论文部分内容阅读
摘 要：提供一种硬件电路腐蚀检测装置和方法，该装置包含：腐蚀检测模块、可编程逻辑器件CPLD模块以及硫化模块。腐蚀检测模块与CPLD模块和硫化模块连接，腐蚀检测模块检测到硫化模块被腐蚀时，CPLD模块发送硫化模块被腐蚀的电信号，CPLD模块根据腐蚀检测模块发送的电信号生成相应的比特串，并将比特串发送给中央处理器CPU，以使CPU根据比特串确定被腐蚀的腐蚀检测装置在电子设备中的位置。本文提出腐蚀检测装置和方法能够自动化进行腐蚀检测，并能够准确的判断被腐蚀的腐蚀检测装置在电子设备中位置，并且独立与软件判断腐蚀情况，不占用CPU资源，可靠稳定性高，用于解决现有技术不能自动化确定环境的腐蚀情况，需通过人工取样才能判断环境的腐蚀情况的问题，灵活准确，易用便捷。
关键词：硫化模块 腐蚀检测装置 自动化
中图分类号：TE988 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）06（a）-0087-04
众所周知，环境对各种电子设备的腐蚀无处不在，当电子设备因为受到环境腐蚀出现大面积故障时，会给用户带来很大的损失。因此，检测环境对电子设备的腐蚀情况，并根据电子设备被腐蚀的情况对电子设备进行维护保养是保证电子设备长期稳定运行的关键;
目前传统对电子设备进行腐蚀检测的方案为：基于印刷板上表面金属抽样腐蚀检测方法，将金属样品固定到印刷板上，随着设备在环境中运行一段时间后，取出金属样品，对金属样品表面的锈蚀区进行着色;采用电子设备检测金属样品上硫化程度，从而判断环境的腐蚀程度[1]。这种腐蚀检测方案存在以下缺陷：不能自动化确定环境的腐蚀情况，需要通过人工取样才能判断环境的腐蚀情况，且测试工序复杂，效率低、抽样时间有限等缺点;
1 “腐蚀检测装置”简介
本文提出“腐蚀检测装置”是一种安装于电子设备的不同位置，其包括：腐蚀检测模块、可编程逻辑器件 CPLD模块以及硫化模块，腐蚀检测模块与CPLD模块和硫化模块连接;其中，腐蚀检测模块检测到硫化模块被腐蚀时，向CPLD模块发送硫化模块被腐蚀的电信号，CPLD模块根据腐蚀检测模块发送的电信号生成相应的比特串，并将比特串发送给中央处理器CPU，以使CPU根据比特串确定被腐蚀的腐蚀检测装置在电子设备中的位置。
硫化模块包括暴露在环境中且无腐蚀防护能力的金属线，金属线可以为铁线、铝线、铜线等，本方法采用是印刷板电路板PCB上铜线，铜线由细到粗设计可表示不同程度的腐蚀程度，铜线越粗的部分越不容易被腐蚀断开;铜线蛇形走线方式布局可节省PCB电路板，减小PCB电路板面积;当环境的腐蚀情况较严重时，可尽早发现环境的腐蚀情况，以尽早对电子设备进行维护;
腐蚀检测模块具体包括：第1开关电路、第2开关电路，第1开关电路与第2开关电路连接，第2开关电路与CPLD模块连接，金属线的一端与第1开关电路连接，金属线的另一端接地。腐蚀检测模块检测到金属线若未被腐蚀，第1开关电路中Q1开关导通，第2开关电路中开关Q2截止;金属线若被腐蚀断开时，导致第1开关电路中Q1开关截止，第2开关电路中开关Q2导通，从而将金属线被腐蚀的电信号发送给CPLD模块。第1开关电路和第2开关电路中开关可以为NPN三极管，还可以为MOS管，这里不做限定[2]。
可编程逻辑CPLD模块：第1开关电路中的Q1三极管截止时，第2开关电路中的Q2三极管导通，此时Q2三极管的集电极的电平由高（1）跳变为低（0），该电平跳变的电信号传输给CPLD模块。CPLD模块中与第2开关电路连接的引脚的电信号默认为高电平1，由于该电信号的由高跳变为低，此时CPLD模块与该第2开关电路连接的引脚对应的比特位由1变为0，CPLD模块根据变化后的比特位生成与该腐蚀检测装置对应的比特串并发送给中央处理器CPU，以使中央处理器CPU根据该比特串确定该被腐蚀的腐蚀检测装置在所述电子设备中的位置，具体的，不同的比特串标识被腐蚀的腐蚀检测装置在电子设备中的不同位置。
2 腐蚀检测框架
当电子设备为机架式交换机时，腐蚀检测装置安装在机架式交换机的每个槽位上，机架式交换机包括：多个业务模块，一个主管理模块和一个从管理模块，每个模块对应一个槽位，优选地，每个模块上至少设置一个腐蚀检测装置。二级管D指示燈设置在每个业务模块和管理模块的面板上，以便维护人员观察二极管指示灯状态，其中，管理模块用于管理所有的业务模块，当业务模块和管理模块中任一腐蚀检测装置被腐蚀时，面板上的二极管指示灯D都会被点亮。
机架式交换机的每个槽位包括：出风口、入风口以及风道盲区，则腐蚀检测装置分别安装在每个槽位的出风口、入风口以及风道盲区。一个机架式交换机的不同位置的腐蚀情况可能不同，这样可以方便检测机架式交换机的不同位置的腐蚀情况，从而能够根据腐蚀情况对机架式交换机进行维护，保证机架式交换机的正常使用。
优选地，腐蚀检测装置为扣板式设计，从而方便腐蚀检测装置的安装和拆卸，可移植性好。
3 CPLD模块实现
CPLD模块接收腐蚀检测装置电平跳变并发送比特串，CPU确定比特串中的预设比特位的取值与默认值不同时，确定腐蚀检测装置被腐蚀。预设比特位的默认值为高电平1，当预设比特位的取值变为低电平0时，确定预设比特位与默认值不同。根据预先设置的比特串与腐蚀检测装置在电子设备中的位置的对应关系，确定被腐蚀的腐蚀检测电路在电子设备中的位置[3]。具体的，预先设置的比特串与腐蚀检测装置在电子设备中的位置的对应关系并保存该对应关系，CPU接收到CPLD模块发送的比特串后，查找该对应关系中该比特串对应的位置，并将查找到的位置通知给用户，从而使用户获知电子设备上被腐蚀的腐蚀检测装置的位置，从而根据该位置的腐蚀情况对该电子设备进行维护。
优选地，在确定被腐蚀的腐蚀检测电路在电子设备中的位置后，CPU发出告警。比如确定腐蚀检测装置被腐蚀时，打印出相应的被腐蚀的腐蚀检测装置的日志，以提醒用户腐蚀检测装置被腐蚀。
4 腐蚀检测装置自动化实现流程
腐蚀检测装置采用PCB蛇形金属粗细走线来实现判断腐蚀等级，通过两个三极管组成开关，通过电平跳变触发CPLD模块发送比特串，管理模块根据上报比特串判断辅助装置，输出日志，准确告知硫化异常位置;
5 结语
本文方案相比传统腐蚀检测方案，在实践中取得了很好的效果。其一，自动识别，无需人工试验;其二，可长期持续检测，应用性好;其三，输出日志和指示灯提醒用户，易用性好;腐蚀装置硬件电路简单，阻容、两个三极管及PCB铜线组成，优质低价，灵活快速、可靠稳定等优点，还具有可移植性强的特点，除了应用于传统交换机，还可以应用于网络通信中路由器、无线WLAN等等产品中。
参考文献
[1] 李宇春.现代工业腐蚀与防护[M].北京： 化学工业出版社， 2018，07.
[2] 铃木雅臣.晶体管电路设计[M].北京： 科学出版社， 2010，6，2.
[3] 邹辉.自动化平台测试开发[M].北京： 电子工业出版社， 9787121342905
关键词：硫化模块 腐蚀检测装置 自动化
中图分类号：TE988 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）06（a）-0087-04
众所周知，环境对各种电子设备的腐蚀无处不在，当电子设备因为受到环境腐蚀出现大面积故障时，会给用户带来很大的损失。因此，检测环境对电子设备的腐蚀情况，并根据电子设备被腐蚀的情况对电子设备进行维护保养是保证电子设备长期稳定运行的关键;
目前传统对电子设备进行腐蚀检测的方案为：基于印刷板上表面金属抽样腐蚀检测方法，将金属样品固定到印刷板上，随着设备在环境中运行一段时间后，取出金属样品，对金属样品表面的锈蚀区进行着色;采用电子设备检测金属样品上硫化程度，从而判断环境的腐蚀程度[1]。这种腐蚀检测方案存在以下缺陷：不能自动化确定环境的腐蚀情况，需要通过人工取样才能判断环境的腐蚀情况，且测试工序复杂，效率低、抽样时间有限等缺点;
1 “腐蚀检测装置”简介
本文提出“腐蚀检测装置”是一种安装于电子设备的不同位置，其包括：腐蚀检测模块、可编程逻辑器件 CPLD模块以及硫化模块，腐蚀检测模块与CPLD模块和硫化模块连接;其中，腐蚀检测模块检测到硫化模块被腐蚀时，向CPLD模块发送硫化模块被腐蚀的电信号，CPLD模块根据腐蚀检测模块发送的电信号生成相应的比特串，并将比特串发送给中央处理器CPU，以使CPU根据比特串确定被腐蚀的腐蚀检测装置在电子设备中的位置。
硫化模块包括暴露在环境中且无腐蚀防护能力的金属线，金属线可以为铁线、铝线、铜线等，本方法采用是印刷板电路板PCB上铜线，铜线由细到粗设计可表示不同程度的腐蚀程度，铜线越粗的部分越不容易被腐蚀断开;铜线蛇形走线方式布局可节省PCB电路板，减小PCB电路板面积;当环境的腐蚀情况较严重时，可尽早发现环境的腐蚀情况，以尽早对电子设备进行维护;
腐蚀检测模块具体包括：第1开关电路、第2开关电路，第1开关电路与第2开关电路连接，第2开关电路与CPLD模块连接，金属线的一端与第1开关电路连接，金属线的另一端接地。腐蚀检测模块检测到金属线若未被腐蚀，第1开关电路中Q1开关导通，第2开关电路中开关Q2截止;金属线若被腐蚀断开时，导致第1开关电路中Q1开关截止，第2开关电路中开关Q2导通，从而将金属线被腐蚀的电信号发送给CPLD模块。第1开关电路和第2开关电路中开关可以为NPN三极管，还可以为MOS管，这里不做限定[2]。
可编程逻辑CPLD模块：第1开关电路中的Q1三极管截止时，第2开关电路中的Q2三极管导通，此时Q2三极管的集电极的电平由高（1）跳变为低（0），该电平跳变的电信号传输给CPLD模块。CPLD模块中与第2开关电路连接的引脚的电信号默认为高电平1，由于该电信号的由高跳变为低，此时CPLD模块与该第2开关电路连接的引脚对应的比特位由1变为0，CPLD模块根据变化后的比特位生成与该腐蚀检测装置对应的比特串并发送给中央处理器CPU，以使中央处理器CPU根据该比特串确定该被腐蚀的腐蚀检测装置在所述电子设备中的位置，具体的，不同的比特串标识被腐蚀的腐蚀检测装置在电子设备中的不同位置。
2 腐蚀检测框架
当电子设备为机架式交换机时，腐蚀检测装置安装在机架式交换机的每个槽位上，机架式交换机包括：多个业务模块，一个主管理模块和一个从管理模块，每个模块对应一个槽位，优选地，每个模块上至少设置一个腐蚀检测装置。二级管D指示燈设置在每个业务模块和管理模块的面板上，以便维护人员观察二极管指示灯状态，其中，管理模块用于管理所有的业务模块，当业务模块和管理模块中任一腐蚀检测装置被腐蚀时，面板上的二极管指示灯D都会被点亮。
机架式交换机的每个槽位包括：出风口、入风口以及风道盲区，则腐蚀检测装置分别安装在每个槽位的出风口、入风口以及风道盲区。一个机架式交换机的不同位置的腐蚀情况可能不同，这样可以方便检测机架式交换机的不同位置的腐蚀情况，从而能够根据腐蚀情况对机架式交换机进行维护，保证机架式交换机的正常使用。
优选地，腐蚀检测装置为扣板式设计，从而方便腐蚀检测装置的安装和拆卸，可移植性好。
3 CPLD模块实现
CPLD模块接收腐蚀检测装置电平跳变并发送比特串，CPU确定比特串中的预设比特位的取值与默认值不同时，确定腐蚀检测装置被腐蚀。预设比特位的默认值为高电平1，当预设比特位的取值变为低电平0时，确定预设比特位与默认值不同。根据预先设置的比特串与腐蚀检测装置在电子设备中的位置的对应关系，确定被腐蚀的腐蚀检测电路在电子设备中的位置[3]。具体的，预先设置的比特串与腐蚀检测装置在电子设备中的位置的对应关系并保存该对应关系，CPU接收到CPLD模块发送的比特串后，查找该对应关系中该比特串对应的位置，并将查找到的位置通知给用户，从而使用户获知电子设备上被腐蚀的腐蚀检测装置的位置，从而根据该位置的腐蚀情况对该电子设备进行维护。
优选地，在确定被腐蚀的腐蚀检测电路在电子设备中的位置后，CPU发出告警。比如确定腐蚀检测装置被腐蚀时，打印出相应的被腐蚀的腐蚀检测装置的日志，以提醒用户腐蚀检测装置被腐蚀。
4 腐蚀检测装置自动化实现流程
腐蚀检测装置采用PCB蛇形金属粗细走线来实现判断腐蚀等级，通过两个三极管组成开关，通过电平跳变触发CPLD模块发送比特串，管理模块根据上报比特串判断辅助装置，输出日志，准确告知硫化异常位置;
5 结语
本文方案相比传统腐蚀检测方案，在实践中取得了很好的效果。其一，自动识别，无需人工试验;其二，可长期持续检测，应用性好;其三，输出日志和指示灯提醒用户，易用性好;腐蚀装置硬件电路简单，阻容、两个三极管及PCB铜线组成，优质低价，灵活快速、可靠稳定等优点，还具有可移植性强的特点，除了应用于传统交换机，还可以应用于网络通信中路由器、无线WLAN等等产品中。
参考文献
[1] 李宇春.现代工业腐蚀与防护[M].北京： 化学工业出版社， 2018，07.
[2] 铃木雅臣.晶体管电路设计[M].北京： 科学出版社， 2010，6，2.
[3] 邹辉.自动化平台测试开发[M].北京： 电子工业出版社， 9787121342905