ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
3.1. Метрологическое обеспечение измерений
Результаты измерений различных параметров технических объектов при контроле, диагностировании и испытаниях являются основным источником информации об их реальном состоянии и функциональных возможностях, в связи с чем очень существенным становится вопрос достоверности получаемых результатов. Указанное реализуется использованием научно обоснованного метрологического обеспечения, под которым понимается совокупность метрологических методов и средств, обеспечивающих сбор и обработку результатов измерений с погрешностями, не превышающими допустимых, и меры надзора за выполнением этих операций на производстве. Разработка адекватного для конкретных видов измерений метрологического обеспечения является одной из важнейших задач. Для операции контроля главное - информация о соответствии значений параметров состояния объекта и его узлов номинальным (регламентированным) значениям. При диагностировании важна информация о дефектах и причинах их появления. При испытаниях выявляется информация о возможных состояниях и режимах работы объекта и характере взаимосвязи между ними. Отсюда следует, что наиболее полной информативностью обладают операции диагностирования, а наименьшей - операции контроля. Следствием этого является в зависимости от конкретно решаемой задачи техническая и экономическая целесообразность применения различных по своим принципам действия и характеристикам датчиков физических величин как основы при выполнении любых измерений. При метрологической оценке результатов измерений очень существенным является наиболее полный учет на основе системного подхода всех внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на реальную погрешность измерений, иначе нельзя будет вести речь об их точности и достоверности.
3.2. Физические и диагностические параметры объектов
СКД относятся к информационно-измерительным системам и используются для определения технического состояния объектов. Для определения их работоспособности, поиска дефектов и прогнозирования состояния необходимо измерять диагностические параметры (ДП). Задача выбора ДП состоит в определении из множества принципиально возможных физических параметров некоторого ограниченного их числа, содержащих достаточно полную информацию о состоянии объекта. По мере усложнения технических систем и повышения требований к их надежности увеличивается число контролируемых параметров и, следовательно, необходимых измерительных средств. Если учесть номенклатуру изделий современной техники, то даже перечисление известных ДП представляет определенные трудности. Базу для логической процедуры диагностирования составляет совокупность физичес-ких параметров, через измерение которых можно определить номенклатуру ДП для конкретного объекта. Физические параметры разделяют на следующие группы: кинематические, геометрические, статические и динамические, тепловые, акустические, электрические и магнитные, механические и молекулярные, излучений и другие. К кинематическим параметрам относятся: время, перемещение, скорость, ускорение, частота, объемный расход и т.п. К геометрическим - длина, площадь, плоский угол, кривизна линии, кривизна поверхности и т.п. В статические и динамические параметры включаются: масса, сила, давление, работа, энергия, коэффициент трения, момент инерции и т.п. В механические и молекулярные - плотность, удельный вес, модуль упругости, твердость, вязкость и т.п. К тепловым параметрам относятся: температура, количество теплоты, температурный градиент, температурные коэффициенты и т.п. К акустическим - звуковое давление, интенсивность звука, акустические коэффициенты, высота звука и т.п. В электрические и магнитные параметры включаются: сила тока, электрическое сопротивление, емкость, напряженность магнитного поля, индуктивность и т.п. В параметры излучений - сила света, энергия излучения, яркость, освещенность, коэффициент отражения и т.п. Число физических величин ограничено и не превышает 200. На практике диагностические параметры всегда определяются теми или иными физическими параметрами. На измерении физических параметров основаны различные методы и средства контроля, с помощью которых анализируют и оценивают состояние СТС.
3.3. Общие сведения о методах измерений
При техническом контроле выполняются разнообразные измерения, основанные на применении различных методов и средств. В частности, осуществляются измерения шума и вибраций, электрических величин, размеров и перемещений, температуры, давления, расхода газов и жидкостей, массы, сил и деформаций и другие. Все указанные измерения в той или иной степени поддаются автоматизации.
3.3.1. Измерение вибраций
Контроль состояния машин и оценка степени опасности повреж-дений на основе измерения вибраций - один из наиболее эффективных методов повышения их надежности. Виброизмерительная аппаратура используется для контроля технического состояния оборудования на различных стадиях эксплуатации. Наблюдая за изменением параметров вибрации в характерных для данного объекта точках, можно определить вид и местоположение дефекта, оценить степень его опасности, а, следовательно, и необходимость останова оборудования для предуп-реждения аварийной ситуации. Виброакустическая диагностика широко применяется при контроле роторов турбин, двигателей, подшипников, станков и других электромеханических систем. Простейшая форма вибрации - гармоническое колебание, однако на практике распространены квазигармонические, полигармонические, переходные, стохастические колебания. К параметрам вибрации относят перемещение, скорость, ускорение, резкость, частота и другие. Существуют различные типы измерителей вибраций, в которых используется преобразование механических колебаний в электрический сигнал (индуктивные, пьезоэлектрические, лазерные и другие). Тот или иной вид обработки вибросигналов позволяет составить карты распознавания дефектов.
3.3.2. Измерение электрических параметров
Измерение электрических параметров является самым распростра-ненным видом измерений, тем более, что подавляющее большинство датчиков различных физических величин преобразуют их в электричес-кие сигналы как наиболее удобные с точки зрения дальнейшего исполь-зования. Электроизмерительная техника характеризуется ростом много-образия аппаратуры для сбора, преобразования, измерения и представ-ления измерительной информации. Число типов приборов превышает 1500. Электроизмерительные приборы по виду измеряемого параметра делят на 6 больших групп: вольтметры, амперметры, измерители пара-метров электрических цепей, приборы частотно-временной группы, комбинированные приборы, фазометры. Основная масса приборов - цифровые, что позволяет встраивать их в измерительные комплексы с ЭВМ. Ряд приборов оснащен встроенными МП, обеспечивающими обработку информации по заданным программам (рис.5).
Рис.5. Схема измерительного прибора с микропроцессором
На основе указанных приборов создаются информационно-измерительные системы (ИИС), представляющие собой высший уровень интеграции электроизмерительной техники. ИИС - это совокупность средств измерений, вычислительной техники и вспомогательных средств, соединенных каналами связи и имеющих общее управление. По назначению различают: 1) измерительные ИИС, выполняющие прямые и косвенные измерения с соответствующей обработкой, 2) ИИС автоматизированного контроля, предназначенные для получения информации об отклонениях значений контролируемых параметров от установленных нормальных значений, 3) ИИС технической диагностики, предназначенные для получения информации о неисправностях, на основании которой решается задача отыскания дефекта и установления причины отказа. В структуру ИИС обязательно входят первичные и вторичные измерительные преобразователи. Первичные - датчики - осуществляют преобразование входной физической величины в унифицированное выходное значение электрического параметра, вторичные - реализуют определенную функциональную зависимость между входным и выходным значениями электрических унифицированных параметров, обеспечивая сопряжение с другими приборами в составе ИИС.
3.3.3. Измерение размеров и положения объектов
При контроле объектов параметром измерения часто является линейный размер детали, перемещение узла, изменение формы поверхности и т.п. В машиностроении, например, контроль размеров деталей составляет 90% всех операций производственного контроля. Для автоматизированного контроля размеров используются датчики различных типов (контактные и бесконтактные): оптические, электромеханические, индуктивные, емкостные и другие. Для контроля перемещений, например, рабочих органов станков, роботов, координатно-измерительных машин (КИМ) применяют измерите-ли угловых и линейных перемещений: импульсные и кодовые фотоэлект-рические датчики, индуктосины, лазерные интерферометры. Они отлича-ются диапазоном измерений, дискретностью отсчета и точностью измере-ния. В КИМ для контроля положения поверхности используются щупы - датчики контакта - индуктивного или фотоэлектрического типов.
3.3.4. Измерение температуры
Температура - один из основных параметров диагностирования многих технических объектов. Приборы для контроля температуры разделяют на два класса: контактного и бесконтактного действия, которые в свою очередь подразделяются по физическим эффектам, положенным в основу принципа их действия. К приборам контактного действия относятся: термометры расширения (жидкостные, манометрические и др.) и электротермометры (термоэлектрические, терморезистивные, термотранзисторные и др.) К приборам бесконтактного действия относятся: пирометры излу-чения (яркостные, цветовые, радиационные), тепловизоры -устройства визуализации изображения слабо нагретых тел. Приборы различаются диапазоном и точностью измерения температуры, линейностью характеристик, габаритами датчиков, помехоустойчивостью, возможностями эффективного использования в автоматизированных системах контроля.
3.3.5. Измерение уровня жидкостей
Разнообразие методов контроля уровня связано с различием контролируемых сред по физическим и химическим свойствам, отличием требований к защите от воздействия контролируемой и окружающей сред, к метрологическими характеристиками и т.п.. Наиболее распрост-ранены поплавковый, буйковый, емкостной и ультразвуковой методы контроля уровня, различающиеся диапазоном и погрешностью измерения, температурой и давлением контролируемой среды. Поплавковые приборы являются наиболее простыми по конструк-ции и настройке. Поплавок связан с измерительным устройством чаще всего механической связью (жесткой - рычаг или гибкой -трос, лента). Для построения уровнемера с гибкой связью, обеспечивающего герметич-ность сосуда, используется магнитная связь гибкого элемента с поплавком, например, с помощью герконов. Буйковый метод также отличается простотой и широким приме-нением. Принцип действия основан на изменении выталкивающей силы, действующей на буек, погруженный в жидкость. Передача сигнала о контролируемом уровне осуществляется через пневматическое устрой-ство (торсионная трубка) или тензометрический преобразователь. Перспективным является емкостной метод, который основан на использовании зависимости емкости датчика, помещенного в сосуд, от величины контролируемого уровня. Такого типа датчики обладают широ-ким диапазоном применения, в том числе для криогенных жидкостей. Ультразвуковой метод основан на свойстве ультразвуковых волн отражаться от границы раздела двух сред. Мерой уровня служит время распространения импульса до границы раздела сред и обратно. Особенно важным является возможность передавать и принимать ультразвуковые колебания через металлические стенки резервуара.
3.3.6. Измерение расхода жидкостей и газов
Для измерения расхода применяют расходомеры переменного перепада давления (дифманометры-расходомеры), ротаметры, тахомет-рические расходомеры и счетчики объемного типа. Дифманометры-расходомеры работают по принципу измерения перепада давления, создаваемого в зависимости от расхода жидкости или газа с помощью сужающего устройства. Для измерения расхода различных агрессивных сред применяют ротаметр, относящийся к расходомерам системы обтекания. Конструктивно он состоит из расширяющейся конической трубки и заключенного в ней поплавка, перемещающегося с изменением расхода. Это служит мерой величины расхода, которая измеряется с помощью магнитного или индуктивного преобразователя положения в электрический сигнал. В турбинных тахометрических расходомерах в качестве чувствительного элемента первичного преобразователя расхода применяют крыльчатки аксиального или тангенциального типов, скорость вращения которых пропорциональна скорости (объемному расходу) протекающего вещества. На корпусе с внешней стороны устанавливается тахометрический индукционный преобразователь оборотов крыльчатки в электрический импульсный сигнал. К измерителям расхода, принцип действия которых основан на новых физических принципах, относятся электромагнитные, ультразвуковые, лазерные, корреляционные и другие.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|