一種光纖傳感系統環境適應性試驗方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及產品可靠性工程技術，基于國際國內行業標準，用于對產品的研發設計是否符合技術規范的可靠性檢測方案。
【背景技術】
[0002]可靠性工程是20世紀50年代初從美國對電子設備可靠性研宄開始的。1957年美國國防部成立了導彈可靠性特設委員會，美國電氣與電子工程師協會(1.E.E.E)定期出版發行可靠性匯刊。到了 60年代才陸續由電子設備的可靠性技術推廣到機械、建筑等各個行業。1965年國際電子技術委員會(IEC)設立了可靠性技術委員會，協調各國間的可靠性用語和定義、可靠性管理、數據的收集和書寫方法等。后來，又相繼發展了故障物理學、可靠性試驗學、可靠性管理學等分支，使可靠性工程有了比較完善的理論基礎。
[0003]光纖傳感系統項目進行研發階段，需要檢驗產品環境適應性性能是否滿足技術規范要求；研宄溫度濕度應力對產品的器件的影響，尤其是光器件的影響。現行通用的方法中，或是用不同樣品分別進行不同條件的環境試驗，或是將不同條件的環境試驗不連貫地用同一樣品進行，非組合性試驗，降低試驗嚴酷程度，不易發現元器件故障及設計缺陷；或是根據特定標準或技術規范的要求設定環境試驗條件，而非模擬產品使用過程中的極限條件，不易了解并掌握在產品標稱的整個環境條件范圍內的使用狀況及問題；或是將產品進行不上電或不在線監控的試驗，不能全程監測產品在整個環境試驗過程中的狀況及問題，無法了解產品在這些條件下的極限值，對于可能發現的問題也無法預測或充分掌握以至于無法找到問題根源。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足，提供一種組合式的環境適應性試驗方案。本發明的試驗方法來模擬出產品在正常使用中可能出現的溫濕度環境，檢驗其在這種環境下運行情況；通過外接工控機中的系統控制軟件及光纖，實時監測產品在模擬環境下功能穩定性及性能變化；并用加速老化方式加速產品元器件故障及設計缺陷的暴露。
[0005]為了達到上述發明目的，本發明專利的光纖傳感系統環境適應性的試驗方法提供的技術方案如下:
一種光纖傳感系統環境適應性的試驗方法，該方法包括有硬件連接階段、試驗準備階段和試驗階段三部分:
該試驗方法包括有硬件連接階段、試驗準備階段和試驗階段三部分:
所述的硬件連接階段包括:準備溫濕度環境試驗箱、待測樣機、工控機、雙層屏蔽網線、電源線和光纖盤，所述的溫濕度環境試驗箱上設有一個線纜孔供電源線、雙層屏蔽網線和光纖穿過，所述的待測樣機為光纖傳感系統，所述的待測樣機置于溫濕度環境試驗箱中，工控機放置于箱外的試驗桌上，工控機通過雙層屏蔽網線穿過線纜孔接至待測樣機上，電源線穿過線纜孔接至待測樣機上，光纖盤穿過線纜孔接至待測樣機上； 所述的試驗準備階段包括:先給待測樣機及工控機供電并啟動該兩個設備，設置工控機的IP地址與待測樣機相匹配，用PING命令檢查工控機與待測樣機的網絡通信狀態，待兩者網絡通信正常后開啟工控機中的系統控制軟件，該系統控制軟件進行光纖探測信號的數據分析、處理和存取，并顯示報警數據及圖形，進行參數配置及提供算法接口，開始監測待測樣機運行狀態；
所述的試驗階段包括:
(1)先搖動光纖盤以提供擾動信號，每秒十次的速率，監測并記錄待測樣機的運行狀況及數據，運行狀況包括:是否有誤報警和漏報警情況出現；系統控制軟件與待測樣機間通信是否正常；是否進行故障報警及結構連接狀況；所需記錄的數據包括:光纖采集的原始信號的頻率、幅值及范圍，系統控制軟件報出的搖動光纖盤所產生的擾動信號次數和響應時間及信號的位置，響應時間是指從搖動光纖盤所產生擾動信號到系統控制軟件報出的時間，重復本次操作5次；
(2)啟動溫濕度環境試驗箱，設置其溫度為45°C，不控制濕度，升溫速率為每分鐘1°C，達到45°C后保持溫度16小時，實時監測待測樣機的運行狀況，在保持溫度過程中的最后一個小時進行步驟(I)的操作；試驗完成后，將溫濕度環境試驗箱溫度降至25°C并保持2小時，不控制濕度，降溫速率為每分鐘1°C，使溫濕度環境試驗箱內的待測樣品恢復到25°C ;
(3)設置溫濕度環境試驗箱溫度為O°C，不控制濕度，降溫速率為每分鐘1°C，達到0°C后保持溫度16小時，實時監測待測樣機的運行狀況，在保持溫度過程中的最后一個小時進行步驟(I)的操作；試驗完成后，將溫濕度環境試驗箱溫度升至25°C并保持2小時，不控制濕度，升溫速率為每分鐘1°C，使溫濕度環境試驗箱內的待測樣品恢復到25°C ;
(4)設置溫濕度環境試驗箱溫度為40°C，濕度為93%RH，保持時間長為48小時，升溫速率為每分鐘1°C，實時監測待測樣機的運行狀況，在保持溫度過程中的最后一個小時進行步驟(I)的操作；試驗完成后，將溫濕度環境試驗箱溫度降至25°C并保持2小時，不控制濕度，降溫速率為每分鐘1°C，使用溫濕度環境試驗箱內的待測樣品恢復到25°C ;
(5)比對及分析每一步驟中的功能性能在線監測結果和狀態與數據記錄結果，檢查整個測試過程中通信是否正常，未提供擾動信號時無誤報出現；光纖采集的原始信號的頻率、幅值及范圍無變化；在提供擾動信號時報警正常、無漏報，擾動信號次數，響應時間及信號的位置符合產品規格書要求，結合產品規格說明書進行試驗結果判定和給出試驗結論。
[0006]在本發明的光纖傳感系統環境適應性的試驗方法中，所述溫濕度環境試驗箱中體積大于0.4平方，溫度偏差小于±2°C，濕度偏差在+ 2?一 3°C RH之間。
[0007]在本發明的光纖傳感系統環境適應性的試驗方法中，作為待測試環境適應性的現有設備，上述的光纖傳感系統發射模塊、接收模塊、探測模塊、分析與處理模塊及控制模塊，該控制模塊主要由工控機和系統控制軟件組；探測模塊主要由探測光纜及組件組成；發射模塊，接收模塊及分析與處理模塊則組成探測主控機。
[0008]基于上述技術方案，本發明專利的光纖傳感系統一致性檢測方法與現有技術相比具有如下技術優點:
1.選擇產品標稱的最嚴酷的工作運行溫濕度環境，讓產品在其極限環境下運行，一方面易于產品問題的突現；另一方面如果無故障出現，確保產品在其他環境下能正常工作，避免重復試驗，縮短試驗時間。
[0009]2.將高溫低溫濕熱等試驗無間斷組合進行，加速了產品及器件老化，易于讓器件的故障及設計缺陷的出現，從而為器件選型及設計改進提供幫助。
[0010]3.試驗過程中讓產品在線運行，并實時監控，通過比對試驗前、高溫試驗下、低溫試驗下及濕熱試驗下的狀況及數據，即檢查通信正常狀況、故障報警及結構狀況，觀察光纖采集的原始信號的頻率、幅值及范圍，檢查有誤報警和漏報警擾動信號次數，響應時間及信號的位置，發現產品在其過程中的功能及性能的細微變化，判斷其過程中產品的功能及性能是否衰退；在線實時監測，系統控制軟件具有狀態及數據存取等功能，任何異常出現時，系統控制軟件將記錄異常內容及時間，從而可以清楚了解失效的時間節點，記錄產品在此環境下的運行極限。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明一種光纖傳感系統環境適應性試驗方法的試驗架構圖。
[0012]圖2是本發明一種光纖傳感系統環境適應性試驗方法的數據流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面我們結合附圖和具體的實施例來對本發明的光纖傳感系統環境適應性試驗的方法原理和操作流程做進一步的詳細描述，以求更為深入地理解其實施過程和工作步驟，但不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0014]本發明的目的提供一種組合式的環境適應性試驗方案，模擬出產品在正常使用中可能出現的溫濕度環境，檢驗其在這種環境下運行情況；通過外接工控機中的系統控制軟件及光纖，實時監測產品在模擬環境下功能穩定性及性能變化；并用加速老化方式加速產品元器件故障及設計缺陷的暴露。
[0015]根據GB 2423.1-2008，GB2423.2-2008，GB 2423.3-2006 等標準中試驗設備要求對溫濕度環境試驗箱校準并運行檢查，確保試驗設備符合試驗要求，溫濕度環境試驗箱內室體積不小于0.4平方，溫度偏差小于±2°C，濕度偏差在+2?-3%RH之間。作為待測試的光纖傳感系統，其結構組成和工作方式在本發明中屬于現有技術。具體來說，作為測試對象的光纖傳感系統發射模塊、接收模塊、探測模塊、分