【技术实现步骤摘要】
一种用于液体颗粒计数传感器的寿命预测方法
[0001]本专利技术涉及一种用于液体颗粒计数传感器的寿命预测方法，尤其涉及一种基于Wiener随机过程的两阶段退化建模于寿命预测方法，适用于对液体颗粒计数传感器进行精确的寿命预测，属于液体颗粒计数传感器寿命预测领域。
技术介绍
[0002]在航空、航天、船舶、电厂等多个行业，对油液的污染度检测具有很高要求。据历史资料显示，60％～70％的液压系统故障是由油液的污染造成的，油液的清洁度关乎整个系统的安全与可靠。目前，液体颗粒计数器是油液污染检测的主要测试设备，如图1所示，用于测试油液中固体杂质的直径大小和尺寸分布，其薄弱、关键部件为液体颗粒计数传感器。
[0003]若颗粒计数传感器性能发生失效或退化将导致控制命令和指示出现偏差，将最终导致颗粒计数器乃至整个液压系统发生灾难性的故障，所以准确评估颗粒计数传感器的可靠性至关重要，从而在恰当时机更换颗粒计数传感器避免系统出现重大故障，所以需提出一种贴合液体颗粒计数传感器实际使用情况和环境因素的退化建模与寿命方法。
[0004...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于液体颗粒计数传感器的寿命预测方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤一：通过分析非工作状态、工作状态下退化过程的特点及其影响因素，选用传感器内狭缝面积的形变比作为衡量退化程度的指标参数，分别开展非工作状态、工作状态下的加速退化试验，并收集在各状态下的退化影响因素对狭缝面积形变比影响程度的退化数据；步骤二：基于步骤一分析的非工作状态、工作状态下退化过程的特点及其影响因素，将退化过程分为非工作状态、工作状态下的两个退化阶段，同时引入随机过程描述由于不确定因素导致的波动效应和个体间退化过程的差异，根据步骤一收集的退化影响因素对狭缝面积形变比影响程度的退化数据，建立液体颗粒计数传感器在两阶段下退化率与影响因子之间的函数关系，所述函数关系即为两状态下的退化率函数模型；步骤三：基于累计损伤理论，将非工作状态下的自然老化退化效应与在工作状态下磨损导致的退化效应累积，根据步骤二建立的液体颗粒计数传感器在两阶段下退化率与影响因子之间的函数关系，建立基于Wiener随机过程的颗粒计数传感器两阶段退化模型；步骤四：对步骤三建立的颗粒计数传感器两阶段退化模型进行参数估计，利用极大似然估计法进行参数估计，获得颗粒计数传感器两阶段退化模型参数的全局最优解，所含参数包括退化率函数关系中的各项参数和随机过程的扩散参数。2.如权利要求1所述的一种用于液体颗粒计数传感器的寿命预测方法，其特征在于：还包括步骤五：根据步骤四估计出的颗粒计数传感器两阶段退化模型的参数，外推实际情况非工作、工作两状态下的常规退化率，根据传感器内部狭缝面积形变比的失效阈值，推导失效分布函数，实现对液体颗粒计数传感器可靠性与寿命的精确预测。3.如权利要求2所述的一种用于液体颗粒计数传感器的寿命预测方法，其特征在于：步骤一实现方法为，为量化液体颗粒计数传感器的退化程度，通过测量传感器内部狭缝的面积，将狭缝的面积形变比X(t)作为退化特征参数，选用所述退化特征参数X(t)作为表征液体颗粒计数传感器退化状态的指标：其中，S(t)代表t时刻的传感器内部的狭缝面积，S0代表狭缝的初始面积；液体颗粒计数传感器在非工作状态下的贮存环境中发生自然退化，表现为液体颗粒计数传感器贮存环境下狭缝面积发生形变；贮存温度越高，液体颗粒计数传感器狭缝材料的强度降低越快，加速液体颗粒计数传感器狭缝面积形变比X(t)变化；另一方面，液体颗粒计数传感器在工作状态下的主要退化形式表现为磨损，当被测油液通过传感器时，油中固体颗粒会对液体颗粒计数传感器内部狭缝造成损伤，温度、流量是影响工作态下传感器内部狭缝磨损速率的主要因素，即液体颗粒计数传感器退化过程受被测油液温度、流量的影响，被测油液的在其他条件不变的前提下，被测油液温度越高、流量越大，狭缝磨损的速率越快，加速液体颗粒计数传感器狭缝面积形变比X(t)变化；分别开展液体颗粒计数传感器在非工作状态、工作状态下的加速退化试验，并收集退化影响因素对狭缝面积形变比影响程度的退化数据；在非工作状态时所述退化影响因素为
贮存环境温度，在工作状态时所述退化影响因素包括被测油液温度、流量。4.如权利要求3所述的一种用于液体颗粒计数传感器的寿命预测方法，其特征在于：考虑实施加速退化试验时环境因素的可控、可操作性，以及退化速率对环境因素的敏感度；在非工作状态、工作状态两状态下分别进行单应力加速退化试验，工作状态将被测油液流量作为加速应力，非工作状态将贮存环境温度作为加速应力，将液体颗粒计数传感器样品分组，开展分组恒定加速退化试验(CSADT)；非工作状态下的退化试验后，收集退化影响因素贮存环境温度对狭缝面积形变比影响程度的退化数据，工作状态下的退化试验后，收集退化影响因素油液流量对狭缝面积形变比影响程度的退化数据。5.如权利要求4所述的一种用于液体颗粒计数传感器的寿命预测方法，其特征在于：以多个状态一致的颗粒计数传感器为样本，非工作状态下的加速试验设置l组试验的温度为T1＜T2＜
…
＜T
l
，均大于常规贮存温度T0；工作状态下的加速退化试验设置l组试验的流量为v1＜v2＜
…
＜v
l
，均大于油液额定流量v0；在加速退化试验实施过程中，按照等时间间隔收集各组试验样本的传感器内狭缝面积，按照公式(1)计算获得各组试验样本的加速退化试验数据，所述加速退化试验数据即传感器内狭缝面积形变比。6.如权利要求2、3、4或5所述的一种用于液体颗粒计数传感器的寿命预测方法，其特征在于：考虑实施加速退化试验时环境因素的可控性、可操作性，以及退化速率对环境因素的敏感度，对应步骤一中在非工作、工作两状态分别进行单应力加速试验获得的退化试验数据，步骤二实现方法为，步骤2.1：建立非工作状态下的退化率函数模型；阿伦尼斯加速模型描述退化速率与温度T之间的关系：其中，M为某特征值的退化量，r
Arrhenius
表示在温度T时的退化速率，k
b
为玻尔兹曼常数，C0为待定参数，Ea为反应活化能，以eV为单位，对同一类产品的同一失效模式为常数；颗...
【专利技术属性】
技术研发人员：于紫玄，王雪琴，施春英，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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