0引言

氨氮水质监测仪用于环境污染物氨氮浓度的监测，是环境质量监测与污染源排放监测控制的重要仪器。其稳定可靠运行直接关系到对环境污染物的控制，但国内水质监测仪在产品设计阶段注重满足其功能需求，缺少可靠性的研究，无法评估其是否达到可靠性指标。通过现场统计数据或实验室模拟正常应力试验对氨氮水质监测仪进行可靠性评价会花费很长的试验时间，很有可能可靠性试验未完成，新的监测仪又被设计出来，为此必须寻求能快速评定其可靠性的方法。设备的某些性能指标会随着设备运行时间的增加而产生退化，对这些性能指标进行测量分析，可以推测出产品的可靠性信息。

如肖坤等对某0型密封圈进行恒定应力加速退化试验，以永久压缩变形率为性能退化数据，利用伪失效寿命方法外推了其在正常应力下的寿命。钟强晖等提出了不假定退化轨道模型的评估方法，利用试验得到产品的退化信息，进而获得产品在各检测时刻的可靠度。Meeker等在进行某印制电路板寿命试验时，基于化学反应规律建立了电路板绝缘材料的绝缘性能退化轨迹，并利用似然法对模型参数进行了估计。潘骏等通过步进应力加速退化试验对电连接器的接触可靠性进行了快速评估。邓爱民等采用温度作为加速应力，利用Arrhe—nius模型分别基于伪失效寿命分布和性能退化量分布对碳膜电阻器的可靠性进行了评估。汪亚顺等"提出了基于蒙特卡洛仿真的退化试验及加速退化试验优化设计方法，将复杂的求目标函数解析式的过程转化为较易的退化数据仿真分析问题，降低了加速退化试验设计的难度，便于工程应用。

本研究通过对氨氮水质监测仪进行失效机理分析，建立以其对标准试样的示值误差为退化量的退化轨迹模型和温度应力下的加速退化方程，利用伪失效寿命评估方法对氨氮水质监测进行可靠性评估。

1氨氮水质监测仪失效机理

氨氮水质监测仪由试剂贮存单元、采样计单元、反应检测单元、数据处理与显示单元和通讯单元组成，其中反应检测单元为核心组成部分。反应检测单元利用纳试剂分光光度法测量水质中的氨氮含量，其工作原理如图1所示。由光源经过单色器得到所需的波长的单色光，单色光通过吸收池，透射过的光信号通过调制器转化成电信号，最后经读数指示器显示被测水质的氨氮溶液的浓度。在吸收池中氨氮溶液的游离氨(NH)和离子氨(NH+)均会与纳氏试剂发生化学反应，生成棕红色的络合物，其化学反应式为：2[HgI4]一+NH3+30H一=NH2HgIO+7I一+2H20棕红色的络合物NH，HgIO在波长400nm一425nm下会被强烈地吸收，称为吸光物质，由上述的化学方程式可知，氨氮溶液的浓度C与反应生成的吸光物质的浓度C是成正比的，即C=lC，Z为常数。