CN112213128B - 一种仪器装备的可靠性快速提升试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仪器装备的可靠性快速提升试验方法，包括：分别对仪器装备的电控系统和整机进行热测试，并记录最高使用温度；对电控系统进行可靠性强化试验，得到电控系统的故障，并对该故障进行处理纠正；对处理纠正过故障的仪器装备进行整机环境试验，得到仪器装备的整机故障，并对其进行处理纠正；对处理纠正过整机故障的仪器装备进行整机综合应力可靠性验证试验，并记录试验结果；根据整机综合应力可靠性验证试验的试验结果，分析得到仪器装备的可靠性提升水平。通过本发明，能够针对研发过程中仪器装备的电控系统和集成整机进行可靠性测试，识别和激发热设计缺陷、元器件选型缺陷和工艺缺陷等，有利于快速提升研发产品的可靠性水平。
Description
技术领域
本发明涉及可靠性测试领域，特别涉及一种仪器装备的可靠性快速提升试验方法。
背景技术
目前常见的可靠性试验是针对仪器设备的电控系统进行的可靠性强化试验，通过步进应力试验，验证产品的耐环境能力，这种可靠性试验只能针对部分电控系统进行展开，对于产品整机来说并不适用，并不能针对仪器装备整体研发过程的总体可靠性进行试验，无法对仪器装备整体研发过程的可靠性快速提升起到参考作用。
发明内容
本发明提供一种仪器装备的可靠性快速提升试验方法，能够针对仪器装备研发过程中核心部件电控系统和集成整机进行可靠性测试，识别和激发热设计缺陷、元器件选型缺陷和工艺缺陷等，有利于快速提升研发产品的可靠性水平。
根据本发明的一个方面，提供了一种仪器装备的可靠性快速提升试验方法，包括以下步骤：
分别对仪器装备的电控系统和仪器装备整机进行热测试，并记录仪器装备的电控系统的最高使用温度以及仪器装备整机的最高使用温度；
对仪器装备的电控系统进行可靠性强化试验，得到所述仪器装备的电控系统的故障，并对所述电控系统的故障进行处理纠正；
对处理纠正过电控系统故障的仪器装备进行整机环境试验，并记录所述环境试验的试验结果；
根据所述环境试验的试验结果，分析得到所述仪器装备的整机故障，并对所述整机故障进行处理纠正；
对处理纠正过整机故障的仪器装备进行整机综合应力可靠性验证试验，并记录所述整机综合应力可靠性验证试验的试验结果；
根据所述整机综合应力可靠性验证试验的试验结果，分析得到仪器装备的可靠性提升水平。
优选地，分别对仪器装备的电控系统和仪器装备整机进行热测试，并记录仪器装备的电控系统的最高使用温度以及仪器装备整机的最高使用温度，包括以下步骤：
对仪器装备的电控系统通电并逐渐增大测试温度，在此过程中实时对电控系统的电路板进行热成像；
根据电控系统电路板的热成像图片，记录仪器装备的电控系统的最高使用温度以及高温区域；
在仪器装备整机上安装若干个温度传感器；
对仪器装备整机进行通电并逐渐增大测试温度，分别在测试温度为常温、40℃、50℃、60℃时对仪器装备整机上安装的温度传感器检测温度进行记录，得到仪器装备整机的最高使用温度。
优选地，所述若干个温度传感器安装在仪器装备整机的各个元器件上。
优选地，对仪器装备的电控系统进行可靠性强化试验，得到所述仪器装备的电控系统的故障，并对所述电控系统的故障进行处理纠正，包括以下步骤：
对仪器装备的电控系统进行温度-振动应力试验，并记录温度-振动应力试验故障结果；
对所述温度-振动应力试验故障进行纠正，并对纠正过温度-振动应力试验故障的仪器装备的电控系统进行回归验证试验；
对仪器装备的电控系统进行温湿度-振动应力试验，并记录温湿度-振动应力试验故障结果；
对所述温湿度-振动应力试验故障进行纠正，并对纠正过温湿度-振动应力试验故障的仪器装备的电控系统进行回归验证试验。
优选地，所述温度-振动应力试验包括依次进行的低温步进应力试验、高温步进应力试验、快速温度循环试验、振动步进应力试验以及快速温变-振动应力综合试验。
优选地，所述温湿度-振动应力试验包括依次进行的恒定湿热步进试验、恒定湿热极限试验、交变湿热循环试验以及温湿度-振动应力综合试验。
优选地，对仪器装备的电控系统进行可靠性强化试验，得到所述仪器装备的电控系统的故障，并对所述电控系统的故障进行处理纠正之前，该方法还包括以下步骤：
采用热成像仪器对仪器装备的电控系统进行非接触式温度场分布调查，获取电控系统的热分布及温升数据；
采用温度测试设备对仪器装备的电控系统中温度较高的局部或对应元器件进行接触式温度调查，获取电控系统的布局或对应元器件的温度；
对仪器装备的电控系统进行振动响应调查，获取电控系统的振动响应特性；
根据电控系统的振动响应特性，将振动传感器布置在对振动较敏感的元器件上或其周围，以便获取该测试点的振动量值，为可靠性强化试验中的故障排除提供参考。
优选地，所述整机环境试验分为四组进行，且四组试验的环境分别为环境温度和湿度控制在规定的范围内、仅将环境温度控制在规定范围内、环境温度和湿度都不受控制的室内、环境温度和湿度都不受控制的室外。
与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：
通过本发明，在仪器装备研发过程中对电控系统和集成整机进行热测试、对电控系统进行可靠性强化试验、对集成整机进行环境试验，对每一个试验分析得到的故障都进行处理纠正，这样可以更为全面的测试仪器装备的可靠性，在针对仪器装备研发过程中核心部件电控系统和集成整机进行可靠性测试的过程中，识别和激发热设计缺陷、元器件选型缺陷和工艺缺陷等，有利于快速提升研发产品的可靠性水平。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。附图中：
图1是根据本发明实施例的一种仪器装备的可靠性快速提升试验方法的流程图；
图2是根据本发明实施例一的另一种仪器装备的可靠性快速提升试验方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明附图，对本发明技术方案进行描述，但所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种仪器装备的可靠性快速提升试验方法，图1是根据本发明实施例的一种仪器装备的可靠性快速提升试验方法的流程图，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S101：分别对仪器装备的电控系统和仪器装备整机进行热测试，并记录仪器装备的电控系统的最高使用温度以及仪器装备整机的最高使用温度；
步骤S102：对仪器装备的电控系统进行可靠性强化试验，得到仪器装备的电控系统的故障，并对电控系统的故障进行处理纠正；
步骤S103：对处理纠正过电控系统故障的仪器装备进行整机环境试验，并记录环境试验的试验结果；
步骤S104：根据环境试验的试验结果，分析得到仪器装备的整机故障，并对整机故障进行处理纠正；
步骤S105：对处理纠正过整机故障的仪器装备进行整机综合应力可靠性验证试验，并记录整机综合应力可靠性验证试验的试验结果；
步骤S106：根据整机综合应力可靠性验证试验的试验结果，分析得到仪器装备的可靠性提升水平。
在实施过程中，在步骤S101中，对仪器装备的电控系统通电并逐渐增大测试温度，在此过程中实时对电控系统的电路板进行热成像；根据电控系统电路板的热成像图片，记录仪器装备的电控系统的最高使用温度以及高温区域；在仪器装备整机上安装若干个温度传感器；对仪器装备整机进行通电并逐渐增大测试温度，分别在测试温度为常温、40℃、50℃、60℃时对仪器装备整机上安装的温度传感器检测温度进行记录，得到仪器装备整机的最高使用温度。
进一步的，上述若干个温度传感器安装在仪器装备整机的各个元器件上。
在步骤S102中，对仪器装备的电控系统进行温度-振动应力试验，并记录温度-振动应力试验故障结果；对温度-振动应力试验故障进行纠正，并对纠正过温度-振动应力试验故障的仪器装备的电控系统进行回归验证试验；对仪器装备的电控系统进行温湿度-振动应力试验，并记录温湿度-振动应力试验故障结果；对温湿度-振动应力试验故障进行纠正，并对纠正过温湿度-振动应力试验故障的仪器装备的电控系统进行回归验证试验。
具体的，温度-振动应力试验包括依次进行的低温步进应力试验、高温步进应力试验、快速温度循环试验、振动步进应力试验以及快速温变-振动应力综合试验。温湿度-振动应力试验包括依次进行的恒定湿热步进试验、恒定湿热极限试验、交变湿热循环试验以及温湿度-振动应力综合试验。
在步骤S102之前，采用热成像仪器对仪器装备的电控系统进行非接触式温度场分布调查，获取电控系统的热分布及温升数据；采用温度测试设备对仪器装备的电控系统中温度较高的局部或对应元器件进行接触式温度调查，获取电控系统的布局或对应元器件的温度；对仪器装备的电控系统进行振动响应调查，获取电控系统的振动响应特性；根据电控系统的振动响应特性，将振动传感器布置在对振动较敏感的元器件上或其周围，以便获取该测试点的振动量值，为可靠性强化试验中的故障排除提供参考。
在步骤S103中，整机环境试验分为四组进行，且四组试验的环境分别为环境温度和湿度控制在规定的范围内、仅将环境温度控制在规定范围内、环境温度和湿度都不受控制的室内、环境温度和湿度都不受控制的室外。
通过上述步骤，能够针对仪器装备研发过程中核心部件电控系统和集成整机进行可靠性测试，识别和激发热设计缺陷、元器件选型缺陷和工艺缺陷等，有利于快速提升研发产品的可靠性水平。
为了使本发明的技术方案和实现方法更加清楚，下面将结合优选的实施例对其实现过程进行详细描述。
实施例一
本实施例提供另一种仪器装备的可靠性快速提升试验方法，如图2所示，图2是根据本发明实施例一的另一种仪器装备的可靠性快速提升试验方法的流程图，包括以下步骤：
步骤S201：采用热成像仪器对仪器装备的电控系统进行非接触式温度场分布调查，获取电控系统的热分布及温升数据；
本发明实施例中，上述热成像仪器可以是红外热成像仪，在对仪器装备进行试验之前先对仪器设备的温度应力进行调查，可以初步了解仪器设备的温度应力承受范围，以便后续的可靠性试验进行的更加合理顺利；
步骤S202：采用温度测试设备对仪器装备的电控系统中温度较高的局部或对应元器件进行接触式温度调查，获取电控系统的布局或对应元器件的温度；
本发明实施例中，上述温度测试设备可以是温度巡检仪，通过温度调查可以为仪器装备后续的试验中温度传感器的布置提供参考，原则上温度传感器应布置在仪器装备电路板热集中点或关注部位，温度调查的结果应该记录；
步骤S203：对仪器装备的电控系统进行振动响应调查，获取电控系统的振动响应特性；
步骤S204：根据电控系统的振动响应特性，将振动传感器布置在对振动较敏感的元器件上或其周围，以便获取该测试点的振动量值，为可靠性强化试验中的故障排除提供参考；
步骤S205：分别对仪器装备的电控系统和仪器装备整机进行热测试，并记录仪器装备的电控系统的最高使用温度以及仪器装备整机的最高使用温度；
作为一种可选的实施方式，上述步骤S205的具体实施方式为：对仪器装备的电控系统通电并逐渐增大测试温度，在此过程中实时对电控系统的电路板进行热成像；根据电控系统电路板的热成像图片，记录仪器装备的电控系统的最高使用温度以及高温区域；在仪器装备整机上安装若干个温度传感器；对仪器装备整机进行通电并逐渐增大测试温度，分别在测试温度为常温、40℃、50℃、60℃时对仪器装备整机上安装的温度传感器检测温度进行记录，得到仪器装备整机的最高使用温度；
具体的，若干个温度传感器安装在仪器装备整机的各个元器件上；为了给仪器装备的研发提供参考数据，在热测试过程中需要记录测试数据，具体有各个热电偶测试点的分布位置图，测试点的分布位置要以照片的形式记录，无法拍照的位置，要以画图的方式标示测试点的分布位置；元器件温升数据，各测试点的温升数据结果要以统一的表格形式呈现；元器件温升曲线图，可以利用软件导出温升曲线图；
本发明实施例中，上述仪器装备的电控系统主要是指在仪器装备整机中发挥分析、控制、数据处理、通讯等功能的电气电子部分；电控系统是仪器装备的一个重要组成部分，是仪器装备实现功能、技术指标、保持稳定可靠的关键组成部分；热测试用于仪器装备新品研发阶段电控系统及整机的热设计验证，热测试用于搜索热设计阶段存在的缺陷，防止相关元器件因超出温度使用范围，而导致的元器件加速老化和样机使用寿命缩短，同时也是电控系统及整机优化的依据；
步骤S206：对仪器装备的电控系统进行温度-振动应力试验，并记录温度-振动应力试验故障结果；
本发明实施例中，温度-振动应力试验包括依次进行的低温步进应力试验、高温步进应力试验、快速温度循环试验、振动步进应力试验以及快速温变-振动应力综合试验；可采用以下三种试验设备实现上述试验方案：Ⅰ）HALT/HASS试验箱、Ⅱ）快速温变-振动综合应力试验箱、Ⅲ）高低温试验箱/快速温变箱/振动台及其三者组合；
步骤S207：对温度-振动应力试验故障进行纠正，并对纠正过温度-振动应力试验故障的仪器装备的电控系统进行回归验证试验；
步骤S208：对仪器装备的电控系统进行温湿度-振动应力试验，并记录温湿度-振动应力试验故障结果；
本发明实施例中，温湿度-振动应力试验包括依次进行的恒定湿热步进试验、恒定湿热极限试验、交变湿热循环试验以及温湿度-振动应力综合试验；可采用以下三种试验设备实现上述试验方案：Ⅰ）湿热试验箱/振动台及其两者组合；Ⅱ）温湿度综合应力试验箱/振动台及其两者组合；Ⅲ）温湿度-振动综合应力箱；
步骤S209：对温湿度-振动应力试验故障进行纠正，并对纠正过温湿度-振动应力试验故障的仪器装备的电控系统进行回归验证试验；
本发明实施例中，通过对电控系统进行上述两个试验，可以使仪器装备新品在研发过程中快速、充分暴露电控系统的故障，为电控系统改进提供指导；
步骤S210：对处理纠正过电控系统故障的仪器装备进行整机环境试验，并记录环境试验的试验结果；
本发明实施例中，对仪器装备展开整机环境试验可以验证仪器装备整机的环境适应性是否满足规范规定要求，举例说明，本发明在实际操作过程中，整机环境试验的试验项目如表1所示；
表1
本发明实施例中，整机环境试验分为四组进行，其中，第一组的试验环境为环境温度和湿度控制在规定的范围内，通常指具有空调设备的可控环境，本组适用于精密仪器；第二组的试验环境为仅将环境温度控制在规定范围内，通常指具有一般保温供暖及通风的室内环境，本组适用于实验室仪器；第三组的试验环境为环境温度和湿度都不受控制的室内，通常指无保温供暖及通风的室内环境，本组适用于工业过程仪器；第四组的试验环境为环境温度和湿度都不受控制的室外，通常指有遮蔽或无遮蔽的室外环境，本组适用于室外使用仪器，包括车载仪器、便携式仪器；
步骤S211：根据环境试验的试验结果，分析得到仪器装备的整机故障，并对整机故障进行处理纠正；
步骤S212：对处理纠正过整机故障的仪器装备进行整机综合应力可靠性验证试验，并记录整机综合应力可靠性验证试验的试验结果；
本发明实施例中，对仪器装备进行整机综合应力可靠性验证试验，适用于仪器装备新品研发过程中，在仪器装备整机样机完成环境试验并采取改进措施后，进一步采用严酷条件的综合应力开展可靠性试验，通过适度长时间、综合应力、高强度的可靠性试验，进一步暴露仪器装备整机故障，为仪器装备整机改进提升提供指导，在验证仪器装备整机前期测试改进效果的同时，定性保证仪器装备整机具有良好的可靠性水平；
本发明实施例中，上述整机综合应力可靠性验证试验的试验条件如表2所示；
表2
步骤S213：根据整机综合应力可靠性验证试验的试验结果，分析得到仪器装备的可靠性提升水平。
综合上述，通过上述实施例，在仪器装备研发过程中对电控系统和集成整机进行热测试、对电控系统进行可靠性强化试验、对集成整机进行环境试验，对每一个试验分析得到的故障都进行处理纠正，这样可以更为全面的测试仪器装备的可靠性，在针对仪器装备研发过程中核心部件电控系统和集成整机进行可靠性测试的过程中，识别和激发热设计缺陷、元器件选型缺陷和工艺缺陷等，有利于快速提升研发产品的可靠性水平。
Claims (7)
1.一种仪器装备的可靠性快速提升试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
分别对仪器装备的电控系统和仪器装备整机进行热测试，并记录仪器装备的电控系统的最高使用温度以及仪器装备整机的最高使用温度；
对仪器装备的电控系统进行可靠性强化试验，得到所述仪器装备的电控系统的故障，并对所述电控系统的故障进行处理纠正；
对处理纠正过电控系统故障的仪器装备进行整机环境试验，并记录所述环境试验的试验结果；
根据所述环境试验的试验结果，分析得到所述仪器装备的整机故障，并对所述整机故障进行处理纠正；
对处理纠正过整机故障的仪器装备进行整机综合应力可靠性验证试验，并记录所述整机综合应力可靠性验证试验的试验结果；
根据所述整机综合应力可靠性验证试验的试验结果，分析得到仪器装备的可靠性提升水平；
其中，对仪器装备的电控系统进行可靠性强化试验，得到所述仪器装备的电控系统的故障，并对所述电控系统的故障进行处理纠正，包括以下步骤：
对仪器装备的电控系统进行温度-振动应力试验，并记录温度-振动应力试验故障结果；
对所述温度-振动应力试验故障进行纠正，并对纠正过温度-振动应力试验故障的仪器装备的电控系统进行回归验证试验；
对仪器装备的电控系统进行温湿度-振动应力试验，并记录温湿度-振动应力试验故障结果；
对所述温湿度-振动应力试验故障进行纠正，并对纠正过温湿度-振动应力试验故障的仪器装备的电控系统进行回归验证试验。
2.根据权利要求1 所述的方法，其特征在于，分别对仪器装备的电控系统和仪器装备整机进行热测试，并记录仪器装备的电控系统的最高使用温度以及仪器装备整机的最高使用温度，包括以下步骤：
对仪器装备的电控系统通电并逐渐增大测试温度，在此过程中实时对电控系统的电路板进行热成像；
根据电控系统电路板的热成像图片，记录仪器装备的电控系统的最高使用温度以及高温区域；
在仪器装备整机上安装若干个温度传感器；
对仪器装备整机进行通电并逐渐增大测试温度，分别在测试温度为常温、40℃、50℃、60℃时对仪器装备整机上安装的温度传感器检测温度进行记录，得到仪器装备整机的最高使用温度。
3.根据权利要求2 所述的方法，其特征在于，所述若干个温度传感器安装在仪器装备整机的各个元器件上。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度-振动应力试验包括依次进行的低温步进应力试验、高温步进应力试验、快速温度循环试验、振动步进应力试验以及快速温变-振动应力综合试验。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温湿度-振动应力试验包括依次进行的恒定湿热步进试验、恒定湿热极限试验、交变湿热循环试验以及温湿度-振动应力综合试验。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对仪器装备的电控系统进行可靠性强化试验，得到所述仪器装备的电控系统的故障，并对所述电控系统的故障进行处理纠正之前，还包括以下步骤：
采用热成像仪器对仪器装备的电控系统进行非接触式温度场分布调查，获取电控系统的热分布及温升数据；
采用温度测试设备对仪器装备的电控系统中温度较高的局部或对应元器件进行接触式温度调查，获取电控系统的布局或对应元器件的温度；
对仪器装备的电控系统进行振动响应调查，获取电控系统的振动响应特性；
根据电控系统的振动响应特性，将振动传感器布置在对振动较敏感的元器件上或其周围，以便获取该测试点的振动量值，为可靠性强化试验中的故障排除提供参考。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述整机环境试验分为四组进行，且四组试验的环境分别为环境温度和湿度控制在规定的范围内、仅将环境温度控制在规定范围内、环境温度和湿度都不受控制的室内、环境温度和湿度都不受控制的室外。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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