本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種超聲波燃氣表可靠性評估方法。其包括：在多個測試應力水平下對超聲波燃氣表樣品進行加速退化試驗；對應獲得各超聲波燃氣表樣品的多性能參數(shù)退化數(shù)據(jù)；基于競爭失效原理建立退化可靠性模型，并根據(jù)多性能參數(shù)退化數(shù)據(jù)確定退化可靠性模型中的未知參數(shù)；將多性能參數(shù)退化數(shù)據(jù)帶入退化可靠性模型，使用加速模型和退化軌跡模型計算壽命值；使用退化分布模型計算可靠度；使用壽命值和可靠度對超聲波燃氣表樣品進行可靠性評估，并獲得評估結(jié)果。該方法可以在短時間內(nèi)獲得可用的有效退化數(shù)據(jù)，提高評估效率；還可以在非整體完全失效的前提下，通過量化競爭失效因素對超聲波燃氣表可靠性的影響，完成對超聲波燃氣表的科學評估。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及超聲波燃氣表設備，具體地涉及一種超聲波燃氣表可靠性評估方法。
技術(shù)介紹
1、超聲波燃氣表是新一代的燃氣計量儀表，廣泛應用于工商業(yè)、民用領(lǐng)域的燃氣用量計量。超聲波燃氣表作為計量燃氣流量的重要設備，其長期穩(wěn)定性和準確性至關(guān)重要，通過可靠性老化（退化）實驗，可以模擬燃氣表在長時間使用過程中的性能變化，從而評估其長期性能是否滿足要求。
2、例如公開號cn?201757664?u的中國專利文件公開了一種燃氣表老化模擬試驗機，其機體中分隔有燃氣表恒溫檢測區(qū)域，在指定的試驗溫度條件下運行，進行動態(tài)老化試驗，在一定程度上可以對燃氣表進行老化/可靠性檢測評估。但是，上述燃氣表老化模擬試驗機僅能在恒溫條件下檢測。由于燃氣表的制造水平和用料質(zhì)量在不斷提升，因此想在恒溫條件下獲取可用的老化數(shù)據(jù)甚至完全失效數(shù)據(jù)將會需要極長的時間，嚴重影響檢測評估效率，適用性低。
3、相較于傳統(tǒng)的燃氣表，超聲波燃氣表在結(jié)構(gòu)組成上較為復雜，主要由殼體、氣體通道、超聲波換能器、液晶顯示器、電路板和電池等部件結(jié)構(gòu)組成。由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其外界工作環(huán)境的復雜性，超聲波燃氣表的失效機理呈現(xiàn)多樣化，進而存在競爭失效問題，即一些性能的退化會導致另一些性能發(fā)生退化，使得各性能陷入“相互競爭”退化的惡性循環(huán)。而上述專利文件公開的老化模擬試驗機只能對燃氣表整體進行退化失效檢測，即必須要滿足燃氣表整體失效的條件，并且獲得足夠多的整體失效相關(guān)數(shù)據(jù)才算檢測成功，沒有考慮競爭失效下各部分性能的退化問題，不具備對現(xiàn)有復雜超聲波燃氣表的退化做出科學評估的能力。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是為了提供一種基于競爭失效的超聲波燃氣表可靠性評估方法，該方法不僅可以在短的時間內(nèi)獲得可用的退化數(shù)據(jù)，以提高可靠評估效率；還能通過量化競爭失效因素對超聲波燃氣表可靠性的影響，來完成對超聲波燃氣表的可靠性科學評估，具備更高的實用價值。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案具體為：
3、一種基于競爭失效的超聲波燃氣表可靠性評估方法，方法包括：
4、s01、在多個測試應力水平下對超聲波燃氣表樣品進行加速退化試驗；對應獲得各超聲波燃氣表樣品的多性能參數(shù)退化數(shù)據(jù)；
5、s02、基于競爭失效原理建立退化可靠性模型，并根據(jù)所述多性能參數(shù)退化數(shù)據(jù)確定所述退化可靠性模型中的未知參數(shù)；所述退化可靠性模型包括加速模型、退化軌跡模型和退化分布模型；
6、s03、將所述多性能參數(shù)退化數(shù)據(jù)帶入退化可靠性模型，使用加速模型和退化軌跡模型計算并獲取壽命值；使用退化分布模型計算并獲取可靠度；
7、s04、使用所述壽命值和所述可靠度對超聲波燃氣表樣品進行可靠性評估，并獲得評估結(jié)果。
8、首先，設定加速退化試驗中所需獲取的多性能參數(shù)退化數(shù)據(jù)包含的具體參數(shù)類型，例如反應各計量部件性能的示值誤差、反應電子元件性能的靜態(tài)電流值和工作電流值等。一種可能的例子中，本專利技術(shù)中的競爭失效可以理解為某些電子元件的性能退化促進了某些計量部件的性能退化，因此通過加速退化試驗來獲取示值誤差和靜態(tài)電流值，并將其帶入下面的可靠性模型可以進一步進行本方案聲明中的效果實現(xiàn)。
9、測試應力水平指的是非工況應力水平，其是一個溫度條件。當測試應力水平高于工況應力水平時，該溫度條件下超聲波燃氣表樣品的各個部件會加速退化（高溫條件會加速部件性能退化），進而大幅縮短可用退化數(shù)據(jù)的獲取時間，提高檢測評估效率。例如，設定
k個高于工況應力水平
t0的測試應力水平，并且有
t0<
t1<
t2<...<
t
k。接著在每個設定的測試應力水平下，對一定數(shù)量的超聲波燃氣表樣品進行加速退化試驗。
10、接著，基于競爭失效原理建立退化可靠性模型，退化可靠性模型是本技術(shù)方案中用于量化各部件的競爭失效因素對整體可靠性影響程度大小的具體手段。
11、具體地，退化可靠性模型包括加速模型、退化軌跡模型和退化分布模型三部分，其中加速模型用于根據(jù)激活能、玻爾茲曼常數(shù)和測試應力水平，配合待定系數(shù)來計算獲得退化速率；退化軌跡模型用于根據(jù)上述獲取的退化速率，配合超聲波燃氣表樣品的多性能參數(shù)退化數(shù)據(jù)初始值和退化時間來計算獲得該樣品在第
i個測試應力水平下的性能參數(shù)退化數(shù)據(jù)
y
i的均值向量。該均值向量用于計算壽命值。即通過上述加速模型和退化軌跡模型可以獲得壽命值。壽命值指的是多個競爭失效因素并存時，其中最快發(fā)生失效的時間，即超聲波燃氣表整體的失效時間（基于水桶的短板原理）。
12、還有，根據(jù)本專利技術(shù)中退化可靠性模型中的退化分布模型可以計算獲得可靠度。可靠度是指樣品在規(guī)定的時間內(nèi)、在規(guī)定的條件下，完成預定功能的能力。例如，在規(guī)定的失效閾值，在規(guī)定的25℃工作條件下，超聲波燃氣表能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)定的合格的示值誤差、靜態(tài)功耗的能力。宏觀意義上來講，代表被測樣品能夠正常工作的可能性有多少。
13、最后，使用上述分別計算獲得的壽命值和可靠度對超聲波燃氣表樣品進行可靠性評估，并獲得評估結(jié)果。
14、綜上所述，在本專利技術(shù)中，一方面，通過設定多個高于工況應力水平的測試應力水平對超聲波燃氣表進行檢測實驗的手段，達到了加速退化的效果，大幅縮短的可用數(shù)據(jù)的獲取時間，提高了評估效率。另一方面，考慮了超聲波燃氣表中多個性能間的競爭失效，將多性能參數(shù)退化數(shù)據(jù)引入退化可靠性模型，并通過具體建立加速模型、退化軌跡模型和退化分布模型來量化競爭失效對超聲波燃氣表整體的可靠性的影響程度大小，改進了現(xiàn)有技術(shù)中較為局限的的燃氣表評判方法，具有更高的科學性。上述技術(shù)方案可以對超聲波燃氣表的可靠性做出科學且精準的評估，具有較高的工程實際應用價值。
15、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選，s01中，所述測試應力水平均高于工況應力水平，所述工況應力水平為超聲波燃氣表樣品正常工作時的溫度應力水平條件。
16、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選，s02中，所述加速模型具體為：
17、???????????（1）
18、其中，
α
ij為退化速率，
a
j為待定系數(shù)，
k為玻爾茲曼常數(shù)，
△e
j為激活能，
t
i為測試應力水平。
19、作為本專利技術(shù)的優(yōu)選，s02中，所述退化軌跡模型具體為：
20、????????（2）
21、其本文檔來自技高網(wǎng)
...
【技術(shù)保護點】
1.一種基于競爭失效的超聲波燃氣表可靠性評估方法，其特征在于，方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于競爭失效的超聲波燃氣表可靠性評估方法，其特征在于，S01中，所述測試應力水平均高于工況應力水平，所述工況應力水平為超聲波燃氣表樣品正常工作時的溫度應力水平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于競爭失效的超聲波燃氣表可靠性評估方法，其特征在于，S02中，所述加速模型具體為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于競爭失效的超聲波燃氣表可靠性評估方法，其特征在于，S02中，所述退化軌跡模型具體為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于競爭失效的超聲波燃氣表可靠性評估方法，其特征在于，S02中，所述退化分布模型具體為：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于競爭失效的超聲波燃氣表可靠性評估方法，其特征在于，S02中，所述退化可靠性模型中的未知參數(shù)包括：所述退化軌跡模型中的多性能參數(shù)退化數(shù)據(jù)初始值和退化速率；所述加速模型中的待定系數(shù)和激活能；所述退化分布模型中的均值向量和方差-協(xié)方差矩陣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于競爭失效的超聲波燃氣表可靠性評估方法，其特征在于，所述多參數(shù)退化數(shù)據(jù)初始值的確定方法為矩估計法。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于競爭失效的超聲波燃氣表可靠性評估方法，其特征在于，所述退化速率的確定方法為最小二乘法。
...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于競爭失效的超聲波燃氣表可靠性評估方法，其特征在于，方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于競爭失效的超聲波燃氣表可靠性評估方法，其特征在于，s01中，所述測試應力水平均高于工況應力水平，所述工況應力水平為超聲波燃氣表樣品正常工作時的溫度應力水平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于競爭失效的超聲波燃氣表可靠性評估方法，其特征在于，s02中，所述加速模型具體為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于競爭失效的超聲波燃氣表可靠性評估方法，其特征在于，s02中，所述退化軌跡模型具體為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于競爭失效的超聲波燃氣表可靠性評估...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王小云，胡彬，童達，徐志雄，朱寧，文韜，吳華清，李飛飛，
申請(專利權(quán))人：浙江威星智能儀表股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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