脉冲信号中是否包括反射信号，确定印制电路板组件是否发生应变，进而提高确定印制电路板组件的应变检测结果的效率。
在一实施例中，通过高速采集卡，采集脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号时，可以根据预先确定的入射脉冲信号的脉冲上升沿时间，真空中电磁波传播速度以及介电常数，确定检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号的检测周期，进而根据检测周期，控制高速采集卡自动检测脉冲信号，从而实现对印制电路板组件的自动监测。其中，检测周期可以采用下述公式进行计算：
其中，c为真空中电磁波传播速度，Trise为脉冲上升沿时间，ε为介电常数，取决于传感线的线路材料。在一实施场景中，以传感线的线路材料为铜铬合金为例，若入射脉冲信号的脉冲上升沿时间为Trise＝10皮秒(ps)，真空中电磁波传播速度为c＝3×108米每秒(m/s)，介电常数为ε＝4.6，则
即，每隔0.7mm控制高速采集卡检测一次冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号。
在步骤S902中，若脉冲信号包括反射信号，则确定印制电路板组件发生应变。
在本发明实施例中，通过检测，若脉冲信号包括反射信号，则表征传感线内部阻抗发生变化，进而可以确定印制电路板组件发生应变。
在步骤S903中，解析反射信号的波动幅度值，确定印制电路板组件的应变检测结果。
在本发明实施例中，通过高速采集卡，将反射信号与入射脉冲信号进行分离，并将分离出来的反射信号的波动幅度值进行解析，从而确定印制电路板组件的应变检测结果。其中，应变检测结果可以包括发生应变的应变值。
在一示例中，入射脉冲信号的波动幅度值是预先确定的，进而在获取反射信号的波动幅度值时，可以将脉冲信号根据入射脉冲信号的波动幅度值进行差分处理，将叠加在入射脉冲信号上的反射信号进行分离，进而得到反射信号的波动幅度值。
在另一示例中，由于印制电路板组件的加工制程中不可避免的存在制程波动，进而导致获得的反射信号会存在小幅度的波动。因此，为提高检测准确度，降低误差干扰，则在进行实际工程应用中，预先对未施加应力的所检测到的脉冲信号进行测量保存，进而将其与施加应力后检测得到的脉冲信号进行差分处理，得到处理后的差分信号，从而通过解析该差分信号，得到实际应变引起的阻抗变化值。
在又一示例中，高速采集卡根据印制电路板组件中印制电路板内传感线层叠排列的指定方向以及反射信号的波动幅度值，确定应变检测结果中所述印制电路板组件发生应变的应变值。根据传感线层叠排布的指定方向，能够明确印制电路板组件发生应变的应变方向，进而根据反射信号的波动幅度值，能够确定印制电路板在该应变方向上所引起的阻抗变化值，从而根据分力与夹角之间的几何关系，将阻抗变化值与应变方向代入该几何关系中，确定实际应变引起的最大阻抗变化值，得到印制电路板组件实际发生应变的应变值。
在一实施场景中，若传感线的指定角度包括X轴方向Y轴方向和45°方向，则可以通过下述公式，确定印制电路板组件的应变检测结果：
其中，x、y和u分别表示X轴方向Y轴方向和45°方向，εx、εu、εy分别表示在各自对应指定角度上检测得到的波动幅度值。
通过上述实施例，由于传感线是分布在印制电路板中，因此，能够实现对印制电路板组件的分布式应变检测，进而当通过检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号，确定印制电路板组件发生应变时，能够快速确定对应的检测结果，提高应变检测结果的准确度，从而能够有效避免漏检测的情况发生。
在一实施例中，应变检测结果包括确定印制电路板组件发生应变的应变点。可以基于时域反射技术，根据预先确定的脉冲信号在印制电路板组件中的传播速度，以及产生反射信号的第一时时间与发射时间之间的时间间隔，确定印制电路板组件发生应变的应变点。具体的，通过高速采集卡采集脉冲信号，确定根据入射脉冲信号的发射时间以及检测到反射信号的检测时间，进而根据发射时间和检测时间之间的时间差，确定产生反射信号的第一时时间与发射时间之间的时间间隔。根据预先确定的脉冲信号在印制电路板组件中的传播速度以及时间间隔，能够确定发生形变的应变点与脉冲发生器之间距离，进而便可以确定出传感线发生形变导致阻抗异常的位置，即，发生应变的应变点。
图10是根据一示例性实施例提出的另一种应变检测方法的流程图。如图10所示，应变检测方法包括如下步骤。
在步骤S1001中，检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号。
在步骤S10021中，若脉冲信号包括入射脉冲信号但不包括反射信号，则确定印制电路板组件未发生应变。
在本发明实施例中，若脉冲信号包括入射脉冲信号但不包括反射信号，则表征传感线内的阻抗未发生变换，进而可以确定印制电路板组件未发生应变。
在步骤S10022中，若脉冲信号包括反射信号，则确定印制电路板组件发生应变。
在步骤S1003中，解析反射信号的波动幅度值，确定印制电路板组件的应变检测结果。
通过上述实施例，能够通过检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号中是否包括反射信号，快速确定印制电路板组件中是否发生应变，进而及时发现印制电路板组件中的应变风险点，从而提高应变检测效率的同时，能够提高印制电路板组件的设计可靠性以及全生命周期内印制电路板组件结构的健康性监测。
在一实施例中，可以通过与高速采集卡连接的示波器，显示高速采集卡所采集到的脉冲信号，进而明确脉冲信号变化。
在一实施场景中，以图2所示的印制电路板组件为例，检测印制电路板组件的原理图可以如图11所示。图11是根据一示例性实施例提出的一种应变检测原理示意图。脉冲发生器用于向印制电路板组件发射入射脉冲信号，以便通过入射脉冲信号检测印制电路板中传感线内的阻抗变化。高速采集卡用于检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号以及当检测到脉冲信号中包括反射信号时，通过解析反射信号的波动幅度值，确定印制电路板组件的应变检测结果。在印制电路板组件中的印制电路板上，可以包括用于布局芯片1、芯片2以及连接器的安装位，第一电阻R1和第二电阻R2用于保障印制电路板内的传感线在未收到应力时处于阻抗匹配状态。当外界有应力施加在印制电路上(例如：在连接器的安装位上扣合连接器)时，则连接器的安装位的传感线会因此发生形变，传感线内部阻抗发生变化，从而从连接器的安装位产生反射信号，并叠加在入射脉冲信号之上，回传至脉冲发生器中。通过与高速采集卡连接的示波器，能够观察到入射脉冲信号和反射信号的波动变化。其中，图11中所示的入射脉冲信号和反射信号的波动情况仅为示例。
在另一实施场景中，以图5所示的印制电路板组件为例，检测印制电路板组件的原理图可以如图12所示。图12是根据一示例性实施例提出的另一种应变检测原理示意图。脉冲发生器用于向印制电路板组件发射入射脉冲信号，以便通过入射脉冲信号检测印制电路板中传感线内的阻抗变化。高速采集卡用于检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号以及当检测到脉冲信号中包括反射信号时，通过解析反射信号的波动幅度值，确定印制电路板组件的应变检测结果。其中，传感线层叠排布的指定方向包括X轴方向、Y轴方向和45°方向。R1为串联后传感线的第一电阻，R2为串联后传感线的第二电阻。由于三种指定方向的传感线是串联，且入射脉冲信号需要依次经过X轴方向、45°轴方向和Y轴方向的传感线，因此，当有应力作用到印制电路板组件上时，可以通过反射信号的时间延迟，确定受到应力的传感线以及发生应变的具体位置，进而通过一个通道便可以实现X轴方向、45°轴方向和Y轴方向的应变检测。其中，可以通过示波器显示如图12所示的入射脉冲信号和各指定方向发生的反射信号。一个通道是指脉冲发生器与印制电路板组件之间的电连接数量为1。其中，图12中所示的入射脉冲信号和反射信号的波动情况仅为示例。
在又一实施场景中，以图8所示的印制电路板组件为例，检测印制电路板组件的原理图可以如图13所示。图13是根据一示例性实施例提出的又一种应变检测原理示意图。脉冲发生器用于向印制电路板组件发射入射脉冲信号，以便通过入射脉冲信号检测印制电路板中传感线内的阻抗变化。高速采集卡用于检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号以及当检测到脉冲信号中包括反射信号时，通过解析反射信号的波动幅度值，确定印制电路板组件的应变检测结果。其中，传感线层叠排布的指定方向包括X轴方向、Y轴方向和45°方向。R1为X轴方向传感线的第一电阻，R2为X轴方向传感线的第二电阻。R3为45°方向传感线的第一电阻，R4为45°方向传感线的第二电阻。R5为Y轴方向传感线的第一电阻，R6为Y轴方向传感线的第二电阻。由于三种指定方向的传感线是并联，因此，指脉冲发生器与印制电路板组件之间的通道数量为3，不同通道用于连接不同指定方向的传感线。当检测印制电路板组件的应变情况时，脉冲发生器三个通道同时发射三个脉冲信号，分别进入到指定方向为X轴方向、Y轴方向和45°方向的传感线中。若印制电路板某一位置发生应变，则该位置X轴方向、Y轴方向和45°方向的传感线上均会产生反射信号，进而通过高速采集卡分别通过三个通道采集各指定方向对应的反射信号并通过示波器进行显示，通过未施加应力的所检测到的脉冲信号与施加应力的所检测到的脉冲信号之间的差分信号幅度，分别解调出该位置在各指定方向上对应的应变值，从而得到施加在该位置上的主应变值以及方向。其中，图13中所示的入射脉冲信号和反射信号的波动情况仅为示例。
采用上述方式进行应变检测，能够同时对三个指定方向的应变进行测量，进而解调出主应变的应变值大小及方向，有助于在未知主应变方向复杂场景下，实现对印制电路板组件的应变分布式检测。
基于相同发明构思，本发明还提供一种应变检测装置。
图14是根据一示例性实施例提出的一种应变检测装置的结构框图。如图14所示，应变检测装置包括检测单元1401、第一确定单元1402和第二确定单元1403。
检测单元1401，用于检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号；
第一确定单元1402，用于若脉冲信号包括反射信号，则确定印制电路板组件发生应变；
第二确定单元1403，用于解析反射信号的波动幅度值，确定印制电路板组件的应变检测结果。
在一实施例中，装置还包括：第三确定单元，用于若脉冲信号包括入射脉冲信号但不包括反射信号，则确定印制电路板组件未发生应变。
在另一实施例中，脉冲信号还包括入射脉冲信号，第二确定单元1403，包括：第一时间确定单元，用于确定根据入射脉冲信号的发射时间以及检测到反射信号的检测时间。第二时间确定单元，用于根据发射时间和检测时间，确定产生反射信号的第一时时间与发射时间之间的时间间隔。第二确定子单元，用于根据预先确定的脉冲信号在印制电路板组件中的传播速度和时间间隔，确定应变检测结果中印制电路板组件发生应变的应变点。
在又一实施例中，装置还包括：第一幅度值确定单元，用于预先确定入射脉冲信号的波动幅度值。第二幅度值确定单元，用于将脉冲信号根据入射脉冲信号的波动幅度值进行差分处理，得到反射信号的波动幅度值。第四确定单元，用于通过高速采集卡解析反射信号的波动幅度值，确定应变检测结果中印制电路板组件发生应变的应变值。
在又一实施例中，第四确定单元，包括：第四确定子单元，用于高速采集卡根据印制电路板组件中印制电路板内传感线层叠排列的指定方向以及反射信号的波动幅度值，确定应变检测结果中印制电路板组件发生应变的应变值。指定方向包括以下任意一种或多种：X轴方向、Y轴方向和包括指定倾斜角度方向。
在又一实施例中，脉冲信号包括入射脉冲信号，检测单元1401，包括：检测周期确定单元，用于根据预先确定的入射脉冲信号的脉冲上升沿时间，真空中电磁波传播速度以及介电常数，确定检测脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号的检测周期。检测子单元，用于根据检测周期，控制高速采集卡检测脉冲信号。
上述应变检测装置的具体限定以及有益效果可以参见上文中对于应变检测方法的限定，在此不再赘述。上述各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
图15是根据一示例性实施例提出的一种计算机设备的硬件结构示意图。如图15所示，该设备包括一个或多个处理器1510以及存储器1520，存储器1520包括持久内存、易失内存和硬盘，图15中以一个处理器1510为例。该设备还可以包括：输入装置1530和输出装置1540。
处理器1510、存储器1520、输入装置1530和输出装置1540可以通过总线或者其他方式连接，图15中以通过总线连接为例。
处理器1510可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器1510还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器1520作为一种非暂态计算机可读存储介质，包括持久内存、易失内存和硬盘，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的业务管理方法对应的程序指令/模块。处理器1510通过运行存储在存储器1520中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述任意一种应变检测方法。
存储器1520可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据、需要使用的数据等。此外，存储器1520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器1520可选包括相对于处理器1510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至数据处理装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置1530可接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置1540可包括显示屏等显示设备。
一个或者多个模块存储在存储器1520中，当被一个或者多个处理器1510执行时，执行如图9-图13所示的方法。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，具体可参见如图9-图13所示的实施例中的相关描述。
本发明实施例还提供了一种非暂态计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的认证方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccess Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种应变检测方法，其特征在于，所述方法包括：
通过高速采集卡，采集脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号时，根据预先确定的入射脉冲信号的脉冲上升沿时间，真空中电磁波传播速以及介电常数，确定检测所述脉冲发生器与所述印制电路板组件之间的脉冲信号的检测周期，根据所述检测周期，控制高速采集卡自动检测脉冲信号，所述印制电路板内置有布满整个指定布设区域的传感线，其中，所述传感线的输入端与第一电阻的第一端连接，输出端与第二电阻连接，以在无应力情况下，通过所述第一电阻和所述第二电阻使所述传感线的所述输入端和所述输出端处于阻抗状态；检测周期采用下述公式进行计算：
；其中，c为所述真空中电磁波传播速度，/>为所述脉冲上升沿时间，/>为所述介电常数，取决于所述传感线的线路材料；
若所述脉冲信号包括反射信号，则确定所述印制电路板组件发生应变，所述反射信号为所述传感线因受到应力，导致内部的阻抗发生变化产生的；
通过所述高速采集卡，将所述反射信号与所述入射脉冲信号进行分离，并将分离出来的所述反射信号的波动幅度值进行解析，确定所述印制电路板组件的应变检测结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述脉冲信号包括入射脉冲信号但不包括所述反射信号，则确定所述印制电路板组件未发生应变。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述脉冲信号还包括入射脉冲信号，所述通过所述高速采集卡，将所述反射信号与所述入射脉冲信号进行分离，并将分离出来的所述反射信号的波动幅度值进行解析，确定所述印制电路板组件的应变检测结果，包括：
确定根据所述入射脉冲信号的发射时间以及检测到所述反射信号的检测时间；
根据所述发射时间和所述检测时间，确定产生所述反射信号的第一时间与所述发射时间之间的时间间隔；
根据预先确定的脉冲信号在所述印制电路板组件中的传播速度和所述时间间隔，确定所述应变检测结果中所述印制电路板组件发生应变的应变点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
预先确定所述入射脉冲信号的波动幅度值；
将所述脉冲信号根据所述入射脉冲信号的波动幅度值进行差分处理，得到所述反射信号的波动幅度值；
通过高速采集卡解析所述反射信号的波动幅度值，确定所述应变检测结果中所述印制电路板组件发生应变的应变值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过高速采集卡解析所述反射信号的波动幅度值，确定所述应变检测结果中所述印制电路板组件发生应变的应变值，包括：
所述高速采集卡根据所述印制电路板组件中印制电路板内传感线层叠排列的指定方向以及所述反射信号的波动幅度值，确定所述应变检测结果中所述印制电路板组件发生应变的应变值；
所述指定方向包括以下任意一种或多种：X轴方向、Y轴方向和包括指定倾斜角度方向。
6.一种应变检测装置，其特征在于，所述装置包括：
检测单元，用于通过高速采集卡，采集脉冲发生器与印制电路板组件之间的脉冲信号时，根据预先确定的入射脉冲信号的脉冲上升沿时间，真空中电磁波传播速以及介电常数，确定检测所述脉冲发生器与所述印制电路板组件之间的脉冲信号的检测周期，根据所述检测周期，控制高速采集卡自动检测脉冲信号，所述印制电路板内置有布满整个指定布设区域的传感线，其中，所述传感线的输入端与第一电阻的第一端连接，输出端与第二电阻连接，以在无应力情况下，通过所述第一电阻和所述第二电阻使所述传感线的所述输入端和所述输出端处于阻抗状态；检测周期采用下述公式进行计算：
；其中，c为所述真空中电磁波传播速度，/>为所述脉冲上升沿时间，/>为所述介电常数，取决于所述传感线的线路材料；
第一确定单元，用于若所述脉冲信号包括反射信号，则确定所述印制电路板组件发生应变，所述反射信号为所述传感线因受到应力，导致内部的阻抗发生变化产生的；
第二确定单元，用于通过所述高速采集卡，将所述反射信号与所述入射脉冲信号进行分离，并将分离出来的所述反射信号的波动幅度值进行解析，确定所述印制电路板组件的应变检测结果。
7.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-5中任一项所述的应变检测方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-5中任一项所述的应变检测方法。
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