[發明專利]原子鐘的可靠性預測方法及裝置

在審

• 申請號: 202110475300.5
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113515845A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 王延輝;劉暢
• 申請（專利權）人: 北京大學（天津濱海）新一代信息技術研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/02;G06F119/14
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 谷波

本申請提出一種原子鐘的可靠性預測方法及裝置，該原子鐘包括串聯的銫束管、光學模塊、微波模塊、電路模塊及電源模塊，該方法包括：通過元器件應力分析可靠性預計法分別確定銫束管、光學模塊、微波模塊、電路模塊及電源模塊各自的子失效率；根據原子鐘所處的環境確定銫束管、光學模塊、微波模塊、電路模塊及電源模塊各自的子失效率所對應的質量系數；根據銫束管、光學模塊、微波模塊、電路模塊及電源模塊各自的子失效率及對應的質量系數，通過元器件計數可靠性預測法計算原子鐘的總失效率。本申請采用元器件計數可靠性預測法和元器件應力分析可靠性預測方法相結合的方式，以實現對串聯型的磁選態?光檢測銫束原子鐘的可靠性進行分析。

技術領域

本申請屬于原子鐘技術領域，具體涉及一種原子鐘的可靠性預測方法及裝置。

背景技術

目前，可靠性工程現在已成為一門涉及面十分廣泛的綜合性新興邊緣學科。可靠性工程的目的是在給定的性能、體積、重量、費用、研制周期及其它計劃的約束條件下，努力實現和保持系統或各單元的最大可靠性，可靠性預測是實現這一目的的重要手段之一。

可靠性預測，是在系統(待預測可靠性的產品)的可靠性模型的基礎上，利用系統的元器件固有的失效率數據，及其他信息來預測系統及其各單元所能達到的可靠度，或其它相應的可靠性特征量。通常，在系統設計階段，會進行多次可靠性預測的過程，其也是設計合理化的過程，是把對系統或各單元高可靠性要求的主觀愿望與客觀設計、制造水平統一起來的過程。

我國關于可靠性工程的研究起步較晚，可靠性技術在工業、企業中的應用尚不廣泛，特別在國內原子鐘系統上的應用相對空白。

發明內容

本申請提出一種原子鐘的可靠性預測方法及裝置，采用元器件計數可靠性預測法和元器件應力分析可靠性預測方法相結合的方式，以實現對串聯型的磁選態-光檢測銫束原子鐘的可靠性進行分析。

本申請第一方面實施例提出了一種原子鐘的可靠性預測方法，所述原子鐘包括串聯的銫束管、光學模塊、微波模塊、電路模塊及電源模塊，所述方法包括：

通過元器件應力分析可靠性預計法分別確定所述銫束管、所述光學模塊、所述微波模塊、所述電路模塊及所述電源模塊各自的子失效率；

根據所述原子鐘所處的環境確定所述銫束管、所述光學模塊、所述微波模塊、所述電路模塊及所述電源模塊各自的子失效率所對應的質量系數；

根據所述銫束管、所述光學模塊、所述微波模塊、所述電路模塊及所述電源模塊各自的子失效率及對應的質量系數，通過元器件計數可靠性預測法計算所述原子鐘的總失效率。

可選地，所述根據所述銫束管、所述光學模塊、所述微波模塊、所述電路模塊及所述電源模塊各自的子失效率及對應的質量系數，通過元器件計數可靠性預測法計算所述原子鐘的總失效率，包括：

據所述銫束管、所述光學模塊、所述微波模塊、所述電路模塊及所述電源模塊各自的子失效率及對應的質量系數，按照可靠性預計標準手冊規定的下述元器件計數可靠性模型計算所述原子鐘的總失效率：

其中，λ_s表示原子鐘的總失效率，N_i表示原子鐘的第i個模塊，λ_Gi表示第i個模塊的子失效率，π_Qi表示第i個模塊的子失效率對應的質量系數。

可選地，所述質量系數按照所述可靠性預計標準手冊中規定的地面一般環境的標準進行選擇。

可選地，所述通過元器件應力分析可靠性預計法分別計算所述銫束管、所述光學模塊、所述微波模塊、所述電路模塊及所述電源模塊各自的子失效率，包括：

對于所述銫束管、所述光學模塊、所述微波模塊、所述電路模塊及所述電源模塊的各個元器件，確定所述元器件是否屬于可靠性預計標準手冊記載的元器件；