一種硬件電路實現腐蝕檢測的方法

李麗清

摘? ?要：提供一種硬件電路腐蝕檢測裝置和方法，該裝置包含：腐蝕檢測模塊、可編程邏輯器件CPLD模塊以及硫化模塊。腐蝕檢測模塊與CPLD模塊和硫化模塊連接，腐蝕檢測模塊檢測到硫化模塊被腐蝕時，CPLD模塊發送硫化模塊被腐蝕的電信號，CPLD模塊根據腐蝕檢測模塊發送的電信號生成相應的比特串，并將比特串發送給中央處理器CPU，以使CPU根據比特串確定被腐蝕的腐蝕檢測裝置在電子設備中的位置。本文提出腐蝕檢測裝置和方法能夠自動化進行腐蝕檢測，并能夠準確的判斷被腐蝕的腐蝕檢測裝置在電子設備中位置，并且獨立與軟件判斷腐蝕情況，不占用CPU資源，可靠穩定性高，用于解決現有技術不能自動化確定環境的腐蝕情況，需通過人工取樣才能判斷環境的腐蝕情況的問題，靈活準確，易用便捷。

關鍵詞：硫化模塊? 腐蝕檢測裝置? 自動化

中圖分類號：TE988? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（a）-0087-04

眾所周知，環境對各種電子設備的腐蝕無處不在，當電子設備因為受到環境腐蝕出現大面積故障時，會給用戶帶來很大的損失。因此，檢測環境對電子設備的腐蝕情況，并根據電子設備被腐蝕的情況對電子設備進行維護保養是保證電子設備長期穩定運行的關鍵;

目前傳統對電子設備進行腐蝕檢測的方案為：基于印刷板上表面金屬抽樣腐蝕檢測方法，將金屬樣品固定到印刷板上，隨著設備在環境中運行一段時間后，取出金屬樣品，對金屬樣品表面的銹蝕區進行著色;采用電子設備檢測金屬樣品上硫化程度，從而判斷環境的腐蝕程度[1]。這種腐蝕檢測方案存在以下缺陷：不能自動化確定環境的腐蝕情況，需要通過人工取樣才能判斷環境的腐蝕情況，且測試工序復雜，效率低、抽樣時間有限等缺點;

1? “腐蝕檢測裝置”簡介

本文提出“腐蝕檢測裝置”是一種安裝于電子設備的不同位置，其包括：腐蝕檢測模塊、可編程邏輯器件 CPLD模塊以及硫化模塊，腐蝕檢測模塊與CPLD模塊和硫化模塊連接;其中，腐蝕檢測模塊檢測到硫化模塊被腐蝕時，向CPLD模塊發送硫化模塊被腐蝕的電信號，CPLD模塊根據腐蝕檢測模塊發送的電信號生成相應的比特串，并將比特串發送給中央處理器CPU，以使CPU根據比特串確定被腐蝕的腐蝕檢測裝置在電子設備中的位置。

硫化模塊包括暴露在環境中且無腐蝕防護能力的金屬線，金屬線可以為鐵線、鋁線、銅線等，本方法采用是印刷板電路板PCB上銅線，銅線由細到粗設計可表示不同程度的腐蝕程度，銅線越粗的部分越不容易被腐蝕斷開;銅線蛇形走線方式布局可節省PCB電路板，減小PCB電路板面積;當環境的腐蝕情況較嚴重時，可盡早發現環境的腐蝕情況，以盡早對電子設備進行維護;

腐蝕檢測模塊具體包括：第1開關電路、第2開關電路，第1開關電路與第2開關電路連接，第2開關電路與CPLD模塊連接，金屬線的一端與第1開關電路連接，金屬線的另一端接地。腐蝕檢測模塊檢測到金屬線若未被腐蝕，第1開關電路中Q1開關導通，第2開關電路中開關Q2截止;金屬線若被腐蝕斷開時，導致第1開關電路中Q1開關截止，第2開關電路中開關Q2導通，從而將金屬線被腐蝕的電信號發送給CPLD模塊。第1開關電路和第2開關電路中開關可以為NPN三極管，還可以為MOS管，這里不做限定[2]。

可編程邏輯CPLD模塊：第1開關電路中的Q1三極管截止時，第2開關電路中的Q2三極管導通，此時Q2三極管的集電極的電平由高（1）跳變為低（0），該電平跳變的電信號傳輸給CPLD模塊。CPLD模塊中與第2開關電路連接的引腳的電信號默認為高電平1，由于該電信號的由高跳變為低，此時CPLD模塊與該第2開關電路連接的引腳對應的比特位由1變為0，CPLD模塊根據變化后的比特位生成與該腐蝕檢測裝置對應的比特串并發送給中央處理器CPU，以使中央處理器CPU根據該比特串確定該被腐蝕的腐蝕檢測裝置在所述電子設備中的位置，具體的，不同的比特串標識被腐蝕的腐蝕檢測裝置在電子設備中的不同位置。

2? 腐蝕檢測框架

當電子設備為機架式交換機時，腐蝕檢測裝置安裝在機架式交換機的每個槽位上，機架式交換機包括：多個業務模塊，一個主管理模塊和一個從管理模塊，每個模塊對應一個槽位，優選地，每個模塊上至少設置一個腐蝕檢測裝置。二級管D指示燈設置在每個業務模塊和管理模塊的面板上，以便維護人員觀察二極管指示燈狀態，其中，管理模塊用于管理所有的業務模塊，當業務模塊和管理模塊中任一腐蝕檢測裝置被腐蝕時，面板上的二極管指示燈D都會被點亮。

機架式交換機的每個槽位包括：出風口、入風口以及風道盲區，則腐蝕檢測裝置分別安裝在每個槽位的出風口、入風口以及風道盲區。一個機架式交換機的不同位置的腐蝕情況可能不同，這樣可以方便檢測機架式交換機的不同位置的腐蝕情況，從而能夠根據腐蝕情況對機架式交換機進行維護，保證機架式交換機的正常使用。

優選地，腐蝕檢測裝置為扣板式設計，從而方便腐蝕檢測裝置的安裝和拆卸，可移植性好。

3? CPLD模塊實現

CPLD模塊接收腐蝕檢測裝置電平跳變并發送比特串，CPU確定比特串中的預設比特位的取值與默認值不同時，確定腐蝕檢測裝置被腐蝕。預設比特位的默認值為高電平1，當預設比特位的取值變為低電平0時，確定預設比特位與默認值不同。根據預先設置的比特串與腐蝕檢測裝置在電子設備中的位置的對應關系，確定被腐蝕的腐蝕檢測電路在電子設備中的位置[3]。具體的，預先設置的比特串與腐蝕檢測裝置在電子設備中的位置的對應關系并保存該對應關系，CPU接收到CPLD模塊發送的比特串后，查找該對應關系中該比特串對應的位置，并將查找到的位置通知給用戶，從而使用戶獲知電子設備上被腐蝕的腐蝕檢測裝置的位置，從而根據該位置的腐蝕情況對該電子設備進行維護。

優選地，在確定被腐蝕的腐蝕檢測電路在電子設備中的位置后，CPU發出告警。比如確定腐蝕檢測裝置被腐蝕時，打印出相應的被腐蝕的腐蝕檢測裝置的日志，以提醒用戶腐蝕檢測裝置被腐蝕。

4? 腐蝕檢測裝置自動化實現流程

腐蝕檢測裝置采用PCB蛇形金屬粗細走線來實現判斷腐蝕等級，通過兩個三極管組成開關，通過電平跳變觸發CPLD模塊發送比特串，管理模塊根據上報比特串判斷輔助裝置，輸出日志，準確告知硫化異常位置;

5? 結語

本文方案相比傳統腐蝕檢測方案，在實踐中取得了很好的效果。其一，自動識別，無需人工試驗;其二，可長期持續檢測，應用性好;其三，輸出日志和指示燈提醒用戶，易用性好;腐蝕裝置硬件電路簡單，阻容、兩個三極管及PCB銅線組成，優質低價，靈活快速、可靠穩定等優點，還具有可移植性強的特點，除了應用于傳統交換機，還可以應用于網絡通信中路由器、無線WLAN等等產品中。

參考文獻

[1] 李宇春.現代工業腐蝕與防護[M].北京： 化學工業出版社， 2018，07.

[2] 鈴木雅臣.晶體管電路設計[M].北京： 科學出版社， 2010，6，2.

[3] 鄒輝.自動化平臺測試開發[M].北京： 電子工業出版社， 9787121342905