（廣東出入境檢驗(yàn)檢疫局 檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，廣東 廣州 510623）

一種自動(dòng)電飯鍋可靠性試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)

姜 華 黃成柏 司念朋

（廣東出入境檢驗(yàn)檢疫局 檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，廣東 廣州 510623）

根據(jù)GB/T 24986.1-2010《家用和類似用途電器可靠性評(píng)價(jià)方法 第1部分：通用要求》和QB/T 3899-1999《自動(dòng)電飯鍋》標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)電飯鍋可靠性試驗(yàn)裝置?？赏ㄟ^對(duì)電飯鍋主加熱器試驗(yàn)、控溫器試驗(yàn)和附加電熱元件的耐久性試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電飯鍋的可靠性評(píng)價(jià)。

自動(dòng)電飯鍋；可靠性試驗(yàn)

可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力[1]，我國(guó)2010年8月9日發(fā)布的GB/T 24986.1-2010《家用和類似用途電器可靠性評(píng)價(jià)方法第1部分：通用要求》及其系列特標(biāo)，為家用電器的可靠性評(píng)價(jià)提供了指導(dǎo)。盡管目前GB/T 24986只有電冰箱、洗衣機(jī)、房間空氣調(diào)節(jié)器等產(chǎn)品的特殊標(biāo)準(zhǔn)，但在該通標(biāo)的指導(dǎo)下越來越多的家用電器產(chǎn)品可結(jié)合性能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行其可靠性評(píng)價(jià)。

1 自動(dòng)電飯鍋可靠性評(píng)價(jià)的參數(shù)和指標(biāo)的確定

QB/T 3899-1999《自動(dòng)電飯鍋》條款2.6對(duì)其耐用性要求如下：[3]

電飯鍋經(jīng)過下列試驗(yàn)后應(yīng)能正常使用，表面保護(hù)層不應(yīng)出現(xiàn)剝落、剝離或起泡現(xiàn)象。主加熱器經(jīng)受500周期的快速試驗(yàn)；控溫器工作30 000次；附加電熱元件經(jīng)受500周期的快速試驗(yàn)。

條款3.6對(duì)其耐用性試驗(yàn)進(jìn)行了要求，分別為：主加熱器快速試驗(yàn)、控溫器試驗(yàn)和附加電熱元件快速試驗(yàn)。

1.1 主加熱器快速試驗(yàn)。閉合煮飯回路，向內(nèi)鍋加入額定容積80%的水，以1.2倍的額定電壓連續(xù)通電30min、停電10min，如此操作500周期使累計(jì)通電時(shí)間為250±2.5h，因蒸發(fā)使鍋內(nèi)的水量降到額定容積的50%時(shí)，應(yīng)補(bǔ)加水，使水量仍達(dá)到額定容積的80%。

1.2 控溫器試驗(yàn)。將電飯鍋的鍋蓋和內(nèi)鍋取下，使主加熱器通過控溫器的常閉觸點(diǎn)接通電源，施加額定電壓，待控溫器動(dòng)作切斷主加熱器電源時(shí)，可用強(qiáng)制降溫方法使控溫器盡快重新接通電源。以觸點(diǎn)一通一斷為一周期，累計(jì)進(jìn)行30 000周期。

1.3 附加電熱元件快速試驗(yàn)。對(duì)用附加電熱元件保溫的電飯鍋，向內(nèi)鍋加入70℃的熱水達(dá)內(nèi)鍋額定有效容積的80%，附加電熱元件按1.2倍的額定試驗(yàn)電壓連續(xù)通電30min、斷電10min，為一個(gè)周期，共進(jìn)行500周期試驗(yàn)。在試驗(yàn)中當(dāng)內(nèi)鍋水量減少至內(nèi)鍋額定容積50%左右時(shí)，應(yīng)補(bǔ)充70℃熱水達(dá)內(nèi)鍋額定內(nèi)容80%左右。

根據(jù)GB/T 24986.1對(duì)耐久性的定義：“產(chǎn)品在規(guī)定的使用與維修條件下，直到極限狀態(tài)前完成規(guī)定功能的能力。產(chǎn)品的極限狀態(tài)可以由使用壽命的終止、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上已不適宜等來表征。”且條款在“8.1電器產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)安排”指出，電器的可靠性試驗(yàn)可與電器的耐久性試驗(yàn)結(jié)合進(jìn)行。[2]因此，可以認(rèn)為QB/T 3899-1999對(duì)自動(dòng)電飯鍋要求的主加熱器快速試驗(yàn)、控溫器試驗(yàn)和附加電熱元件快速試驗(yàn)屬于一種快速壽命試驗(yàn)，且三個(gè)試驗(yàn)間的關(guān)系為串聯(lián)系統(tǒng)。

2 自動(dòng)電飯鍋可靠性試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)

本自動(dòng)電飯鍋可靠性試驗(yàn)裝置分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。

硬件系統(tǒng)完成自動(dòng)電飯鍋耐久性檢測(cè)操作的執(zhí)行，詳見圖1。PC通過RS232接口與PLC通訊，形成上位機(jī)控制端。PLC通過RS232接口與三臺(tái)電參數(shù)分析儀通訊，讀取試驗(yàn)中電飯鍋的電流、電壓、功率等參數(shù)；同時(shí)PLC控制氣動(dòng)試驗(yàn)、內(nèi)鍋模擬銅塊、強(qiáng)制冷卻風(fēng)扇等機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按照QB/T 3899-1999標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行試驗(yàn)操作。

圖1 硬件系統(tǒng)

軟件系統(tǒng)可完成上述三個(gè)功能模塊施行的試驗(yàn)的設(shè)定、控制、記錄和調(diào)用，詳見圖2，采用LabVIEW圖形化編輯語言G編寫，LabVIEW提供很多外觀與傳統(tǒng)儀器（如示波器、萬用表）類似的控件，可用來方便地創(chuàng)建用戶界面。軟件能控制、記錄自動(dòng)電飯鍋耐久性檢測(cè)的整個(gè)試驗(yàn)過程，可同時(shí)顯示時(shí)間與功率、電流曲線。

圖2 軟件系統(tǒng)

3 自動(dòng)電飯鍋可靠度的計(jì)算

在實(shí)際使用中，自動(dòng)電飯鍋的主加熱器、控溫器和附加電熱元件一旦發(fā)生故障，使用者通常不會(huì)進(jìn)行修理而丟棄該產(chǎn)品，生產(chǎn)、銷售企業(yè)亦無維修業(yè)務(wù)。因此在對(duì)自動(dòng)電飯鍋進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)時(shí)，定義其屬于不可修復(fù)產(chǎn)品。在自動(dòng)電飯鍋可靠性分析過程中，原則上將整機(jī)與零部件之間的可靠性傳遞關(guān)系，按串聯(lián)系統(tǒng)考慮，對(duì)于存在串聯(lián)關(guān)系的部件組成的整機(jī)或子系統(tǒng)可靠性可按下式計(jì)算：[4]

式中：R——由若干零部件以串聯(lián)方式連接的系統(tǒng)的可靠度；Ri——構(gòu)成系統(tǒng)的零部件1、2、3···i···n的可靠度。

由公式（1）可得出以下關(guān)系：

式中：θL——由若干零部件以串聯(lián)方式連接的系統(tǒng)無故障工作時(shí)間下限值；θLi——構(gòu)成系統(tǒng)的零部件1、2、3···i···n的無故障時(shí)間下限值。

按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證規(guī)則和許可證管理規(guī)則等規(guī)定的耐久性試驗(yàn)要求，在耐久性試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，可靠度R≥0.90。

4 結(jié)束語

GB/T 24986.1-2010建立了家用電器的可靠性指標(biāo)體系是進(jìn)行可靠性管理的基礎(chǔ)工作，可靠性指標(biāo)體系包括整機(jī)和零部件的可靠性指標(biāo)。整機(jī)的使用壽命可以依據(jù)保修期內(nèi)允許的故障率限值確定；可靠性指標(biāo)的符合性判定，依據(jù)置信區(qū)間的下限值確定；零部件的可靠性要求，應(yīng)依據(jù)可靠性分配結(jié)果確定。本文以GB/T 24986.1-2010指導(dǎo)，結(jié)合QB/T 3899-1999設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)電飯鍋可靠性評(píng)價(jià)裝置，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)和檢測(cè)機(jī)構(gòu)提供了參考。

[1]韓敏.中國(guó)家電可靠性標(biāo)準(zhǔn)將逐步完善[J].標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證，2010（1）：60－61.

[2]GB/T 24986.1-2010,家用和類似用途電器可靠性評(píng)價(jià)方法第1部分：通用要求[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010.

[3]QB/T 3899-1999,自動(dòng)電飯鍋[S].北京：輕工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化編輯出版委員會(huì),1999.

[4]黃遜青.家用電器產(chǎn)品可靠性指標(biāo)確定方法探討[J].家電科技，2011（11）：51－53.

TU317

A

1003-5168(2014)01-0123-02

國(guó)家質(zhì)檢總局科技項(xiàng)目(2012IK087)。

姜華（1976—），男，重慶人，高級(jí)工程師，工作于廣東出入境檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，從事進(jìn)出口電子電氣產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)工作。