一種光纖傳感系統(tǒng)一致性試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及產(chǎn)品可靠性工程技術(shù)，基于國際國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用于對產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計是否符合技術(shù)規(guī)范的一致性檢測方案。
【背景技術(shù)】
[0002]質(zhì)量控制管理技術(shù)從20世紀(jì)初開始，經(jīng)歷了質(zhì)量檢驗，統(tǒng)計質(zhì)量控制及全面質(zhì)量管理三個階段，到現(xiàn)今的質(zhì)量管理的國際化。2002年3月國際汽車特別工作組(IATF)在IS0/TC176的質(zhì)量管理和質(zhì)量保證技術(shù)委員會的支持下制定了《IS0/TS16949:2002質(zhì)量管理體系——對汽車生產(chǎn)和相關(guān)服務(wù)組織應(yīng)用IS09001:2000標(biāo)準(zhǔn)的特定要求》，SPC(Statistical Process Control)統(tǒng)計過程控制；MSA(Measurement System Analysis)測量系統(tǒng)分析作為其技術(shù)手冊被廣泛應(yīng)用質(zhì)量控制管理上。
[0003]產(chǎn)品認(rèn)證制度起源于20世紀(jì)初，是由第三方通過檢驗評定企業(yè)的質(zhì)量管理體系和樣品型式試驗來確認(rèn)企業(yè)的產(chǎn)品、過程或服務(wù)是否符合特定要求，是否具備持續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)要求產(chǎn)品的能力，并給予書面證明的程序。這種被國際上公認(rèn)的、有效的認(rèn)證方式已成為國際上通行的、用于產(chǎn)品安全、質(zhì)量、環(huán)保等特性評價、監(jiān)督和管理的有效手段。如UL美國保險商實驗室安全試驗和鑒定認(rèn)證、CE歐盟安全認(rèn)證、VDE德國電氣工程師協(xié)會認(rèn)證、中國CCC強制性廣品認(rèn)證。
[0004]目前，產(chǎn)品進行市場所需的相關(guān)產(chǎn)品認(rèn)證中，對產(chǎn)品的一致性有嚴(yán)格要求，但其一致性檢驗的方法往往只針對的是抽樣樣品，對于不同批次的產(chǎn)品的一致性控制仍存在風(fēng)險；而對于企業(yè)自身來說，產(chǎn)品的一致性是產(chǎn)品性能及質(zhì)量穩(wěn)定的保障，卻也質(zhì)量控制中的難點，控制好產(chǎn)品的一致性問題在很大程度上可以提升產(chǎn)品質(zhì)量及市場競爭力；而目前行業(yè)中，對于光纖傳感系統(tǒng)的一致性，或沒有詳細(xì)明確的檢驗方法，或是通過設(shè)定性能范圍來進行限定，從而不易發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品兩兩之間的差異性以及同一生產(chǎn)本身性能的波動度及穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的提供一種產(chǎn)品性能一致性的檢驗方案，采用對產(chǎn)品關(guān)鍵性能參數(shù)及指標(biāo)進行比對的方法，確定批量產(chǎn)生過程中加工的產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)件即作為參考標(biāo)準(zhǔn)的樣品(以下皆稱標(biāo)準(zhǔn)件)之間的參數(shù)指標(biāo)的偏差，并通過限定偏差范圍及偏差控制管理，使在批量生產(chǎn)過程中所加工的產(chǎn)品在限定范圍內(nèi)與標(biāo)準(zhǔn)件達到性能的一致性，從而確保所有批量生產(chǎn)的產(chǎn)品在性能方面達到一致性，從而一方面滿足產(chǎn)品認(rèn)證的需要，一方面提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是基于對光纖傳感系統(tǒng)的性能指標(biāo)的研究分析，制定出相應(yīng)的試驗方案，并根據(jù)試驗方案的要求對其所需的夾具、設(shè)備及材料進行標(biāo)準(zhǔn)化的選型和對整體試驗設(shè)備等的架設(shè)進行設(shè)計；再根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范的要求及運行試驗方法從批量生產(chǎn)的產(chǎn)品中篩選出符合要求的標(biāo)準(zhǔn)樣品即標(biāo)準(zhǔn)件，并將其性能指標(biāo)(即四個關(guān)鍵性能指標(biāo):原始數(shù)據(jù)波動幅度、響應(yīng)時間、定位精度和探測距離精確度)作參考；最后將批量生產(chǎn)產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)件進行性能比對來實現(xiàn)的。
[0007] —種光纖傳感系統(tǒng)產(chǎn)品一致性的檢測方法，其特征在于，該檢測方法包括有試驗條件設(shè)計階段、標(biāo)準(zhǔn)樣品選定階段和批量產(chǎn)品一致性檢測階段:
所述的試驗條件設(shè)計階段包括有夾具、設(shè)備及材料選型環(huán)節(jié)和設(shè)備架設(shè)環(huán)節(jié)，夾具、設(shè)備及材料選型環(huán)節(jié)包括:光纜、單模光纖、柵欄、實心鋼球、檔板、數(shù)據(jù)采集工控機和雙層屏蔽網(wǎng)線的具體型號和規(guī)格選擇；在所述的設(shè)備架設(shè)環(huán)節(jié)中:
a)將兩盤單模光纖的前端熔接上FC/APC接頭的單模尾纖，尾端分別熔接光纜的兩芯，并確保熔接后的單模光纖從FC/APC接頭至單模光纖與光纜熔接點處的長度4.8km±20cm ；
b)將光纜從單模光纖與光纜熔接點處開始，以正弦波形架設(shè)在柵欄上，確保架設(shè)在柵欄上的光纜長度不小于200m，其余部分盤起放置柵欄末側(cè)；
c)從單模光纖與光纜熔接點處計算，在柵欄上的光纜10m處及200m處分別固定上檔板，并確保檔板的中心點位置與柵欄上沿的垂直高度為Im ；
d)將兩個帶有長度Im以上線繩的實心鋼球分別固定在柵欄的上沿，實心鋼球重量為
0.5kg，固定點位置分別與兩只檔板的中心位置垂直，并確保實心鋼球的中心點與固定點的長度為Im ；
e)將待測樣品接入AC220V電源，用雙層屏蔽網(wǎng)線連接數(shù)據(jù)采集工控機，并將兩盤單模光纖的FC/APC接頭分別接到待測樣品兩個光信號輸出端口上，待測樣品指待檢查的產(chǎn)品或標(biāo)準(zhǔn)件；
在標(biāo)準(zhǔn)樣品選定階段包括有試驗方法設(shè)定和標(biāo)準(zhǔn)件篩選，其中試驗方法包括有設(shè)定試驗條件、檢查原始數(shù)據(jù)、試驗響應(yīng)時間、試驗定位精度和試驗探測距離精確度；試驗條件是指試驗均在正常條件下進行，下列條件定義為正常條件:環(huán)境溫度為15°C?30°C，相對溫度為5%?75%，大氣壓力為86?106kpa ；
檢查原始數(shù)據(jù)需要先按照上述設(shè)備架設(shè)方案架設(shè)試驗系統(tǒng)，再開啟待測樣品與數(shù)據(jù)采集工控機，設(shè)定數(shù)據(jù)采集工控機的IP地址與待測樣品相匹配，待二者通信正常后開啟監(jiān)測軟件；最后運行穩(wěn)定后打開監(jiān)測軟件中原始數(shù)據(jù)波形圖，原始數(shù)據(jù)曲線應(yīng)波動均勻，波動范圍 F 應(yīng)在 δΟΟΟ (l±100)Hz ?7OOO (I± 100) Hz 之間，波動幅度 f 彡 ± 100 HzWPf=Fr限-5000 或 F上限-7000 ( ± 10Hz)；
試驗響應(yīng)時間需要先按照上述設(shè)備架設(shè)方案架設(shè)試驗系統(tǒng)，再開啟待測樣品與數(shù)據(jù)采集工控機，設(shè)定數(shù)據(jù)采集工控機的IP地址與待測樣品相匹配，待二者通信正常后開啟監(jiān)測軟件，然后任選一個固定在柵欄上的金屬鋼球，將其以鋼球中心位置與固定點位置距離為半徑，沿垂直方向抬起至柵欄上沿水平位置，自由釋放金屬鋼球使其做單擺運動，并沿垂直方向沖擊在檔板上；用精度為0.1s的秒表記錄從自由釋放鋼球到監(jiān)測軟件出現(xiàn)干擾信號的時間，得響應(yīng)時間t=T- 2 Π (l/g)A^ T-1，其t為響應(yīng)時間，T為從自由釋放金屬鋼球到軟件出現(xiàn)干擾信號的總時間，I為單擺擺長lm，g為重力加速度取9.8m/s ;重復(fù)操作5次，記錄每次t值；換另一個固定在柵欄上的金屬鋼球，重復(fù)步驟上述操作；最后取10次t值中最大值作為響應(yīng)時間；
試驗定位精度需要先按照上述設(shè)備架設(shè)方案架設(shè)試驗系統(tǒng)，再開啟待測樣品與數(shù)據(jù)采集工控機，設(shè)定數(shù)據(jù)采集工控機的IP地址與待測樣品相匹配，待二者通信正常后開啟監(jiān)測軟件，然后任選一個固定在柵欄上的金屬鋼球，將其以金屬鋼球中心位置與固定點位置距離為半徑，沿垂直方向抬起至柵欄上沿水平位置，自由釋放鋼球使其做單擺運動，并沿垂直方向沖擊在檔板上，記錄監(jiān)測軟件中干擾信號的位置坐標(biāo)A ;選擇另一個固定在柵欄上的金屬鋼球重復(fù)進行沖擊操作，記錄監(jiān)測軟件中干擾信號的位置坐標(biāo)B ;計算定位精定ω = |Α-Β|-100 ;重復(fù)上述操作5次，取5次ω的最大值作為定位精度；
試驗探測距離精確度需要先按照上述設(shè)備架設(shè)方案架設(shè)試驗系統(tǒng)，再開啟待測樣品與數(shù)據(jù)采集工控機，設(shè)定數(shù)據(jù)采集工控機的IP地址與待測樣品相匹配，待二者通信正常后開啟監(jiān)測軟件，然后選固定在柵欄上的光纜200m處檔板所對應(yīng)的金屬鋼球，將其以鋼球中心位置與固定點位置距離為半徑，沿垂直方向抬起至柵欄上沿水平位置，自由釋放鋼球使其做單擺運動，并沿垂直方向沖擊在檔板上，記錄監(jiān)測軟件中干擾信號的位置坐標(biāo)X ;重復(fù)上述操作5次，取5次X的最大值作為探測距離，計算探測距離精確度X= I X-5000 I ；
標(biāo)準(zhǔn)件篩選包括如下操作:選擇不少于10臺的同一批生產(chǎn)的合格產(chǎn)品，用不少于3個測試人員，對每臺樣品進行至少10次檢驗，檢驗包括原始數(shù)據(jù)檢查、響應(yīng)時間試驗、定位精度試驗及探測距離試驗，記錄所有數(shù)據(jù)，用xbar-R控制圖分析法對每一臺樣品每項試驗的所有數(shù)據(jù)進行分析，從而篩選出一臺樣品作為標(biāo)準(zhǔn)件，其性能參數(shù)要求如下:10次檢驗中性能參數(shù)最穩(wěn)定；原始數(shù)據(jù)波動范圍:F在5000 (IilOO)Hz?7000 (I± 100)Hz之間，且波動幅度f值最??；響應(yīng)時間:t彡2.8s且t值最??；定位精度:ω彡9m且ω值最?。惶綔y距離精確度:x < 9m且X值最??；
所述的批量產(chǎn)品一致性檢測階段包括有性能偏差范圍設(shè)定環(huán)節(jié)和待測樣品一致性檢查環(huán)節(jié):性能偏差范圍設(shè)定環(huán)節(jié)中將篩選的標(biāo)準(zhǔn)件的各項試驗的數(shù)據(jù)，用xbar-R控制圖分析法分析出的其均值作為性能偏差的參考值并進行存檔備案，各參數(shù)表示如下:原始數(shù)據(jù)波動幅度的參考值;響應(yīng)時間的參考值:t參;定位精度的參考值:ω參;探測距尚精確度的參考值:Χ#;待測樣品的各項試驗的數(shù)據(jù)作為測量值表示如下:原始數(shù)據(jù)波動幅度的測量值:f#;響應(yīng)時間的測量值:t#;定位精度的測量值:ω 探測距離精確度的測量值:X樣;性能偏差指待測樣品的各項試驗數(shù)據(jù)測量值與參考值之間的差；性能偏差的表示及范圍設(shè)定如下:原始數(shù)據(jù)波動幅度的性能偏差:Af= f# -f# ^ ±100Hz ;響應(yīng)時間的性能偏差:At= t樣-t參彡±0.2s ;定位精度的性能偏差Λω = ω樣-ω參彡± Im;探測距離精確度的性能偏差Δ X= X樣-X參彡± Im ;