HAST测试在物联网终端设备可靠性评估中的场景化应用

物联网终端设备（如智能传感器、资产追踪器、可穿戴设备）数量庞大、部署环境复杂多样、且常要求超低功耗与长期免维护。其可靠性评估，特别是耐环境应力能力，直接关系到整个物联网系统的可用性。高压加速老化试验箱（HAST）在此领域的应用，必须从传统的“标准符合性”测试，转向更贴近真实应用的场景化评估。

一、物联网终端设备的可靠性挑战

环境极端多样：从室内温控环境到户外日晒雨淋，从工业高温车间到冷链物流，从干燥沙漠到热带雨林。

电源与功耗限制：多数设备依赖电池，HAST测试需考虑其在低功耗睡眠模式与间歇工作模式下的可靠性，这与持续通电的测试不同。

小型化与低成本压力：封装简单，可能采用更经济的材料和工艺，对湿气的防护能力相对较弱。

无线性能稳定性：天线性能受环境影响大，需评估HAST老化后射频参数（如谐振频率、增益）的漂移。

二、基于部署场景的HAST测试策略

测试条件不应再是单一的130℃/85%，而应基于设备的具体使命进行裁剪和组合：

户外固定安装设备（如智能电表、环境监测站）：

模拟场景：长期暴露于昼夜温差、雨水、凝露。

HAST策略：采用非饱和HAST（如85℃/85%RH）评估长期缓慢吸湿的影响。结合温度循环（模拟昼夜温差）后进行HAST，考核温度冲击后密封性是否退化。关注外壳密封件、天线馈点的耐湿性。

移动/可穿戴设备（如资产标签、手环）：

模拟场景：接触汗液、短暂浸泡（洗手）、温湿度频繁变化。

HAST策略：

a. HAST + 盐雾预处理：模拟汗液腐蚀后的耐湿性。

b. 间歇偏置Bias-HAST：模拟设备在采集-发送数据期间的通电状态，评估间歇工作下的电化学迁移风险。

c. 重点关注按钮、接口处的密封，以及电池连接器的抗腐蚀能力。

工业环境设备（如工厂传感器）：

模拟场景：高温、高湿、可能存在化学气体。

HAST策略：采用更高温度的HAST（如110℃）进行评估。可在HAST测试箱中引入低浓度的混合气体（如SO₂, H₂S），模拟工业腐蚀环境，但这需要特殊的设备改造和安全措施。

低功耗设备专项评估：

挑战：大部分时间处于微安级睡眠电流状态，传统Bias-HAST的高压偏置不适用。

策略：设计模拟真实工作的动态偏置电路，在HAST测试中周期性地唤醒设备，施加工作电压和负载，然后回到睡眠状态。监测其唤醒成功率、睡眠电流变化及电池电压下降情况。

三、功能与性能的综合性评价

对于物联网终端，HAST后不能仅做功能通断测试，需进行：

无线性能测试：在暗室或屏蔽箱中，测量HAST前后设备的发射功率、接收灵敏度、天线效率等关键射频参数。

功耗精确测量：使用精密电源分析仪，测量工作模式、睡眠模式下的电流曲线，评估是否有异常漏电增加。

传感器精度校准：对于温湿度、压力等传感器，检查HAST后其校准系数是否漂移超出规格。

四、加速模型与寿命预测的调整

物联网设备的寿命预测模型需考虑其非连续工作和复杂环境剖面：

累积损伤模型：将实际环境剖面（温度、湿度随时间变化的曲线）进行雨流计数等处理，折算成在HAST参考条件下的等效测试时间。

考虑电池与化学体系：如果设备包含电池，HAST高温会加速电池化学体系老化，这部分需单独评估或使用扣电进行测试。

五、从可靠性到可用性的思维转变

对于由成千上万节点组成的物联网系统，单个节点的失效概率（可靠性）固然重要，但整个网络的服务可用性更关键。HAST测试应帮助回答：

节点在恶劣环境下，数据传输的误码率是否会升高？

节点失效是渐进式（性能下降可预警）还是突发式？

是否有机制（如通过功耗异常）实现早期失效预警？

物联网时代，HAST测试需要更“接地气”。它要求工程师走出实验室，深刻理解终端设备的真实工作场景，并将这些场景转化为实验室中可执行、可量化的高加速应力测试。通过这种场景化的HAST评估，才能确保那些散布在世界各个角落的“电子神经末梢”，在无人照看的岁月里，依然能够稳定、准确地传递信息。

东莞市瑞凯环境检测仪器有限公司（以下简称“瑞凯仪器”、“公司”）座落于广东省东莞市横沥镇，是一家集模拟环境可靠性试验设备设计、研发、生产销售及服务为一体的高新技术企业，专业的试验设备制造商和试验解决方案综合服务商。产品通过了ISO9001：2015质量管理体系认证、欧盟CE认证、计量保证等体系认证，与国家计量检测、华南计量检测保持长期合作伙伴关系并全面贯彻执行其质量要求。拥有50多项技术专利，东莞市创新型民营示范企业。

公司主营产品有：HAST试验箱、PCT试验箱、高压加速老化试验机、非饱和高压加速老化试验机、快速温变试验箱、冷热冲击试验箱、恒温恒湿试验箱、高低温试验箱等产品，同时乐意承接制造各种大型非标准复杂环境试验设备及ODM合作。先后在东莞、苏州、长沙、北京、西安等地建立了办事处，同时在全国还建立了完善营销网络和售后服务体系,在国内逐渐树立起良好的品牌形象。产品主要应用在大学院校、科研机构、航空航天、军工、电子光电、电工、塑胶、五金、电池、通信、汽车等领域。不仅赢得了华为、美的、福耀玻璃、松下、宁德新能源、比亚迪汽车、长城汽车等多家世界杰出企业的青睐，更获得中国中车、航天科工集团、中国计量院、中国电信、中国移动、中国南方电网、香港大学、清华大学、中山大学、浙江大学、上海交通大学、华中科技大学、SGS集团、天祥检测等国防军工企业和科研院所的高度肯定。

转载请注明出处：http://www.hast.com.cn 瑞凯仪器~