一种光纤传感系统环境适应性试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及产品可靠性工程技术，基于国际国内行业标准，用于对产品的研发设计是否符合技术规范的可靠性检测方案。
【背景技术】
[0002]可靠性工程是20世纪50年代初从美国对电子设备可靠性研宄开始的。1957年美国国防部成立了导弹可靠性特设委员会，美国电气与电子工程师协会(1.E.E.E)定期出版发行可靠性汇刊。到了 60年代才陆续由电子设备的可靠性技术推广到机械、建筑等各个行业。1965年国际电子技术委员会(IEC)设立了可靠性技术委员会，协调各国间的可靠性用语和定义、可靠性管理、数据的收集和书写方法等。后来，又相继发展了故障物理学、可靠性试验学、可靠性管理学等分支，使可靠性工程有了比较完善的理论基础。
[0003]光纤传感系统项目进行研发阶段，需要检验产品环境适应性性能是否满足技术规范要求；研宄温度湿度应力对产品的器件的影响，尤其是光器件的影响。现行通用的方法中，或是用不同样品分别进行不同条件的环境试验，或是将不同条件的环境试验不连贯地用同一样品进行，非组合性试验，降低试验严酷程度，不易发现元器件故障及设计缺陷；或是根据特定标准或技术规范的要求设定环境试验条件，而非模拟产品使用过程中的极限条件，不易了解并掌握在产品标称的整个环境条件范围内的使用状况及问题；或是将产品进行不上电或不在线监控的试验，不能全程监测产品在整个环境试验过程中的状况及问题，无法了解产品在这些条件下的极限值，对于可能发现的问题也无法预测或充分掌握以至于无法找到问题根源。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种组合式的环境适应性试验方案。本发明的试验方法来模拟出产品在正常使用中可能出现的温湿度环境，检验其在这种环境下运行情况；通过外接工控机中的系统控制软件及光纤，实时监测产品在模拟环境下功能稳定性及性能变化；并用加速老化方式加速产品元器件故障及设计缺陷的暴露。
[0005]为了达到上述发明目的，本发明专利的光纤传感系统环境适应性的试验方法提供的技术方案如下:
一种光纤传感系统环境适应性的试验方法，该方法包括有硬件连接阶段、试验准备阶段和试验阶段三部分:
该试验方法包括有硬件连接阶段、试验准备阶段和试验阶段三部分:
所述的硬件连接阶段包括:准备温湿度环境试验箱、待测样机、工控机、双层屏蔽网线、电源线和光纤盘，所述的温湿度环境试验箱上设有一个线缆孔供电源线、双层屏蔽网线和光纤穿过，所述的待测样机为光纤传感系统，所述的待测样机置于温湿度环境试验箱中，工控机放置于箱外的试验桌上，工控机通过双层屏蔽网线穿过线缆孔接至待测样机上，电源线穿过线缆孔接至待测样机上，光纤盘穿过线缆孔接至待测样机上； 所述的试验准备阶段包括:先给待测样机及工控机供电并启动该两个设备，设置工控机的IP地址与待测样机相匹配，用PING命令检查工控机与待测样机的网络通信状态，待两者网络通信正常后开启工控机中的系统控制软件，该系统控制软件进行光纤探测信号的数据分析、处理和存取，并显示报警数据及图形，进行参数配置及提供算法接口，开始监测待测样机运行状态；
所述的试验阶段包括:
(1)先摇动光纤盘以提供扰动信号，每秒十次的速率，监测并记录待测样机的运行状况及数据，运行状况包括:是否有误报警和漏报警情况出现；系统控制软件与待测样机间通信是否正常；是否进行故障报警及结构连接状况；所需记录的数据包括:光纤采集的原始信号的频率、幅值及范围，系统控制软件报出的摇动光纤盘所产生的扰动信号次数和响应时间及信号的位置，响应时间是指从摇动光纤盘所产生扰动信号到系统控制软件报出的时间，重复本次操作5次；
(2)启动温湿度环境试验箱，设置其温度为45°C，不控制湿度，升温速率为每分钟1°C，达到45°C后保持温度16小时，实时监测待测样机的运行状况，在保持温度过程中的最后一个小时进行步骤(I)的操作；试验完成后，将温湿度环境试验箱温度降至25°C并保持2小时，不控制湿度，降温速率为每分钟1°C，使温湿度环境试验箱内的待测样品恢复到25°C ;
(3)设置温湿度环境试验箱温度为O°C，不控制湿度，降温速率为每分钟1°C，达到0°C后保持温度16小时，实时监测待测样机的运行状况，在保持温度过程中的最后一个小时进行步骤(I)的操作；试验完成后，将温湿度环境试验箱温度升至25°C并保持2小时，不控制湿度，升温速率为每分钟1°C，使温湿度环境试验箱内的待测样品恢复到25°C ;
(4)设置温湿度环境试验箱温度为40°C，湿度为93%RH，保持时间长为48小时，升温速率为每分钟1°C，实时监测待测样机的运行状况，在保持温度过程中的最后一个小时进行步骤(I)的操作；试验完成后，将温湿度环境试验箱温度降至25°C并保持2小时，不控制湿度，降温速率为每分钟1°C，使用温湿度环境试验箱内的待测样品恢复到25°C ;
(5)比对及分析每一步骤中的功能性能在线监测结果和状态与数据记录结果，检查整个测试过程中通信是否正常，未提供扰动信号时无误报出现；光纤采集的原始信号的频率、幅值及范围无变化；在提供扰动信号时报警正常、无漏报，扰动信号次数，响应时间及信号的位置符合产品规格书要求，结合产品规格说明书进行试验结果判定和给出试验结论。
[0006]在本发明的光纤传感系统环境适应性的试验方法中，所述温湿度环境试验箱中体积大于0.4平方，温度偏差小于±2°C，湿度偏差在+ 2?一 3°C RH之间。
[0007]在本发明的光纤传感系统环境适应性的试验方法中，作为待测试环境适应性的现有设备，上述的光纤传感系统发射模块、接收模块、探测模块、分析与处理模块及控制模块，该控制模块主要由工控机和系统控制软件组；探测模块主要由探测光缆及组件组成；发射模块，接收模块及分析与处理模块则组成探测主控机。
[0008]基于上述技术方案，本发明专利的光纤传感系统一致性检测方法与现有技术相比具有如下技术优点:
1.选择产品标称的最严酷的工作运行温湿度环境，让产品在其极限环境下运行，一方面易于产品问题的突现；另一方面如果无故障出现，确保产品在其他环境下能正常工作，避免重复试验，缩短试验时间。
[0009]2.将高温低温湿热等试验无间断组合进行，加速了产品及器件老化，易于让器件的故障及设计缺陷的出现，从而为器件选型及设计改进提供帮助。
[0010]3.试验过程中让产品在线运行，并实时监控，通过比对试验前、高温试验下、低温试验下及湿热试验下的状况及数据，即检查通信正常状况、故障报警及结构状况，观察光纤采集的原始信号的频率、幅值及范围，检查有误报警和漏报警扰动信号次数，响应时间及信号的位置，发现产品在其过程中的功能及性能的细微变化，判断其过程中产品的功能及性能是否衰退；在线实时监测，系统控制软件具有状态及数据存取等功能，任何异常出现时，系统控制软件将记录异常内容及时间，从而可以清楚了解失效的时间节点，记录产品在此环境下的运行极限。
【附图说明】
[0011]图1是本发明一种光纤传感系统环境适应性试验方法的试验架构图。
[0012]图2是本发明一种光纤传感系统环境适应性试验方法的数据流程图。
【具体实施方式】
[0013]下面我们结合附图和具体的实施例来对本发明的光纤传感系统环境适应性试验的方法原理和操作流程做进一步的详细描述，以求更为深入地理解其实施过程和工作步骤，但不能以此来限制本发明的保护范围。
[0014]本发明的目的提供一种组合式的环境适应性试验方案，模拟出产品在正常使用中可能出现的温湿度环境，检验其在这种环境下运行情况；通过外接工控机中的系统控制软件及光纤，实时监测产品在模拟环境下功能稳定性及性能变化；并用加速老化方式加速产品元器件故障及设计缺陷的暴露。
[0015]根据GB 2423.1-2008，GB2423.2-2008，GB 2423.3-2006 等标准中试验设备要求对温湿度环境试验箱校准并运行检查，确保试验设备符合试验要求，温湿度环境试验箱内室体积不小于0.4平方，温度偏差小于±2°C，湿度偏差在+2?-3%RH之间。作为待测试的光纤传感系统，其结构组成和工作方式在本发明中属于现有技术。具体来说，作为测试对象的光纤传感系统发射模块、接收模块、探测模块、分