Диссертация (1091115), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Разработаны: волоконнооптический термометр, волоконно-оптический рефрактометр, волоконнооптический торцевой датчик нагрузки.Методы исследования.При выполнении работы применялись как теоретические, так иэкспериментальные методы исследования, которые способствовали решениюпоставленных задач. Теоретические исследования проводились путемпостроения модели, основанной на формулах расчета и обработки спектровволоконных решеток Брэгга (ВБР), а также с использованием обработкиспектров с учетом температурного и деформационного воздействия на ВБР.Экспериментальныеисследованияпроводилисьвнормальныхклиматических условиях с использованием калибровочного оборудования,имеющего аттестацию ФГУП «ВНИИМС», и с использованием волоконнооптического телеметрического комплекса в соответствии с порядком13проведения поверки средств измерений (ПР 50.2.006-94 ГСИ) [84].
Напротяжении всей работы выполнялось сопоставление теоретических иэкспериментальных результатов.Основные положения, выносимые на защиту.1.Показаныалгоритмыобработкиспектровчувствительныхэлементов, позволяющие с высокой точностью находить центральную длинуволны отражения волоконно-оптической решетки Брэгга.2.Результатыисследованийвлияниятемпературногоидеформационного воздействия на волоконные решетки Брэгга.
Показанавозможностьодновременнойрегистрациикактемпературы,такидеформации с четким разделением этих физических величин.3.Введены методика и алгоритмы нахождения и обработкиспектральных характеристик чувствительных элементов датчиков. Показано,чторазработанныедатчикиполностьюудовлетворяюттехническомузаданию. Абсолютная погрешность измерения температуры не превышает±1°С во диапазоне температур от -50°С до +500°С. Погрешность измеренияотносительнойдеформациинепревышает0.2%сабсолютнойчувствительностью ~ 1-2 мкм с возможностью работы при температуре до+100°С.4.Принцип действия и конструктивные особенности волоконно-оптического телеметрического комплекса. Выпущены технические условияна ВоТК (ТУ-5210-221-77951881-2012), УРМ (ТУ-1000-440-77951881-2011),ВОДТ (ТУ-1100-311-77951881-2011), ВОДД (ТУ-7378-540-77951881-2011).5.Результаты проведения метрологических испытаний волоконно-оптического телеметрического комплекса.
По результатам проведенияметрологическихиспытанийразработанныйволоконно-оптическийтелеметрический комплекс внесен в государственный реестр средствизмерений, что подтверждено свидетельством об утверждении типа средствизмерений на "Комплексы волоконно-оптические телеметрические ВоТК21х-1,55-y/40" RU.C.32.004.A №49372.14Разработанный6.волоконно-оптическийтелеметрическийкомплекс апробирован на объекте коксования нефтепродуктов ОАО«Газпромнефть-ОНПЗ», а так же для решения задач ОАО «Концерн«Океанприбор».Апробация работы.Основные результаты работы обсуждались на семинарах и научныхконференцияхМосковскогоГосударственногоУниверситетаПриборостроения и Информатики.Результаты диссертационной работы демонстрировались на XIIМеждународном форуме «Высокие технологии XXI века» - «ВТ XXI – 2011»совместно с НЦВО РАН, на XIV Московском международном салоне«Архимед 2011» совместно с Московским Государственным УниверситетомПриборостроения и Информатики, на 21-й международной выставке«Здравоохранение-2011»,наVIМеждународнойспециализированнойвыставке лазерной оптической и оптоэлектронной техники «Фотоника.
Мирлазеров и оптики – 2011», на VII международной специализированнойвыставке лазерной оптической и оптоэлектронной техники «ФОТОНИКА.МИРЛАЗЕРОВИОПТИКИ-2012»,наVIIIмеждународнойспециализированной выставке лазерной оптической и оптоэлектроннойтехники «ФОТОНИКА.
МИР ЛАЗЕРОВ И ОПТИКИ-2013», VII Московскиймеждународныйконгресс"БИОТЕХНОЛОГИЯ:СОСТОЯНИЕИПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ".Реализация и использование результатов работы (приложение 2).Разработанныйволоконно-оптическийтелеметрическийкомплексапробирован на объекте коксования нефтепродуктов ОАО «ГазпромнефтьОНПЗ»вкачествеподсистемысистемымониторингасостоянияпроизводственного оборудования КОМПКАС-АЭ, разработанной ООО НПЦ«Динамика», а так же для решения задач ОАО «Концерн «Океанприбор».Результаты апробации подтверждены актами внедрения предприятий ОООНПЦ «Динамика» и ОАО «Концерн «Океанприбор».15Разработаны: волоконно-оптический термометр, волоконно-оптическийрефрактометр,волоконно-оптическийторцевойдатчикнагрузки.Порезультатам разработки волоконно-оптического термометра был полученпатент на изобретение №2491523 (Зарегистрирован в Гос.
реестреизобретений РФ 27.08.2013) «Волоконно-оптический термометр», патент наполезную модель №133294 (Зарегистрирован в Гос. реестре изобретений РФ10.10.2013) «Волоконно-оптический щуп для измерения температуры». Порезультатам разработки устройства измерения показателя преломления былполучен патент на изобретение №2506568 (Зарегистрирован в Гос. реестреизобретенийРФ10.02.2014)«Устройствоизмеренияпоказателяпреломления», патент на полезную модель №132202 (Зарегистрирован в Гос.реестре изобретений РФ 10.09.2013) (Волоконно-оптический рефрактометр).По результатам разработки волоконно-оптического торцевого датчикадавления был получен патент на изобретение №2522791 (Зарегистрирован вГос.
реестре изобретений РФ 21.05.2014) «Волоконно-оптический торцевойдатчик давления (его варианты)».Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, изних7вопубликованныхтезисахидокладахвсероссийскихимеждународных конференций и 2 в журнале из перечня ВАК ведущихрецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны бытьопубликованы основные научные результаты диссертаций на соисканиеученой степени кандидата наук.Получено три патента на изобретение, два патента на полезную модель.(Приложение 3).Структура и объем работы.Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, спискалитературы и приложений.
Она содержит 174 страницы текста, включая 60рисунков, 17 таблиц и список цитируемой литературы из 105 наименований.16ГЛАВА 1. Обзор и анализ современных методик и аппаратуры длятехнической диагностики промышленных объектовСовременная методика технической диагностики промышленныхобъектов основана на измерении изменения электрического сопротивлениячувствительного элемента датчика под воздействием физических явлений(температура, деформация) [104].Сегодня можно выделить несколькометодов, входящих в состав так называемой методики с использованиемэлектронных средств, нашедших широкое применение в техническойдиагностике оборудования: метод измерения температуры термометромсопротивления,методизмерениятемпературытермистором,методизмерения деформации тензорезистором.Однако, в связи с развитием волоконной оптики в мире в последнеедесятилетие, сформировалась новая методика технической диагностикипромышленных объектов с применением волоконно-оптических средств. Онаоснована на измерении изменения электромагнитных свойств оптическогосигнала под воздействием физических явлений.
Сегодня можно выделитьлокальные, распределенные и квазираспределенные методы, входящие всостав данной методики, которые на сегодняшний момент активно проходятпроцесс адаптации и внедрения на промышленные предприятия.1.1. Обзор методики технической диагностики промышленногооборудования с использованием электронных средств1.1.1. Метод измерения температуры термометром сопротивленияМеталлическийтермометрсопротивленияпредставляетсобойрезистор, выполненный из металлической проволоки или плёнки и имеющийизвестную зависимость электрического сопротивления от температуры [105].Наиболеераспространённыйплатиновые термометры.стабильнуюихорошоЭтотиптермометровобъясняетсяизученнуютем,зависимостьсопротивления —чтоплатинаимеетсопротивленияоттемпературы и высокую стойкость к окислению, что обеспечивает ихвысокую воспроизводимость.17Эталонные термометры изготавливаются из платины высокой чистоты,так же применяются медные и никелевые термометры.Действующий стандарт на технические требования к рабочимтермометрам сопротивления: ГОСТ 6651-2009 (Государственная системаобеспечения единства измерений [65].
Термопреобразователи сопротивленияиз платины, меди и никеля. Общие технические требования и методыиспытаний). В стандарте приведены диапазоны, классы допуска, таблицыноминальных статических характеристик (НСХ) и стандартные зависимостисопротивление-температура.Стандартсоответствуетмеждународномустандарту МЭК 60751 (2008) [81]. В стандарте отказались от нормированияноминальныхсопротивленийсопротивлениеизготовленногопринормальныхтерморезистораусловиях.можетНачальноебытьлюбым.Промышленные платиновые термометры сопротивления в большинствеслучаев считаются имеющими стандартную зависимость сопротивлениетемпература (НСХ), что обусловливает погрешность не более 1°C (класс Апри 0 °C).Максимальный диапазон, в котором установлены классы допускаплатиновых термометров для проволочных чувствительных элементов,составляет 660 °C (класс С), для плёночных — 600 °C (класс С).1.1.2. Метод измерения температуры термисторомТермистор—полупроводниковыйрезистор,электрическоесопротивление которого зависит от температуры [104].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
