Диссертация (1091115), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Относительнонебольшой временной участок проведенных измерений приведен на рисунке3.31.мм h,210450046004700Время480049005000Рисунок 3.31. Зависимость координаты конца балки от времени припериодической деформации до h = 2.5 мм.В течение 1000 циклов вариации измеренной величины в максимумахне превысили 0.2%. Точность измерения невозмущенного положения балки(h = 0) за указанное количество циклов изгиба составила 0.005 мм. Стольвысокие показатели воспроизводимости измерений обусловлены высокойупругостью композиционного материала и свидетельствуют о прочнойфиксации ВБР в КМ.При исследовании долговременной стабильности измерений балкадеформировалась на h ~ 1 мм и h ~ 2 мм и выдерживалась при комнатной106температуре в течение 10 мин в деформированном состоянии, как этопоказано на рисунке 3.32.2,0мм h,1,51,00,50,005001000Время15002000сРисунок 3.32. Долговременная стабильность балкиВ результате измерений было получено, что стабильность показанийсенсорного элемента в течение указанного времени не хуже 0.5%.Как отмечалось, конструктивной особенностью предложенной схемыизмерений является измерение, как деформации, так и температуры балки, впредположении, что в КМ нет значительных градиентов температуры, то естьВБР находятся при одной и той же температуре.Для проверки степени учета температуры в исследованном сенсорномэлементе был проведен эксперимент, в котором периодическая изгибнаядеформация балки сочеталась с ее нагревом потоком горячего воздуха.
Потокгорячего воздуха направлялся с боковой стороны параллельно плоскостибалки с тем, чтобы минимизировать температурные градиенты между еевнешними поверхностями. Результаты эксперимента приведены на рисунке3.33.а. (спектральное смещение длин волн ВБР) и рисунке 3.33.б(измеренные деформация и температура).107800600400ВБРволндлинmИзменение200А)0-200-400-6000100200Время300400с,1002,0801,5400,520мм h,1,0Температура0C600,0,00100Б)200Время300400с,Рисунок 3.33 Изменение длин волн для ВБР в периодическом процессес дополнительным нагревом балкиКак видно, нагрев до 80 - 100°С существенно модифицируетспектральные зависимости, но практически полностью может быть учтен присоответствующейкорректировкеизмерений.Небольшиеискажениявеличины измеряемой деформации, заметные при повышении температурыбалки, скорее всего, объясняются неравномерностью нагрева образца [38].1083.4.
ВыводыТретья глава работы посвящена разработке конструкции ВоТК иоценке ее технологических характеристик.В результате выполненных исследований в связи с поставленнойзадачей диссертационной работы сделаны следующие выводы:Составленотелеметрическийтехническоекомплекс,заданиевключающийнавволоконно-оптическийсебяунифицированныйрегистрирующий модуль (УРМ), волоконно-оптический датчик температуры(ВОДТ), волоконно-оптический датчик деформации (ВОДД).На основании технического задания были утверждены техническиеусловиянаВоТК(ТУ-5210-221-77951881-2012),УРМ(ТУ-1000-440-77951881-2011), ВОДТ (ТУ-1100-311-77951881-2014), ВОДД (ТУ-7378-54077951881-2011).Разработанаоптоэлектроннаясхемаунифицированногорегистрирующего модуля с малой степенью поляризации выходногоизлучения, высокой частотой опроса оптических каналов.Разработаныконструкцииволоконно-оптическогодатчикатемпературы и деформации, позволяющие за счет высокой механической,химической и коррозионной стойкости использовать датчики на различныхпромышленных объектах.Разработана методика уменьшения обратного отражения в местахстыковки волоконных световодов волоконно-оптического телеметрическогокомплекса.Проведенаоценкатехнологическиххарактеристикволоконно-оптических датчиков температуры и деформации.
Абсолютная погрешностьизмерения температуры не превышает ±1°С во диапазоне температур от 50°С до +500°С. Погрешность измерения относительной деформации непревышает 0.2%, абсолютной деформации ~ 1-2 мкм, с возможностьюработы при температуре до +100°С.109ГЛАВА 4. Метрологические испытания волоконно-оптическоготелеметрического комплекса и апробация его на действующихпроизводственных объектах4.1. Метрологические испытания волоконно-оптическоготелеметрического комплекса4.1.1. Методика проведения испытанийДля проведения испытаний был представлен образец комплексаволоконно-оптического телеметрического ВоТК-21х-1.55-у/40 в составе:унифицированныйрегистрирующиймодульFIU-44-1.55-16-Er-A-xвкомплекте с датчиками температуры OSHT – 311 и датчиками деформацииOSD – 540.Все испытания, если это не оговорено в настоящей программе особо,проводят в нормальных климатических условиях:• температура окружающего воздуха от плюс 15 до плюс 25 °С;• относительная влажность воздуха от 30 до 80 %;• атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа (от 645 до 795 мм рт.
ст.);• вибрация, тряска, удары, магнитные поля (кроме земного), влияющие наработу приборов, отсутствуют;• напряжение питания сети - 220±10 %, частота питания сети - 50±1 Гц.При проведении испытаний должны соблюдаться требования ГОСТ12.2.007.0 [63] по обеспечению безопасности и безаварийности проведенияиспытаний.Испытанияволоконно-оптическогокомплексапроводилисьвсоответствие с данной методикой.
Содержание и объем испытаний по даннойметодике представлен в таблице 4.1.110Таблица 4.1 - Содержание и объем испытанийНаименованиеСсылка наСведения об эталонах и испытательномэтапа испытанийпунктоборудовании для проведения испытанийметодикииспытаний1. Оценка полноты А-и правильностивыраженияметрологическиххарактеристиксредстваизмерений2. ПроверкаБ-ВШтангенциркуль Eagle, Tesa, № 005 30045внешнего вида,комплектности имаркировки.3. Проверкагабаритных7М-8, (0...
150 мм, ПГ ±0,1 мм), св-во №размеров и массы203В-11 (ВНИИМС) до 21.07.2012 г.Линейка измерительная металлическая 1000мм, б/н, цд 1мм, св-во №203-447(ВНИИМС) до 18.03.2013 г.Весы неавтоматического действия по ГОСТР 53228-2008 [76], б/н, св-во № 242(ВНИИМС) до 21.05.2013г.1114 ПроверкаПродолжение таблицы 4.1 - Содержание и объем испытанийГМегаомметр М 4100/1, № 090721, св-воэлектрического(РОСТЕСТ-Москва) до 16.12.2012г.сопротивленияУстановка пробойная для проверкиизоляции иэлектрической прочности изоляции типапрочностиУПУ-10, аттестат (РОСТЕСТ-Москва) доэлектрической16.12.2012 г.изоляции5 Испытания наДГенератор электростатических разрядовсоответствиетипа ditto, № V070610229, поверкапараметрам(РОСТЕСТ-Москва) до 20.04.2013г.электромагнитнойКомплект оборудования для проведениясовместимости(ЭМС)испытаний на устойчивость к воздействиюрадиочастотного поля, инв.№Р00000513397.
Камера экранированная вкомплекте с аксессуарами, инв.№Р00000512782. Генератор сигналовSMA100A, № 101513, св-во (РОСТЕСТМосква) до 11.03.2013г.Испытательный комплекс для проведенияиспытаний на устойчивость ккондуктивным помехам и магнитным полям(в комплекте) UCS500M4, № V0542100812,св-во (РОСТЕСТ-Москва) до 25.11.2013г.Испытательный генератор наведенныхкондуктивных помех CWS 50С №V0542100812, св-во (РОСТЕСТ-Москва) до10.12.2013г. Генератор динамическихизменений напряжения питающей сетиИГД 8.1м, № 119602, св-во (РОСТЕСТМосква) до 15.11.2012г.112Продолжение таблицы 4.1 - Содержание и объем испытанийЦифровой прецизионный термометр6.
ОпределениеЕабсолютнойсопротивления DTI-1000 (в комплекте спогрешноститермопреобразователями сопротивленияплатиновыми STS100), диапазонизмерений: от минус 50 до плюс 650 °С,пределы допускаемой основнойабсолютной погрешности:± (0,03+ед.мл.разр) °С (в диапазоне отминус 50 °С до плюс 400 °С), ±(0,06+ед.мл.разр.) °С (в диапазоне св. плюс400 °С до плюс 650 °С) № 013.02-02960623, св-во № 207/11-1157п (ВНИИМС)до 30.09.2012 г.Измеритель/регулятор температурыпрецизионный многоканальный МИТ 815М, ИГ: ± (0,001+10-4 U) мВ, ±(0,002+3*10-6 *t) °С № 016, св-во № 207/11-1155п(ВНИИМС) до 30.09.2012 г. Калибратортемпературы серии ATC-R модели АТС650В, диапазон воспроизводимыхтемператур от плюс 20 до плюс 650 °С,пределы допускаемой абсолютнойпогрешности воспроизведения заданнойтемпературы ±0,39 °С (по внутреннемутермометру), нестабильность поддержаниязаданной температуры: ±0,02 °С, № 51419200216, св-во № 207/10-1160п (ВНИИМС) до30.09.2012 г.Камера климатическая мод.
MHU880CSSA, зав. № Т80704, Аттестат № 1(ВНИИМС) до 22.01.2015г.113Продолжение таблицы 4.1 - Содержание и объем испытаний7. Испытания наЖЦифровой прецизионный термометрвоздействиесопротивления DTI-1000 (в комплекте стемператур ра-термопреобразователями сопротивлениябочих условийплатиновыми STS100), диапазонэксплуатацииизмерений: от минус 50 до плюс 650 °С,пределы допускаемой основнойабсолютной погрешности: (0,03±ед.мл.разр)°С (в диапазоне от минус 20 °С до плюс 400°С), ± (0,06+ед.мл.разр.) °С (в диапазоне св.плюс 400 °С до плюс 650 °С) № 013.02-02960623, св-во № 207/11-1157п (ВНИИМС)до 30.09.2012 г.
Калибратор температурысерии ATC-R модели АТС-650В, диапазонвоспроизводимых температур от плюс 20 доплюс 650 °С, пределы допускаемойабсолютной погрешности воспроизведениязаданной температуры ±0,39 °С (повнутреннему термометру), нестабильностьподдержания заданной температуры: ±0,02°С, № 514192-00216, св-во № 207/10-1160п(ВНИИМС) до 30.09.2012 г.Камера климатическая мод. MHU880CSSA, зав. № Т80704, Аттестат № 1(ВНИИМС) до 22.01.2015г.1148. АпробацияПродолжение таблицы 4.1 - Содержание и объем испытанийЗЦифровой прецизионный термометрметодики поверки.сопротивления DTI-1000 (в комплекте стермопреобразователями сопротивленияплатиновыми STS100), диапазонизмерений: от минус 50 до плюс 650 °С,пределы допускаемой основнойабсолютной погрешности:± (0,03±ед.мл.разр) °С (в диапазоне отминус 50 °С до плюс 400 °С), ±(0,06+ед.мл.разр.) °С (в диапазоне св.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
