CN102494708A - 电工电子产品低温试验能力验证的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电工电子产品低温试验能力验证的方法及其装置，所述方法包括如下步骤：1)预设温度检测装置的动作温度点，要求温度检测装置的感温介质温度变化速率≤1℃/min，将温度检测装置的温度感应装置放入待验证装置内部，开启待验证装置操作降温；2）当温度检测装置检测到待验证装置的内部温度下降到上述预设的动作温度点时，记录待验证装置此时的内部温度值，即记录待验证装置温度值；3）计算上述待验证装置温度的Z值，
，当
时，判断待验证装置低温试验能力合格。本发明提供一种低温试验能力验证的方法，实现了对低温试验进行能力验证的技术上的突破，丰富了实验室的质量控制手段，提高了实验室能力和水平。
Description
技术领域
本发明涉及试验能力验证技术领域，具体涉及低温试验能力验证的方法及其装置。
背景技术
环境试验是研究周围使用环境对材料以及产品功能和性能影响的一类可靠性试验。温度作为三大基本环境因素之一，无时不在影响产品的使用。研究表明，40％的产品现场失效跟温度有关。
电工电子产品低温试验是用来检验元件、设备及其他产品在低温环境下使用、运输或贮存的能力。低温试验的应用范围非常广泛，航天、船舶、家用电器、电子元器件等电工电子产品都要进行低温试验。因此依据标准(GB 2423.1)对产品正确的进行低温试验对正确评估产品能力至关重要。
能力验证是利用实验室间的比对确定实验室的校准/检测能力或检查机构的检测能力的一项活动。能力验证活动指任何用于评价实验室能力的实验室间的比对和测量审核。例如由国家或区域的认可机构及其合作组织、政府部门或行业组织或其它正式能力验证计划的提供者运作的活动。
开展能力验证活动，对涉及检测/校准的相关方具有积极的作用：
对实验室而言，是其满足ISO/IEC 17025标准，进行内部质量控制及对外的能力证明的需要；
对认可机构，是评价认可的实验室检测/校准能力的重要技术途径；
对实验室的客户，是证明实验室具备某项检测能力的重要依据；
对政府主管部门，是监管实验室能力及水平的有效措施。
由于能力验证活动在许多行业中都具有非常显著的作用，因而，目前无论在国际还是在国内，都受到广泛的关注。
操作能力验证的装置要求满足能力验证要求的均匀性，并能在整个能力验证过程中保持稳定，以确保能力验证中出现的不合格不归咎于操作能力验证的装置之间或装置本身的变异性。这一点对整个能力验证活动至关重要，它会直接影响到最终活动的结果。
此外，操作能力验证的装置要求便于运输、成本较低、操作使用方便等，这些特点都对能力验证活动的顺利运作有非常积极意义。
目前行业内尚无操作能力验证的装置能对低温试验能力进行验证。目前行业内仅仅只对低温试验设备进行校准，普遍采取的验证方式是依据相关低温试验设备检定规范，采用温度巡检仪和铂电阻或热电偶等传感器组合的方式对低温实验设备进行校准。此方式存在如下缺点：1)不能设置能力验证装置特性点，本申请中主要是指动作温度点，即装置发生某个动作时所在的某个特定的温度值，普通的低温试验设备校准装置不能设置固定的动作温度点，无法获取固定的温度读取点，因此无法对参加能力验证的实验室实施能力验证活动；2)上述装置同样存在成本高、体积较大、运输不便的问题，上述温度巡检仪等低温试验设备校准装置少则几千，多则上万，如此昂贵的校准设备不宜用来进行能力验证活动，普通的低温试验设备校准装置属于高精密的电子设备，不适合普通物流运输，若采用特殊物流，进一步会提高能力验证活动的成本。
发明内容
本发明的第一个发明目的是提供一种电工电子产品低温试验能力验证的方法。
本发明的另一个发明目的是提供一种利用上述方法完成低温试验能力验证的低温试验能力验证装置。
实现本发明第一个发明目的所采取的技术方案为：一种电工电子产品低温试验能力验证的方法，它包括以下步骤：
1)预设温度检测装置的动作温度点，要求温度检测装置的感温介质温度变化速率≤1℃/min，将温度检测装置的温度感应装置放入待验证装置内部，开启待验证装置操作降温；
2)当温度检测装置检测到待验证装置的内部温度下降到上述预设的动作温度点时，记录待验证装置此时的内部温度值，即记录待验证装置温度值；
3)计算上述待验证装置温度的Z值，当|Z|≤2时，判断待验证装置低温试验能力合格。
步骤3)中所述的中位值、标准IQR值通过如下方式获得：选择18个以上的待验证装置分别进行步骤1)、2)相应得到18个以上的待验证装置温度值，计算上述18个以上的待验证装置温度值的中位值和标准IQR值。
所述的温度检测装置为具有固定的动作温度点的定温复位压力式温控器。
本发明充分分析低温试验能力验证活动中对操作能力验证的装置的要求，提供一种低温试验能力验证的方法，实现了对低温试验进行能力验证的技术上的突破，丰富了实验室的质量控制手段，提高了实验室能力和水平。
实现本发明的第二个发明目的所采取的技术方案为：一种低温试验能力验证装置，包括具有固定的动作温度点的压力式温控器，所述的温控器上连接有温度感应装置，所述的温控器的负电压输入端依次通过电阻、氖灯连接外部负电压输入端，所述的温控器的正电压输入端连接外部正电压输入端。
本发明还包括盒体，所述的温控器密封在盒体内，所述的温度感应装置穿出盒体与外界待验证装置相连，所述的氖灯、外部正、负电压输入端设置在盒体上。
本发明温控器为具有固定的动作温度点的定温复位压力式温控器，且所述温控器的感温介质温度变化速率≤1℃/min。
作为本发明的具体实施例，所述的温度感应装置为毛细管感温探头。
本发明采用具有固定的动作温度点的压力式温控器，满足低温试验能力验证活动对装置要求能设置温度特性点的要求；感温介质温度变化速率≤1℃/min，在渐变低温试验中，可以快速对低温环境的温度变化做出响应；采用定温复位压力式温控器，可以较好满足能力验证装置对稳定性和复现性的要求；同时本装置结构简单，体积小，可控制在0.004m3左右，且装置内部结构简单牢靠，各元器件也可经受普通的运输振动，成本低，运输方便，适合能力验证活动；压力式温控器本身自带温度显示装置，数据读取方便。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1是本发明的低温试验能力验证装置的电路原理图；
图2是使用本发明的低温试验能力验证装置的电路原理连接图。
具体实施方式
如图2所示，本发明低温试验能力验证装置，包括具有固定的动作温度点的压力式温控器6，所述的温控器6上连接有温度感应装置3，所述的温控器6的负电压输入端2依次通过电阻R、氖灯4连接外部负电压输入端N，所述的温控器6的正电压输入端1连接外部正电压输入端L；所述的外部负电压输入端N为一黑色接线柱，外部正电压输入端L为一红色接线柱；本发明还包括盒体5，所述的温控器6密封在盒体5内，所述的温度感应装置3穿出盒体5与外界待验证装置相连，所述的氖灯4、外部正、负电压输入端L、N设置在盒体5上，本实施例中的温度感应装置为毛细管感温探头。
温控器6选择具有固定动作温度点的定温复位压力式温控器，感温介质温度变化速率≤1℃/min。
在本发明的低温试验能力验证装置(也可选用满足方法发明中所规定的条件的其他温度检测装置)的红色接线柱L与黑色接线柱N之间加载220V±5％，50Hz±1％的交流电(电阻R的阻值为R＝120KΩ左右，电路导线横截面积：1.0mm)，如图2所示，利用本发明所公开的方法和装置实现低温试验能力验证的具体步骤为：
1)预设低温试验能力验证装置的温控器6的动作温度点为T1，T1的温度范围从-10℃到-70℃，将低温试验能力验证装置的感温探头3放入待验证装置试验箱7中，开启试验箱7，从常温开始降温；
2)当温控器6检测到试验箱7的内部温度下降到上述预设的动作温度点T1时，即观察到氖灯4熄灭时，记录氖灯4熄灭瞬间试验箱7此时的内部温度值，即记录待验证装置温度值；
3)计算上述待验证装置温度的Z值，即采用稳健统计Z比分数法对记录的待验证装置温度值进行处理，当|Z|≤2时，判断待验证装置试验箱7低温试验能力合格，进而判断所验证实验室具有进行低温试验的能力。
上述步骤3)中所述的中位值、标准IQR值通过如下方式获得：选择18个以上(通常为20个以上)的待验证装置分别进行步骤1)、2)相应得到18个以上的待验证装置温度值，计算上述18个以上的待验证装置温度值的中位值和标准IQR值，标准IQR值即标准化四分位数间距。
下面为本发明的低温试验能力验证装置的实验数据：
装置的均匀性检验报告
根据本装置的设计要求，订制1#样品(低温试验能力验证装置)和2#样品各100个，从中分别随机抽取12个用于均匀性检验，共24个样品，每个样品重复测试2次。
样品均匀性检验结果数据：
1#样品：
| 样品编号 | 测试值1(℃) | 测试值2(℃) |
| 1 | -15.31 | -15.46 |
| 2 | -15.00 | -15.00 |
| 3 | -15.43 | -15.34 |
| 4 | -15.28 | -15.25 |
| 5 | -15.53 | -15.46 |
| 6 | -15.40 | -14.93 |
| 7 | -15.46 | -14.93 |
| 8 | -15.25 | -15.56 |
| 9 | -15.34 | -15.65 |
| 10 | -15.65 | -15.45 |
| 11 | -15.43 | -15.32 |
| 12 | -15.46 | -15.64 |
2#样品：
| 样品编号 | 测试值1(℃) | 测试值2(℃) |
| 1 | -23.37 | -23.09 |
| 2 | -23.49 | -23.15 |
| 3 | -23.38 | -23.28 |
| 4 | -22.85 | -23.07 |
| 5 | -23.49 | -23.77 |
| 6 | -22.72 | -23.15 |
| 7 | -23.43 | -23.65 |
| 8 | -23.43 | -23.15 |
| 9 | -23.87 | -23.21 |
| 10 | -23.81 | -23.34 |
| 11 | -23.09 | -22.81 |
| 12 | -23.15 | -23.06 |
样品均匀性检验分析结果：
1#样品单因素方差分析结果
1.69＜F0.05(11，12)＝2.72
计算的F统计量值小于F临界值，表明在0.05显著性水平时，低温试验测试盒1#样品动作温度是均匀的。
2#样品单因素方差分析结果
2.24＜F0.25(11，12)＝2.72
计算的F统计量值小于F临界值，表明在0.05显著性水平时，低温试验测试盒2#样品动作温度是均匀的。
结论：本发明的低温试验能力验证装置满足均匀性要求。
本发明的低温试验能力验证装置对试验箱的测试，依据GB/T 2423.1-2008《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温》、IEC 60068-2-1：2007《Environmental testing-Part 2-1：Tests-Test A：Cold》(中文名称为《环境试验-第2-1部分：试验-试验A：低温》)或其它相关类似标准中关于“试验Ab：非散热试验样品温度渐变的低温试验”的要求进行试验。
本发明的低温试验能力验证装置的使用情况：
使用本装置开展了CNAS T0436及T0530共2次能力验证活动，分别有123家及170家实验室参加了能力验证，具体见下表所示，所有参加实验室测试结果的中位值与均匀性检验测试值基本一致，证明本装置具有较好的实用性。
CNAS T0436统计结果
CNAS T0530统计结果
本发明装置结构简单，且可重复使用20万次以上，成本低，体积小，运输方便，非常适合于各种能力验证活动。
本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电工电子产品低温试验能力验证的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1) 预设温度检测装置的动作温度点，要求温度检测装置的感温介质温度变化速率≤1℃/min，将温度检测装置的温度感应装置放入待验证装置内部，开启待验证装置操作降温；
2）当温度检测装置检测到待验证装置的内部温度下降到上述预设的动作温度点时，记录待验证装置此时的内部温度值，即记录待验证装置温度值；
3）计算上述待验证装置温度的Z值， 
，当
时，判断待验证装置低温试验能力合格。
2.根据权利要求1所述的电工电子产品低温试验能力验证的方法，其特征在于：步骤3）中所述的中位值、标准IQR值通过如下方式获得：选择18个以上的待验证装置分别进行步骤1）、2）相应得到18个以上的待验证装置温度值，计算上述18个以上的待验证装置温度值的中位值和标准IQR值。
3.根据权利要求2所述的电工电子产品低温试验能力验证的方法，其特征在于：所述的温度检测装置为具有固定的动作温度点的定温复位压力式温控器。
4.一种实现权利要求1或2所述的方法的低温试验能力验证装置，其特征在于：所述的低温试验能力验证装置包括具有固定的动作温度点的压力式温控器，所述的温控器上连接有温度感应装置，所述的温控器的负电压输入端依次通过电阻、氖灯连接外部负电压输入端，所述的温控器的正电压输入端连接外部正电压输入端。
5.根据权利要求4所述的低温试验能力验证装置，其特征在于：所述的低温试验能力验证装置还包括盒体，所述的温控器密封在盒体内，所述的温度感应装置穿出盒体与外界待验证装置相连，所述的氖灯、外部正、负电压输入端设置在盒体上。
6.根据权利要求5所述的低温试验能力验证装置，其特征在于：所述的温控器为具有固定的动作温度点的定温复位压力式温控器，且所述温控器的感温介质温度变化速率≤1℃/min。
7.根据权利要求6所述的低温试验能力验证装置，其特征在于：所述的温度感应装置为毛细管感温探头。
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