一种基于阿伦纽斯模型的冷水机寿命测试方法与流程

本发明涉及冷水机测试，具体涉及一种基于阿伦纽斯模型的冷水机寿命测试方法。

背景技术：

1、在冷水机的研发阶段，需要对其进行整体性能测试、结构安全测试和寿命可靠性测试等，以使开发的冷水机符合相关国标要求及用户需求。冷水机主要作用是用于给大型激光器进行降温冷却，防止激光器在持续工作过程中持续高温，影响激光器正常工作，或提供精准温度的冷却水给半导体材料进行降温。因此冷水机的使用可靠性及寿命十分关键。但目前还没有较为科学、智能、快捷、准确的寿命测试方法。现有技术采用传统的环境测试试验，无法有效的预估产品的寿命，仅能证明产品在此条件下能够正常工作。且传统的寿命测试方法从试验时长的角度上看，也很难实现。比如目前通用电子产品寿命普遍要求五年以上，在产品的实际开发验证过程中，无法耗费如此长的时间、高的成本去验证产品的寿命特性。因此十分迫切需要一种快捷、准确、低成本的冷水机寿命测试方法。

技术实现思路

1、本发明主要是为了解决传统的冷水机寿命测试方法需要耗费长时间、高成本去验证产品的寿命特性而难以实现的问题，提供了一种基于阿伦纽斯模型的冷水机寿命测试方法，利用阿伦纽斯模型计算冷水机预期寿命对应的预期测试时长，通过上位机实现数据写入与判断、冷水机工作状态控制、异常情况告警等功能，实现智能、快速、准确、低成本的冷水机寿命测试，有效缩短试验周期、提高试验效率、降低试验成本，解决了传统的寿命测试方法耗时长和成本高的问题，可广泛应用于电子产品领域的寿命可靠性验证测试。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

3、一种基于阿伦纽斯模型的冷水机寿命测试方法，包括以下步骤：

4、步骤s1：将待测冷水机与模拟负载连接；

5、步骤s2：在环境箱中运行冷水机及模拟负载，定时器开始计时；

6、步骤s3：设定冷水机预期寿命time、冷水机预设运行温度t1和环境箱预设环境温度t2；

7、步骤s4：利用阿伦纽斯模型，基于冷水机预期寿命time计算获得对应的预期测试时长time′；步骤s5：待环境箱环境温度达到t2后，持续判断冷水机运行温度pv0与环境箱环境温度t2之间的大小关系；

8、步骤s6：当pv0大于t2时，断开模拟负载，冷水机停止运行，记录冷水机实际运行时间t实；步骤s7：通过上位机比较t实与time′的大小关系，获得冷水机寿命测试结果。

9、本发明提供了一种基于阿伦纽斯模型的冷水机寿命测试方法，将待测冷水机与模拟负载连接并置于环境箱中运行，使用冷却液作为介质，通过控制温度对冷水机的性能寿命进行检测。本发明利用阿伦纽斯模型计算冷水机预期寿命对应的预期测试时长，通过上位机实现数据写入与判断、冷水机工作状态控制、异常情况告警等功能，实现智能、快速、准确、低成本的冷水机寿命测试，解决了传统的寿命测试方法耗时长和成本高的问题，缩短试验周期，提高试验效率，降低试验成本，可广泛应用于电子产品领域的寿命可靠性测试。

10、作为优选，步骤s1中，设定所述模拟负载功率p1与所述冷水机额定功率p2一致。

11、作为优选，步骤s2中，所述定时器用于记录冷水机实际运行时间t实。

12、作为优选，步骤s4中，所述阿伦纽斯模型的表达式为：

13、af＝exp{(ea/k)*[(1/tu)-(1/tt)]}

14、其中，af为加速因子；ea为冷水机的激活能量，一般取0.6ev；k为玻尔兹曼常数，取值为8.617385×10-5；tu是使用条件下非加速状态下的温度值，即常规温度，此处的温度值是绝对温度值，以k作单位；tt是测试条件下加速状态下的温度值，即试验温度，此处的温度值是绝对温度值，以k作单位。

15、为了对冷水机的寿命进行评估，以确保其能在规定生命周期内可靠稳定工作，本发明通过引入阿伦纽斯模型的高温耐久寿命试验，在分析其数学模型的基础上，制定相关的试验方案，通过对其数学模型进行分析，结合冷水机系统的典型特征，制定相应的差异化试验方案，对其进行加速老化寿命试验，以缩短试验周期，提高试验效率，降低试验成本。

16、作为优选，步骤s4的具体过程，包括以下步骤：

17、步骤s41：确认环境箱设置的试验温度tt和常规温度tu；

18、步骤s42：根据阿伦纽斯模型，计算出对应温度下的加速因子af；

19、步骤s43：根据加速因子af，计算出加速条件下的冷水机预期测试时长

20、考虑到目前通用电子产品寿命普遍要求五年以上，在产品的实际开发验证过程中，无法耗费如此长的时间、高的成本去验证产品的寿命特性，本发明基于阿伦纽斯模型计算冷水机预期寿命time对应的预期测试时长time′，将预期测试时长time′作为试验时长，避免直接使用预期寿命time作为试验时长而导致寿命验证测试难以实现，有效缩短试验周期、提高试验效率、降低试验成本。

21、作为优选，步骤s6中，当冷水机运行温度pv0大于环境箱环境温度t2时，此时冷水机实际制冷量小于额定制冷量。

22、作为优选，步骤s7中，当冷水机实际运行时间t实大于等于预期测试时长time′时，冷水机寿命测试结果为合格；当冷水机实际运行时间t实小于预期测试时长time′时，冷水机寿命测试结果为不合格。为了实现冷水机寿命测试，传统做法是以预期寿命为试验时长进行寿命验证测试，但该方法耗时长、成本高，难以实现，因此本发明通过阿伦纽斯模型缩短试验周期，以阿伦纽斯模型计算获得的预期测试时长time′作为寿命验证测试的试验时长，通过上位机比较记录的冷水机实际运行时间t实与预期测试时长time′的大小关系，由此获得冷水机寿命验证测试是否合格的结果。

23、作为优选，步骤s4中，假设使用n台冷水机同时进行测试，则对应的预期测试时长为time′/n。为了进一步缩短试验周期，提高寿命验证测试效率，本发明还可以采用多台冷水机同时进行寿命验证测试。

24、作为优选，还包括：上位机实时监控冷水机运行温度pv0，当监测到冷水机运行温度pv0大于冷水机预设运行温度t1时，上位机主动告警提示并断开冷水机与模拟负载的连接，冷水机停止运行。上位机还兼具异常情况监测、告警并响应处理的功能。

25、作为优选，所述上位机用于输入试验参数；实时比较试验参数与测试数据；控制待测冷水机与模拟负载的连接状态；发出告警提示。试验参数包括模拟负载功率p1、冷水机额定功率p2、冷水机预设运行温度t1、环境箱预设环境温度t2等。测试数据包括冷水机运行温度pv0、冷水机实际运行时间t实等。通过比较pv0和t2，判断是否断开负载，冷水机停止运行，记录冷水机实际运行时间t实，结束测试；通过比较pv0和t1，判断是否发出超温告警提示，断开负载，冷水机停止运行。上位机用于执行存储在存储器中的控制指令及处理器对测试数据实时的判断，以实现基于高温耐久试验的冷水机寿命测试方法。

26、因此，本发明的优点是：

27、(1)基于阿伦纽斯模型计算冷水机预期寿命time对应的预期测试时长time′，将预期测试时长time′作为试验时长，避免直接使用预期寿命time作为试验时长而导致寿命验证测试难以实现，有效缩短试验周期、提高试验效率、降低试验成本；

28、(2)通过上位机实现输入试验参数；实时比较试验参数与测试数据；控制待测冷水机与模拟负载的连接状态；异常情况监测并告警、处理等功能；

29、(3)实现智能、快速、准确、低成本的冷水机寿命测试，解决了传统的寿命测试方法耗时长和成本高的问题，可广泛应用于电子产品领域的寿命可靠性测试。