发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种元器件可靠性评价方法、装置、计算机设备和存储介质,能够有效地评价元器件在积尘状态下的可靠性。
一方面,本发明实施例中提供了一种元器件可靠性评价方法,包括:
根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度且预设洁净度下的工作温度;待测对流换热系数为处理初始对流换热系数与预设洁净度得到的;初始对流换热系数为通过仿真获取到的、处于预设环境温度且无积尘状态下的待评价元器件的对流换热系数;
在工作温度大于待评价元器件的最高使用温度时,确定待评价元器件存在超温风险。
在其中一个实施例中,在根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度、且预设洁净度下的工作温度的步骤之前,还包括步骤:
对预设洁净度和初始对流换热系数求积,得到待测对流换热系数。
在其中一个实施例中,在根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度、且预设洁净度下的工作温度的步骤之前,还包括:
根据预设洁净度和初始对流换热系数查找对流换热系数表,得到待测对流换热系数。
在其中一个实施例中,基于以下步骤得到最高使用温度:
获取待评价元器件的最高极限温度和降额设计因子;
对最高极限温度和降额设计因子求积,得到最高使用温度。
在其中一个实施例中
在根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度且预设洁净度下的工作温度的步骤中:
在仿真过程中将预设环境温度和预设洁净度对应变更为最高环境温度、无积尘状态;最高环境温度为待评价元器件保持正常工作的最高温度。
在其中一个实施例中,在根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度且预设洁净度下的工作温度的步骤之后,还包括步骤:
获取待评价元器件的表面积;
对工作温度和预设环境温度的差值、与待测对流换热系数和表面积的乘积求积,得到待评价元器件的换热量;
在换热量小于预设换热量时,确定待评价元器件存在超温风险。
另一方面,本发明实施例中提供了一种元器件可靠性评价装置,包括:
仿真模块,用于根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度、且预设洁净度下的工作温度;待测对流换热系数为处理初始对流换热系数与预设洁净度得到的;初始对流换热系数为通过仿真获取到的、处于预设环境温度且无积尘状态下的待评价元器件的对流换热系数;
判定模块,用于在工作温度大于待评价元器件的最高使用温度时,确定待评价元器件存在超温风险。
在其中一个实施例中,还包括;
数据获取模块,用于获取待评价元器件的最高极限温度和降额设计因子;
数据处理模块,用于对最高极限温度和降额设计因子求积,得到最高使用温度。
再一方面,本发明实施例中提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度、且预设洁净度下的工作温度;待测对流换热系数为处理初始对流换热系数与预设洁净度得到的;初始对流换热系数为通过仿真获取到的、处于预设环境温度且无积尘状态下的待评价元器件的系数;
在工作温度大于待评价元器件的最高使用温度时,确定待评价元器件存在超温风险。
又一方面,本发明实施例中提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度、且预设洁净度下的工作温度;待测对流换热系数为处理初始对流换热系数与预设洁净度得到的;初始对流换热系数为通过仿真获取到的、处于预设环境温度且无积尘状态下的待评价元器件的系数;
在工作温度大于待评价元器件的最高使用温度时,确定待评价元器件存在超温风险。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果:
根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度、且预设洁净度下的工作温度,其中,待测对流换热系数为处理初始对流换热系数与预设洁净度得到的;初始对流换热系数为通过仿真获取到的、处于预设环境温度且无积尘状态下的待评价元器件的系数;进而在工作温度大于待评价元器件的最高使用温度时,即可确定待评价元器件存在超温风险。利用本发明各实施例所述的元器件可靠性评价方法,快速地得到元器件在某个积尘状态下的工作温度,根据工作温度来判断元器件在该积尘状态下是否存在超温风险,从而快速定性地评价元器件在该积尘状态下的可靠性,若元器件的可靠性出现问题则可安排技术人员改善该元器件产品的热设计,保证产品在实际使用过程中的稳定性和可靠性。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种元器件可靠性评价方法,包括以下步骤:
步骤S110,根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度且预设洁净度下的工作温度;待测对流换热系数为处理初始对流换热系数与预设洁净度得到的;初始对流换热系数为通过仿真获取到的、处于预设环境温度且无积尘状态下的待评价元器件的对流换热系数;
其中,对流换热系数用来表征流体与固体表面之间的换热能力。待测对流换热系数是利用本发明元器件可靠性评价方法对待评价元器件进行可靠性评价过程中,预先设定的待评价元器件表面的对流换热系数,并评价待评价元器件在该待测对流换热系数条件下的可靠性。初始对流换热系数是指待评价元器件在预设环境温度和无积尘状态下的对流换热系数。
待评价元器件为组成某个产品的组件,例如空调产品中包括启动电容、风扇电容、传感器等元器件,对元器件积尘的可靠性进行评价,即对包含该元器件的产品积尘的可靠性进行评价。
预设环境温度是指待评价元器件在实际工作环境下的环境温度,其具体数值可根据待评价元器件的实际工作环境而定。
洁净度可根据以下公式定义:
其中,h1表示待评价元器件在表面积尘时的对流换热系数,h0表示待评价元器件在表面未积尘时的对流换热系数,C表示洁净度,当C值越接近1,表示待评价元器件的表面处于越理想的洁净状态,反之,当C值越小于1,表明待评价元器件的表面积尘量越大。
通过预设环境温度和洁净度真实地模拟出待评价元器件在实际使用过程中因表面积尘而造成的散热影响。通过仿真软件模拟出在预设环境温度和预设洁净度下待评价元器件的工作温度。
可通过以下任意一种方式但不限于以下方式处理初始对流换热系数与预设洁净度得到待测对流换热系数:
在一个具体的实施例中,在根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度、且预设洁净度下的工作温度的步骤之前,还包括步骤:
对预设洁净度和初始对流换热系数求积,得到待测对流换热系数。
具体的,在该实施例中,获取洁净度和初始对流换热系数的乘积,将乘积作为待测对流换热系数。其中,仿真模拟得到待评价元器件处于预设环境温度和无积尘状态下的初始对流换热系数。
在一个具体的实施例中,在根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度、且预设洁净度下的工作温度的步骤之前,还包括:
根据预设洁净度和初始对流换热系数查找对流换热系数表,得到待测对流换热系数。
具体的,预先将各个元器件的洁净度、初始对流换热系数和待测对流换热系数的数值关系做成对流换热系数表,在需要用到与预设洁净度和初始对流换热系数对应的待测对流换热系数时,仅需根据预设洁净度和初始对流换热系数查找对流换热系数表等到待测对流换热系数。本发明元器件可靠性评价方法能够方便地模拟出在不同洁净度下的待测对流换热系数,避免技术人员要实际搭建待评价元器件的工作场景已测量待测对流换热系数,大大地降低了技术人员完成评价试验所花费的时间成本,以及为评价试验搭建场景所花费的成本,简化了评价试验过程。
步骤S120,在工作温度大于待评价元器件的最高使用温度时,确定待评价元器件存在超温风险。
其中,在预设环境温度下和预设洁净度下,待评价元器件的工作温度大于其最高使用温度时,即判定待评价元器件存在超温风险。从而技术人员根据该结果考虑更换元器件的型号或者更改元器件的热设计,例如调整散热结构、优化散热路径。
在一个实施例中,如图2所示,提供了一种元器件可靠性评价方法,包括以下步骤:
步骤S210,获取待评价元器件的最高极限温度和降额设计因子;
步骤S220,对最高极限温度和降额设计因子求积,得到最高使用温度;
步骤S230,根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度且预设洁净度下的工作温度;待测对流换热系数为处理初始对流换热系数与预设洁净度得到的;初始对流换热系数为通过仿真获取到的、处于预设环境温度且无积尘状态下的待评价元器件的对流换热系数;
步骤S240,在工作温度大于待评价元器件的最高使用温度时,确定待评价元器件存在超温风险。
其中,最高极限温度是元器件在理想状态下的最高工作温度。降额设计因子是为了避免元器件长期处于最高极限温度下工作而设计的,降额设计因子可根据用户对元器件的实际使用状况而设定,从而保证元器件在低于最高极限温度的状态下运行。步骤S230和步骤S240在上述实施例中已描述,此处不再赘述。
本发明元器件可靠性评价方法各实施例中,根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度、且预设洁净度下的工作温度,其中,待测对流换热系数为处理初始对流换热系数与预设洁净度得到的;初始对流换热系数为通过仿真获取到的、处于预设环境温度且无积尘状态下的待评价元器件的系数;进而在工作温度大于待评价元器件的最高使用温度时,即可确定待评价元器件存在超温风险。利用本发明各实施例所述的元器件可靠性评价方法,快速地得到元器件在某个积尘状态下的工作温度,根据工作温度来判断元器件在该积尘状态下是否存在超温风险,从而快速定性地评价元器件在该积尘状态下的可靠性,若元器件的可靠性出现问题则可安排技术人员改善包括该元器件产品的热设计,保证产品在实际使用过程中的稳定性和可靠性。
在一个实施例中,本发明元器件可靠评价方法提供了一种评价待评价元器件在最高环境温度和无积尘状态下可靠性的示例,具体如下:
在根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度且预设洁净度下的工作温度的步骤中:
在仿真过程中将预设环境温度和预设洁净度对应变更为最高环境温度、无积尘状态;最高环境温度为待评价元器件保持正常工作的最高温度。
其中,最高环境温度为元器件在设计时设定的能够正常工作的最高环境温度。
具体而言,直接仿真得到待评价元器件在最高环境温度和无积尘状态下的初始状态工作温度,当初始状态温度大于最高使用温度时,确定了待评价元器件在该状态下存在超温风险。
本发明元器件可靠性评价方法各实施例中,通过评价待评价元器件在最高环境温度是否存在超温风险,能够评价出元器件在在最高环境温度和无积尘状态下的可靠性,若存在超温风险,技术人员能够根据评价结果,改善元器件的工作环境,并改善元器件的热设计。
在一个实施例中,如图3所示,提供了一种元器件可靠性评价方法,包括以下步骤:
步骤S310,根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度且预设洁净度下的工作温度;
步骤S320,获取待评价元器件的表面积;
步骤S330,对工作温度和预设环境温度的差值、与待测对流换热系数和表面积的乘积求积,得到待评价元器件的换热量;
步骤S340,在换热量小于预设换热量时,确定待评价元器件存在超温风险。
其中,建立元器件的一比一的三维模型,根据三维模型得出元器件的表面积。
具体的通过以下公式得到换热量:
Q=h1A(T1-T0)
其中,Q表示换热量,h1表示待测对流换热系数,A表示待评价元器件的表面积,T1表示工作温度,T0表示。
当换热量Q小于预设换热量时,即确定待评价元器件存在超温风险。其中,预设换热量是将待评价元器件的工作温度维持最高使用温度之内的最小换热量,其具体数值可根据最高使用温度而定。
本发明元器件可靠性评价方法各实施例中,通过换热量来评价元器件的可靠性,从而提供了另外一个评价可靠性的角度,从而多方面考虑元器件因积尘的可靠性,为技术人员提供更全面的参考数据以便更好地改善包含该元器件的产品的可靠性。
在一个实施例中,提供一个利用本发明元器件可靠性评价方法评价继电器RL不同积尘程度后的可靠性的具体事例。
设定预设环境温度为25℃(摄氏度),最高极限温度为65℃,即Tup=65℃;
继电器RL降额因子为0.8,即m=0.8;
根据公式Tu=Tup*m,得到最高使用温度Tu=52℃;
仿真获得待评价元器件在预设环境温度为25℃,未积尘状态下的初始对流换热系数h0=7.02W/m2K(瓦/平方米·度),待评价元器件初始状态工作温度为T0=47.9℃。
预设洁净度C取值分别为0.5,0.25,0.125,表征继电器RL元器件表面不同的积尘量,根据公式得到积尘后的待测对流换热系数取值如表1所示:
表1-对流换热系数数值表
分别根据h1,h2,h3,仿真获取待评价元器件在预设环境温度为25℃、且在对应的预设洁净度下的工作温度(具体如表2):
表2-温度变化数值表
根据最高使用温度Tu=52℃可知,T2,T3均超出了该值,由此可知随着继电器RL表面积尘量的增加,继电器RL存在超温风险,需要改进该器件的散热设计。
本发明元器件可靠性评价方法各实施例中,能够较好的评价产品内部元器件表面积尘后对其发热的影响;可以在物理样机生产之前发现产品潜在热设计薄弱环节,并验证分析,避免物理试错,降低生产成本;试验周期短,加快产品开发速度。
应该理解的是,虽然图1-3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图1-3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中,如图4所示,提供了一种元器件可靠性评价装置,包括:
仿真模块410,用于根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度、且预设洁净度下的工作温度;待测对流换热系数为处理初始对流换热系数与预设洁净度得到的;初始对流换热系数为通过仿真获取到的、处于预设环境温度且无积尘状态下的待评价元器件的对流换热系数;
判定模块420,用于在工作温度大于待评价元器件的最高使用温度时,确定待评价元器件存在超温风险。
在其中一个实施例中,本发明元器件可靠性评价装置,还包括;
数据获取模块,用于获取待评价元器件的最高极限温度和降额设计因子;
数据处理模块,用于对最高极限温度和降额设计因子求积,得到最高使用温度。
关于元器件可靠性评价装置的具体限定可以参见上文中对于元器件可靠性评价方法的限定,在此不再赘述。上述元器件可靠性评价装置中的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。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是终端,其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种元器件可靠性评价方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解,图5中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:
根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度、且预设洁净度下的工作温度;待测对流换热系数为处理初始对流换热系数与预设洁净度得到的;初始对流换热系数为通过仿真获取到的、处于预设环境温度且无积尘状态下的待评价元器件的对流换热系数;
在工作温度大于待评价元器件的最高使用温度时,确定待评价元器件存在超温风险。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
对预设洁净度和初始对流换热系数求积,得到待测对流换热系数。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
根据预设洁净度和初始对流换热系数查找对流换热系数表,得到待测对流换热系数。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
获取待评价元器件的最高极限温度和降额设计因子;
对最高极限温度和降额设计因子求积,得到最高使用温度。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
仿真获取最高环境温度、且无积尘状态下待评价元器件的初始状态工作温度;
在初始状态工作温度大于最高使用温度时,确定待评价元器件存在超温风险。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
获取待评价元器件的表面积;
对工作温度和预设环境温度的差值、与待测对流换热系数和表面积的乘积求积,得到待评价元器件的换热量;
在换热量小于预设换热量时,确定待评价元器件存在超温风险。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
根据待测对流换热系数,仿真获取待评价元器件在预设环境温度、且预设洁净度下的工作温度;待测对流换热系数为处理初始对流换热系数与预设洁净度得到的;初始对流换热系数为通过仿真获取到的、处于预设环境温度且无积尘状态下的待评价元器件的对流换热系数;
在工作温度大于待评价元器件的最高使用温度时,确定待评价元器件存在超温风险。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
对预设洁净度和初始对流换热系数求积,得到待测对流换热系数。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
根据预设洁净度和初始对流换热系数查找对流换热系数表,得到待测对流换热系数。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
获取待评价元器件的最高极限温度和降额设计因子;
对最高极限温度和降额设计因子求积,得到最高使用温度。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
仿真获取最高环境温度、且无积尘状态下待评价元器件的初始状态工作温度;
在初始状态工作温度大于最高使用温度时,确定待评价元器件存在超温风险。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
获取待评价元器件的表面积;
对工作温度和预设环境温度的差值、与待测对流换热系数和表面积的乘积求积,得到待评价元器件的换热量;
在换热量小于预设换热量时,确定待评价元器件存在超温风险。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。