基于性能退化数据拟合的氧分压传感器毒化寿命评估方法与流程

本发明涉及传感器性能评估，尤其涉及一种基于性能退化数据拟合的氧分压传感器毒化寿命评估方法。

背景技术：

1、氧分压传感器是载人航天、战斗机、潜艇等装备生命保障系统的关键装置，用于测量供给人员呼吸氧气的氧分压，是表征装备及人员供氧安全的关键参数指标，因此，氧分压传感器的工作可靠性直接关系人员的生命安全。通过研究发现，氧分压传感器工作时，片芯温度高达700℃～750℃，高温片芯对外部的pb、si、卤素等有毒物质极为敏感，传感器在受到这些有毒物质侵入后，测量得到的氧分压浓度会逐渐偏离正常水平，呈现出退化趋势。

2、因此，亟需一种能够用于精准预测评估氧分压传感器毒化寿命的方法。

技术实现思路

1、针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于性能退化数据拟合的氧分压传感器毒化寿命评估方法，能够准确预估氧分压传感器的工作寿命。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种基于性能退化数据拟合的氧分压传感器毒化寿命评估方法，包括步骤：

3、基于氧分压传感器的电极毒化故障模式和退化机理，分析确定所述氧分压传感器毒化退化的影响因素；

4、确定所述氧分压传感器的毒化退化试验设计的参数信息，并基于所述影响因素构建对应的氧分压传感器毒化退化试验装置；其中，所述参数信息至少包括试验要求、试验条件、故障判据、待测传感器数量以及测试点时间；

5、通过所述氧分压传感器毒化退化试验装置进行氧分压传感器毒化退化试验，以获取试验过程监测数据；

6、对所述试验过程监测数据进行拟合，建立用于描述所述氧分压传感器性能随时间变化的退化模型；

7、通过所述退化模型对待测氧分压传感器进行毒化退化寿命评估。

8、进一步的，所述氧分压传感器毒化退化试验装置包括温度环境试验箱和内置于所述温度环境试验箱中的毒化试验箱，在所述毒化试验箱中设有至少一氧分压传感器试验件以及基于所述影响因素制成的毒化物质，所述氧分压传感器试验件与所述温度环境试验箱外的氧分压传感器测试板卡和工作电源连接；

9、其中，若所述毒化物质为固态物质或液态物质，则将所述毒化物质放置于所述毒化试验箱中；若所述毒化物质为气态物质，则在所述毒化试验箱上设置用于输送所述毒化物质的进气口和出气口。

10、进一步的，所述毒化物质包括固态物质、液态物质以及气态物质；

11、通过所述氧分压传感器毒化退化试验装置进行氧分压传感器毒化退化试验的步骤包括：

12、将所述氧分压传感器试验件、固态毒化物质和液态毒化物质放置于所述毒化试验箱中；

13、将所述温度试验箱内的环境温度由室温升高至所述试验条件制定的试验温度，并保持温度稳定30分钟；

14、通过所述进气口向所述毒化试验箱输送气态毒化物质，并在30分钟后停止进气；

15、维持所述温度试验箱内温度在所述试验温度，持续24小时；

16、将所述温度试验箱内环境温度降至室温，保持30分钟后，向所述毒化试验箱中连续通入30分钟的压缩空气后，调小所述压缩空气流量；

17、开启所述氧分压传感器测试板卡和所述工作电源，将所述工作电源的电源电压调至规定值，通电计时3分钟后，读取所述氧分压传感器测试板卡上的氧分压值并记录，关闭所述工作电源并停止通入压缩空气；

18、根据所述测试点时间，重复执行氧分压传感器毒化退化试验，直至所述试验条件制定的试验时间，获得记录的试验过程监测数据。

19、进一步的，所述通过所述退化模型对待测氧分压传感器进行毒化退化寿命评估的步骤包括：

20、基于所述退化模型获取待测氧分压传感器的退化预测数据；

21、根据所述退化预测数据计算性能裕度，获得对应的评估结果。

22、进一步的，所述毒化物质包括含硅毒化物、含硫毒化物、含铅毒化物、含卤素毒化物以及盐溶液的水蒸气、一氧化碳和氢气。

23、本发明所述的基于性能退化数据拟合的氧分压传感器毒化寿命评估方法，基于氧分压传感器性能参数逐渐退化失效的这一特点，通过设计氧分压传感器毒化试验，观测记录传感器氧分压测量值随时间的变化，拟合建立产品退化模型，利用退化模型预估在产品在寿命末期的性能参数数据，判断产品是否失效，从而判断其是否满足使用寿命要求或给出其工作寿命预计值。

技术特征：

1.一种基于性能退化数据拟合的氧分压传感器毒化寿命评估方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的基于性能退化数据拟合的氧分压传感器毒化寿命评估方法，其特征在于，所述氧分压传感器毒化退化试验装置包括温度环境试验箱和内置于所述温度环境试验箱中的毒化试验箱，在所述毒化试验箱中设有至少一氧分压传感器试验件以及基于所述影响因素制成的毒化物质，所述氧分压传感器试验件与所述温度环境试验箱外的氧分压传感器测试板卡和工作电源连接；

3.根据权利要求2所述的基于性能退化数据拟合的氧分压传感器毒化寿命评估方法，其特征在于，所述毒化物质包括固态物质、液态物质以及气态物质；

4.根据权利要求1所述的基于性能退化数据拟合的氧分压传感器毒化寿命评估方法，其特征在于，所述通过所述退化模型对待测氧分压传感器进行毒化退化寿命评估的步骤包括：

5.根据权利要求2所述的基于性能退化数据拟合的氧分压传感器毒化寿命评估方法，其特征在于，所述毒化物质包括含硅毒化物、含硫毒化物、含铅毒化物、含卤素毒化物以及盐溶液的水蒸气、一氧化碳和氢气。

技术总结
本发明提供了一种基于性能退化数据拟合的氧分压传感器毒化寿命评估方法，基于氧分压传感器的电极毒化故障模式和退化机理，分析确定氧分压传感器毒化退化的影响因素；确定所述氧分压传感器的毒化退化试验设计的参数信息，并基于所述影响因素构建对应的氧分压传感器毒化退化试验装置；通过氧分压传感器毒化退化试验装置进行氧分压传感器毒化退化试验，以获取试验过程监测数据；对试验过程监测数据进行拟合，建立用于描述氧分压传感器性能随时间变化的退化模型；通过退化模型对待测氧分压传感器进行毒化退化寿命评估。如此，本发明能够预估氧分压传感器在寿命末期的性能参数数据，判断氧分压传感器是否满足使用寿命要求，可获得工作寿命预计值。

技术研发人员：苏新明,秦泰春,周月阁,马腾飞,胡芳,刘文根,李树鹏,郭威,郑会明
受保护的技术使用者：北京卫星环境工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/8/21