Расширение динамического диапазона датчиков встроенного контроля параметров дисперсной фазы рабочей жидкости

• Автор: Мальчиков, Константин Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Содержание

Перечень сокращений и условных обозначений

Введение
Глава 1. Анализ научнотехнической проблемы контроля технического состояния гидросистем.
1.1 Выбор диагностических признаков и критериев при контроле технического состояния гидросистем па параметрам частиц износа в рабочей жидкости.
1.2 Анализ источников загрязнения рабочей жидкости гидросистем механическими частицами износа.
1.3 Влияние механических частиц загрязнения рабочей жидкости на надежность гидравлических систем
1.4 Особенности контроля технического состояния гидросистем по параметрам частиц износа в рабочей жидкости
1.4.1 Определение требований к уровню чистоты рабочей жидкости в гидросистеме изделий авиационной техники.
1.4.2 Основные требования к средствам контроля технического состояния гидравлических систем.
1.4.3 Техническое обеспечение методов контроля параметров частиц износа в рабочей жидкости
1.5 Анализ методов и средств контроля технического состояния узлов гидросистем по параметрам частиц загрязнений.
1.5.1 Методы контроля уровня загрязнения рабочей жидкости гидросистем.
1.5.2 Анализ средств контроля параметров механических частиц загрязнения рабочей жидкости гидросистем
Выводы.
Глава 2. Модели фотоэлектрических датчиков встроенного контроля параметров дисперсной фазы.
2.1 Обобщенная структурная и функциональная схемы встроенного контроля параметров дисперсной фазы рабочей жидкости.
2.2 Кинетика отбора пробы из потока рабочей жидкости.
2.3 Физические схемы и особенности конструкции фотоэлектрических датчиков встроенного контроля параметров частиц износа
2.3.1 Физическая схема датчика встроенного контроля
параметров частиц износа в рабочей жидкости II типа.
2.3.2 Физическая схема датчика встроенного контроля
параметров частиц износа в рабочей жидкости I типа.
2.4 Гидродинамическая модель фотоэлектрического датчика встроенного контроля параметров дисперсной фазы рабочей жидкости.
Выводы.
Глава 3. Расширение динамического диапазона размеров частиц дисперсной фазы рабочей жидкости.
3.1 Математическая модель дисперсного состава частиц загрязнения рабочей жидкости гидросистем.
3.2 Анализ распределения дисперсного состава частиц износа в рабочей жидкости.
3.2.1 Аппроксимация плотности распределения дисперсного
состава частиц износа с помощью функции заданного вида.
3.2.2 Аппроксимация плотности распределения дисперсного
состава частиц износа с помощью ортогональных функций Лагерра, Лежандра и Дирихле.
3.3 Восстановление функции плотности вероятности распределения дисперсного состава частиц износа на основе
экспериментальных данных.
Выводы.
Глава 4. Методика повышения точности оценки дисперсного состава частиц износа .
4.1 Определение оценок плотности вероятности,
удовлетворяющих критерию согласия Пирсона.
4.2 Оценка точности восстановления плотности вероятности распределения дисперсного состава частиц износа.
4.2.1 Зависимость оценки плотности вероятности распределения дисперсного состава от количества дифференциальных коридоров
4.2.2 Зависимость оценки плотности вероятности распределения дисперсной фазы от объема выборки.
4.3 Прогнозирование распределения дисперсного состава частиц износа в рабочей жидкости гидросистем.
Глава 5. Разработка системы автоматизированного контроля
параметров дисперсной фазы рабочей жидкости
5.1 Программный комплекс прогнозирования распределения
дисперсной фазы рабочей жидкости.
5.1.1 Подсистема задания начальных данных
5.1.2 Подсистема аппроксимации и восстановления плотности вероятности
5.2 Экспериментальное исследование разработанных алгоритмов.
Выводы.
Заключение. Основные выводы и результаты работы
Список использованных источников


Метод, основанный на применении ДВК параметров дисперсной фазы ДФ позволяет отказаться от традиционного отбора пробы жидкости, что дает возможность повысить объективность и информативность, а самое главное, оперативность контроля в реальном масштабе времени. Среди разработанных и внедренных к настоящему времени средств контроля, особенно следует выделить фотоэлектрический ДВК Поток, предложенный в х годах сотрудниками отраслевой научноисследовательской лаборатории ОНИЛ Самарского государственного аэрокосмического университета СГАУ под руководством профессора Логвинова Л. М. 8, , , . Уникальность этого датчика заключается в том, что он позволяет определять уровень загрязнения непосредственно в потоке рабочей жидкости при расходах жидкости до 0 лмин и давлении в ГС до МПа. Несмотря на определенные достоинства, разработанные к настоящем времени средства встроенного контроля уровня загрязнения рабочей жидкости ГС имеют свои ограничения. Эти ограничения обусловлены, прежде всего, сложностью их конструкции и, как следствие, сложностью использования в тяжелых условиях эксплуатации при высокой температуре и давлении, вибрации и пульсации. Кроме того, разработанные к настоящему времени ДВК имеют невысокую чувствительность. ДВК, можно с достаточной степенью точности и надежности регистрировать частицы износа размером более 5 мкм. Разработать ДВК, регистрирующие частицы менее 5 мкм при наличии дестабилизирующих факторов связанных с агрессивными условиями эксплуатации до настоящего времени не удавалось. Учитывая, что в последние годы наметилась тенденция к увеличению рабочего давления в магистралях гидросистем изделий АТ, что позволяет при сохранении массовогабаритных характеристик элементов ГС достичь высокой мощности и производительности. Так в ГС изделий авиационной техники наиболее широко используется рабочее давление значением . МПа, при котором зазоры в узлах трения гидроагрегатов имеют величину существенно более 5 мкм. Учитывая, что согласно прогнозам оптимальным является значение давления жидкости близкое к МПа . При этом зазоры в узлах трения составляют величину порядка 1. Таким образом, для эффективной диагностики технического состояния узлов ГС необходимо повысить расширить динамический диапазон регистрируемых размеров частиц износа. Сконструировать ДВК подобной чувствительности, позволяющий контролировать частицы износа столь малого размера в тяжелых условиях эксплуатации при высоких уровнях давления и температуры, вибрации и пульсации затруднительно в силу возникновения ряда технических проблем и требует значительных материальных затрат. Одним из наиболее перспективных способов решения задачи расширения диапазона определяемых размеров частиц износа является применение различных методов математической обработки экспериментальных данных о распределении дисперсной фазы. В частности, статистическая обработка и применение методов аппроксимативного анализа , , , позволит определять статистические параметры математическое ожидание, среднсквадратичсское отклонение, коэффициенты асимметрии и эксцесса, несущие информацию о распределении частиц износа в рабочей жидкости гидросистемы. ДВК, расширить диапазон размеров контролируемых частиц и определять дисперсный состав частиц износа размером мкм по экспериментальным данным о распределении частиц размером более 5 мкм. Таким образом, расширение динамического диапазона регистрируемых размеров частиц износа при воздействии внешних дестабилизирующих факторов температура, давление, вибрация, пульсация является актуальной научнотехнической задачей имеющей большое практическое значение. Целью данной работы является разработка и теоретическое обоснование методики и алгоритмов расширения динамического диапазона существующих датчиков встроенного контроля параметров дисперсной фазы РЖ, позволяющего определять дисперсный состав частиц износа размером мкм по экспериментальным данным о распределении частиц размером более 5 мкм. Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач, что определило структуру и основное содержание диссертации.