Классификация систем технического диагностирования

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 9Следующая ⇒

Системы технического диагностирования (СиТД) могут быть различны по своему составу, назначению, структуре, конструкции, схемотехническим решениям, месту установки. Они, как правило, классифицируются по ряду признаков, определяющих их назначение, задачи, структуру, состав технических средств: по степени охвата ОД; по принципу взаимодействия между ОД и СТД; по используемым средствам технического диагностирования и контроля; по степени автоматизации ОД.

По степени охвата СиТД разделяются на локальные и общие. Под локальными понимают СиТД, решающие одну или несколько задач диагностирования – определения ТС, дефекта или прогнозирования. Общими называют СиТД, решающие все задачи диагностирования.

По принципу взаимодействия ОД и СТД СиТД подразделяют на системы с функциональным диагнозом и системы с тестовым диагнозом. В первых решение задач диагностики осуществляется в процессе функционирования ОД, во вторых решение задач диагностики осуществляется в специальном режиме работы ОД путем подачи на него тестовых сигналов.

По используемым СТД СиТД можно разделить: на системы с универсальными СТД (например универсальные информационно-измерительные комплексы в комбинации со специальным ПО); системы со специализированными средствами (стенды, имитаторы, специализированные СТД); системы с внешними средствами, в которых СТД и ОД конструктивно отделены друг от друга; системы со встроенными средствами, в которых ОД и СТД конструктивно представляют одно изделие.

По степени автоматизации СТД делятся на: автоматические, в которых процесс получения информации о техническом состоянии ОД осуществляется без участия человека; автоматизированные, в которых получение и обработка информации осуществляется с частичным участием человека; неавтоматизированные (ручные), в которых получение и обработка информации осуществляется человеком-оператором.

Аналогичным образом могут классифицироваться также СТД: автоматические, автоматизированные, ручные.

СиТД применительно к ОД прежде должны: предупреждать постепенные отказы; выявлять неявные отказы; осуществлять поиск неисправных узлов, блоков, сборочных единиц и локализовать место отказа.

В системе управления качеством диагностико-прогнозирующие процессы подразделяют на три основные временные составляющие:

прогноз – процесс определения ТС ОД в будущем на конечном временном интервале с заданной достоверностью;
диагноз – процесс определения технического состояния объекта в данный момент;
генезис – процесс определения ТС ОД с определенной точностью на заданном в прошлом временном интервале;

Согласно приведенной выше классификации, техническая диагностика может быть соответственно представлена: как непосредственно техническая диагностика; техническая прогностика; техническая генетика (прогнозирование назад или ретропрогноз).

Такое деление имеет место тогда, когда процесс прогнозирования осуществляется как бы раздельно. Но на практике все три процесса представляют собой неразрывное единство, ибо они выражаются в динамике изменения состояния функционирующей системы или объекта.

ПРИНЦИП МАГНИТНОЙ ТОЛЩИНОМЕТРИИ

Принцип магнитной толщинометрии основан на измерении магнитных полей и их неоднородностей. Для проведения исследований близи объекта измерения от внешнего источника генерируется магнитное поле с известными параметрами. По последующему изменению характеристик магнитного поля и судят о характеристиках данного объекта. Рассмотрим теоретические основы данного явления.

Магнитная индукция В (плотность магнитного потока), возникающая между исследуемым объектом и датчиком прибора, зависит от величины напряжённости источника намагничивания Н и магнитной проницаемости среды по следующей зависимости:

В = m_о _*m _* Н

где В - магнитная индукция, Тл;

m_о- магнитная проницаемость в вакууме (m_о= 4p_*10^-7 Гн/м), Гн/м;

m - относительная магнитная проницаемость материала (среды), Гн/м;

Н - напряжённость магнитного поля, А/м.

В зависимости от значения m все материалы подразделяются на три группы: диамагнетики (m< 1), парамагнетики (m> 1) и ферромагнетики (m> > 1).

СТРУКТУРА ТИПОВОЙ СИТД

На рис. представлена развернутая структура типовой СиТД.

Рисунок 3 – Структура типовой СиТД:

1 – датчики сигналов; 2 – линии связи с усилительными устройствами; 3 – коммутаторы; 4 – преобразователи; 5 – измерительный прибор; 6 – индикатор; 7 – дискриминатор; (устройство сравнения), 8 – поле допусков, вычисленные коэффициенты модели ОД;
9 – индикатор вида ТС (документирующее или запоминающее устройство);
10 – управляющее устройство, 11 – стимулирующее (воздействующее на ОД) устройство; 12 – прогнозирующее устройство.

Первичной подсистемой СТД является измерительное устройство, обеспечивающее заданную точность диагностирования. Так как измерительное устройство, как правило, не может прямо измерять все виды параметров сигналов технической системы или ОД, составными элементами СТД являются такие устройства как коммутаторы и преобразователи.

На выходе измерительного устройства формируется информация позволяющая определить техническое состояние объекта. Эта информация путем различных способов отображения может быть представлена оператору или может быть автоматически обработана для дальнейшего использования.

Важным элементом такой обработки является сравнение представленной информации с полем допусков для вынесения решения о виде ТС ОД.

После принятия решения о ТС ОД осуществляются еще две операции: операция управления качеством изделия и операция стимулирования – изменения структуры ОД.

Прогнозирующее устройство способно определять состояние объекта в будущем посредством обработки информации о текущем и прошлом состояниях системы.

В результате работы функциональных подсистем СиТД, за каждой из которых стоит конкретная схемотехническая реализация, и воздействия на тракт помех и шумов, решения о виде ТС всегда выносятся с определенной ошибкой. Из опыта известно, что ошибки диагностирования могут быть допущены в основном из-за неисправности средства диагностирования и больших погрешностях измерений в процессе диагностирования. Этого можно попытаться избежать применением средств контроля и самодиагностики самих СТД.

Исходя из этого, правильное диагностирование ТС ОД будет определяться совокупным состоянием ОД и СТД, характеристиками измерительных устройств и устройства сравнения, а также правильности применяемых методов диагностирования.

Поэтому количественные характеристики показателей диагностирования должны быть представлены вероятностями состояний ОД и СТД, и вероятностями принятия решений о их ТС.

На количественное значение этих вероятностей в той или иной степени оказывают влияние все элементы структурной схемы технического диагностирования. На погрешность точности измерения параметров сигналов в большей степени влияют:

выбор допусков на диапазон изменения диагностируемых параметров;
погрешности преобразования и измерительных приборов;
аддитивные (ступенчатые одиночные) и мультипликативные (повторяющиеся – шум) помехи, возникающие в самом ОД;
шумы в каналах связи и в цепях коммутации;
погрешности сравнения;
ошибки при принятии решения о ТС;
быстродействие системы;
ошибки, возникающие в наборе управляющих и стимулирующих сигналов.

Существующие методы магнитной толщинометрии защитных покрытий следует различать прежде всего по способу регистрации изменения магнитных свойств системы «толщиномер - неферромагнитное покрытие - ферромагнитная подложка».

Наиболее известными методами являются пондеромоторный, магнитостатический и индукционный. Последний способ является наиболее современным и, на сегодняшний день, наиболее распространённым.

Первоначально широкое распространение получили толщиномеры пондеромоторного принципа действия, работа которых основана на измерении силы отрыва или притяжения постоянных магнитов и электромагнитов к контролируемому объекту. Измерения производят из расчёта того, что сила притяжения магнита пропорциональна квадрату индукции в зазоре между ферромагнитным изделием и намагниченым телом. Индукция, как было показано выше, зависит от напряжённости поля намагничивания и от величины зазора между магнитом и ферромагнитным изделием.

9. Основной недостаток приборов пондеромоторного принципа действия - цикличность процесса измерения, связанная с необходимостью установки магнита и измерения силы его отрыва в каждой новой точке измерения.

10. 2. Действие магнитостатических толщиномеров основано на определении изменения напряжённости магнитного в цепи электромагнита или постоянного магнита при изменении расстояния между ним и ферромагнитным изделием из-за наличия немагнитного покрытия. Информация о толщине покрытия фиксируется магниточувствительными элементами, расположенных либо между полюсами магнита (в магнитной нейтрали), либо около одного из его полюсов. Датчики магнитостатических толщиномеров имеют, таким образом, магнитную основу, что позволяет в процессе проведения измерений «примагничивать» их к поверхности исследуемых деталей. В качестве магниточувствительных элементов могут использоваться такие устройства как рамки с током, магнитные стрелки, феррозонды, датчики Холла и другие.

11.

12.

13. Рис.1.Схема действиямагнитостатическихтолщиномеров:

14. а - с П-образным электромагнитом; б - со стержневым постоянным магнитом; 1 - электромагнит; 2 -- ферромагнитная деталь;

15. 3 - немагнитное покрытие; 4 — преобразователь Холла; 5 -измерительный прибор; 6 — постоянный магнит

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 9 Следующая ⇒