Техническая диагностика представляет теорию, методы и средства обнаружения и поиска дефектов объектов технической природы. Под дефектом понимают любое несоответствие свойств объекта заданным, требуемым или ожидаемым. Обнаружение дефекта есть установление факта его наличия или отсутствия в объекте. Поиск дефекта заключается в указании с определенной точностью его местоположения в объекте.
Основное назначение технической диагностики состоит в повышении надежности объектов на этапе их производства, эксплуатации и хранения.
Диагностическое обеспечение позволяет повысить достоверность правильного функционирования объектов, увеличить срок их службы и наработку на отказ. [1]
1.Основные понятия и определения
Исследуемый объект может находиться в одном из следующих технических состояний (рис.1):
-
исправное или неисправное;
Рис.1
работоспособное или неработоспособное;
-
состояние правильного или неправильного функционирования.
исправным
работоспособного
Таким образом, исправный объект полностью удовлетворяет всем техническим требованиям. Неисправный объект – объект, имеющий дефект. Дефект – любое несоответствие свойств объекта заданным, требуемым или ожидаемым его свойствам.
повреждением
Правильно функционирующим является объект
В условиях эксплуатации необходимо поддерживать (как минимум) работоспособное состояние. Это возлагается на систему технического обслуживания (ТО) и ремонтов. Основное содержание ТО – контроль состояния оборудования и его обслуживание в целях поддержания исправности или работоспособности. Задача ремонта – восстановление исправности или работоспособности. [5]
Неисправное
определения технического состояния
2.Методы технического диагностирования
систему диагностирования
Система диагностирования в процессе определения технического состояния объекта реализует некоторый алгоритм (тестового или функционального ) диагностирования . Алгоритм диагностирования в общем случае состоит из определенной совокупности так называемых элементарных проверок объекта, а также правил, устанавливающих последовательность реализации элементарных проверок объекта , и правил анализа результатов последних. Каждая элементарная проверка определяется своим тестовым или рабочим воздействием, подаваемым или поступающим на объект, и составом контрольных точек , с которых снимаются ответы объекта на это воздействие.
Диагностирование, техническое обслуживание и ремонт кривошипно-шатунного ...
... работ является диагностика, которая служит для определения технического состояния автомобиля и агрегатов без разборки. Цель диагностики при техническом обслуживании заключается в определении действительной потребности ... диагностического оборудования Компрессометр - для проверки компрессии в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания. Состоит из гибкого термостойкого рукава высокого давления ...
При разработке систем диагностирования должны решаться изучения объекта, его возможных дефектов и признаков проявления, выбора или построения модели поведения исправного объекта и его неисправных модификаций.
Системы тестового диагностирования, Системы функционального диагностирования
С изложенной точки зрения, например, системы, получившие название систем неразрушающего контроля, являются классом систем тестового диагностирования, а виброакустические системы контроля технического состояния – классом систем функционального диагностирования. [1]
Данные подходы предполагают использование следующих методов технического диагностирования.
Субъективные методы
В ряде случаев контролируется герметичность трубопроводов, гидроцилиндров и других элементов гидропривода и систем смазывания. При этом также могут использоваться показывающие приборы: манометры, расходомеры. Это позволяет определить параметры работы привода и степень их изменения под нагрузкой либо на холостом ходу.
Оптический метод, Анализ шумов механизма, Приборные методы, Механический метод, Электрический метод, Магнитные методы, Вихретоковый метод
Области применения метода: определение, оценка видов и размеров дефектов сплошности; определение и контроль физико-механических свойств и марок материалов; измерение размеров деталей и покрытий; измерение параметров вибрации и перемещения деталей.
Виброакустические методы, Ультразвуковой метод, Методы неразрушающего контроля, Радиационные методы, Радиоволновые методы, Тепловой метод, Методы анализа смазки
3.Модели диагностирования и технический контроль, Формализованной моделью объекта, Неявная модель
функциональные
детерминированными
Модели объектов диагностирования нужны для построения алгоритмов диагностирования формализованными методами.
Построение алгоритмов диагностирования заключается в выборе такой совокупности элементарных проверок, по результатам которых в задачах по обнаружению дефектов можно отличить исправное или работоспособное состояние, или состояние правильного функционирования объекта от его неисправных состояний, а также в задачах поиска дефектов различать неисправные состояния.
построения тестов
Для решения одной и той же задачи диагностирования (например, проверки исправности) можно построить несколько алгоритмов, различающихся либо составом элементарных проверок, либо последовательностью их реализации.
оптимальных алгоритмов
управлением
Контроль есть процесс сбора и обработки информации с целью определения событий. Если событием, является факт достижения некоторым параметром объекта определенного заданного значения (уставки), то говорят о контроле параметров. Если фиксируемым событием является установление факта пребывания объекта в исправном или неисправном, работоспособном или неработоспособном состоянии, или состоянии правильного или неправильного функционирования, то можно говорить о контроле технического состояния объекта. [1]
Автоматизированная система контроля в системе трансформаторных подстанций
... автоматизации деятельности организаций, она упрощает принятие решений и уменьшает требуемое время для решения проблем для руководителей любого уровня. Измеряемые параметры Структурная схема автоматизированной системы контроля в системе трансформаторных подстанций. ... дистанционного управления различными объектами с помощью достаточно ... техника передачи данных, методы доступа, протоколы передачи, ...
Технический контроль
эксплуатационный контроль
-
контроль параметров изделия при его функционировании с использованием штатных приборов контроля;
-
периодический контроль правильности функционирования с использованием штатных сигнализаторов;
-
контроль с целью обнаружения отклонений в работе изделия с использованием штатных средств контроля;
-
диагностика технического состояния с использованием специальных диагностических алгоритмов на основе контрольно-измерительной информации.
Контроль и диагностика решают следующие задачи:
-
Создание контролепригодного изделия.
-
Разработка системы контрольных средств.
-
Разработка методов обработки и анализа контрольно-измерительной информации.
-
Обоснование и реализация способов представления диагностической информации.
-
Разработка рекомендаций по использованию результатов контроля и диагностики и принятия необходимых решений.
В диагностике для объекта часто используется термин «контролепригодность» – свойство объекта, характеризующее его приспособленность к проведению контроля заданными средствами. [5]
Уровень контролепригодности объектов определяет степень эффективности тестового диагностирования их технического состояния, влияет на производительность процесса их производства и качество выпускаемых изделий, а при эксплуатации уровень контролепригодности объектов определяет их коэффициенты готовности и затраты, связанные с ремонтом.
Контролепригодность обеспечивается преобразованием структуры проверяемого объекта к виду, удобному для диагностирования. Для этого в объект еще на этапе его проектирования вводят дополнительно встроенные средства тестового диагностирования. [1]
4.Системы контроля
Основу системы диагностики составляет эксплуатационный контроль объекта. Эксплуатационный контроль объектов является системой определения его технического состояния. На основании полученных при контроле данных принимается решение о допустимости дальнейшей эксплуатации объекта или о необходимости ремонта и его объеме. Система эксплуатационного контроля должна обеспечить выявление и идентификацию дефектов (собственно диагностирование), а также прогнозирование их развития.
Термин «контроль» означает всю совокупность процедур, необходимых для принятия решения по обеспечению нормальной эксплуатации объекта. Объем испытаний при эксплуатационном контроле определяется исходя из опыта эксплуатации. Периодичность контроля определяется скоростью развития дефектов и устанавливается в результате ряда повторяемых испытаний.
В наибольшей степени целям диагностики соответствует контроль по прогнозирующему параметру, т.е. по такому параметру, который наиболее тесно связан с отказом. Обычно эта связь носит стохастический характер. Достоверность прогнозирования зависит от того, насколько тесна эта связь.
Техническая эксплуатация объекта недвижимости
... усилением конструкций. 4 Программа технической эксплуатации Техническая эксплуатация объекта недвижимости состоит из обслуживания: помещений здания; строительных конструкций объекта; систем водоснабжения и ... средств технической диагностики. Плановые технические осмотры подразделяются на общие и частичные. Общие осмотры подразумевают контроль технического состояния объекта недвижимости в ...
Прогноз надежности возможен лишь в том случае, если для каждого вида оборудования будут выявлены прогнозирующие параметры, определены их предельные значения и разработаны методы их измерения в условиях эксплуатации. Пока таких данных в полном объеме ещё нет.
Диагностирование дает данные о состоянии объекта в момент контроля, т.е. точечную оценку. Для прогнозирования необходимо знание процесса изменения технических характеристик. Переход к прогрессивной системе технического обслуживания оборудования по его состоянию требует значительного повышения эффективности контроля.
Современная система диагностирования должна в первую очередь быть системой раннего выявления развивающихся дефектов. Для создания эффективной системы контроля необходимо:
-
На основании опыта эксплуатации выявить дефекты, приводящие к отказам, причины их возникновения и ход развития.
-
Определить наблюдаемые характеристики (диагностические параметры) объекта, изменение которых связано с возникновением и развитием дефектов.
-
Выявить связи между значениями параметров и техническим состоянием оборудования. Установить предельные значения параметров, характеризующие переход объекта в другой класс технических состояний.
-
Разработать методы измерения этих параметров в условиях эксплуатации.
-
Определить объем и периодичность испытаний, а также их последовательность (алгоритм контроля).
-
Установить критерии браковки.
При создании диагностической системы для определенного объекта решаются следующие задачи:
-
изучение функциональных свойств объекта и основных параметрических зависимостей;
-
определение наиболее эффективных способов инструментального контроля;
-
формирование диагностических признаков на основе параметрической информации;
-
формирование диагностических алгоритмов на основе параметрической информации;
-
разработка программно-математического обеспечения;
-
отработка методов идентификации результатов диагностики;
-
разработка методов и правил использования результатов диагностирования для принятия решений. [5]
5.Средства технического диагностирования
средствами диагностирования
Средства диагностирования
Средства функционального диагностирования являются, как правило, встроенными и поэтому разрабатываются и создаются одновременно с объектом. [1]
Общий вид структурной схемы средств технического диагностирования приведен на рис.2.
Объект диагностирования
Магнитограф
Экспресс-анализ
Задающее устройство
Усилитель
Анализ современных приборов, используемых для контроля параметров ...
... классифицировать следующим образом: средства допускового контроля и аварийной защиты индикаторы состояния объектов контроля средства вибрационного мониторинга средства вибрационной диагностики исследовательские приборы и системы Все средства измерения и анализа вибрации используют измерительные вибропреобразователи, причем чаще ...
Видеотерминал
Цифровое печатающее устройство
Процессор (ЭВМ)
Аналогово-цифровой преобразователь
Блок хранения информации
Датчик
Постановка диагноза
Блок сравнения
Рис.2
Среди средств технического диагностирования, используемых для диагностики механического оборудования, по уровню решаемых задач и приборной реализации можно выделить: портативные, спектроанализаторы и встроенные системы контроля.
Портативные средства технического диагностирования имеют небольшие габариты, малую массу (до 1,0 кг), автономное питание и реализуют процесс измерения одного или нескольких диагностических параметров. К их преимуществам относятся: быстрота процесса измерения, простое обслуживание и управление, оперативное и наглядное получение информации в виде одиночного результата, низкая стоимость. Область применения – оперативный контроль технического состояния оборудования работниками ремонтных служб промышленных предприятий. Недостатки: возможность выявления дефекта с точностью до узла; относительно позднее предупреждение о неисправности.
Необходимость обработки и хранения большого объема информации при периодическом контроле технического состояния оборудования, стремление увеличить глубину поиска дефекта требуют использования вычислительной техники.
Выявление широкого диапазона неисправностей, возможность использования различных подходов к диагностике технического состояния, обеспечение точного диагноза и прогноза возможно при использовании спектроанализаторов. Особенностями их применения являются: высокая стоимость, высокая квалификация обслуживающего персонала, повышенные требования к качеству проводимых измерений. Направления развития спектроанализаторов: широкий спектр возможностей для разнообразных научных исследований; узкая направленность при реализации одного или нескольких методов распознавания неисправностей; универсальность – объединение наиболее часто встречающихся методов и возможностей; использование персональных компьютеров и сборщиков информации.
Встроенные системы используются при необходимости постоянного контроля технического состояния оборудования. Высокая стоимость, один из недостатков встроенных систем, определяется не только стоимостью аппаратной части, но и затратами на поддержание системы в работоспособном состоянии. Для оборудования металлургических предприятий характерно использование стандартных систем контроля, а не изготовление оборудования с элементами диагностики. Основные направления развития: контроль одного параметра; использование ПК при обработке однотипной информации; блочный принцип построения; универсальность.
В случае контроля одного параметра, обычно вибрации, устанавливается блок контроля, измеряющий и сравнивающий текущее и заданное значение параметра. При превышении заданного уровня включается звуковая сигнализация; возможна остановка оборудования.
Если количество точек возрастает, их контроль однотипен и выполняется по определенной программе, наиболее целесообразным является соединение измерительной (датчики, линии связи, предусилители) и вычислительной (ПК) систем.
При одновременном контроле нескольких взаимодополняющих параметров по одному агрегату используют блочный принцип на единой элементной базе и конструкторском решении. Обычно сигнализирующая система встроенного контроля предполагает участие оператора и дополнительный спектральный анализ для точной постановки диагноза.
Контрольная работа: Методы и средства контроля давления. Поплавковые ...
... состояние объекта. Результатом контроля является качественная характеристика – суждение, вывод о нахождении объекта контроля в норме или вне нормы. Основной характеристикой процесса контроля является достоверность контроля, которая численно выражается вероятностью ... требуют постоянного автоматического контроля количества накопленного материала, сырья, жидкостей и газов. Контроль уровня часто имеет ...
Высокая стоимость, большие объемы неиспользуемой информации, затраты на поддержание в работоспособном состоянии и высокий уровень квалификации обслуживающего персонала ограничивают объем использования встроенных систем 10-20% всего эксплуатируемого оборудования. Целесообразным является рациональное сочетание переносных средств рабочего контроля цеховыми службами, спектроанализаторов при постановке точного диагноза специалистами заводских лабораторий и встроенных систем контроля. [6]
6.Задачи технической диагностики, Задачи диагностирования
Задачи первого типа формально следует отнести к технической диагностике, а второго типа – к технической прогностике.
задачи технической генетики
технического обслуживания объектов по состоянию
Главными показателями
7.Показатели диагностирования
Показатели диагностирования определяют при проектировании, испытании и эксплуатации систем диагностирования и включают их в техническое задание на разработку объекта. Показатели диагностирования нормируют на основе расчетов по технико-экономическому обоснованию средства диагностики из условия обеспечения максимальной эффективности применения объекта по назначению. Показатели диагностирования используют при сравнении различных вариантов средств диагностики. [2]
Стандартом (ГОСТ 23564-79) устанавливаются следующие показатели диагностирования:
-
вероятность ошибки диагностирования P ij ;
-
апостериорная вероятность ошибки диагностирования P aij ;
-
вероятность правильного диагностирования (достоверность контроля) D ;
-
средняя оперативная продолжительность диагностирования T Д ;
-
средняя стоимость диагностирования С Д ;
-
средние оперативные трудозатраты на диагностирование Q Д . [3]
7.1.Вероятность ошибки диагностирования
В общем случае вероятность ошибки диагностирования P ij вычисляют по формуле:
,
где k — количество технических состояний (далее — состояний) средства диагностирования; P oi — априорная вероятность нахождения объекта диагностирования в состоянии i; P cl — априорная вероятность нахождения средства диагностирования в состоянии l; P yjil — условная вероятность того, что в результате диагностирования объект диагностирования признается находящимся в состоянии j при условии, что он находится в состоянии i и средство диагностирования находится в состоянии l .
По статистическим данным оценку вероятности ошибки диагностирования определяют по формуле:
,
где N il — общее число испытаний системы диагностирования (диагностирований объекта, находящегося в состоянии i , средством диагностирования, находящимся в состоянии l ); r jil — число испытаний, при которых система диагностирования зафиксировала состояние j.
Диагностирование двигателя
... Диагностика сложных механизмов возможна либо по одному признаку путём анализа полученной информации, либо одновременно по нескольким диагностическим параметрам путём синтеза сведений о состоянии объекта. ... работы диагностируемого механизма. Поэтому при диагностике часто используют устройства, задающие и поддерживающие оптимальные режимы. 4. Процесс диагностирования двигателей Процесс диагностирования ...
(i=1, j=2) и (i=2, j=1).
Очевидно, что при i=1 и j=1 — состояние объекта работоспособное и ошибка диагностирования отсутствует. При i=2 и j=1 – состояние объекта неработоспособное и ошибка диагностирования также отсутствует.
Вероятность ошибки диагностирования вида (1,2) P 12 — это вероятность совместного наступления двух событий: объект находится в работоспособном состоянии, но в результате ошибки диагностирования признан неработоспособным.
Вероятность ошибки диагностирования вида (2,1) P 21 — это вероятность совместного наступления двух событий: объект находится в неработоспособном состоянии, но в результате ошибки диагностирования признан работоспособным. Для рассмотренного частного случая вероятности P 12 и P 21 вычисляются по формулам:
,
,
где P o1 — априорная вероятность нахождения объекта диагностирования в работоспособном состоянии; P о2 — априорная вероятность нахождения объекта диагностирования в неработоспособном состоянии; P у21l — условная вероятность того, что в результате диагностирования объект считается находящимся в неработоспособном состоянии при условиях, что он находится в работоспособном состоянии и средство диагностирования в состоянии l; P у12l — условная вероятность того, что в результате диагностирования объект считается находящимся в работоспособном состоянии при условиях, что он находится в неработоспособном состоянии и средство диагностирования в состоянии l; P сl — априорная вероятность нахождения средства диагностирования в состоянии l . [3]
7.2.Вероятность правильного диагностирования и апостериорная вероятность ошибки диагностирования
Вероятность правильного диагностирования часто называют достоверностью контроля и считают основным показателем диагностирования.
Достоверность контроля
Вероятность правильного диагностирования (достоверность контроля) D вычисляют по формуле:
,
где P ij — вероятность ошибки диагностирования вида (i,j); m — число возможных технических состояний объекта диагностирования (для систем диагностирования, определяющих работоспособное и неработоспособное состояния объекта в целом m = 2 ).
Оценку правильного диагностирования определяют по формуле:
,
где P * ij — оценка вероятности ошибки диагностирования вида (i,j);
Для распространенного класса систем диагностирования, предназначенных для проверки работоспособности (m = 2), вероятность правильного диагностирования определяют по формуле:
Устройство стендов для диагностирования тормозной системы автомобиля
Кроме того, показатели, измеряемые на стендах, не зависят от качества дороги, состояния погоды, субъективных данных водителя. 1.1 Конструктивные особенности тормозных стендов Существующие средства технического диагностирования тормозов (СТДТ) могут быть классифицированы ...
.
Апостериорную вероятность P аij вычисляют по формуле:
,
где P ij — вероятность ошибки диагностирования вида (i,j); m — число возможных технических состояний объекта диагностирования (для систем диагностирования, определяющих работоспособное и неработоспособное состояния объекта в целом m = 2 ); D — вероятность правильного диагностирования. [3]
7.3.Средняя продолжительность, средние трудозатраты и средняя стоимость диагностирования
Среднюю оперативную продолжительность диагностирования в общем случае определяют по формуле:
,
где Т i — средняя оперативная продолжительность диагностирования объекта, находящегося в состоянии i . Величина Тi включает продолжительность выполнения как вспомогательных операций, так и собственно диагностирования; P оi — априорная вероятность нахождения объекта диагностирования в состоянии i .
Оценку средней оперативной продолжительности диагностирования выполняют по формуле:
,
где N — общее число испытаний системы диагностирования (диагностирований объекта); Т ig — оперативная продолжительность диагностирования объекта, находящегося в состоянии i при g -ом испытании.
Средние оперативные трудозатраты на диагностирование в общем случае определяют по формуле:
,
где Q ОДi — средние оперативные трудозатраты на диагностирование объекта, находящегося в состоянии i .
Оценку средних оперативных трудозатрат на диагностирование выполняют по формуле:
,
где N — общее число испытаний системы диагностирования (диагностирований объекта); Q ОДig — оперативные трудозатраты на диагностирование объекта, находящегося в состоянии i при g -ом испытании.
Среднюю стоимость диагностирования S д вычисляют по формуле:
,
где C oi — средняя стоимость диагностирования объекта, находящегося в состоянии i. Величина С i включает амортизационные затраты диагностирования, затраты на эксплуатацию системы диагностирования и стоимость износа объекта диагностирования при его диагностировании. [3]
8.Поиск дефектов, Принципы построения алгоритмов поиска дефектов.
Если при определении работоспособного состояния установлено, что объект диагностирования неисправен, то возникает необходимость поиска дефекта. Опыт эксплуатации сложных систем показывает, что время поиска дефектов существенно больше времени их устранения, поэтому большое внимание уделяют разработке методов обнаружения и поиска дефектов, на основе которых можно вручную или автоматически в наиболее короткий срок определить дефектный элемент системы.
Наличие дефектов в системе проявляется в изменении диагностических признаков (параметров) системы. Измерение диагностических признаков позволяет установить место появления дефекта.
критерии эффективности
Составление алгоритмов связано с решением задачи оптимизации – нахождения алгоритма, критерий оценки которого имеет минимальное или близкое к нему значение. Нахождение такого алгоритма связано с рядом трудностей, поэтому для решения задачи оптимизации предложен ряд методов, целесообразность применения которых обусловлена характером исходной информации и сложностью объекта. [2]
Современное состояние машиностроения на Смоленщине
... техники. Машиностроение - это комплекс отраслей тяжелой промышленности, изготовляющих орудия труда для народного хозяйства, а также предметы потребления и продукцию оборонного назначения. Машиностроение - новая отрасль промышленного производства Смоленской области, в ...
Список литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/diagnostika-byitovoy-tehniki/
1. Машиностроение. Энциклопедия/Ред.совет: К.В. Фролов (пред.) и др. – М.: Машиностроение. Измерения, контроль, испытания и диагностика. Т. III-7 / В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, В.Н. Филинов и др.; под общ. ред. В.В. Клюева – 464 с., ил. Изд. «Машиностроение», 1996.
2. Надежность и эффективность в технике: Справочник. В 10 т./Ред.совет: В.С. Авдуевский (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1987. – (В пер.)
Т. 9. Техническая диагностика/Под общ. ред. В.В. Клюева, П.П. Пархоменко. – 352 с., ил.
3. Сафарбаков А.М., Лукьянов А.В., Пахомов С.В. Основы технической диагностики: учебное пособие. – Иркутск: ИрГУПС, 2006. – 216 с.
4. Биргер И.А. Техническая диагностика. – М.: «Машиностроение», 1978. – 240 с., ил. – (Надежность и качество).
5. Федотов А.В. Основы теории надежности и технической диагностики: / А. В. Федотов, Н. Г. Скабкин. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2010. – 64 с.
6. Техническая диагностика механического оборудования / Сидоров В.А., Кравченко В.М., Седуш В.Я. и др. – Донецк: Новый Мир, 2003. – 125 с.
