水污染源自動監(jiān)測設(shè)備的加速壽命試驗方法

浙江省計量科學(xué)研究院、浙江理工大學(xué)、聚光科技（杭州）股份有限公司、廣州市怡文環(huán)境科技股份有限公司、浙江微蘭環(huán)境科技有限公司、中興儀器（深圳）有限公司、廈門藍海環(huán)科儀器有限公司等。

本團體標(biāo)準規(guī)定了水污染源自動監(jiān)測設(shè)備的加速壽命試驗方法，采用溫度作為加速試驗應(yīng)力，進行恒定應(yīng)力加速壽命試驗。

邵建文、陳文華、繆建、林峰、沙躍兵、鄭堅璐、王圣金、李帥、陳科、邱致剛、卓建明。

本標(biāo)準適合所有類型的水污染源自動監(jiān)測設(shè)備。本標(biāo)準中的方法適用于水污染源自動監(jiān)測設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計和（或）試產(chǎn)階段，也可用于批量生產(chǎn)階段。本標(biāo)準中的方法可用于比較不同生產(chǎn)廠家的設(shè)備的壽命特征，也可用于比較同一生產(chǎn)廠家的不同批次產(chǎn)品的壽命特征。

高加速壽命試驗不用于確定產(chǎn)品的壽命。因為我們關(guān)心的是使產(chǎn)品盡可能提高可靠性，可靠性量值的測定并不重要。然而，對于具有耗損時間的機械產(chǎn)品，盡可能準確地知道其壽命是非常重要的。

高加速壽命試驗比起加速壽命試驗來，一個重要優(yōu)勢就是在找尋影響外場使用的缺陷方面的速度較快。完成一個典型的高加速壽命試驗僅需2-4天，而且我們找尋的最終將變成外場使用問題的缺陷的成功率非常高。

加速壽命試驗比起高加速壽命試驗的一個優(yōu)勢是，我們不需要任何環(huán)境設(shè)備。通常，臺架上試驗就足夠了。并且許多情況下，在用戶的設(shè)施上就能進行該試驗。另一個好處就是試驗?zāi)芡瑫r確定產(chǎn)品的壽命，而這一點對高加速壽命試驗來說卻做不到。2100433B

高加速壽命試驗HALT一詞是Gregg K. Hobbs 于1988年提出的。是一種利用階梯應(yīng)力加諸于試品，并在早期發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷、操作設(shè)計邊際及結(jié)構(gòu)強度極限的方法。試品通過HALT所暴露的缺陷，涉及線路設(shè)計、工藝、元部件和結(jié)構(gòu)等方面。HALT的主要目的是在產(chǎn)品設(shè)計和試產(chǎn)階段，通過試驗，快速發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的潛在缺陷，并加以改進和驗證，從而增加產(chǎn)品的極限值，提高其堅固性及可靠性。施加于試品的應(yīng)力，包括振動、高低溫、溫度循環(huán)、電力開關(guān)循環(huán)、電壓邊際及頻率邊際測試等。

HALT試驗是由美國軍方所延伸出的設(shè)計質(zhì)量驗證與制造質(zhì)量驗證的試驗方法，現(xiàn)已成為美國電子業(yè)界的標(biāo)準產(chǎn)品驗證方法。它將原需花費6個月甚至1年的新產(chǎn)品可靠性試驗縮短至一周，且在這一周中所發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品問題幾乎與客戶應(yīng)用后所發(fā)現(xiàn)的問題一致，故HALT的試驗方式已成為新產(chǎn)品上市前所必需通過的驗證。

在產(chǎn)品研制階段，為得出產(chǎn)品設(shè)計裕度和極限承載能力(破壞或損傷極限)而設(shè)計的一種試驗，它應(yīng)用步進的方法給產(chǎn)品施加環(huán)境應(yīng)力并檢測其性能，直到產(chǎn)品失效為止。為提高試驗效率，所施應(yīng)力并非工作環(huán)境的模擬而是加速應(yīng)力，通常為高變溫率(至少應(yīng)大于25°C/min)的溫度循環(huán)和多軸隨機振動，還包括有通電循環(huán)、電壓偏低、頻率偏差等電應(yīng)力。高加速壽命試驗得到的應(yīng)力極限值可以作為確定高加速環(huán)境應(yīng)力篩選的應(yīng)力量值的依據(jù)。

目前能進行高加速壽命試驗的實驗室有環(huán)境可靠性與電磁兼容試驗服務(wù)中心、航天環(huán)境可靠性試驗與檢測中心等。

高加速壽命試驗（HALT）設(shè)備，必須包括滿足以下要求的溫度試驗和振動試驗兩項基本能力，并且能同時進行溫度和振動的組合試驗。

高加速壽命試驗振動試驗技術(shù)參數(shù)

1）6自由度（三軸向六個自由度）的重復(fù)沖擊振動功能和準隨機振動功能；

2）振動能量可分布帶寬：10Hz ～ 10000Hz；

3）臺面的最大振動輸出量級不小于35Grms（臺面不加負載）。

高加速壽命試驗溫度試驗參數(shù)

溫度試驗是為了對產(chǎn)品進行快速的溫度變化試驗，這就要求HALT試驗設(shè)備的空氣循環(huán)系統(tǒng)能產(chǎn)生足夠大的風(fēng)速，達到產(chǎn)品快速溫變效果以及保持溫度穩(wěn)定。設(shè)備溫度試驗參數(shù)要求如下：

快速溫變能力（最大溫變速率不小于45℃/min）；

溫度變化范圍：-80℃～ 170℃。

高加速壽命試驗溫度數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)

進行高加速壽命試驗（HALT）時，需采集并監(jiān)控試驗樣品的響應(yīng)數(shù)據(jù)，包括溫度信息、振動信息以及性能參數(shù)等。

須配備溫度采集裝置，收集并儲存溫度傳感器的數(shù)據(jù)信息，以驗證試驗過程中的溫度應(yīng)力是否真正施加到產(chǎn)品上。這可以通過HALT試驗設(shè)備系統(tǒng)本身的溫度采集系統(tǒng)進行采集，還可以利用其它的多通道溫度采集系統(tǒng)來實現(xiàn)。溫度采集裝置中的熱電偶，必須在（-100℃～ 200℃）的溫變范圍內(nèi)有穩(wěn)定的溫度感應(yīng)特性，熱電偶的線徑（直徑）應(yīng)不大于0.3274mm。

高加速壽命試驗振動數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)

采集并存儲振動傳感器數(shù)據(jù)信息，是為了驗證試驗過程中的振動應(yīng)力是否真正的施加到樣品上。這可以通過HALT試驗設(shè)備系統(tǒng)本身的振動頻譜采集系統(tǒng)進行采集，也可以利用能夠采集相關(guān)數(shù)據(jù)（例如：加速度，位移）和顯示振動頻譜的振動采集系統(tǒng)來實現(xiàn)。加速度傳感器應(yīng)配備三軸傳感器，響應(yīng)頻率范圍為2Hz ～10000Hz，加速度測量范圍為-500g～ 500g。傳感器的尺寸應(yīng)該足夠小，這樣能夠監(jiān)測樣品任何位置的振動響應(yīng)。同時要求傳感器的質(zhì)量應(yīng)足夠輕，這樣他們的重量就不會明顯地影響樣品的振動響應(yīng)，或改變樣品的響應(yīng)特征。

高加速壽命試驗其它輔助測試設(shè)備

主要指產(chǎn)品的性能監(jiān)測設(shè)備，用以判斷產(chǎn)品是否發(fā)生故障。

高加速壽命試驗液氮和壓縮空氣供應(yīng)

進行HALT試驗，需準備足夠的液氮，保證實驗順利進行。另壓縮機產(chǎn)生的壓力應(yīng)與試驗設(shè)備匹配，典型值為0.8MPa。壓縮空氣用于驅(qū)動HALT試驗機的氣錘，最好經(jīng)過干燥處理，避免因空氣中含有水分導(dǎo)致氣動系統(tǒng)中的金屬部件銹蝕。壓縮空氣流量需保證，一般而言，流量達250m3/h是足夠的。