[發明專利]一種用于液體顆粒計數傳感器的壽命預測方法

在審

• 申請號: 202111643921.6
• 申請日: 2021-12-30
• 公開（公告）號: CN114398770A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 于紫玄;王雪琴;施春英
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01N15/10;G06F113/08;G06F119/04;G06F119/08;G06F119/02
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

1.一種用于液體顆粒計數傳感器的壽命預測方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟一：通過分析非工作狀態、工作狀態下退化過程的特點及其影響因素，選用傳感器內狹縫面積的形變比作為衡量退化程度的指標參數，分別開展非工作狀態、工作狀態下的加速退化試驗，并收集在各狀態下的退化影響因素對狹縫面積形變比影響程度的退化數據；

步驟二：基于步驟一分析的非工作狀態、工作狀態下退化過程的特點及其影響因素，將退化過程分為非工作狀態、工作狀態下的兩個退化階段，同時引入隨機過程描述由于不確定因素導致的波動效應和個體間退化過程的差異，根據步驟一收集的退化影響因素對狹縫面積形變比影響程度的退化數據，建立液體顆粒計數傳感器在兩階段下退化率與影響因子之間的函數關系，所述函數關系即為兩狀態下的退化率函數模型；

步驟三：基于累計損傷理論，將非工作狀態下的自然老化退化效應與在工作狀態下磨損導致的退化效應累積，根據步驟二建立的液體顆粒計數傳感器在兩階段下退化率與影響因子之間的函數關系，建立基于Wiener隨機過程的顆粒計數傳感器兩階段退化模型；

步驟四：對步驟三建立的顆粒計數傳感器兩階段退化模型進行參數估計，利用極大似然估計法進行參數估計，獲得顆粒計數傳感器兩階段退化模型參數的全局最優解，所含參數包括退化率函數關系中的各項參數和隨機過程的擴散參數。

2.如權利要求1所述的一種用于液體顆粒計數傳感器的壽命預測方法，其特征在于：還包括步驟五：根據步驟四估計出的顆粒計數傳感器兩階段退化模型的參數，外推實際情況非工作、工作兩狀態下的常規退化率，根據傳感器內部狹縫面積形變比的失效閾值，推導失效分布函數，實現對液體顆粒計數傳感器可靠性與壽命的精確預測。

3.如權利要求2所述的一種用于液體顆粒計數傳感器的壽命預測方法，其特征在于：步驟一實現方法為，

為量化液體顆粒計數傳感器的退化程度，通過測量傳感器內部狹縫的面積，將狹縫的面積形變比X(t)作為退化特征參數，選用所述退化特征參數X(t)作為表征液體顆粒計數傳感器退化狀態的指標：

其中，S(t)代表t時刻的傳感器內部的狹縫面積，S₀代表狹縫的初始面積；

液體顆粒計數傳感器在非工作狀態下的貯存環境中發生自然退化，表現為液體顆粒計數傳感器貯存環境下狹縫面積發生形變；貯存溫度越高，液體顆粒計數傳感器狹縫材料的強度降低越快，加速液體顆粒計數傳感器狹縫面積形變比X(t)變化；

另一方面，液體顆粒計數傳感器在工作狀態下的主要退化形式表現為磨損，當被測油液通過傳感器時，油中固體顆粒會對液體顆粒計數傳感器內部狹縫造成損傷，溫度、流量是影響工作態下傳感器內部狹縫磨損速率的主要因素，即液體顆粒計數傳感器退化過程受被測油液溫度、流量的影響，被測油液的在其他條件不變的前提下，被測油液溫度越高、流量越大，狹縫磨損的速率越快，加速液體顆粒計數傳感器狹縫面積形變比X(t)變化；

分別開展液體顆粒計數傳感器在非工作狀態、工作狀態下的加速退化試驗，并收集退化影響因素對狹縫面積形變比影響程度的退化數據；在非工作狀態時所述退化影響因素為貯存環境溫度，在工作狀態時所述退化影響因素包括被測油液溫度、流量。

4.如權利要求3所述的一種用于液體顆粒計數傳感器的壽命預測方法，其特征在于：考慮實施加速退化試驗時環境因素的可控、可操作性，以及退化速率對環境因素的敏感度；在非工作狀態、工作狀態兩狀態下分別進行單應力加速退化試驗，工作狀態將被測油液流量作為加速應力，非工作狀態將貯存環境溫度作為加速應力，將液體顆粒計數傳感器樣品分組，開展分組恒定加速退化試驗(CSADT)；非工作狀態下的退化試驗后，收集退化影響因素貯存環境溫度對狹縫面積形變比影響程度的退化數據，工作狀態下的退化試驗后，收集退化影響因素油液流量對狹縫面積形變比影響程度的退化數據。