密封继电器微粒碰撞噪声检测的试验条件研究

密封继电器广泛应用于可靠性要求高的场合，其内部多余物是引起继电器失效的主要原因之一。微粒碰撞噪声检测（PIND）试验是检测密封继电器内部多余物的出厂前必做试验。针对我国现行PIND试验检测精度不高、缺乏基础理论研究的现状，本课题通过研究最佳振动和冲击试验条件，改进现有试验方法，提出新的试验规范。通过分析激活过程的力学响应特性、频率响应特性和能量响应特性，确定多余物微粒的有效激活条件；首次提出将随机振动应用于PIND试验中，建立多余物微粒碰撞过程柔性球-平面接触模型，数值分析试验条件与碰撞能量损耗之间的函数关系，提出最佳振动试验条件；通过分析冲击特征参数与多余物微粒激活效果的关系，建立典型继电器结构的力学响应模型，确定冲击试验条件的下限和上限，给出最佳冲击试验条件；研制基于随机振动特性的振动台驱动系统，研究试验条件的验证和评价方法。最后提出改进的密封继电器PIND试验方法和新的试验规范。

微粒碰撞噪声检测（Particle Impact Noise Detection，PIND）试验是检测密封电子元器件内部多余物的主要手段。本项目分析PIND试验的发展现状，对PIND试验机理、试验条件选取及新PIND试验方法等方面进行深入的研究。.首先，本项目提出将随机振动应用于密封继电器PIND过程，并给出相应自动检测系统的主要技术指标和总体设计方案。针对目前常见的闭环控制算法无法满足PIND试验时效性需求的问题，本项目提出在自动检测系统中使用离线频谱均衡方法，可快速生成符合预设功率谱密度的随机振动驱动波形。针对密封继电器PIND检测过程中，多余物运动过程无法观测，不能进行试验条件可视化研究的问题，本项目提出基于高速摄像技术的多余物运动过程分析方法并研制多余物运动过程分析系统，可自动计算多余物和被试器件内壁的运动参数。这些系统为后续的试验条件研究提供了硬件平台。.其次，为分析多余物激活过程中的影响因素，本项目建立多余物激活过程的二维运动仿真模型，仿真研究试验条件各参数对多余物激活效果的影响规律；综合使用理论推导和实验研究的方式，分析多余物的无效激活频率；基于电像力理论和动力学理论，分析多余物在密封继电器内部的束缚现象并给出应对方案。.再次，本项目研究力学试验条件对密封继电器的损伤机理，分析试验条件对被试器件的损伤模式及极限条件的评判标准；提出PIND极限试验条件的仿真研究方法，以典型密封继电器结构为例，仿真分析各组件的振动和冲击响应特性，分析继电器在不受损伤的前提下可承受的极限试验强度；给出密封继电器的PIND极限试验条件。.最后，本项目以实验和仿真的方式研究振动试验条件各参数对密封继电器多余物检测效果的影响；确定PIND最佳振动和冲击试验条件的选取原则。根据检测条件的不同用途给出4组振动试验条件，将振动方向增加到5个方向，并以表的形式给出适用于各种尺寸被试器件的冲击试验条件，最终给出了新的PIND试验方法。该方法已被收录入《宇航用元器件颗粒碰撞噪声检测(PIND)要求和方法》标准。.本项目共获得国防科技进步一等奖一项；申请宇航标准一项，已完成报批和审查，待准发布；发表论文8篇，其中SCI、EI检索3篇，ISTP检索2篇；申请国家发明专利4项，已授权一项；培养硕士研究生2人，博士研究生在读3人。.