将热电偶固定在电路板上方法

热电偶固定在电路板上,可以在焊接过程中监测重要的温度参数。固定方法有许多种。其目的是获得关于电路板组件关键位置的精确可靠的温度数据。热电偶的固定方法对数据质量的影响极大。 
利用热电偶测量温度是一项精密、费时而艰苦的工作。热电偶的固定场所有时可能会限制安装方法的采用,从而使问题复杂化。例如,对于FR4板材、陶瓷或塑料元件等不可焊的表面,便不能采用高温焊接方法。在高密度电路板的元件密集区不能使用胶带固定,要穿过壳体上的小孔接触元件十分困难。然而,与其它方法,如热点或裂纹(crayon)IR传感器、或估测等方法相比,热电偶仍具有较大的优势。 
热电偶固定方法 
为了从热电偶中获得可靠的数据,必须了解下面两个通用规则: 
热电偶结必须与被监测表面进行直接、可靠的热接触,否则,在热电偶结与被测表面之间就会产生一不可知的热阻。这样,温度读数将更接近于热电偶周围材料的温度,而不是被测表面的温度。一个极端的例子是,当Kapton胶带在炉膛温度下松驰时,热电偶将脱离被测表面,开始测量周围空气的温度。 
用于将热电偶结固定到被测表面的材料应最少。这种材料会增加直接传给热电偶结的热容
量,以及与这种材料接触的被测表面的热绝缘性(insulation),这两种情况均会导致在炉温上升或下降时,热电偶的温度滞后于板表面的真实温度。当温度的变化率为2/s时,将滞后510,这意味着典型回流温度曲线上的温度峰值将大打折扣。 
现在让我们讨论一下各种热电偶固定方法,这将有助于针对特定的应用场合选择最佳的方法,以获得最可靠的结果。 
高温焊料 
一般来说,需要至少含铅93%、熔点超过290的焊料,这样,焊料在回流焊时就不会熔化。这种焊料具有良好的导热性,有助于将误差减到最小,即使在热电偶结略微脱离电路板表面的情况下也是如此。它能提供很好的机械固定性能,适用于测试电路板(1) 
10.025mm引脚间距元件()上的热电偶安装不良。大的焊球大大地增加了引脚的热容量。


另一方面,焊接需要相当的技巧与时间,来形成小的热电偶固定区,而不会使电路板、焊盘或元件过热或损坏。高温焊料即使采用活性助焊剂,润湿性与流动性也不好,使条件恶
化。而且,要想彻底清除焊料,很难不破坏元件、焊点或焊盘。 
再者,这种方法不能用于尚未经过回流的电路板,因为在热电偶固定时,它很可能会使元件发生移动这种方法也不能用于将热电偶固定到不可焊的表面,如陶瓷与塑料元件,和FR4板。要在未经回流的细间距器件上使用焊料也很困难。 
采用胶粘剂 
胶粘剂的使用比高温焊料要容易一些。常用的胶粘剂通常可以分为两类,它们均可将热电偶固定到塑料、陶瓷元件以及FR4板等不可焊的表面。 
一类是UV活化胶,它可在几秒钟内将热电偶固定,但只能工作于120左右的温度环境中。在回流焊温度峰值为210左右时,其固定性能不佳,因而常用于波峰焊。 
由于其导热性较差,因此当胶粘剂活化后,应使热电偶结紧贴在被测表面(2)。用小刀很容易剔除粘胶,但却会在FR4和深元件表面留下一些易见的膜状痕迹。这里不能使用高效溶剂(如丙酮)清洗,因为这些溶剂同样会溶解塑料,造成电路板的损坏。 
2如果在固定热电偶时使用过多的胶粘剂,将会产生不良的热传导


专用的高温双组份环氧胶的耐温可达260,但在高温下的固化却需要数小时。这很不方便,特别是在需要快速诊断故障的情况下。环氧胶同样需要仔细地定位,以保证在整个固化过程中,热电偶都与被测表面保持接触。与UV活化胶类似,环氧胶也不能在不破坏电路板或元件的情况下被彻底清除。快速固化胶,如温度远程监控“5分钟环氧胶,耐温为130。但这一温度太低,难以防止回流焊时的脱落。 
胶粘带 
高温胶粘带,如Kapton胶带,可在任何表面方便地使用。但是,必须预先装入热电偶结,使其与被测表面稳定接触。 
注意,它的周围没有可导材料,即使结点只离开被测表面千分之一英寸,其测量温度也将主要是周围环境的温度,它在一定程度上受到热辐射的影响。你还可能发现,利用胶带在高密度区固定热电偶很困难,甚至不可能。一种行之有效的方法是,将热电偶导线弯成一个小钩子的形状(3)(4) 
3:用胶带将线粘在钩的后面,使结点预先装在表面。


4:加热后胶带松驰,使热电偶从引脚处翘起。


机械固定  飞碟杯
下面两种常用的热电偶机械固定方法是极不相同的:纸夹(paper clip)固定法和镙钉固定法。 
采用纸夹固定无疑是快捷而方便的,镙钉固定则坚固而可靠。两种方法均可反复承受炉子的温度,但只能用于对板子边缘进行监测。 
线夹不能牢固而可靠地固定热电偶。如果在操作过程中不小心拉动线,就会导致热电偶移动。强力弹簧夹可将导线夹紧些,但其热容量和IR屏蔽(shadowing)效应会妨碍位于夹子内的板区的正常加热。 
镙钉固定法显然会破坏电路板。而且,热容量和来自板背面或内部铜层的热传导会使温度显示失真 
机械式热电偶支撑器件具有以下优点: 
可以很容易地夹在电路板的边缘,热电偶结点可以固定在电路板的任何位置,包括元件间
的窄小空间。 
弹簧张力使热电偶结点牢固地接触任何类型的表面。 
低热容的热电偶结点可以快速响应温度的变化。 
由于不需要焊接,因此不会破坏电路板,而且拆除仅需几秒钟。 
结点直径小,容易通过元件外壳上的小孔来测量管芯(die)的温度。同样,可在BGA中心下面的电路板上钻一个小孔,以精确建立器件的回流温度曲线。 
另外,最新的第三种方法是使用Temprobe,一种机械式热电偶支撑器件,能可靠地提供任何表面的温度(5) 
5:夹子使温度测量局限于电路板边缘。


获得精确读数 
热电偶安装不当会影响温度曲线的精确性,并且可能会破坏电路板。有许多种交叉检验安装技术的方法,是将这些安装技术与一种可靠的基准进行比较。这些基准可以是一些热点”(hot dot)——它们会在规定的温度下改变颜,也可以是网格表面热电偶、精细焊
接的热电偶、或者机械式热电偶支撑器件。 
热点有一些缺陷。在93127的范围内,通常按510的增量变化。它们覆盖面积很大,使区域内的热量吸收改变,特别是有一个产生较大辐射热的元件时。网格表面热电偶一般至少包括3.2cm▲2▲的区域,因此也会影响表面的热量吸收。 
背光喷码机除机械热电偶固定方法之外,还有一种较好的选择,即用最少量的高温焊料,仔细地安装细线热电偶。二者均具有灵敏的热响应,且不会影响被测表面的热量吸收。 
注意,在比较两种或多种热电偶安装方法时,一个基本条件是被附着材料的热特性应相同。理想的情况是将它们固定在同一块焊盘上。如果这一点不能满足,就应注意测试场所间的差异,如埋入的地平面(ground plane)和相邻的大型元器件等。所有这些都会导致这些场所的热响应不同。例如,当环境温度上升或下降时,一处可能领先或滞后于另一处。要验证这一点,可将热电偶交换并重新测试。如果所测温度曲线相同,说明测试场所的热响应相同,热电偶比较是有效的。
原装进口欧米茄牌--欧热电偶(炉温测试线)
    热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,是由两种不同成分的导体两端接合成回路时,
当两接合点 热电偶温度不同时,就会在回路内产生热电流。如果热电偶的工作端与参比端存有温差时,显示仪表将会指示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。热电偶的热电动热将随着测量端温度升高而增长,它的大小只与热电偶材料和两端的温度有关,与热电极的长度、直径无关。各种热电偶的外形常因需要而极不相同,但是它们的基本结构却大致相同,通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成,通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。
   
    OMEGA 热电偶感温线 (包括各种K ,T , J); 绝缘材料有: 聚四氟乙烯( 铁氟龙城市通讯 ) ; 玻璃纤维 . OMEGA各种型号、规格热电偶、温控仪表、压力仪表、旋钮开关、流量计、流量表、快速接头、传感器、温控器等。

  一、 热电偶感温线型号 OMEGA1000英尺/卷:

  TT-K-30-SLE K型)绝缘层耐最高温度:260线芯直径:2×φ0.255mmOMEGA

  TT-T-30-SLE T型)绝缘层耐最高温度:260线芯直径:2×φ0.255mmOMEGA 

  TT-K-36-SLE K型)绝缘层耐最高温度:260线芯直径:2×φ0.127mmOMEGA 

  TT-J-30-SLE J型) 绝缘层耐最高温度:260线芯直径:2×φ0.255mmOMEGA 

  GG-K-36-SLE K型)绝缘层耐最高温度:482线芯直径:2×φ0.127mmOMEGA 

  GG-K-30-SLE K型)绝缘层耐最高温度:482线芯直径:2×φ0.255mmOMEGA 

  GG-J-30-SLE J型)绝缘层耐最高温度:320线芯直径:2×φ0.255mmOMEGA 

  GG-K-24-SLE K型)绝缘层耐最高温度:482线芯直径:2×φ0.5mmOMEGA 


  HH-K-24-SLE K型)绝缘层耐最高温度:704线芯直径:2×φ0.5mmOMEGA 

 二、热电偶插头/插座 OMEGA): 

  SMPW-K-M K,公插,温度:-29~220,:.AL/CH 美国OMEGA

  热电偶插座 SMPW-K-F K,母插,温度:-29~220,:.标准航空插 美国OMEGA 

  热电偶插头 SMPW-T-M T,公插,温度:-29~220,:梁延淼. 美国OMEGA 

  热电偶插头 SMPW-T-F T,母插,温度:-29~220,:. 美国OMEGA 

  热电偶插头 SMPW-J-M J,公插,温度:-29~220,:. 美国OMEGA 


  热电偶插头 SMPW-J-F J,母插,温度:-29~220,:. 美国OMEGA

  热电偶插头 HMPW-K-M K,高温公插,温度:-29~260,:.AL/CH正,标准航空插头。 

  SMP-SC 长柄插头(可配用SMPWSMPHMPWHMP系列各分度号的插头)

  SWHCL 长柄插头(可配用SMPWSMPHMPWHMP系列各分度号的插头)等等。


   
选项说明 :
 
(1) 插头本身 
   选择
  SMP 代表玻璃纤维尼龙,没有窗口
  SMPW 代表玻璃纤维尼龙,有窗口
    HMP 代表液晶聚合物,没有窗口
    HMPW 代表液晶聚合物,有窗口 
   
(2) 热电偶分度号
  选择
  K 代表K型热电偶
  J 代表J型热电偶
  T 代表T型热电偶
  E 代表E型热电偶
  R/S 代表R/S型热电偶
  G 代表G型热电偶
  C for 代表C型热电偶
  D 代表D型热电偶
  U for 代表无补偿或B型热电偶
  N 倒悬牵引床代表N型热电偶 

(3) 连接器接触
  选择
  M 代表只有插头 Only
  F 代表只有插座
  MF 代表插头/插座对 
 请注意: 并非所有的组合都有效。
获得准确温度曲线之“怎样把热电偶线固定在测温板上
获得准确温度曲线之怎样把热电偶线固定在测温板上
机械固定
下面两种常用的热电偶线机械固定方法是极不相同的:纸夹(paper clip)固定法和镙钉固定法。
采用纸夹固定无疑是快捷而方便的,镙钉固定则坚固而可靠。两种方法均可反复承受炉子的温度,但只能用于对板子边缘进行监测。
线夹不能牢固而可靠地固定热电偶线。如果在操作过程中不小心拉动线,就会导致热电偶线移动。强力弹簧夹可将导线夹紧些,但其热容量和IR屏蔽(shadowing)效应会妨碍位于夹子内的板区的正常加热。
镙钉固定法显然会破坏电路板。而且,热容量和来自板背面或内部铜层的热传导会使温度显示失真。
机械式热电偶线支撑器件具有以下优点:
可以很容易地夹在电路板的边缘,热电偶线结点可以固定在电路板的任何位置,包括元件间的窄小空间。
弹簧张力使热电偶线结点牢固地接触任何类型的表面。
低热容的热电偶线结点可以快速响应温度的变化。
由于不需要焊接,因此不会破坏电路板,而且拆除仅需几秒钟。
结点直径小,容易通过元件外壳上的小孔来测量管芯(die)的温度。同样,可在BGA中心下面的电路板上钻一个小孔,以精确建立器件的回流温度曲线。
另外,最新的第三种方法是使用Temprobe,一种机械式热电偶线支撑器件,能可靠地提供任何表面的温度(5)

5:夹子使温度测量局限于电路板边缘。

 
获得精确读数
热电偶线安装不当会影响温度曲线的精确性,并且可能会破坏电路板。有许多种交叉检验安装技术的方法,是将这些安装技术与一种可靠的基准进行比较。这些基准可以是一些热点”(hot dot)——它们会在规定的温度下改变颜,也可以是网格表面热电偶线、精细焊接的热电偶线、或者机械式热电偶线支撑器件。
热点有一些缺陷。在93127的范围内,通常按510的增量变化。它们覆盖面积很大,使区域内的热量吸收改变,特别是有一个产生较大辐射热的元件时。网格表面热电偶线一般至少包括3.2cm▲2▲的区域,因此也会影响表面的热量吸收。
除机械热电偶线固定方法之外,还有一种较好的选择,即用最少量的高温焊料,仔细地安装细线热电偶线。二者均具有灵敏的热响应,且不会影响被测表面的热量吸收。
注意,在比较两种或多种热电偶线安装方法时,一个基本条件是被附着材料的热特性应相同。理想的情况是将它们固定在同一块焊盘上。如果这一点不能满足,就应注意测试场所间的差异,如埋入的地平面(ground plane)和相邻的大型元器件等。所有这些都会导致这些场所的热响应不同。例如,当环境温度上升或下降时,一处可能领先或滞后于另一处。要验证这一点,可将热电偶线交换并重新测试。如果所测温度曲线相同,说明测试场所的热
响应相同,热电偶线比较是有效的。

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