環(huán)保電子節(jié)能燈加速壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

摘要：提出一種利用加速壽命試驗(yàn)對(duì)環(huán)保型電子節(jié)能燈進(jìn)行壽命檢測(cè)的新方法。該方法采用威布爾分布函數(shù)描述其壽命分布，利用最小二乘法結(jié)合阿倫尼斯加速模型完成了對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析。試驗(yàn)和分析結(jié)果表明，該方法能極大縮短壽命檢測(cè)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了在短時(shí)間內(nèi)對(duì)正常應(yīng)力下環(huán)保型電子節(jié)能燈壽命的科學(xué)估計(jì)。
關(guān)鍵詞：環(huán)保型電子節(jié)能燈；加速壽命試驗(yàn)；威布爾分布；壽命評(píng)估

環(huán)保型電子節(jié)能燈，又稱為省電燈泡、電子燈泡、緊湊型熒光燈以及一體式熒光燈，是指將熒光燈與鎮(zhèn)流器(安定器)組合成一個(gè)整體的照明設(shè)備。隨著我國(guó)“綠色照明工程”的啟動(dòng)，環(huán)保型電子節(jié)能燈的普及程度越來越高。環(huán)保型電子節(jié)能燈是一種高可靠、長(zhǎng)壽命的電子產(chǎn)品，其壽命可達(dá)上萬小時(shí)。競(jìng)爭(zhēng)空前激烈的市場(chǎng)對(duì)環(huán)保型電子節(jié)能燈的可靠性要求越來越高。然而，在正常工作條件下進(jìn)行的壽命試驗(yàn)，在時(shí)間和經(jīng)費(fèi)上來說已成為企業(yè)的沉重負(fù)擔(dān)，在許多情況下，實(shí)際上不可能做這種試驗(yàn)，有的試驗(yàn)結(jié)果出來后，很可能產(chǎn)品已經(jīng)更新，失去了試驗(yàn)的意義。因此，迫切需要對(duì)環(huán)保型電子節(jié)能燈進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)，以期在較短時(shí)間內(nèi)知道環(huán)保型電子節(jié)能燈的壽命信息。但是，到目前為止，還未曾見到科學(xué)有效的加速壽命試驗(yàn)在這方面的研究報(bào)道。
恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)(簡(jiǎn)稱恒加)具有試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單、理論成熟、得到信息多、試驗(yàn)結(jié)果較為準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。鑒于此，對(duì)兩組環(huán)保型電子節(jié)能燈進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)，并結(jié)合威布爾分布函數(shù)和最小二乘法原理對(duì)環(huán)保型電子節(jié)能燈加速壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，完成了對(duì)環(huán)保型電子節(jié)能燈正常使用條件下的壽命估計(jì)。

1 試驗(yàn)方案與結(jié)果
根據(jù)環(huán)保型電子節(jié)能燈的發(fā)光原理，選擇溫度作為加速壽命試驗(yàn)的加速應(yīng)力，在保持失效機(jī)制不變的情況下選取T1=50℃(323．15 K)和T2=70℃(343．15 K)兩組應(yīng)力水平進(jìn)行恒加試驗(yàn)，試驗(yàn)采用完全壽命試驗(yàn)，直到該溫度應(yīng)力水平下的試驗(yàn)樣品全部失效為止。試驗(yàn)樣品失效時(shí)間記錄如表l所示。

2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
2．1 基本假定
假定1：在溫度加速應(yīng)力下，環(huán)保型電子節(jié)能燈的壽命服從兩參數(shù)威布爾分布，其分布函數(shù)為：

式中，mi為加速應(yīng)力Ti下的形狀參數(shù)，它直接影響著威布爾函數(shù)失效密度分布曲線的幾何形狀；ηi為加速應(yīng)力Ti下的特征壽命，它決定著失效密度分布曲線的陡度，也具體表示出環(huán)保型電子節(jié)能燈壽命的長(zhǎng)短。此假定表明，加速應(yīng)力水平的改變是不會(huì)改變壽命分布模型。
假定2：在各溫度加速應(yīng)力水平下，環(huán)保型電子節(jié)能燈的失效機(jī)理不變。由于威布爾分布的形狀參數(shù)反映失效機(jī)理，從數(shù)學(xué)角度上看就是形狀參數(shù)保持不變，因此有：

若各加速應(yīng)力水平下形狀參數(shù)的估計(jì)值分別為，那么形狀參數(shù)可根據(jù)假定2取加權(quán)平均：
式中，ni為該溫度加速應(yīng)力水平下試驗(yàn)樣品的總數(shù)。