一种自动电饭锅可靠性试验装置的设计

（广东出入境检验检疫局 检验检疫技术中心，广东 广州 510623）

一种自动电饭锅可靠性试验装置的设计

姜 华 黄成柏 司念朋

（广东出入境检验检疫局 检验检疫技术中心，广东 广州 510623）

根据GB/T 24986.1-2010《家用和类似用途电器可靠性评价方法 第1部分：通用要求》和QB/T 3899-1999《自动电饭锅》标准要求，设计了一种自动电饭锅可靠性试验装置。可通过对电饭锅主加热器试验、控温器试验和附加电热元件的耐久性试验，实现自动电饭锅的可靠性评价。

自动电饭锅；可靠性试验

可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力[1]，我国2010年8月9日发布的GB/T 24986.1-2010《家用和类似用途电器可靠性评价方法第1部分：通用要求》及其系列特标，为家用电器的可靠性评价提供了指导。尽管目前GB/T 24986只有电冰箱、洗衣机、房间空气调节器等产品的特殊标准，但在该通标的指导下越来越多的家用电器产品可结合性能标准进行其可靠性评价。

1 自动电饭锅可靠性评价的参数和指标的确定

QB/T 3899-1999《自动电饭锅》条款2.6对其耐用性要求如下：[3]

电饭锅经过下列试验后应能正常使用，表面保护层不应出现剥落、剥离或起泡现象。主加热器经受500周期的快速试验；控温器工作30 000次；附加电热元件经受500周期的快速试验。

条款3.6对其耐用性试验进行了要求，分别为：主加热器快速试验、控温器试验和附加电热元件快速试验。

1.1 主加热器快速试验。闭合煮饭回路，向内锅加入额定容积80%的水，以1.2倍的额定电压连续通电30min、停电10min，如此操作500周期使累计通电时间为250±2.5h，因蒸发使锅内的水量降到额定容积的50%时，应补加水，使水量仍达到额定容积的80%。

1.2 控温器试验。将电饭锅的锅盖和内锅取下，使主加热器通过控温器的常闭触点接通电源，施加额定电压，待控温器动作切断主加热器电源时，可用强制降温方法使控温器尽快重新接通电源。以触点一通一断为一周期，累计进行30 000周期。

1.3 附加电热元件快速试验。对用附加电热元件保温的电饭锅，向内锅加入70℃的热水达内锅额定有效容积的80%，附加电热元件按1.2倍的额定试验电压连续通电30min、断电10min，为一个周期，共进行500周期试验。在试验中当内锅水量减少至内锅额定容积50%左右时，应补充70℃热水达内锅额定内容80%左右。

根据GB/T 24986.1对耐久性的定义：“产品在规定的使用与维修条件下，直到极限状态前完成规定功能的能力。产品的极限状态可以由使用寿命的终止、经济和技术上已不适宜等来表征。”且条款在“8.1电器产品可靠性试验安排”指出，电器的可靠性试验可与电器的耐久性试验结合进行。[2]因此，可以认为QB/T 3899-1999对自动电饭锅要求的主加热器快速试验、控温器试验和附加电热元件快速试验属于一种快速寿命试验，且三个试验间的关系为串联系统。

2 自动电饭锅可靠性试验装置的设计

本自动电饭锅可靠性试验装置分为硬件系统和软件系统。

硬件系统完成自动电饭锅耐久性检测操作的执行，详见图1。PC通过RS232接口与PLC通讯，形成上位机控制端。PLC通过RS232接口与三台电参数分析仪通讯，读取试验中电饭锅的电流、电压、功率等参数；同时PLC控制气动试验、内锅模拟铜块、强制冷却风扇等机械执行机构，按照QB/T 3899-1999标准要求进行试验操作。

图1 硬件系统

软件系统可完成上述三个功能模块施行的试验的设定、控制、记录和调用，详见图2，采用LabVIEW图形化编辑语言G编写，LabVIEW提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件，可用来方便地创建用户界面。软件能控制、记录自动电饭锅耐久性检测的整个试验过程，可同时显示时间与功率、电流曲线。

图2 软件系统

3 自动电饭锅可靠度的计算

在实际使用中，自动电饭锅的主加热器、控温器和附加电热元件一旦发生故障，使用者通常不会进行修理而丢弃该产品，生产、销售企业亦无维修业务。因此在对自动电饭锅进行可靠性评价时，定义其属于不可修复产品。在自动电饭锅可靠性分析过程中，原则上将整机与零部件之间的可靠性传递关系，按串联系统考虑，对于存在串联关系的部件组成的整机或子系统可靠性可按下式计算：[4]

式中：R——由若干零部件以串联方式连接的系统的可靠度；Ri——构成系统的零部件1、2、3···i···n的可靠度。

由公式（1）可得出以下关系：

式中：θL——由若干零部件以串联方式连接的系统无故障工作时间下限值；θLi——构成系统的零部件1、2、3···i···n的无故障时间下限值。

按相关标准、认证规则和许可证管理规则等规定的耐久性试验要求，在耐久性试验结束时，可靠度R≥0.90。

4 结束语

GB/T 24986.1-2010建立了家用电器的可靠性指标体系是进行可靠性管理的基础工作，可靠性指标体系包括整机和零部件的可靠性指标。整机的使用寿命可以依据保修期内允许的故障率限值确定；可靠性指标的符合性判定，依据置信区间的下限值确定；零部件的可靠性要求，应依据可靠性分配结果确定。本文以GB/T 24986.1-2010指导，结合QB/T 3899-1999设计了一种自动电饭锅可靠性评价装置，对生产企业和检测机构提供了参考。

[1]韩敏.中国家电可靠性标准将逐步完善[J].标准与认证，2010（1）：60－61.

[2]GB/T 24986.1-2010,家用和类似用途电器可靠性评价方法第1部分：通用要求[S].北京：中国标准出版社,2010.

[3]QB/T 3899-1999,自动电饭锅[S].北京：轻工业标准化编辑出版委员会,1999.

[4]黄逊青.家用电器产品可靠性指标确定方法探讨[J].家电科技，2011（11）：51－53.

TU317

A

1003-5168(2014)01-0123-02

国家质检总局科技项目(2012IK087)。

姜华（1976—），男，重庆人，高级工程师，工作于广东出入境检验检疫局检验检疫技术中心，从事进出口电子电气产品检测技术工作。