עם התפתחות הטכנולוגיה, נפתחים תחומים חדשים בעולם האלקטרואופטיקה. במאמר זה נעסוק בתחום מיפוי באמצעות הפרשי טמפרטורות ואיתור תקלות בעזרת טכנולוגיה זו.
בעבר, על מנת למפות טמפרטורה של כרטיס מודפס היה נדרש לרשת את הכרטיס בכמות גדולה מאוד של תרמו קפלים, אשר היו מחוברים למערכת איסוף נתונים או למחשב עם תוכנה ייעודית. ההדבקה של הרגשים לכרטיס הייתה לוקחת זמן רב ולעיתים הייתה פוגעת בפני השטח של המוצר עד כדי כך שלא ניתן היה לשווקו כחדש. בנוסף, פעילות זו מלכלכת עקב הצורך בדבק תרמי (חומר לבן דביק מאוד) אשר גרם נזקים לסביבתו כאשר בא עימה במגע. בסוף הבדיקה היה מתקבל אוסף גדול של נתונים ומשלב זה החל שלב ניתוח התוצאות. פעולה זו לקחה זמן יקר. לעיתים התוצאות לא היו חד משמעיות או לא מספקות והיה נדרש למדוד בנקודות נוספות על פני הכרטיס.
איור 1: איתור תקלה ב-CHIP עם התושבת לאחר הפעלה
הצורך בביצוע בדיקות חוזרות על מנת לקבל תוצאות מהימנות וניתוח ארוך זמן, שלא תמיד היה מדויק ואמין, גרם לכל התהליך להתארך. כיום, באמצעות שימוש במצלמה תרמית, ניתן “לצלם” את הכרטיס ללא נגיעה ישירה בכרטיס ולקבל תוצאות מדויקות ובזמן אמת על בסיס חתך לפי צבעים של הפרשי טמפרטורה על גבי המשטח המצולם ובכך לזהות פגמים באופן מיידי וללא סיכון החומרה וסביבתה. ניתוח המידע אינו דורש מיומנות מיוחדת וקל מאוד לזהות בזמן אמת את הטמפרטורות החמות לעומת הקרות יותר על המשטח הנבדק, כאשר ניתוח התוצאות מתבצע במהירות.
המצלמה התרמית מאפשרת להתמקד בטווח טמפרטורות (המוגדר באופן ידני או אוטומטי) על מנת ליעל את התהליך. בנוסף, חלק מהמצלמות מגיעות עם אפשרות להשמעת צליל במידה ויוצאים מטווח הטמפרטורה שהוגדר. המצלמה מאפשרת למשתמש לבחור את אופן הצגת התמונה לפי פלטות צבעים שונות על מנת לקבל תמונה המתאימה ללקוח (המוכרת ביניהם היא הקשת – בדומה לתצוגת הקסדה של ה”טורף” מהסרטים של שנות ה-80). ניתן לשנות את פלטת הצבעים בכל שלב בזמן אמת ובנוסף ניתן להחליפה גם לאחר הצילום, בשלב המאוחר יותר של ניתוח הנתונים על המחשב.
המצלמות מגיעות ברזולוציות שונות, כך שניתן לבחור את המצלמה המתאימה לכל ייעוד ולכל תקציב. עבור מיפוי שטח חתך גדול תספיק רזולוציה נמוכה ועבור מיפוי שטח חתך קטן נדרש יהיה להשתמש ברזולוציה גבוהה יותר. בחירה נבונה תחסוך כסף ותאפשר קבלת תוצאה מהימנה יותר. חשוב לציין כי המצלמה “מצלמת” רק את מה שהיא מודדת בצורה ישירה. אם המשטח מכוסה בפרספקט, זכוכית או כל חומר שאינו מעביר 100% מהחום שפולט הגוף מתחתיו (כגון זכוכית העשויה מקוורץ) המצלמה תמדוד ותמפה את הכיסוי בלבד ולא את המשטח שמתחתיו. במקרה של רכיב קטן שמותקן מתחת לרכיב גדול יותר, המצלמה לא תמפה אותו ואת החום שהוא פולט, אלא רק את הרכיב הגדול שמעליו. השימוש הפשוט במצלמה, קבלת תוצאות מדויקות בזמן אמת וניתוחן המהיר חוסך בשעות עבודה של טכנאי ומעלה את אמינות תוצאות הבדיקה. בנוסף בדיקה זו מקטינה (עד לכדי ביטול) את הסיכון בפגיעה במשטח הנבדק לעומת הבדיקות בשיטות הישנות.
מיפוי תרמי לקווי מתח גבוה
למצלמה למיפוי תרמי שימושים רבים ומגוונים, לדוגמא:
1) בדיקות לכרטיס אלקטרוניים – אחת התקלות הנפוצות בכרטיסים הינה כאשר הכרטיס נדלק אך אין תפוקה החוצה. גורם התקלה יכול להיות קצר בין הרגליים של רכיב אחד או יותר, נתק של רכיב בגלל הלחמה קרה או מצב של כבל רופף. אופן הכשל משפיע על הפרשי הטמפרטורה באזור הכשל. תקלות מסוג זה וכן תקלות אחרות בכרטיסים אשר יגרמו לשינויי חום בכרטיס, ניתן למצוא לרוב תוך פרק זמן של כ-10 דקות (תלוי מורכבות התקלה וגודל הכרטיס) באמצעות עיון בתמונה התרמית, המציגה את המקורות החמים והמקומות הפחות חמים. במקרה אחד, לקוח בדק כרטיס אלקטרוני באמצעות המצלמה ותוך פחות מ-10 דקות גילה ששני רגליים צמודות של CHIP היו מקוצרות . הטכנאי, שבדרך עובד על גילוי התקלות, ממש נפעם “לי זה היה לוקח לפחות יום ולפעמים יותר”.
2) בדיקות מתח גבוה וארונות חשמל – כיום גוברת הדרישה לבדיקת ארונות חשמל באמצעות מיפוי תרמי. גם במקרים אלו ניתן לראות את התוצאות בזמן אמת או לאחר מכן בחיבור המצלמה למחשב. בניתוח התוצאות ניתן להבחין בחיבורי החוטים והכבלים בארון ולבדוק האם ישנם כבלים משוחררים או שישנם שנאי או רכיב אחר מנותקים או מקצרים. חשוב לציין כי לשימוש במצלמה יש גם היבט בטיחותי, שכן מדובר במיפוי ללא צורך במגע או חיבור אביזרים למערך החשמל.
3) דליפות גז, אוויר ומים – תחום נוסף בו השילוב במצלמה הולך ונעשה פופולארי יותר ויותר הינו תחום הבינוי והאינסטלציה. בעזרת המצלמה התרמית ניתן לגלות בקלות ובמהירות נזילות של מים קרים או חמים, כניסה של אוויר קר או חם לבית, דליפות גז ועוד. במקרים אלו ניתן לדעת על קיומה של דליפה ובנוסף לזהות את מיקומה. השימוש במצלמה מחליף את הצורך בחציבה בקיר הגבס/ בטון וכד’ – פשוט מסתכלים על התמונה ורואים.
4) תחום הרפואה – כיום המצלמות משמשות גם ביישומים רפואיים. הצוות הרפואי יכול לזהות בזמן אמת היכן הגוף חם יותר, דבר שיכול להעיד על דלקת. חשוב לציין כי למצלמות הסטנדרטיות של היום יש טווח שגיאה, עפ”י רוב, של עד 2% מהקריאה או מקסימום 2 מעלות. לפיכך לא מומלץ להתבסס על מצלמות אלו לגילוי חולה בשפעת העופות לדוגמא.
השימוש במצלמות אלו מתאים בעיקר לאפליקציות בהן רוצים לראות שינוי של חום הגוף באזור מסוים (ביחס לאזורים סמוכים) ופחות למדידת הטמפרטורה המדויקת באזור הנמדד. החיסכון הכספי בשימוש בשיטה זו כחלק ממערך הבדיקות השוטפות הינו ברור. במידה ופעילות האיתור הנדרשת מבוצעת פעמים בודדות בלבד ואינה בשימוש תדיר, מומלץ לשקול את האפשרות של השכרת המצלמה בלבד או שכירת שירות מחברה חיצונית המבצעת בדיקות בשיטה זו.
לסיכום תמונה אחת שווה יותר מאלף מילים.
איי. או. עזרא אלקטרוניקה 2002 בע”מ, עוסקת בתחום בדיקות סביבה ומצלמות למיפוי תרמי
