Тема: Исследование динамических характеристик компонентов преобразователя давления с функцией самодиагностики

Современный уровень производства требует новых подходов и идей в осуществлении контроля над технологическим процессом. В то же время достигнутый в настоящий момент уровень вычислительной техники дает широкие возможности для решения ряда задач, актуальных на сегодняшний день. Спецификой современного производства являются непрерывность и безотказность. В связи с этим, востребованными являются вопросы самодиагностики на всех уровнях, в том числе на уровне приборов и механизмов, непосредственно контактирующих с технологической средой.
Сегодня контроль качества измерений осуществляется путем применения традиционных методов метрологического обслуживания (поверки или калибровки). Обычно эти операции неэффективны, поскольку они дороги и для их проведения, как правило, необходимо останавливать технологический процесс. С другой стороны, существует потребность в обеспечении уверенности в том, что датчик в текущий момент времени работает в соответствии с предъявляемыми к нему требованиями и не отклоняется от нормального режима в виду влияния на него каких-либо случайных внешних условий.
Диагностика состояния приборов обычно решается лишь на уровне их электронной части, не затрагивая диагностики состояния сенсорной части датчика.
До настоящего времени основной характеристикой преобразователя является его статическая функция преобразования, то есть зависимость сигнала на выходе (обычно тока или напряжения) от фактического значения измеряемой величины. При этом предполагается, что значение измеряемой величины остается постоянным за период измерения. Задача контроля фактического значения измеряемой величины в таком случае решается использованием прибора более высокого класса точности, чем испытуемый. Поведение преобразователя в случае быстро меняющихся входных воздействий остается неопределенным. возможность учитывать реакцию датчика на изменение внешних условий и, например, в случае необходимости, компенсировать динамическую составляющую погрешности.
Если преобразователь представить в виде электромеханической системы, то ее динамическую характеристику в частотной области можно описать набором собственных частот (характеристических параметров). При возникновении неисправности сенсора (разрыв сварного шва, истончение мембраны и др.) или изменения условий технологического процесса (наличие инородных тел, примесей в технологической жидкости и др.) эти параметры изменятся. Разработав методику выделения этих параметров из собственного сигнала сенсора и контролируя их значения, можно оценить состояние сенсора. Следовательно, отклонения в динамической характеристике могут служить критерием исправности преобразователя и основанием для решения о возможности его дальнейшего использования [1].
Для получения представления о характере влияния внешних условий на динамическую характеристику преобразователя и последующей разработке методик обнаружения неисправностей требуется проведение теоретических и экспериментальных исследований, связанных с определением динамической характеристики.
Цель настоящей работы - исследование влияния конструкции на динамические характеристики пьезокерамического возбуждающего
элемента(кольца) в преобразователе давления с функцией самодиагностики.
Задачи, решаемые в данной работе:
1. Рассмотреть существующие подходы к определению динамических
характеристик преобразователей физических величин;
2. Проведение исследования и получение экспериментальных данных
динамических характеристик пьезокерамического возбуждающего элемента (кольца) с различным конструктивным расположением в преобразователе давления;
3. Обработка полученных данных при помощи методов спектрального анализа и определение спектра сигналов;
4. Проанализировать обработанные результаты и сделать выводы о влиянии конструкции на динамические характеристики пьезокерамического возбуждающего элемента(кольца) в преобразователе давления с функцией самодиагностики
Купить

В ходе выполнения данной работы было проведено экспериментальное исследования динамической характеристики пьезокерамического возбуждающего элемента в преобразователе давления с функцией самодиагностики.
Данное исследование проводилось в ключе идеи использования динамической характеристики преобразователя в целях самодиагностики. Обзор литературы показал, что этот вопрос неоднократно поднимался как в отечественных, так и в зарубежных источниках, но разработан недостаточно.
На момент написания работы имелась разработанная методика определения динамической характеристики пьезокерамического возбуждающего элемента в преобразователе давления на основании отклика от воздействия на преобразователь импульсом давления воды, генерируемого пьезокерамическим излучателем после подачи на последний электрического импульса.
Главной целью настоящего исследования было исследование влияния конструкции на динамические характеристики пьезокерамического возбуждающего элемента(кольца) в преобразователе давления с функцией самодиагностики. Исходя из возможностей проведения эксперимента были установлены основные направления для использования результатов исследования для дальнейшей разработки методов диагностики технического состояния преобразователей давления с разделительной диафрагмой.
В заключении хотелось бы отметить, что исследование в данном направлении имеют ряд идей для продолжения. Дело в том, что метод Фурье, который являлся основополагающим в данной работе и на основании которого рассчитывались исследуемые спектры имеет ряд недостатков. Одним из таких недостатков является ограничение на разрешение по частоте, связанное с длительностью сигнала и частотой дискретизации. Возможные изменения характеристик, которые по величине меньше этого разрешения, остаются необнаруженными.
Купить