Волоконно-оптические датчики давления для автоматизированных систем управления топливорегулирующей аппаратуры

• Автор: Ахметзянов, Раиль Рабисович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Принятые сокращения.

Введение

Глава 1. Анализ состояния вопроса и постановка задачи исследований

1.1. Тенденции развития динамических АСУ топливорегулирующей аппаратурой теплоэнергетических установок.
1.2. Анализ методов и средств измерения расхода горючих газов или жидкостей в топливорегулирующей аппаратуре
1.3. Основные требования, предъявляемые к информационноуправляющим подсистемам АСУ ТРА.
1.4. Методы и средства измерения давления в расходомерах массы горючих жидкостей и газов.

1.5. Постановка задачи исследований.

Выводы по главе 1

Глава 2. Исследование НДС УЧЭ ВОДЦ с многослойными композитными покрытиями с одной стороны и зеркальными отражателями с другой
2.1. Обоснование выбора направления исследования
2.2. Моделирование НДС УЧЭ ВОДД с композитным покрытием с одной стороны и зеркальным отражателем с другой
2.3. Математическая модель НДС тонкой осесимметричной оболочки с многослойным композитным покрытием с одной
стороны и зеркальным отражателем с другой.
Выводы по главе 2.
Глава 3. Расчет напряженнодеформированного состояния УЧЭ ВОДД
и результаты численного эксперимента
3.1. Постановка задачи расчета НДС УЧЭ ВОДЦ с
композитным покрытием с одной стороны и зеркальным отражателем с другой.
3.2. Алгоритмы аппроксимации профилей УЧЭ ВОДЦ.
3.3. Алгоритм расчета НДС УЧЭ ВОДЦ с подвижным
защемленным краем
3.4. Расчет ДС тонкой круглой пластины с жестким
отражающим центром и подвижным защемленным краем
Выводы по главе 3
Глава 4. Исследование влияния изгибов световодов ВОДЦ на
прохождение оптического сигнала
4.1. Исследование влияния конструктивнотехнологических изгибов световодов ВОДЦ на светопропуекание ВОП
4.2. Результаты исследования влияния изгибов при укладке световодов в В1 на прохождение оптического сигнала .
4.3. Исследование влияния изгибов анизотропных одномодовых световодов в ВОП на прохождение оптического
сигнала
Выводы по главе 4
Глава 5. Разработка технических и программных средств АСУ ТРЛ
теплоэнергетических установок
5.1. Аппаратурное техническое обеспечение АСУ ТРА
5.2. Внедрение регуляторов расхода массы топлива в АСУ ТРА.
5.3. Программное обеспечение АСУ ТРА
5.4. Построение ВОДЦ для САУ регулятором расхода топлива 6 Выводы по главе 5.
Заключение.
Список литературы


Достоверность экспериментальных результатов обеспечивается применением аттестованной измерительной аппаратуры в соответствии с действующими российскими и международными стандартами. ВОДД в присутствии горючих жидкостей и газов, особенно агрессивных. Математические модели для расчета параметров и характеристик напряженно-деформированного состояния упругих тонких оболочек вращения с многослойными композитными покрытиями с одной стороны и зеркальным отражателем с другой для случая, когда исследуемая оболочка вращения нагружена заданной осесимметричной сосредоточенной нагрузкой, а по краю закреплена к корпусу датчика с постоянным кольцевым натяжением. Результаты исследования и оценка влияния конструктивно-технологических изгибов укладки в приемо-передающих световодах на амплитудные потери оптического канала волоконно-оптического преобразователя ВОДД. Результаты экспериментальных исследований и промышленного использования разработанных образцов ВОДД в расходомерах массы топлива. Впервые поставлена и решена задача создания малогабаритных и высокочувствительных волоконно-оптических датчиков давления с многослойными композитными упруго чувствительными элементами для автоматизированной СУ топливорщулирующей аппаратуры двигателей внутреннего сгорания. Разработана методика проектирования высокочувствительных ВОДД, обеспечивающая долговременную стабильность и линейность статической характеристики ВОДД в присутствии горючих жидкостей или газов, особенно агрессивных. Разработаны математические модели для расчета напряженно-деформированного состояния упругих тонких оболочек вращения с многослойными композитными покрытиями, которые позволяют по геометрии профиля упругих оболочек вращения рассчитывать чувствительность первичного преобразователя, зоны концентрации напряжений и их максимальные значения, расстояние между зеркальным отражателем и объединенным торцом приемо-передающих световодов, соответствующее рабочему давлению. Разработана методика расчета на ЭВМ параметров и характеристик напряженно-деформированного состояния упругой тонкой оболочки вращения с многослойным композитным покрытием с одной стороны и зеркальным отражателем с другой для случаев, когда исследуемые оболочки вращения, по краю закрепленные к корпусу ВОДД с постоянным кольцевым натяжением, нагружены заданной осесимметричной сосредоточенной нагрузкой. Составлены и отлажены программы для ЭВМ, позволяющие по геометрии профиля оболочки вращения рассчитывать чувствительность композитных упругих тонких оболочек вращения, зоны концентрации напряжений и их максимальные значения, расстояние до торцов световодов, соответствующее рабочему давлению, перераспределение напряжений в зонах расположения упругого кольца и зеркального отражателя. Разработана методика расчета светопропускания многомодовых световодов от радиуса их изгиба при освещении полупроводниковым лазером, позволяющая исследовать влияние изгибов укладки многомодовых световодов в ВОП на светопропускание оптического излучения. Получены теоретические и экспериментальные зависимости для оценки амплитудных потерь в конструкторско-технологических изгибах укладки приемо-передающих световодов ВОП. Сложность расчета амплитудных потерь в области изгиба укладки многомодовых световодов в ВОП определяется сложностью описания переплетения механических и оптических изменений в этой области. ВОДД для расходомеров массы горючих жидкостей и газов, внедренных на ряде машиностроительных предприятий РФ. Основные результаты диссертации внедрены в НПП «Плазмотрон» (г. Уфа), ОАО «Нефтекамский автозавод» (г. Нефтекамск), ОАО «Уфимское моторостроительное производственное объединение» (г. Уфа) и ОАО «Чепецкий механический завод» (г. Глазов) при выполнении хоздоговорных научно-исследовательских работ по созданию ВОДД для расходомеров массы горючих жидкостей и газов. Результаты выполненных исследований также могут быть использованы при проектировании устройств аналогичного назначения и в других областях техники. В ходе промышленной эксплуатации внедренных образцов получен фактический экономический эффект в размере более 0 тысяч рублей в год, что подтверждается соответствующими актами внедрения.