Автоматизированная система испытаний электрорадиоматериалов с контролем их пожарной опасности

• Автор: Белозёров, Валерий Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ В ИСПЫТАНИЯХ И ДИАГНОСТИКЕ ЭЛЕКТРОРАДИОМАТЕРИАЛОВ.

1.1. Роль диагностики материалов в пожарной безопасности жизнедеятельности.

1.2. .Алгоритмы распознавания образов и решающие правила.

1.3. Сигналы и образы в акустической эмиссии.

1.4. Специфика диагностики ЭРМ нано, микро и макродеструкция ЭРЭ, как процессы изменения их структуры и старения при эксплуатации .

1.5. Модели регистрации изменений параметров ЭРМ.

1.5.1. Модель регистрации изменений теплофизических параметров

1.5.2.Модель регистрации изменений электрофизических параметров Т.5.3 Модель регистрации изменений акустических параметров .

1.5.4. Модель регистрации изменений механических характеристик

1.5.5. Модель регистрации изменение пожарных характеристик
1.6. Выбор направления исследований
2. ПРИНЦИПЫ РЕАЛИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДИАГНОСТИКИ И ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ
2.1. Термогравиметрия.
2.2. Термодилатометрия
2.3. Дифференциальный термический анализ
2.4. Дифференциальносканирующая калориметрия.
2.5. Термомехашгческий анализ.
2.6. Динамический механический анализ.
2.7. Метод лазерного импульса.
2.8. Синхронные и сопряженные методы термического анализа.
2.9. Диэлектрический анализ и электрометрия.
2 Комплексирование методов ТА и электрометрии.
. Общие недостатки прототипов.
. Устранение недостатков
2 Выбор направления автоматизации методов и средств.
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОРАДИОМАТЕРИАЛОВ, ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ .
3.1. Моделирование синхронизации методов ТА и электрометрии
3.1.1. Модель синхронизации методов ТА
3.1.2. Модель ускоренного старения и синхронизация ТМА и ДМА
3.1.3. Модель баротермического модуля.
3.2. Модель синхронизации термогравиметрии и АЭ
3.3. Модель синхронного сопряжения с ИКФС
3.4. Модель автоматизированной системы диагностики и испытаний
3.4.1. Модель термобарогравиметрии.
3.4.2. Модель термобародилатометрии
3.4.3. Модель термобароденсиметрии.
3.4.4. Модель тепло и температуропроводности.
3.4.5. Модель дифференциальиобаротермического анализа
3.4.6. Модель динамического и термомеханического анализа
3.4.7. Модель диэлектрического анализа
3.4.8. Модель электрического и магнитного анализа.
3.4.9. Модель акустикоэмиссионного анализа.
3.4 Модель ИК Фурьеспектрометрии.
3.4 Модель микроскопии поверхности
3.4 Модель лазерной термобародилатометрии.
3.4 Модель лазерной вспышки.
3.4 Модель термодинамического АЭэталонирования.
3.4 Модель лазерноакустической спектроскопии.
3.4 Оптимизация АСДИ и векторфункции.
4. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС ДИАГНОСТИКИ И
ИСПЫТАНИЙ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ.
4.1. Описание АКДИ.
4.2. Описание процесса испытаний
4.2.1. Классификационный этап
4.2.2. Расчетный этап
4.2.3. Этап ускоренного старения
4.2.4. Этап пожароопасного термобаронагружения
4.2.5. Контрольный этап.
. 4.2.6. Анализ и визуализация результатов испытаний
4.3. Структура АКДИ и алгоритмы функционирования.
4.3.1. Описание алгоритмов функционирования.
4.3.2. Структура ПК
4.3.3. Структура специального программного обеспечения
5. МЕТОДИКА ДИАГНОСТИКИ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ЭЛЕКТРОРАДИОМАТЕРИАЛОВ.
5.1. Пожарнотехнический образ ЭРМ и динамика работы АКДИ
5.2. Группы горючести
5.3. Температура размягчения
5.4. Температура плавления.
5.5. Температура тления
5.6. Температура воспламенения.
5.7. Энергии активации стадий деструкции.
5.8. Число Сполдинга.
5.9. Теплота сгорания
5 Кислородный индекс.
5 Термостойкость образца.
5 Пожаробезопасный ресурс
5 Вероятность пожара.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Проведен анализ теоретических подходов в диагностике материалов электротехнической и радиоэлектронной промышленности и пожарной опасности изделий из них, принципов автоматизации, синхронизации и сопряжения методов и средств испытаний и диагностики ЭРМ, процессов дефектообразования, деструкции и старения ЭРМ в условиях эксплуатации, включая характеристики их пожарной опасности. Определен образ жизненного цикла ЭРМ в виде многопараметрических векторфункций их свойств в многомерном пространстве фазовых состояний материалов в условиях эксплуатации, позволяющих автоматизировать контроль их изменений, включая существующие качественные и дополнительные количественные показатели пожарной опасности. Выполнено моделирование автоматизированной системы диагностики и испытаний ЭРМ для получения образа их жизненного цикла в условиях эксплуатации, которая позволяет достоверно идентифицировать стадии этого цикла, с помогцью подсистемы термодинамического эталонирования. Разработаны алгоритмы и прраммное обеспечение автоматизированного комплекса диагностики и испытаний ЭРМ, в котором синхронно сопряжены методы и средства ТЛ, АЭ и электрометрии, реализующие, в том числе методику диагностики существующих и дополнительных показателей пожарной опасности ЭРМ. ИК Фурьеспектрометрии, алгоритмизации и структурного программирования. Разработан новый метод термического анализа ТА материалов электротехнической и радиоэлектронной промышленности, определяющий плотность образца и названный электротермобароденсиметрией ЭТБД, полученный автоматизацией синхронного сопряжения термогравиметрии ТГ, термодилатометрии ТД и электрометрии ЭМ ЭРМ, при циклическом изменении давления и температуры, на который получен Патент РФ Решение ФИПС о выдаче патента от , . ЭТБД, синхронносопрягаемой с методом АЭ, при адаптивном термобароциклировании АТБЦ и термобаронагружении образцов АТБН, что позволяет идентифицировать стадии жизненного цикла ЭРМ. Разработана методика автоматизированной диагностики и испытаний ЭРМ с помощью АСДИ, определяющая, в том числе существующие качественные и дополнительные количественные показатели их пожарной опасности, базирующиеся на разработанном автором способе совместного решения уравнений Семенова, Зельдовича и ФранкКаменецкого в точке воспламенения. Создан макет автоматизированного диагностического комплекса, синхронно сопрягающий методы и средства ТА, АЭ и электрометрии, на
котором проверены и отлажены алгоритмы и программное обеспечение, реализующие АТБЦ и формирование ВФЖЦ, в т. ЭРМ, на что получен Патент РФ . Предложен метод термодинамического эталонирования и структура автоматизированной подсистемы метрологического обеспечения взаимной аттестации методов ТА и АЭ по термодинамическим акустоэмиссионным ТДАЭ микроэталонам, имеющим калиброванные энергии и температуры фазовых переходов, на которые подана заявка на изобретение. Практическая ценность и значимость полученных результатов заключается в следующем. Испытательным пожарным лабораториям МЧС РФ, Центрам сертификации и метрологии Ростехрегулирования, материаловедческим предприятиям, ШЛИ и КБ. Синтезированный в ходе исследований метод ЭТБД, сопряженный с методом АЭ, создают при помощи векторфункций образ жизненного цикла ЭРМ в условиях эксплуатации, что позволяет решить проблему автоматизированной диагностики дефектообразования и эксплуатационного старения ЭРМ, а также применить вероятностнофизические методы прогнозирования их устойчивости и долговечности, позволяющие определять время безопасной эксплуатации изделий, изготовленных из них. Предложенный в работе метод автоматизированного термодинамического акустикоэмиссионного ТДАЭ эталонирования, реализующий динамическую калибровку и статическую поверку ТА и АЭ измерительных каналов с помощью встроенных ТДАЭэталонов, позволяет решить проблему метрологического обеспечения диагностики и испытаний ЭРМ и резко снизить е трудомкость. Разработанный в диссертации АКДИ, являясь первой отечественной установкой синхронного термического, акустикоэмиссионного и электромагнитного анализа, по существу является новым инструментом, который может быть использован вместо двадцати установок по ГОСТ . ЭРМ в РЭА, СВТ, ПЭО и БЭП по ГОСТ .