Отзыв ведущей организации (Разработка методик и аппаратуры для технической диагностики промышленного оборудования с применением волоконно­оптического телеметрического комплекса)

«УТВЕРЖДАЮ» А» отзыв ведущей организации на диссертационную работу Симонова Максима Андреевича «Разработка методик и аппаратуры для технической диагностики промышленного оборудования с применением волоконно-оптического телеметрического комплекса», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05,11,07 - «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы». Актуальность дли науки и практики В настоящее время вопрос разрушения конструкций из-за образования и роста дефектов, либо потери устойчивости является актуальным.

Известно о распространенных случаях работы промышленных объектов в условиях отличия собственной температуры от температуры окружающей среды, а так же неравномерного распределения температур в различных зонах объекта. Изменение температуры по поверх~ости или объему материала объекта приводит к объемному расширению илн сжатию материала. Как показывает многолетняя отечественная и зарубежная практика, столь же востребованными являются соответствующие разработки, касающиеся создания новых типов квазираспределенных методов н аппаратуры для технической диагностики промышленных объектов, позволяющих проводить измерения с высокой точностью, с возможностью гибкого формирования системы мониторинга, с возможностью отслеживания быстропротекающих процессов, непрерывно и в большом объеме. В связи с этим работы, направленные на разработку методик и аппаратуры для технической диагностики промышленного оборудования с применением волоконно-оптического телеметрического комплекса представляются важными и значимыми.

Цель диссертации Цель диссертации состоит в обеспечении контроля параметров температуры и деформации объектов с высокой точностью в режиме реального времени. Выбрав в качестве объекта исследования весьма важный для многих отраслей промышленности вопрос, связанный с прецизионными измерениями температуры и деформации по поверхности или объему материала объекта, обоснованным предметом данного исследования стала разработка методик и аппаратуры для технической диапюстики промышленного оборудования с применением волоконно-оптического телеметрического комплекса.

Структура и содержание работы Диссертация изложена на 174 страницах машинописного текста, включает введение, четыре главы, общие выводы по работе, список литературы и приложения. Работа включает ссылки на 1О5 наименований литературы, содержит бО рисунков и 17 таблиц. Отметим, иа наш взгляд, наиболее значимые для развития научных исследований и промыпиенного производства результаты диссертации. 1. Исследована квазираспределенная волоконно-оптическая методика определения температуры и деформации и разработаны алгоритмы обработки измерений. В своих исследованиях автор рассматривает такие важные вопросы, как: исследование основные параметры волоконно-оптических решеток Ьрзгга и по результатам исследований изготовлены образцы для проведения испытаний, исследование методики нахождения спектров на примере четырех методик, выявлены недостатки и достоинства каждой из них, исследование влияния температурного и деформационного воздействия на чувствительные элементы волоконно-оптических датчиков, как при изоляции одного из воздействий, так и при их одновременном воздействии.

Автором разработаны алгоритмы обработки спектров чувствительных элементов волоконно-оптических датчиков, основанные на умножении спектра на нечетную функцию, и на аппроксимации спектра отражения волоконной решетки Брэгга модельным спектром. Автором предложена методика расчета внешнего воздействия на волоконные решетки Брэгга. Автором сформулировано заключение о том, что дост~~нством квазираспределенного метода, основанного на измерении резонансной длины волны волоконных решеток Брэгга, является возможность одновременной регистрации как температуры, так и деформации с четким разделением этих физических величин. 2.

Разработана конструкция волоконно-оптического телеметрического комплекса и проведена оценка его технологических характеристик. Приводится разработанное техническое задание на волоконно-оптический тслеметрический комплекс, включающий в себя унифицированный регистрирующий модуль (УРМ), волоконно-оптический датчик температуры 1ВОДТ), волоконно-оптический датчик деформации «ВОДД). В результате разработки технического задания на волоконно-оптический телеметрический комплекс и его составляющие утверждены технические условия на В оТК ~ТУ-5210-221-77951881-2012), УРМ (ТУ-1000-440-77951881-2011)„ВОДТ 1ТУ-1100-311-77951881-2014), ВОДД (ТУ-7378-540-77951881-2011), Автором приводятся результаты разработки оптоэлектронной схемы унифицированного регистрирующего модуля с малой степенью поляризации выходного излучения, высокой частотой опроса оптических каналов, а так же конструкции волоконно-оптических датчиков температуры и деформации, позволяющие за счет высокой механической, химической и коррозионной стойкости использовать дагчики на различных промышленных объектах.

Автор разработал уникальную методику уменьшения обратного отражения в местах стыковки волоконных световодов волоконно-оптического телеметрического комплекса. Автор провел оценку технологических характеристик ВолоконнО-Оптических датчикоВ температуры и деформации В состаВе разработанного волоконно-оптического телеметрического комплекса, Абсолютная погрешность измерения температуры не превышает ~1'С во диапазоне температур от -50'С до +500'С.

Погрешность измерения относительной деформации не превышает 0.2',4, абсолютной деформации — 1-2 мкм, с возможностью работы при температуре до +100'С, 3. Проведены метрологические испытания разработанного ВолокОннО-Оптического телеметрического кОмплекса. Автором проделана работа по калибровке и проверке волоконно-оптических датчиков температуры и деформации, а так же испытаниям унифицированного регистрирующего модуля.

Проверка показала полное соответствие техническому заданию каждого элемента и волоконно-оптического телеметрического комплекса в целом. По результатам проведения метрологических испытаний разработанный волоконно-оптический телеметрический комплекс внесен в государственный реестр средств измерений, что подтверждено свидетельством об утверждении типа средств измерений на "Комплексы волоконно-оптические телеметрические ВОТК-21х-1,55-у/40" Ю.1.С32.004.А №49372. Разработанные автором методики и аппаратура нашли применение в альтернативных волоконно-оптических решениях. В частности автором разработаны: волоконно-оптический термометр, волоконно-оптический торцевой датчик нагрузки, волоконно-оптический рефрактометр с термокомпенсацией на основе ВБР.

По результатам разработки волоконно-оптического термометра автором получен патент на изобретение №2491523 (Зарегистрирован в Гос. реестре изобретений РФ 27.08.2013) «Волоконно-оптический термометр», патент на полезную модель №133294 13арегистрирован в Гос. реестре изобретений РФ 10,10.2013) «Волоконно-оптический щуп для измерения температуры». По результатам разработки устройства измерения показателя преломления автором получен патент на изобретение №2506568 ~Зарегистрирован в Гос. реестре изобретений РФ 10.02.2014) «Устройство измерения показателя преломления», патент на полезную модель №132202 (Зарегистрирован в Гос. реестре изобретений РФ 10.09.2013) (Волоконно-оптический рефрактометр). По результатам разработки волоконно-оптического торцевого датчика давления автором получен патент на изобретение №2522791 (Зарегистрирован в Гос.

реестре изобретений РФ 21,05,2014) «Волоконно-оптический торцевой датчик давления (его варианты)». Научнаи новизна, обоснованность н достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, полученных в диссертации Разработана методика определения температуры и деформации промышленных объектов, позволяющая проводить мониторинг технического состояния промышленных объектов на новом уровне. Исследованы методики нахождения спектров чувствительных элементов Волоконно-оптических датчиков н для разаботки выбрана методика установления пороговых параметров пика волоконной ре|петки Брэгга.

Разработаны алгоритмы обработки спектров, позволяющие с высокой точностью находить центральную длину волны резонансного пика отражения волоконно-оптической решетки Брэгга волоконно-оптического да~~~~а, У~~~но~~~~~ одновременной регистрации как температуры, так и деформации с четким разделением этих физических величин. Разработана методика расчета температурного и деформаци01шого ВОздейстВия на ВОлоконные решетки Брэгта. ДостовернОсть научных пОложений, Выводов и рекОмендаций сомнений не вызывает. Принятые в работе допущения и ограничения с применением аналитических доказательств убедительны.

Экспериментальная часть исследований выполнялась на современном оборудовании с применением соответствующих математических методов обработки результатов экспериментов„ обеспечено согласование экспериментальных и теоретических данных. Практическая ценность результатов Разработаны и утверждены технические условия на ВоТК (ТУ-5210-221-77951881-2012), УРМ (ТУ-1000-440-77951881-2011), ВОДТ 1ТУ-1100-311-77951881-2014)„ВОДД ~ТУ-7378-540-77951881-2011). Разработана конструкция волоконно-оптического телеметричес кого комплекса: оптоэлектронная схема и принцип действия разработанного унифицированного регистрирующего модуля с малой степенью поляризации выходного излучения, высокой частотой работы и большим количеством оптических каналов; конструкция волоконно-оптического датчика температуры, позволяющего проводить измерения с точностью Н'С в диапазоне температур от -50'С до +500'С; конструкция волоконно-оптического датчика деформации, позволяющего проводить измерения относительной деформации с точностью 0,2'Ь, абсолютной деформации — 1-2 мкм с возможностью работы при температуре до +100 С.