Разработка методов и средств повышения динамической надежности и остаточного ресурса многоэлементных вихретоковых преобразователей

• Автор: Мирсаитов, Сергей Фаритович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

1. АНАЛИЗ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ

КОНСТРУКЦИЙ МВТП

1.1.Обзор и анализ работ в области разработки, применения МВТП и устройств для неразрушающего контроля промышленных изделий.

Основные направления их совершенствования

1.2 .Классификация МВТП

1.3.Типы конструкций многоэлементных МВТП и их систематизация

1.4.Вывод ы
2.РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ФУКЦИОНАЛЬНОЙ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИИ МВТП НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА КОНСТРУКЦИЮ МВТП ДЕСТАБИЛИЗИРУЩИХ ФАКТОРОВ. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ МВТП
2.1.Причины изменения параметров элементов конструкции МВТП в процессе эксплуатации

2.2.Математическая модель механических воздействий на конструкцию МВТП

2.3.Математическая модель вариаций величин параметров элементов конструкции матричного ВТП
2.4.Математические модели температурных воздействий на конструкцию МВТП
2.4.1.Математическая модель кондукции
2.4.2.Математическая модель конвекции
2.4.3.Математическая модель излучения
2.5.Разработка способов защиты конструкции МВТП от воздействия влаги
2.6.Разработка способов герметизации конструкции МВТП
2.7.Исследования по защите конструкции МВТП от воздействия температуры
2.8.Исследования по защите конструкции МВТП от воздействия электрических и магнитных полей
2.9.Вывод ы
3.РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА РАСЧЕТА ТРЕБУЕМОГО УРОВНЯ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИИ МВТП, ЕГО ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА И МАТЕМАТИСКОЙ МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ МВТП
3.1.Исследования на прочность конструктивных элементов МВТП
3.2.Алгоритм расчета срока службы конструкции МВТП
3.3.Алгоритм расчета надежности элементов конструкции МВТП и способы ее повышения
3.4.Способы повышения надежности конструкции МВТП
3.5.Алгоритм расчета расчета требуемого уровня надежности МВТП

3.6.Математическая модель прогнозирования эксплуатационной надежности конструкции МВТП
3.7.Алгоритм расчета остаточного запаса срока службы конструкции
МВТП
3.8.Вывод ы
4.РАЗРАБОТКА АППАРАТНЫХ И ПРОГРАМНЫХ СРЕДСТВ
УСТРОЙСТВА САМОДИАГНОСТИКИ МВТП
4.1.Виды испытательных характеристик МВТП
4.2.Испытание работоспособности МВТП
4.3.Обнаружение дефектов МВТП
4.4.Прогнозирование изменения состояния МВТП
4.5.Разработка утройства самодиагностики МВТП
4.6.Устройство для температурной компенсации МВТП
4.7.Аппаратные средства автоматизации процессов технического
диагностирования МВТП
4.8.Вывод ы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
Приложения
Неразрушающий контроль (НК) находит все большее признание потребителей как инструмент повышения качества выпускаемой продукции и гарантирует ее долговечность эксплуатации. Создание сложных высоконадежных средств НК в свою очередь немыслимо без объективного контроля правильности их функционирования в соответствии с требованиями, указанными в технических условиях на конкретное средство НК. В этой связи развитие систем диагностирования самих средств НК по определению их надежности и остаточного ресурса, особенно вновь создаваемых сложных средств НК, диагноза текущего состояния на всех этапах жизни »становится важной и ответственной задачей.
В отечественной практике накоплен обширный материал и создан теоретический задел по определению остаточного ресурса производственных объектов, в том числе ответственного назначения [16].Однако подобных рекомендаций или технических указаний по расчету реального остаточного ресурса средств НК, используемых для диагностики указанных производственных объектов, нет.
Исследование поведения объекта во время эксплуатации и оценка его качества определяет его надежность. Для количественного выражения надежности объекта и для планирования эксплуатации используются специальные характеристики - показатели надежности [15, 117].Они позволяют оценивать надежность объекта или его элементов в различных условиях и разных этапах эксплуатации.
Большой вклад в развитие теории надежности элементов и систем внесли зарубежные и отечественные ученые - Д.Ллойд, Р.Барлоу, Ф.Прошан, Б.Гнеденко, Ю.Беляев ,А.Колмогоров, И.Коваленко, И.Павлов, Ю.Руденко,
А.Соловьев, И.Ушаков и др.[109-118].
Новые экономические условия, в которых оказалась Россия, разрушение научно - производственной инфраструктуры и появление на рынке электрооборудования зарубежных производителей существенно изменило цели и методы оценки и обеспечения надежности. Кроме того, появление, развитие и распространение сложных систем, компонентами которых являются технические средства, программное обеспечение, человек требуют новых подходов к оценке их надежности [15, 17].
Одним из важнейших вопросов теории и практики надежности является математическое моделирование функционирования систем, разработка методов и алгоритмов расчета, анализа и прогнозирования их надежности и остаточного ресурса [110, 113].
Сложность решения задачи анализа и прогнозирования надежности систем обусловлена отсутствием универсальных методов учитывающих неполноту и неоднородность исходной информации как о надежности самих элементов систем так и информации о реальной эксплуатации. Поэтому разработка новых математических методов и алгоритмов расчета,

общего экрана экранированные провода для входной и выходной линий. Более того, поскольку входной сигнал схемой усилителя увеличивается многократно, то чаще всего оказывается достаточным экранировать только входную цепь. Для устранения гальванической помехи по земле экраны проводов необходимо заземлить в одной точке.
При выполнении линии передачи схемы печатным способом на печатной плате (ПП) МВТП вводятся экранирующие трассы, коммутируемые с шиной нулевого потенциала (землей) и выполняющие функции проводов. Если ИП расположен на соседней ПП, то защита схемы экранирующей трассой невозможна. В блоках с единичной ПП или набором ПП, их монтаж защищается экранирующей заземленной пластиной или набором заземленных пластин. В многослойных ПП функции экрана выполняют сплошные слои фольги с нулевым потенциалом, поэтому в блоке, использующем многслойные ПП, необходимость в экранирующих пластинах отпадает.
Таким образом,исследования показали ,что защита от электрического поля сводится к введению в конструкцию ПП МВТП заземленных металлических оболочек, пластин, трасс, сплошных металлических слоев произвольной толщины и высокой электрической проводимости. Заземляться экраны должны массивными короткими проводниками с минимальным индуктивным сопротивлением.
Экранные оболочки весьма разнообразны как по форме, так и по применяемым материалам. При выполнении экрана из отдельных конструктивных элементов необходимо особое внимание уделять электрической связи между элементами и общему заземлению. Чтобы конструктивные элементы кожуха блока выполняли функцию экрана, механические детали должны электрически объединяться между собой и с несущей конструкцией модуля, в который устанавливается блок. Для этого к элементам кожуха в легкодоступных местах с предварительным удалением покрытия привариваются, например, земляные лепестки, коммутируемые между собой гибкими многожильными проводами. Легкий монтаж ПП МВТП обеспечивается ее заземлением под винт. Для надежного контакта под головку винта вводится пружинная шайба.
Задача экранирования магнитного поля сводится к уменьшению а лучше к полному устранению индуктивной связи между источником и приемником помехи. Если магнитный поток пересекает контур, образуемый проводником или проводниками, то в контуре находится помеха. Значение индуцируемого напряжения помехи вычисляется по формуле:
и = - БсШ/Л, (19)
где В - магнитная индукция, [Тл];
£ - площадь контура, [м2].
Для полного устранения или уменьшения напряжения магнитной помехи, наводимой контуром, необходимо: