Разработка теории и средств вихретокового контроля перемещений для вибродиагностики энергетических установок в условиях сильных влияющих воздействий

• Автор: Карпов, Виктор Мефодьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 435 с. : ил.

Глава 1. ОСОБЕННОСТИ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ

СРЕДСТВ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

1.1 МВТ как новый путь создания средств контроля перемещений при стендовых испытаниях ЭУ
1.2 Анализ тенденции совершенствования средств измерения перемещений с помощью параметрических ВТП

1.3 Краткие выводы и задачи исследований

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РАЗРАБОТКА ВИХРЕТОКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

2.1 Статические функции преобразования параметров ВТП

2.2 Способы отстройки чувствительного элемента ВТП от влияния экрана на СФП параметров

2.3 Сравнительный анализ СФП ВТП

2.4 Добротность и конструктивные схемы ВТП

Выводы
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ С
ПАРАМЕТРИЧЕСКИМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ
3.1 Влияющие воздействия и погрешности средств измерений с параметрическими преобразователями
3.2 Свойства цепей последовательного включения. Модуляционная и аддитивная погрешности
3.3 Свойства цепей симметричного моста с измерительным и компенсационным преобразователями
3.4 Свойства цепей с дифференциальными параметрическими преобразователями
Выводы
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ С ВТП В УСЛОВИЯХ СИЛЬНЫХ ВЛИЯЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
4.1 Модели и входные воздействия
4.2 Устойчивость решений и адекватность моделей
4.3 Методика оценки стабилизации измерительной схемы при сильных влияющих воздействиях
4.4 Симметрирование как способ повышения стабильности при неопределенных влияющих воздействиях
Выводы
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВТП В ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

5.1 Особенности работы ВТП в условиях длинных линий
5.2 Гармонический анализ сигналов измерительных устройств с ВТП при моногармоническом воздействии измеряемой величины
5.3 Режимы настройки резонансного контура с ВТП
5.4 Влияние скоростного эффекта на параметры ВТП и на параметрическую измерительную цепь
5.5 Локальность ВТП и формы импульсов сигналов
Выводы
Глава 6. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ С ВТП
ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
6.1 ВТП для дистанционных многоцелевых измерений в условиях стендовых испытаний
6.2 ВТП в устройствах мембранного типа
6.3 ВТП в системах активного контроля ТЗП
6.4 ВТП в стендах контроля геометрических параметров магнитных дисков
6.5 ВТП в системе контроля перемещений ядерной ЭУ реактора ИБР

Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ, ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение 4...,
Приложение
Приложение 6 Акты внедрения
Энергетические установки объектов новой техники, в особенности жидкостные ракетных двигателей (ЖРД), являются системами наиболее нагруженными и их элементы испытывают, вследствие интенсификации рабочих процессов, предельно высокие температурные и механические воздействия, скорости и частоту вращения. Экспериментальная доводка ЭУ характеризуется разнообразием применяемых видов испытаний, методов измерений, большим количеством контролируемых параметров
Перемещение представляет собой один из самых универсальных информативных параметров. С одной стороны, оно носит самостоятельный характер и может выступать в качестве первичного информативного параметра, т.с. как параметр вибрации, как биение вала, как изменение зазора и т.д. С другой стороны, перемещение может выступать в качестве промежуточного информативного параметра -перемещение элементов при определении силы тяги двигателей, перемещение мембраны при измерении пульсаций давления или перепада давления в магистралях топливных и других систем [7, 20, 26, 28, 29].
Одним из важных параметров, измеряемых при испытаниях узлов ЭУ, является перемещение вала ротора, позволяющее прогнозировать аварийные ситуации. В последние годы ряд отраслей машиностроения столкнулся с перспективой использования роторов на подшипниках с газовыми опорами. Как исследования, так и стендовая отработка и испытания таких конструкций требуют создания быстродействующих бесконтактных средств измерения биений и зазоров, причем особые требования предъявляются к уменьшению габаритов датчиков.
На долю стендовых измерений все чаще приходятся задачи измерения слабых воздействий измеряемой величины в условиях сильных влияющих воздействий (ВВ). При стендовых испытаниях возникают трудности, связанные с тем, что, вследствие проведения ограниченного количества экспериментов и самое главное - изменения условий их проведения, статистические данные оказываются малыми по объему и неоднородными по составу.
Классические методы статистической обработки результатов и известные вероятностные характеристики оказываются неприменимыми и возникает необходимость либо, если это возможно, в использовании априорной информации на базе теоретических исследований физических процессов и предшествующих экспериментальных работ, либо изыскивать новые подходы к решениям.
Основным требованием к информационно-измерительной системе (ИИС), входящей в систему аварийной защиты (САЗ), является ее способность функционировать как в режиме нормальной работы ЭУ, так и во время аварийной ситуации. При создании автоматизированных САЗ необходимы комплексы алгоритмов и программ для обработки результатов измерений в режиме реального времени на базе быстродействующих ЭВМ. Сокращение количества испытаний и исключение аварийных ситуаций и их последствий является чрезвычайно важным, поскольку расходы на опытную отработку уникальных космических комплексов достигают 90% от суммы всех затрат на их создание[228].
Говоря о требованиях, предъявляемых к технологическим средствам измерения (СИ), можно отметить основные:

і *іл. dby, вн.
-СІ2/- N ,BH
Мв" ' ~ЗН- -dï?
Рис.2. ^.Восстановленная функция £д,вн(//) и две ее производные