Диагностика: задачи, терминология, характеристика методов диагностики. Классификация методов диагностики, общая структура систем диагностики – Вепринцев

 

Диагностика – это область науки и техники, изучающая методы и средства определения технического состояния машин и механизмов без их разборки.

Применение методов и средств диагностики позволяет решить ряд экономических и социальных задач в производственной деятельности человека, а именно:

– снизить эксплуатационные расходы за счет уменьшения трудоемкости и времени ремонта оборудования;

– предупреждать аварии, благодаря своевременному выявлению дефектов;

– увеличить долговечность оборудования при устранении дефектов на ранних стадиях их появления;

– уменьшить количество обслуживающего персонала;

– повысить производительность;

– оптимизировать количество запасных деталей за счет прогнозирования отказов.

Суть диагностики составляют оценка и прогноз технического состояния объекта по результатам прямых или косвенных измерений параметров состояния (диагностических параметров). При этом само по себе значение диагностического параметра еще не дает оценки технического состояния объекта. Чтобы определить состояние, необходимо знать не только фактические, но и соответствующие им эталонные значения. Разность между фактическим θф и эталонным θэт значениями диагностических параметров называется диагностическим симптомом Δ.

 

Δ = θф - θэт.

 

Таким образом, оценка технического состояния объекта определяется отклонением фактических значений его параметров от их эталонных значений. Любая система диагностики работает на принципе отклонений.

Результаты диагноза используют при прогнозе развития событий и поиске причин отказов, аварий и т.п. В первом случае предсказывают (прогнозируют) состояние системы, в котором она может оказаться в некоторый будущий момент времени. Например, реактор в настоящий момент находится в предаварийном состоянии; определяются его возможные переходы в другие состояния, и в первую очередь в аварийные. Во втором случае восстанавливают состояние, в котором система находилась в некоторый предшествующий момент времени. Это особенно важно при расследовании аварий, выявлении причин их возникновения. Определение состояний, предшествующих аварии, а следовательно, и первопричины ее возникновения, исключительно важно для недопущения подобных аварий в будущем и на аналогичных системах.

Исправный объект – объект, полностью удовлетворяющий всем требованиям (основным и второстепенным), предъявляемым к нему.

Работоспособный объект – объект, который может выполнять возложенные на него функции.

Отказ – изменение состояния объекта, исключающее возможность его дальнейшего функционирования.

Неисправность – изменение состояния объекта, приводящее к изменению степени его работоспособности.

Отличие в понимании исправного и работоспособного объекта показано на рис.

 

 

На этом рисунке кругу А соответствует множество неисправных систем, кругу В – множество работоспособных систем. При этом, область 1 символизирует подмножество отказавших объектов, область 2 – подмножество исправных объектов, а область 3 определяет неисправные, но работоспособные объекты.

Приведем еще несколько определений, которыми будем пользоваться в дальнейшем.

Диагностический сигнал – контролируемая характеристика объекта, используемая для выявления диагностических признаков. По диагностическому сигналу может классифицироваться вид мониторинга и диагностики. Так, например, различают вибрационную, акустическую, тепловую, газодинамическую и т. п. диагностику.

Диагностический признак – свойство объекта, качественно отражающее его состояние, в том числе и появление каких-либо отклонений и дефектов.

Диагностический параметр – количественная характеристика измеряемого диагностического сигнала, входящая в совокупность показателей состояния объекта.

Диагностическая система – совокупность аппаратных и программных средств для измерения, обработки и интерпретации диагностического сигнала. В простейших случаях диагностическая система может состоять из измерительного инструмента и набора правил, которыми надлежит пользоваться оператору при проведении диагностических работ. В других случаях, диагностическую систему может составлять несколько компьютеров (микрокомпьютеров), работающих под управлением специально разработанных программ.

Диагностический эксперимент – испытание объекта диагностики, спланированное и выполненное с целью получения диагностической информации (определения диагностических параметров). В зависимости от применяемых методов диагностики эксперимент может протекать как по специально разработанной программе, так и в условиях рядовой эксплуатации объекта диагностики.

Отказ – событие, заключающееся в нарушение работоспособности оборудования.

Показателями надежности называются количественные характеристики одного или нескольких свойств, составляющих надежность системы. При выборе показателей надежности следует иметь в виду, что эти показатели должны достаточно полно описывать надежностные свойства системы, быть удобными для аналитического расчета и экспериментальной проверки по результатам испытаний, должны иметь разумный физический смысл и, наконец, допускать возможность перехода к показателям эффективности.

Непрерывная случайная величина — наработка системы до отказа может описываться различными законами распределения в зависимости от свойств системы и ее элементов, условий работы, характера отказов и др. Наибольшее распространение получило экспоненциальное (показательное) распределение, при котором функция распределения наработки до отказа. Показатели долговечности. Календарную продолжительность от начала эксплуатации системы до перехода в предельное состояние называют сроком службы системы.

 

56 Методы диагностирования непрерывных объектов. – Гевлич