專利名稱：基于故障樹分析的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路可靠性預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光源驅(qū)動(dòng)電路可靠性預(yù)測(cè)方法，具體涉及基于故障樹分析的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路可靠性預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
光纖陀螺是一種新型的具有廣闊應(yīng)用前景的全固態(tài)慣性儀表，其潛在精度幾乎覆蓋了傳統(tǒng)機(jī)電式陀螺的大部分應(yīng)用領(lǐng)域。它是一種速率陀螺，是敏感相對(duì)于慣性空間運(yùn)動(dòng)的裝置。光纖陀螺無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，具有壽命長(zhǎng)、質(zhì)量輕、體積小、功耗小、測(cè)量范圍大、可快速啟動(dòng)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活、生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)?？蓱?yīng)用于海、陸、空、天等各種領(lǐng)域，如水面艦船、水下航行器、車輛、導(dǎo)彈、飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星等。隨著光纖陀螺的使用的范圍的擴(kuò)大和人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量越來(lái)越重視，對(duì)光纖陀螺的要求就越來(lái)越高，不僅對(duì)光纖陀螺精度提出了更高的要求，而且對(duì)光纖陀螺的可靠性做出了嚴(yán)格的要求。光纖陀螺是以光學(xué)器件和電子器件為主的一種光電儀表，其中隨著時(shí)間推移會(huì)導(dǎo)致光學(xué)器件和電子器件的性能發(fā)生退化，如光源的功率發(fā)生退化，中心波長(zhǎng)穩(wěn)定性紊亂等失效機(jī)理，導(dǎo)致光纖陀螺產(chǎn)生漂移和功能退化。這些因素的產(chǎn)生對(duì)光纖陀螺的使用產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，光纖陀螺的使用壽命及可靠度對(duì)光纖陀螺的應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)具有重要意義，因此需要對(duì)光纖陀螺進(jìn)行壽命及可靠度的分析。光源是光纖陀螺的重要部件，光源故障率是引起的光纖陀螺故障的原因之一，另夕卜，對(duì)光纖陀螺外場(chǎng)故障信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，光源故障占光纖陀螺故障的57%，是光纖陀螺所有故障中所占比例最大的一個(gè)，是其壽命的致命弱點(diǎn)，摻鉺光纖光源的驅(qū)動(dòng)電路的可靠性是其穩(wěn)定運(yùn)行的保證。摻鉺光纖驅(qū)動(dòng)電路作為光源的動(dòng)力來(lái)源，對(duì)光纖陀螺的使用壽命預(yù)測(cè)有著重要的意義。目前并沒(méi)有對(duì)摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路的可靠性預(yù)測(cè)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決目前并沒(méi)有對(duì)摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路的可靠性預(yù)測(cè)的方法，無(wú)法預(yù)測(cè)光纖陀螺的使用壽命的問(wèn)題，從而提出了基于故障樹分析的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路可靠性預(yù)測(cè)方法?；诠收蠘浞治龅膿姐s光纖光源驅(qū)動(dòng)電路可靠性預(yù)測(cè)方法，它包括下述步驟:步驟一、根據(jù)演繹法建立摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路故障樹；所述的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路故障樹包括摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路故障頂事件、功率檢測(cè)電路故障中間事件、恒流源驅(qū)動(dòng)電路故障中間事件、溫度檢測(cè)電路故障中間事件和熱電制冷器驅(qū)動(dòng)電路故障中間事件，所述的功率檢測(cè)電路故障中間事件包括:無(wú)信號(hào)輸出底事件，噪聲電壓變大底事件和電壓輸出異常底事件；恒流源驅(qū)動(dòng)電路故障中間事件包括:恒流源無(wú)電流輸出底事件和恒流源電流輸出異常底事件;
溫度檢測(cè)電路故障中間事件包括:電壓輸出異常底事件和無(wú)電壓輸出底事件；熱電制冷器驅(qū)動(dòng)電路故障中間事件包括:TEC無(wú)電流流過(guò)底事件和TEC電壓輸出異常底事件，步驟二、根據(jù)步驟一所述的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路故障樹對(duì)摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行檢測(cè)；步驟三、對(duì)摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路中使用的元器件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分類，根據(jù)光源的使用環(huán)境下的溫度為33°C在GJB/Z299C — 2006《電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)》獲得質(zhì)量系數(shù)和通用失效率，步驟四、根據(jù)步驟三中獲得質(zhì)量系數(shù)和通用失效率，通過(guò)公式(I)獲得摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路的總失效率:
權(quán)利要求
1.基于故障樹分析的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路可靠性預(yù)測(cè)方法，其特征在于:它包括下述步驟: 步驟一、根據(jù)演繹法建立摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路故障樹； 所述的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路故障樹包括摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路故障頂事件、功率檢測(cè)電路故障中間事件、恒流源驅(qū)動(dòng)電路故障中間事件、溫度檢測(cè)電路故障中間事件和熱電制冷器驅(qū)動(dòng)電路故障中間事件， 所述的功率檢測(cè)電路故障中間事件包括:無(wú)信號(hào)輸出底事件，噪聲電壓變大底事件和電壓輸出異常底事件； 恒流源驅(qū)動(dòng)電路故障中間事件包括:恒流源無(wú)電流輸出底事件和恒流源電流輸出異常底事件； 溫度檢測(cè)電路故障中間事件包括:電壓輸出異常底事件和無(wú)電壓輸出底事件； 熱電制冷器驅(qū)動(dòng)電路故障中間事件包括:TEC無(wú)電流流過(guò)底事件和TEC電壓輸出異常底事件， 步驟二、根據(jù)步驟一所述的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路故障樹對(duì)摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行檢測(cè)； 步驟三、對(duì)摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路中使用的元器件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分類，根據(jù)光源的使用環(huán)境下的溫度為33°C在GJB/Z299C — 2006《電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)》獲得質(zhì)量系數(shù)和通用失效率； 步驟四、根據(jù)步驟三中獲得質(zhì)量系數(shù)和通用失效率，通過(guò)公式(I)獲得摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路的總失效率:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于故障樹分析的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路可靠性預(yù)測(cè)方法，其特征在于:步驟二所述的根據(jù)摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路故障樹對(duì)摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行檢測(cè)的具體過(guò)程為: 當(dāng)光源的輸出的光功率為8mW 10mW，光源輸出光的中心波長(zhǎng)穩(wěn)定性〈lOppm時(shí)，摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路正常運(yùn)行； 當(dāng)光源的輸出的光功率超出8mW IOmW范圍時(shí)，為摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路故障頂事件; 當(dāng)光源輸出功率大于IOmW時(shí)，為功率檢測(cè)電路故障中間事件，對(duì)光源輸出功率進(jìn)行檢 測(cè)； 當(dāng)光源輸出功率小于8mW或無(wú)輸出功率時(shí)，為恒流源驅(qū)動(dòng)電路故障中間事件，對(duì)光源輸出進(jìn)行檢測(cè)； 當(dāng)光源輸出光的中心波長(zhǎng)穩(wěn)定性在IOppm 15ppm范圍時(shí),為溫度檢測(cè)電路故障中間事件，對(duì)光源輸出光的中心波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)； 當(dāng)光源輸出光的中心波長(zhǎng)穩(wěn)定性在大于15ppm時(shí),為熱電制冷器驅(qū)動(dòng)電路故障中間事件，對(duì)光源輸出光的中心波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于故障樹分析的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路可靠性預(yù)測(cè)方法，其特征在于:當(dāng)光源輸出功率大于IOmW時(shí)，為功率檢測(cè)電路故障中間事件，對(duì)光源輸出功率進(jìn)行檢測(cè)的具體過(guò)程為: 當(dāng)光源輸出功率降低時(shí)，為無(wú)信號(hào)輸出底事件； 當(dāng)光源輸出功率升高時(shí)，為噪聲電壓變大底事件； 當(dāng)光源輸出功率不停的變動(dòng)時(shí)，為電壓輸出異常底事件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于故障樹分析的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路可靠性預(yù)測(cè)方法，其特征在于:當(dāng)光源輸出功率小于SmW或無(wú)輸出功率時(shí)，為恒流源驅(qū)動(dòng)電路故障中間事件，對(duì)光源輸出進(jìn)行檢測(cè)的具體過(guò)程為: 當(dāng)無(wú)光源輸出時(shí)，為恒流源無(wú)電流輸出底事件； 當(dāng)光源輸出光功率上下波動(dòng)時(shí)，為恒流源電流輸出異常底事件。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于故障樹分析的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路可靠性預(yù)測(cè)方法，其特征在于:當(dāng)光源輸出光的中心波長(zhǎng)穩(wěn)定性在IOppm 15ppm范圍時(shí),為溫度檢測(cè)電路故障中間事件，對(duì)光源輸出光的中心波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)的具體過(guò)程為: 當(dāng)光源輸出光的中心波長(zhǎng)變大時(shí)，為無(wú)電壓輸出底事件， 當(dāng)光源輸出光的中心波長(zhǎng)上下波動(dòng)時(shí)，為電壓輸出異常底事件。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于故障樹分析的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路可靠性預(yù)測(cè)方法，其特征在于:當(dāng)光源輸出光的中心波長(zhǎng)穩(wěn)定性在大于15ppm,為熱電制冷器驅(qū)動(dòng)電路故障中間事件，對(duì)光源輸出光的中心波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)的具體過(guò)程為: 當(dāng)光源輸出光的中心波長(zhǎng)變大時(shí)，為TEC無(wú)電流流過(guò)底事件；當(dāng)光源輸出光的中心波長(zhǎng)上下波動(dòng)時(shí)，為TEC電壓輸出異常底事件。
全文摘要
基于故障樹分析的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路可靠性預(yù)測(cè)方法，涉及基于故障樹分析的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路可靠性預(yù)測(cè)方法。本發(fā)明為了解決目前并沒(méi)有對(duì)摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路的可靠性預(yù)測(cè)的方法，無(wú)法預(yù)測(cè)光纖陀螺的使用壽命的問(wèn)題。該方法為根據(jù)演繹法建立摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路故障樹；根據(jù)摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路故障樹對(duì)摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行檢測(cè)；對(duì)摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路中使用的元器件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分類，在《電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)》獲得質(zhì)量系數(shù)和通用失效率；根據(jù)獲得質(zhì)量系數(shù)和通用失效率，獲得的摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路的可靠度、失效概率密度和平均壽命即表示待測(cè)摻鉺光纖光源驅(qū)動(dòng)電路可靠性。本發(fā)明應(yīng)用于海、陸和空等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G06F19/00GK103198212SQ20131008368
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者黃平, 吳磊, 高偉, 吳振國(guó) 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)