CN109342982A - 一种关于数字多用表加速寿命试验方法 - Google Patents

一种关于数字多用表加速寿命试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种关于数字多用表加速寿命试验方法，包括：将数字多用表依次进行盐雾试验和湿热试验。本发明先对数字多用表进行盐雾试验再对数字多用表进行湿热试验，采用盐雾试验和湿热试验相结合的方法对数字多用表加速进行寿命耗损，本发明提供的方法加速数字多用表寿命耗损的倍率较高，能够达到5.7，采用本发明提供的方法进行70天以下的加速实验即可达到数字多用表实际使用或贮存一年的寿命耗损效果。

Description

一种关于数字多用表加速寿命试验方法
技术领域
本发明涉及数字多用表技术领域，尤其涉及一种关于数字多用表加速寿 命试验方法。
背景技术
数字多用表是在电气测量中要用到的电子仪器，具有很多特殊功能，但 主要功能是对电压、电阻和电流进行测量。数字多用表亦叫综合电量表，它 一表多用，能一次测量三相的各相电压、电流，以及有功功率、无功功率、 频率和电能等参数。
目前，数字多用表一般参照GB/T 11463-89《电子测量仪器可靠性试验》、 GB/T2423-2008《电工电子产品环境试验》等现行试验方法进行测试，这些方 法只能评价数字多用表在规定环境条件下的功能特性。现有技术并未出现任 何关于数字多用表寿命方面的相关技术内容。目前，尚无关于如何加速数字 多用表寿命耗损的相关报道。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种关于数字多用表加速寿命试验方 法，本发明提供的方法加速数字多用表寿命耗损的倍率较大，而且与数字多 用表实际寿命耗损的吻合性好，能够为数字多用表的寿命预期或评定提供一 定的依据。
一种关于数字多用表加速寿命试验方法，包括：
将数字多用表依次进行盐雾试验和湿热试验。
在本发明中，所述盐雾试验的时间优选为1～3小时，更优选为1.5～2.5小 时，最优选为2小时。盐雾试验中会出现大量凝露现象，与实际使用/贮存环 境不符，为体现盐雾的作用，试验初期开展2h左右的盐雾试验，使盐雾粒子 附着于数字多用表的各个部位，自然晾干后再开展后续湿热试验。在湿热试 验大湿度作用下，附着在数字多用表上的盐雾粒子对数字多用表进行持续作 用，这样在试验过程中既模拟了盐雾的影响，又不会直接造成数字多用表的 损坏，能够达到与其实际贮存效果一致的目的。
在本发明中，所述盐雾试验的试剂优选为NaCl溶液，更优选为NaCl水 溶液；所述试剂的质量浓度优选为4.5～5.5％，更优选为4.8～5.2％，最优选为 5％。
在本发明中，所述盐雾试验的温度优选为33～37℃，更优选为34～36℃， 最优选为35℃。
在本发明中，所述盐雾试验过程中的盐雾沉降率优选为1～2mL/80cm2·h， 更优选为1.2～1.8mL/80cm2·h，最优选为1.4～1.6mL/80cm2·h。
在本发明中，基于数字多用表在实际使用/贮存过程中遇到的最大盐雾条 件设置加速实验的盐雾条件。
本发明对所述盐雾试验的设备没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟 知的盐雾试验箱即可。
在本发明中，将所述数字多用表进行盐雾试验之前优选将所述数字多用 表放置在标准环境中测试其初始测量精度。
在本发明中，所述标准环境的温度优选为15～25℃，更优选为18～22℃， 最优选为20℃；所述标准环境的湿度优选为45～55％，更优选为48～52％，最 优选为50％；所述湿度为相对湿度。在本发明中，所述放置在标准环境的时 间优选为1.5～2.5小时，更优选为1.8～2.2小时，最优选为2小时。
本发明对所述检测测量精度的方法没有特殊的限制，按照本领域技术人 员熟知的DL/T 980-2205《数字多用表检定规程》标准进行测量精度的检测即 可。
发明人经过研究发现，数字多用表的测量精度随着时间退化，通过对观 测数据进行灰色关联理论分析，数字多用表的测量精度退化趋势受温度影响 最大，相对湿度次之，盐雾影响最小，因此在加速实验过程中尽可能提高温 度条件，以提高加速性。
在本发明中，所述湿热试验为温度和湿度的综合实验。在本发明中，所 述湿热试验的温度优选为58～72℃，更优选为60～70℃，更优选为62～68℃， 最优选为64～66℃。发明人经过研究发现，当温度大于80℃时，数字多用表 功能损坏与实际情况不符，因此，确定加速实验的温度为70℃左右。
发明人经过研究发现，数字多用表在使用/贮存过程中的温度条件以年为 周期呈余弦函数规律变化，本发明以实际使用/贮存一年的温度条件为基础， 整体提高温度至最大值70℃并进行分段简化。
在本发明中，所述湿热试验过程中的温度变化规律优选为[-π/2,π/2]区间上 的余弦函数。在本发明中，优选以湿热试验进行的时间将湿热试验划分为温 度不同的多个阶段，使以湿热试验进行时间为横坐标，湿热试验的温度为纵 坐标的曲线近似于[-π/2,π/2]区间上的余弦函数的变化规律。在本发明中，所述 湿热试验的温度优选随着湿热试时间的延长先逐渐升高再保持平稳，最后逐 渐降低。
在本发明中，相邻两个阶段的湿热试验的温度优选升高或降低3～7℃，更 优选为4～6℃，最优选为5℃。在本发明中，第一个和最后一个阶段的湿热试 验的温度优选为58～62℃，更优选为59～61℃，最优选为60℃。在本发明中， 所述湿热试验过程中保持平稳的温度优选为68～72℃，更优选为69～71℃，最 优选为70℃。
发明人经过大量研究，获得了数字多用表的寿命评估模型；在本发明中， 湿热试验的时间由数字多用表的寿命评估模型公式计算得到：
其中，X(t)为数字多用表测量精度；
X(0)为数字多用表初始测量精度；
T为加速实验测试时间；
b0为控制时间变量的参数，1E-6；
b1为控制湿度变量的参数，6E-4；
b2为控制温度变量的参数，3E-8；
b3为控制盐雾变量的参数，6E-5；
w1(t)为加速实验相对湿度；
w2(t)为加速实验温度(开尔文温度)；
w3(t)为加速实验盐雾(氯离子的沉降量，mg/100cm2·h)。
按照此公式计算，进行64天的加速实验相当于数字多用表实际使用/贮存 一年的寿命耗损效果。
在本发明中，所述湿热试验总的时间优选为60～70天，更优选为62～68 天，最优选为64～66天。在本发明中，优选将湿热试验划分为6～10个阶段， 更优选为7～9个阶段，最优选为8个阶段；每个阶段的试验时间优选为6～10 天，更优选为7～9天，最优选为8天。
本发明优选连续进行第一阶段的湿热试验、第二阶段的湿热试验直至完 最后一个阶段的湿热试验。在本发明中，最优选连续进行8个阶段湿热试验， 每个阶段进行8天，总共进行64天的湿热试验。
在本发明中，第一阶段的湿热试验的温度优选为58～62℃，更优选为 59～61℃，最优选为60℃；第二阶段的湿热试验的温度优选为63～67℃，更有 优选为64～66℃，最优选为65℃；第三阶段至第六阶段湿热试验的温度优选 为68～72℃，更优选为69～71℃，最优选为70℃；第七阶段湿热试验的温度优 选为63～67℃，更优选为64～66℃，最优选为65℃；第八阶段湿热试验的温度 优选为58～62℃，更优选为59～61℃，最优选为60℃。
在本发明中，所述湿热试验过程中升温或降温的速率优选＜1℃/min，更 优选为0.1～0.9℃/min，更优选为0.3～0.7℃/min，最优选为0.4～0.5℃/min。
在本发明中，每个阶段的湿热试验完成后优选测试数字多用表的测量精 度，所述测量精度的测试方法与上述技术方案一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述湿热试验过程中的湿度(相对湿度)优选为80～90％， 更优选为82～88％，最优选为84～86％。
在本发明中，基于数字多用表在实际使用/贮存过程中遇到的最大湿度(相 对湿度)设置加速实验的相对湿度条件。
本发明对所述湿热试验的设备没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟 知的湿热试验箱即可。
在本发明的实施例中，加速数字多用表的寿命耗损的方法流程优选如图1 所示，包括：
先进行2h的盐雾试验，盐雾为质量浓度为5±0.5％的NaCl水溶液；然后 再进行64天的湿热试验，湿热试验过程中的相对湿度为85±5％，并每间隔8 天对数字多用表试样进行检查与观测。
本发明的关键在于先进行盐雾试验再进行湿热试验，将盐雾试验和湿热 试验相结合的试验方法，而且本发明在湿热试验的过程中设置了特定的试验 条件，使本发明达到了对数字多用表64天加速实验相当于实际使用/贮存一年 寿命损耗效果的加速性。本发明提供的整体组合试验方式能够比较快速很真 实的模拟数字多用表的寿命。
本发明提供的关于数字多用表加速寿命试验方法的加速倍率约为5.7，即 按照本发明提供的方法对数字多用表进行加速实验的时间相当于数字多用表 实际使用/贮存一年。
本发明提供的方法能够对数字多用表的使用/贮存寿命进行较为准确的评 价，是针对数字多用表的专门的加速实验方法来测试数字多用表的寿命，能 够对数字多用表在研制或定型验收过程中进行考核试验，验证或评价数字多 用表的寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的关于数字多用表加速寿命试验方法的流程图；
图2为本发明实施例1进行加速实验过程中湿度和温度的实验条件；
图3为本发明实施例1进行加速实验过程中测试得到的数字多用表测量 精度的检测数据。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 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。
本发明以下实施例所用原料均为市售商品，所采用的数字多用表为Fluke 产品。
实施例1
将数字多用表放置在20℃、相对湿度为50％的环境中2小时，测试其初始 测量精度(DL/T 980-2205《数字多用表检定规程》标准，下述测量精度检测 均采用此标准)。
然后对数字多用表开展盐雾试验，将其在35℃下放置在质量浓度为5％的 NaCl水溶液中2小时，再将其在20℃、相对湿度为50％的标准环境下放置24小 时，干燥数字多用表在盐雾试验过程中接收的水分，然后检测数字多用表的 测量精度。
将盐雾试验后的数字多用表进行湿热试验，湿热试验的条件和方法如图2 和表1所示，具体为：
表1本发明实施例1湿热试验的条件和方法
第一阶段湿热试验，试验时间为8天，温度为60℃、相对湿度为85％，检 测数字多用表的测量精度；继续进行第二阶段湿热实验，试验时间为8天，温 度为65℃、相对湿度为85％，检测数字多用表的测量精度；继续进行第三阶段 湿热试验，试验时间为8天，温度为70℃，相对湿度为85％，检测数字多用表 的测量精度；继续进行第四阶段湿热试验，试验时间为8天，温度为70℃，相 对湿度为85％，检测数字多用表的测量精度；继续进行第五阶段湿热试验，试 验时间为8天，温度为70℃，相对湿度为85％，检测数字多用表的测量精度；继续进行第六阶段湿热试验，试验时间为8天，温度为70℃，相对湿度为85％， 检测数字多用表的测量精度；继续进行第七阶段湿热试验，试验时间为8天， 温度为65℃，相对湿度为85％，检测数字多用表的测量精度；继续进行第八阶 段湿热试验，试验时间为8天，温度为60℃，相对湿度为85％，检测数字多用 表的测量精度；在湿热试验过程中升温或降温时温度变化的速率＜1℃/min。
64天后停止试验，对实验过程中检测的数字多用表的测量精度实验数据 进行分析，本发明实施例1提供的64天获得的试验数据与数字多用表实际使用 /贮存的结果对比如图3所示，由图3可知，在特征时间点，加速实验检测的测 量精度与实际寿命耗损的测量精度对应性较好，本发明提供的加速实验与数 字多用表实际寿命损耗吻合性好，本发明提供的方法进行64天的试验与数字 多用表实际使用/贮存一年效果接近。
实施例2
将数字多用表放置在20℃、相对湿度为50％的环境中2小时，测试其初始 测量精度(DL/T 980-2205《数字多用表检定规程》标准，下述测量精度检测 均采用此标准)。
然后对数字多用表开展盐雾试验，将其在33℃下放置在质量浓度为4.5％ 的NaCl水溶液中1.5小时，再将其在20℃、相对湿度为50％的标准环境下放置 24小时，干燥数字多用表在盐雾试验过程中接收的水分，然后检测数字多用 表的测量精度。
将盐雾试验后的数字多用表进行湿热试验，湿热试验的条件和方法具体 为：
第一阶段湿热试验，试验时间为8天，温度为58℃、相对湿度为80％，检 测数字多用表的测量精度；继续进行第二阶段湿热实验，试验时间为8天，温 度为63℃、相对湿度为80％，检测数字多用表的测量精度；继续进行第三阶段 湿热试验，试验时间为8天，温度为68℃，相对湿度为80％，检测数字多用表 的测量精度；继续进行第四阶段湿热试验，试验时间为8天，温度为68℃，相 对湿度为80％，检测数字多用表的测量精度；继续进行第五阶段湿热试验，试 验时间为8天，温度为68℃，相对湿度为80％，检测数字多用表的测量精度；继续进行第六阶段湿热试验，试验时间为8天，温度为68℃，相对湿度为80％， 检测数字多用表的测量精度；继续进行第七阶段湿热试验，试验时间为8天， 温度为63℃，相对湿度为80％，检测数字多用表的测量精度；继续进行第八阶 段湿热试验，试验时间为8天，温度为58℃，相对湿度为80％，检测数字多用 表的测量精度；在湿热试验过程中升温或降温时温度变化的速率＜1℃/min。
64天后停止试验，对实验过程中检测的数字多用表的测量精度实验数据 进行分析，本发明提供的方法进行64天的试验与数字多用表实际使用/贮存一 年效果接近，与数字多用表实际寿命耗损吻合性好。
实施例3
将数字多用表放置在20℃、相对湿度为50％的环境中2小时，测试其初始 测量精度(DL/T 980-2205《数字多用表检定规程》标准，下述测量精度检测 均采用此标准)。
然后对数字多用表开展盐雾试验，将其在37℃下放置在质量浓度为5.5％ 的NaCl水溶液中2小时，再将其在20℃、相对湿度为50％的标准环境下放置24 小时，干燥数字多用表在盐雾试验过程中接收的水分，然后检测数字多用表 的测量精度。
将盐雾试验后的数字多用表进行湿热试验，湿热试验的条件和方法具体 为：
第一阶段湿热试验，试验时间为8天，温度为62℃、相对湿度为90％，检 测数字多用表的测量精度；继续进行第二阶段湿热实验，试验时间为8天，温 度为67℃、相对湿度为90％，检测数字多用表的测量精度；继续进行第三阶段 湿热试验，试验时间为8天，温度为72℃，相对湿度为90％，检测数字多用表 的测量精度；继续进行第四阶段湿热试验，试验时间为8天，温度为72℃，相 对湿度为90％，检测数字多用表的测量精度；继续进行第五阶段湿热试验，试 验时间为8天，温度为72℃，相对湿度为90％，检测数字多用表的测量精度；继续进行第六阶段湿热试验，试验时间为8天，温度为72℃，相对湿度为90％， 检测数字多用表的测量精度；继续进行第七阶段湿热试验，试验时间为8天， 温度为67℃，相对湿度为90％，检测数字多用表的测量精度；继续进行第八阶 段湿热试验，试验时间为8天，温度为62℃，相对湿度为90％，检测数字多用 表的测量精度；在湿热试验过程中升温或降温时温度变化的速率＜1℃/min。
64天后停止试验，对实验过程中检测的数字多用表的测量精度实验数据 进行分析，本发明提供的方法进行64天的试验与数字多用表实际使用/贮存一 年效果接近，与数字多用表实际寿命耗损吻合性好。
由以上实施例可知，本发明提供了一种关于数字多用表加速寿命试验方 法，包括：将数字多用表依次进行盐雾试验和湿热试验。本发明先对数字多 用表进行盐雾试验再对数字多用表进行湿热试验，采用盐雾试验和湿热试验 相结合的方法对数字多用表加速进行寿命耗损，本发明提供的方法加速数字 多用表寿命耗损的倍率较高，能够达到5.7，采用本发明提供的方法进行70 天以下的加速实验即可达到数字多用表实际使用或贮存一年的寿命耗损效 果。

Claims (10)

1.一种关于数字多用表加速寿命试验方法，包括：
将数字多用表依次进行盐雾试验和湿热试验。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盐雾试验的时间为1～3小时。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盐雾试验的试剂为NaCl溶液。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述NaCl溶液的质量浓度为4.5～5.5％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盐雾试验的温度为33～37℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盐雾试验的盐雾沉降率为1～2mL/80cm2·h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述湿热试验的湿度为80～90％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述湿热试验的时间为60～70天。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述湿热试验的温度为58～72℃。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述湿热试验过程中的温度变化规律类似于[-π/2,π/2]区间上的余弦函数。
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