АЛГОРИТМЫ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ ШТУЦЕРНОГО ИСПОЛНЕНИЯ

Олег Юрьевич Бушуев, Екатерина Сергеевна Тугова, Мария Андреевна Моторина

Аннотация


Введение. В условиях перехода мировой промышленности к новым производственным технологиям актуальной является задача мониторинга технического состояния компонентов систем автоматического управления, которыми, в частности, являются датчики давления. Несмотря на наличие исследований и разработок, направленных на создание систем диагностики и самодиагностики датчиков давления, остаются недостаточно изученными механизмы деградации механических частей датчиков и алгоритмы диагностики их состояния в процессе эксплуатации.

Цель исследования. Предложить алгоритмы диагностики технического состояния механико-гидравлической системы преобразователя давления штуцерного исполнения.

Материалы и методы. Данное исследование основывается на проведенных испытаниях экспериментальных образцов модулей давления с дефектами, моделирующими вытекание жидкости из разделительной полости механико-гидравлической системы преобразователя, изготовленных с участием производителя датчиков давления. Метод диагностики неисправности основан на анализе статистических характеристик сигнала на выходе аналого-цифрового преобразователя (АЦП) модуля давления.

Результаты. В ходе испытаний были подтверждены гипотезы о зависимости среднеквадратического отклонения (СКО) выходного сигнала модуля давления от количества разделительной жидкости в канале. На основе полученных данных были предложены алгоритмы диагностики технического состояния датчика давления, которые в качестве диагностического параметра используют значения СКО сигнала датчиков. Алгоритмы предусматривают проверку условий применимости рассматриваемого метода и используют дополнительную информацию о технологическом процессе. Сформулированы задачи, которые необходимо решить для практической реализации алгоритмов в реальном производстве.

Заключение. Предложенные алгоритмы диагностики технического состояния датчика давления отличаются от известных алгоритмов диагностики тем, что используют результаты экспериментальных исследований и направлены на выявление неисправности механической части датчиков. Алгоритмы могут быть использованы для мониторинга технического состояния датчиков давления штуцерного исполнения в процессе эксплуатации при соблюдении определенных условий, которые необходимо уточнить в процессе дальнейших исследований и полевых испытаний.

Ключевые слова


мониторинг технического состояния; датчики давления; техническая диагностика; анализ шума; среднеквадратическое отклонение

Полный текст:

PDF

Литература


Княгинин, В.Н. Новая технологическая революция: вызовы и возможности для России: экспертно-аналитический доклад / В.Н. Княгинин. – М.: Центр стратегических разработок, 2017. – 136 с.

Feng, Z. Design and implementation of a self-validating pressure sensor / Z. Feng, Q. Wang, K. Shida // IEEE SENSORS JOURNAL. – 2009. – V. 9, no. 3. – P. 207–218.

Taymanov, R. SENSOR DEVICES WITH METROLOGICAL SELF-CHECK / R. Taymanov, K. Sapozhnikova, I. Druzhinin // Sensors and Transducers. – 2011. – V. 133, № 10. – P. 30–45.

Belozubov, E.M. Metrological Self-Checking of Smart Sensors of Measurement and Control Systems/ E.M. Belozubov, V.A. Vasil’ev, P.S. Chernov // Meas Tech. – 2018. – V.61. – P. 660–669.

Ларионов, В.А. Способ метрологического самоконтроля тензорезистивного датчика давления / В.А. Ларионов // Метрология. – 2020. – No. 1. – С. 48–68.

Detecting changes in the condition of a pressure transducer by analyzing its output signal / O.Yu. Bushuev, A.S. Semenov, A.O. Chernavskiy, A.L. Shestakov // Proceedings of XX IMEKO World Congress “Metrology for Green Growth”, Busan, Republic of Korea. – September 9–14, 2012.

Бушуев, О.Ю. Экспериментальное исследование возможности диагностики состояния тензометрического преобразователя давления на основе анализа его выходного сигнала / О.Ю. Бушуев, А.С. Семенов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2012. – Т. 17, № 35(294). – С. 65–68.

Семенов, А.С. Модель самодиагностирующегося датчика с нелинейной функцией преобразования / А.С. Семенов, А.Л. Шестаков // «Средства и технологии получения и обработки измерительной информации»: сборник трудов международной научно-технической конференции «Шляндинские чтения» (10–12 нояб. 2014 г.). – Пенза, 2014. – С. 142–147.

Patent No. 7254518 U.S. Pressure Transmitter with Diagnostics / E. Eryurek, K. Kavaklioglu. – Appl. 15.03.2004; publ. 07.08.2007; filed by Rosemount Inc.

Patent No. 7680549 U.S. Diagnostics in Industrial Process Control System, appl. 04.04.2006, publ. 16.03.2010 / Kavaklioglu, K., Wehrs, D.L., Lattimer, D.R., Eryurek, E..; filed by Fisher Rosemount Systems Inc.

Wehrs, D. Detection of Plugged Impulse Lines Using Statistical Process Monitoring Technology / D. Wehrs. – Emerson Process Management, 2006. – 7 p.

Hashemian, H. Sensor performance and reliability / H. Hashemian. – ISA: The Instrumentation, Systems, and Automation Society, 2005. – 306 p.

Online Sensor Calibration Assessment in Nuclear Power Systems / J. Coble, P. Ramuhalli, R. Meyer, H. Hashemian // IEEE: Instrumentation & Measurement Magazine. – 2013. – V. 16. – No. 3. – P. 32–37.

Calibration monitoring for sensor calibration interval extension: Identifying technical gaps / J. Coble, P. Ramuhalli, R. Meyer et al. // Future of Instrumentation International Workshop (FIIW) Proceedings. – 2012. – P. 1–4.

Hashemian, H. Measurement of Dynamic Temperatures and Pressures in Nuclear Power Plants / H. Hashemian. – Electronic Thesis and Dissertation Repository. – 2011. – No. 189.

Blázquez, J. When a pressure transmitter leaves the linearity: the Rosemount Case / J. Bláz-quez // Int. J. Nuclear Energy Science and Technology. – 2006. – V. 2, No. 3. – P. 299–307.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/ctcr200306

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.