автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Методы и средства измерений многомерных перемещений элементов конструкций силовых установок

На правах рукописи

Для служебного пользования

Экз. № с2

СЕКИСОВ Юрий Николаевич

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ МНОГОМЕРНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК

Специальность: 05.11.16 — информационно-измерительные системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Самара -1999

Работа выполнена в лаборатории измерений многомерных процессов Института проблем управления сложными системами РАН.

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Конюхов Н.Е.

доктор технических наук, профессор, Архангельский C.B. доктор технических наук, профессор Лихтциндер Б.Я.

Ведущая организация: ОАО СНТК им. Н. Д. Кузнецова, г. Самара

Защита состоится "3^" rMGfiTo~ 1999г. в ^L t часов на заседании диссертационного совета Д 063.16.01 при Самарском государственном техническом университете по адресу: 443010, г. Самара, ул. Галактионовская, 141, ауд. 23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского Государственного технического университета по адресу: ул. Первомайская, 18.

Автореферат разослан ОР £ ¿уШ/1 1999г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к. т. н., доцент

В. Г. Жиров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В современных силовых установках класса лопаточных и поршневых машин решающее влияние на экономичность и надежность оказывают зазоры между основными подвижными и неподвижными элементами конструкции (ЭК). В лопаточных машинах — между торцами лопаток рабочего колеса ротора и статором, в поршневых машинах — между поршнем и цилиндром. Известно, что от величины радиальных зазоров (РЗ) в компрессорах газотурбинных двигателей (ГТД) зависят коэффициент полезного действия (КПД), запас газодинамической устойчивости, сохраняемость характеристик в процессе эксплуатации. Например, уменьшение РЗ в высоконагруженных ступенях компрессора на 1 % приводит к увеличению КПД на 1-3% и запаса устойчивости на 3.-8%.

Кроме того, значительное влияние на основные показатели силовых установок оказывают зазоры в опорных подшипниках скольжения лопаточных и поршневых силовых установок, в шатунных подшипниках поршневых ыапшн и других ЭК.

Очевидно, что перемещения ЭК, формирующие зазор, являются многомерными, причем сам зазор может оказаться лишь одной координатной составляющей (КС) многомерного перемещения (МП) ЭК силовой установки в выбранной системе отсчета. Диапазон и характер МП ЭК зависит от режима работы силовой установки и соответствующих изменений тепловых упругих и пластических деформаций ЭК установки (например, в лопаточных машинах при вращении ротора происходят радиальные, осевые, угловые смещения и колебания торцов лопаток, радиальные деформации и осевые смещения колеса ротора, радиальные деформации статора и т.п.) Можно утверждать, что изучение поведения КС МП ЭК (в том числе и зазоров) представляет исключительную значимость в процессе разработки новых машин, обладающих более высокой экономичностью и надежностью.

Решение задачи с помощью существующих расчетных методов не обеспечивают требуемой точности (погрешности составляют десятки и даже сотни процентов). Измерение КС в процессе экспериментальных исследований силовых установок также сопряжены с объективными трудностями — они должны выполняться без механического контакта, в ограниченном пространстве, в тяжелых, а иногда и экстремальных условиях (в ГТД скорость движения лопаток 400 м/с, температура в газовых турбинах 1200°С, изменяющиеся диэлектрические характеристики среды, вибрации и т.п.).

В таких условиях известные бесконтактные методы, а также реализующие их средства и системы измерения имеют ограниченные возможности, — они одномерны (измеряют одну КС - зазоры), недостаточно точны, не обеспечивают работоспособность во всем диапазоне внешних мешающих факторов. Существующие системы жестко ориентированы на конкретные разновидности силовых установок, отсутствуют единая идеология и общие принципы построения, что затрудняет процесс проектирования и создания новых систем. Кроме того, уровень автоматизации измерений в существующих системах, как правило, недостаточен, что приводит к увеличению длительности исследований и испытаний, и в конечном итоге вызывает увеличение затрат на проведение экспериментов.

В настоящее время улучшение технико-экономических показателей подобных систем требует поиска нетрадиционных подходов к их построению, включая наиболее значимые компоненты и, в первую очередь, средства первичного преобразования и обработки измерительной информации. Поэтому разработка новых методов и средств, обеспечивающих измерение МП в тяжелых и экстремальных условиях с достаточно высокими метрологическими и эксплуатационными показателями, а также обеспечивающих создание систем, ориентированных на различные классы силовых установок, но построенных на основе единых принципов и общей идеологии, является актуальной проблемой, решение которой имеет важное значение для промышленности.

Обоснование принятого подхода к решению проблемы. Решение проблемы предлагается путем использования в создаваемых системах одновитковых вихре-токовых датчиков (ОВТД) с чувствительным элементом (ЧЭ) простейшей формы в виде отрезка проводника, объединенных в группы — кластеры, а также применения методов измерения КС, реализуемых с помощью кластеров ОВТД в сочетании с импульсным преобразованием естественных выходных сигналов ОВТД в напряжение и цифровой код при поддержке специальных алгоритмов сбора, преобразования, выделения информативного сигнала (СПВ ИС) и алгоритмов вычисления КС МП ЭК.

В существующих системах, как правило, применяются такие конструкции оптических, емкостных и вихретоковых датчиков в виде многовитковых катушек, которые затруднительно (или невозможно) использовать для измерения МП. Кроме того, внешние мешающие факторы — загрязнения в зоне расположения датчиков, изменения давления, химического состава окружающей среды, влажности и ионизация газов оказывают негативное влияние на оптические и емкостные датчики, а высокая температура - на традиционные конструкции вихретоковых датчиков, ограничивая область их применения.

Предлагаемые конструкции ОВТД с ЧЭ в виде отрезка проводника предназначены для измерения МП в широком температурном диапазоне (до 1200°С). Объединение датчиков в кластере предполагает такое размещение в пространстве (зоне измерения) с заданной ориентацией ЧЭ относительно ЭК, при котором МП ЭК вызывают изменения естественных выходных сигналов (индуктивностей) всех датчиков в кластере, содержащих информацию о КС МП ЭК, причем число датчиков в кластере определяется числом измеряемых КС.

Преобразования МП с помощью кластеров ОВТД, последующие преобразования и обработку сигналов для получения КС можно классифицировать как совокупные измерения, которые в рассматриваемых системах имеют свою специфику (практически на всех уровнях — схемном, структурном и алгоритмическом).

В частности, в лопаточных установках изменение индуктивности ОВТД при взаимодействии ЧЭ и торцов проходящих лопаток очень мало и составляет около 1% при воздействии интенсивных электромагнитных помех, характерных для стендового оборудования. Увеличить уровень полезного сигнала на выходе измерительной схемы (ИСх) и соотношение сигнал/шум позволяет импульсное питание. Минимальное время получения выходного сигнала (амплитуды импульса) обеспечивает мост Блумлейна, в котором при импульсном питании реализуется один из известных

методов тестовых переходных процессов - метод первой производной (ПП). Метод ПП обеспечивает также подавление температурных изменений сопротивления ОВТД. Вместе с тем, динамические возможности метода ПП ограничены длительностью рассеяния энергии, накопленной в ИСх за время импульса питания, которая возрастает с увеличением длины линии между ОВТД и измерительным преобразователем, включающим ИСх. Время восстановления ИСх, зависящее в основном от длительности рассеяния энергии, определяет минимальный период последовательности импульсов питания и шаг дискретизации периода вращения ротора (приводного вала) силовой установки.

С другой стороны, период импульсов питания определяется требуемым шагом квантования изменений индуктивности ОВТД, причем наиболее органично квантование производится в процессе преобразования углового положения ротора (приводного вала) в цифровой код. Однако, использование в лопаточных машинах датчиков и преобразователей "угол-код", механически связанных с вращающимися ЭК, как правило, не допускается, и существует лишь одна возможность определения периода импульсов питания с помощью штатного бесконтактного индукционного датчика частоты вращения (ДЧЕ) и вычислительной процедуры, которой предшествует цифровое преобразование периода вращения ротора. При этом в процедуре вычислении должно соблюдаться условие постоянства шага квантования по углу поворота ротора на различных скоростях его вращения.

Если время восстановления ИСх меньше вычисленного периода импульсов питания на максимальных оборотах ротора, то применяется алгоритм СПВ ИС, в котором формирование импульсов питания и получение соответствующих цифровых кодов завершается за один период вращения ротора.

Если время восстановления превышает вычисленный период, то следует использовать мультистрбоскопическии алгоритм, в котором формирование импульсов питания и преобразование в код происходит за несколько оборотов ротора. При этом на каждом обороте формируется пакет импульсов, число которых в пакете равно числу лопаток, а на каждом последующем обороте производится сдвиг пакета на шаг дискретизации. Полученные цифровые коды в обоих алгоритмах подвергаются далее интерполяционной обработке, в результате которой определяются максимальные значения, соответствующие минимальной индуктивности датчика в момент прохождения торца лопатки ЧЭ ОВТД.

В системах измерения, ориентированных на поршневые силовые установки, имеется возможность простого преобразования угла поворота коленчатого вала в цифровой код и, следовательно, квантования угловых положений вала (оно осуществляется с помощью тех же датчиков (ДЧВ), которые взаимодействуют с зубцами шестерни на маховике коленвала). Формирование импульсов питания и преобразование сигналов ОВТД в код происходит синхронно с прохождением зубцов под ДЧВ в течение рабочего цикла установки.

Для функционирования алгоритмов вычисления КС необходимо располагать семействами градуировочных характеристик (ГХ) измерительных каналов, полученных экспериментально при фиксированных значениях мешающих факторов, в первую очередь, температуры, а также - конкретными значениями кодов в каждом канале ОВТД и в каналах датчиков температуры, встроенных в ОВТД или располо-

женных рядом с ттми для коррекции результатов измерений. В число основных вычисляемых КС МП в системах измерений, предназначенных для лопаточных силовых установок, входят радиальные и осевые смещения1 шш радиальные, осевые смещения и угловые смещения торцов лопаток. В системах измерения, предназначенных для поршневых установок, в алгоритмах вычислений предусмотрены два этапа: на первом - определяются зазоры в местах установки ОВТД, на втором — КС (смещение поршня относительно цилиндра, смещение вкладыша относительно шейки коленвала и шейки относительно опоры в шатунном подшипнике (ШП) и подшипнике коренной опоры (ПКО) соответственно).

В настоящее время известны многочисленные публикации Белкина В.М., Громыко В.Я., Городецкого Ю.Г., Данилина А.И., Заболоцкого И.Е., Кеба И.В., Коро-стелеваЮ.А., Меркулова А.И ., Милевского Э.Б., Нестерова В.Н., Селюгина B.C., Середина В.И., Смородина С.А.., ChieaYi-Ho., Furuhamas S., Goto T., Hathawy R.., Maier С., Tiirley J.E., Yoshihara Y., Vacari J.A.. и др., посвященные разнообразным методам и средствам измерения зазоров в силовых установках. В монографиях и статьях Абоимова М.А., Виноградова А.Н., Дмитриева Ю.С., Герасимова В.Г., Денисова В.А., Иванова Г.И., Католикова В.И. , Клюева В.В., Легкобыта А.К., Лукина А.И., Полулеха A.B., Скворцова A.B., Стеблева Ю.И., Шатерникова В.Е., Шилова А.К., Bahniuk D.E., Hohener R., Kim K.S., Kim S.S. аналогичные задачи решаются вихретоковыми методами. В работах Беленького Л.Б., КвиткоВ.М., Костина A.B., Ковалевой М.А., Скобелева О.П., Хритина A.A. и автора приведены описания нескольких разновидностей ОВТД с ЧЭ в виде отрезка проводника, метода ПП и его реализаций в ИСх с импульсным питанием, измерительных преобразователей сигналов ИСх, а также систем измерения зазоров и некоторых алгоритмов их функционирования. В последние годы перечисленные методы и средства измерения зазоров получили развитие в кластерных методах измерения МП ЭК силовых установок и нашли отражение в научных отчетах, заявках на изобретения, статьях и докладах на конференциях. Несмотря на это, вопросы, связанные с систематизацией и обобщением методов измерения МП, можно считать открытыми. Более того, назрела необходимость в разработке новых методов измерения не только координатных, но и факторных координатных составляющих (ФКС) МП, т.е. составляющих, вызванных определенными видами физических воздействий. Также необходима разработка принципов построения систем измерения, реализующих эти методы.

Следует особо подчеркнуть, что в диссертационных работах Скобелева О.П., Хритина A.A. и автора, выполненных ранее, проведены всесторонние исследования точности измерительных цепей на основе метода ПП и погрешностей алгоритмов определения РЗ в компрессорах ГТД. В то же время поведение ОВТД в измерительных цепях, реализующих метод ПП, оказывающее определяющее влияние на точность преобразования системы в целом, до сих пор не изучено. Должны быть также исследованы и погрешности вычислений КС МП.

И, наконец, в процессе разработки реализационных основ построения систем измерения особое внимание должно быть уделено созданию таких аппаратно-

1 Радиальные смещения определяют РЗ, если начало системы отсчета расположено на внутренней поверхности статора.

программных средств, в которых ориентация на различные классы силовых установок и задачи их испытаний не препятствовала высокой степени унификации элементов систем, связей между ними, использованию единых конструктивов.

Цель диссертационной работы - Разработка теоретических основ и создание систем измерений МП ЭК, обеспечивающих надежное функционирование и достаточно высокие метрологические показатели в экстремальных условиях в зоне измерений.

Постановка задачи. Для достижения поставленной цели необходимы:

- обобщение, систематизация существующих и разработка новых методов измерения координатных и оценки факторных составляющих МП ЭК силовых установок,

- разработка принципов построения систем измерения КС МП с кластерами

овтд,

- анализ точности измерений,

- разработка систем измерения КС МП, экспериментальные исследования их метрологических характеристик и апробация систем в стендовых испытаниях силовых установок.

Основные результаты работы. Предложен подход к построению систем измерения МП ЭК силовых установок, предусматривающий использование кластеров ОВТД с ЧЭ в виде отрезка проводника, импульсных средств преобразования естественных выходных сигналов датчиков и средств их совокупной обработки для определения КС МП.

Разработана обобщенная концептуальная модель процесса измерения МП ЭК силовой установки, отражающая связи координатных и факторных составляющих с выходными сигналами датчиков, параметрами режима и среды объекта, характеристиками внешней среды

Систематизированы существующие и разработаны новые методы измерения КС МП ЭК в лопаточных и поршневых силовых установках, которые предусматривают определенное размещение ОВТД кластера в зонах измерений, ориентацию ЧЭ по отношению к контролируемому ЭК и последующие вычисления КС по сигналом датчиков, а также методы оценки ФКС, основанные на изменении режима установки в процессе эксперимента или на моделировании поведения ЭК.

Разработаны принципы построения систем измерения МП - структурно-функциональная схема и алгоритмы СПВ ИС и вычислений КС. При этом конфигурация и элементы схемы не зависят от вида силовой установки (лопаточная или поршневая), а алгоритмы имеют отличительные особенности в зависимости от вида ЭК и силовой установки.

Проведен анализ точностных характеристик систем измерения, в рамках которого изучено электромагнитное взаимодействие ЧЭ ОВТД и ЭК объекта при импульсном возбуждении со стороны питания, исследованы изменения индуктивности ЧЭ во времени, ее зависимость от преобразуемого перемещения и температуры окружающей среды, исследованы также погрешности алгоритмов вычисления КС МП в лопаточных машинах.

Для решения конкретных задач исследований и испытаний силовых установок (ГТД и ДБС) разработаны, изготовлены и апробированы в стендовых услови-

ях несколько модификаций магистрально-модульных систем измерения КС МП ЭК. На основе базовой конструкции ОВТД с ЧЭ в виде отрезка проводника разработаны и изготовлены ряд датчиков, предназначенных для использования в составе указанных систем измерения.

Научная, новизна и значимость. Новыми являются методы измерения КС МП торцов лопаток в лопаточных силовых установках (радиальных перемещений (зазоров) и осевых смещений (РЗ, ОС); радиального, осевого и углового смещения (РЗ, ОС, УС)), а также методы оценки факторных составляющих смещения ЭК в радиальном направлении (смещения вала в опорах подшипника, пластической деформации элементов колеса ротора, деформации статора).

Впервые разработаны методы измерения КС МП ЭК кривошипно-шатунного механизма в поршневых машинах, в том числе методы измерения смещения вкладыша в ШП, шейки коленвала в ПКО и поршня в цилиндре, а также метод оценки факторной радиальной составляющей деформации вкладыша в ШП.

Оригинальны структура и алгоритмы функционирования систем измерения МП ЭК силовых установок. В частности, применительно к лопаточным машинам новыми являются мультистробоскопический алгоритм СПВ ИС и алгоритм СПБ ИС с повышенным быстродействием, а также алгоритмы вычисления КС (РЗ, ОС и РЗ, ОС, УС) по сигналам датчиков кластера, температурных датчиков и семействам ГХ измерительных каналов, полученных при различных температурах.

Оригинальна базовая конструкция ОВТД с ЧЭ в виде отрезка проводника — наиболее значимая компонента предлагаемого подхода к построению систем измерения. Конструкция устойчива к внешним воздействиям, включая изменения температуры в широких пределах (до 1200°С). Варианты ОВТД на основе базовой конструкции образуют самостоятельную ветвь в классе вихретоковых датчиков перемещений.

В процессе анализа точности систем измерения впервые разработаны модели ОВТД на базе метода конечных элементов и закона Био-Савара, позволяющие получить индуктивность датчика как функцию времени, преобразуемых перемещений, физических и геометрических параметров ЭК датчика и объекта. Также впервые показано, что в начале переходного процесса при импульсном возбуждении индуктивность датчика определяется преобразуемым перемещением и не зависит от изменений электропроводности материала ЧЭ и ЭК объекта, связанных с изменением температуры. Новыми являются и результаты анализа погрешностей вычисления КС МП торцов лопаток (РЗ, ОС и РЗ, ОС, УС).

Впервые с помощью одного из вариантов компьютерной системы произведены метрологически состоятельные и получены достоверные значения измерения РЗ над каждой лопаткой в различных сечениях и на различных режимах компрессора в процессе стендовых испытаний нескольких разновидностей ГТД.

Научная значимость полученных результатов определяется разработанными методами измерения КС МП, методами оценки ФКС МП, принципами построения систем измерения, реализующих эти методы, результатами исследования точности систем, методами их анализа.

На защиту выносятся подход к построению систем измерении МП ЭК силовых установок в экстремальных условиях, методы измерений координатных и

оценки факторных составляющих МП ЭК, структур и алгоритмы функционирования систем измерении, имитационные модели для исследования точностных характеристик систем, разработанные магистралъно-модульные систем измерений КС МП и результата их метрологических исследований.

Практическая полезность и внедрение. На основе базовой конструкции ОВТД с ЧЭ в виде отрезка проводника разработан и изготовлен ряд датчиков, предназначенных для использования в турбинах, компрессорах и винтовентиля-торах ГТД, в цилиндрах и подшипниках кривошипно-шатунного механизма ДВС. Простейшая форма ЧЭ и наличие тоководов обеспечивает работоспособность ОВТД в экстремальных условиях при температуре до 1200°С (в турбине).

Разработаны и изготовлены функциональные модули, обеспечивающие построение магистралъно-модульных систем измерения, предназначенных для экспериментальных исследований и испытаний силовых установок. В состав модулей входят, в частности, импульсные измерительные преобразователи, реализующие метод ПП, ориентированные на работу с кластерами ОВТД. Аналогичные преобразователи, встраиваемые в линии связи для уменьшения времени восстановления (до 1 мкс), предназначены для систем измерения с повышенным быстродействием.

Разработанные функциональные модули и преобразователи являются технической базой для создания систем измерения, предназначенных для решения разнообразных задач исследований и испытаний, причем объекты измерений не обязательно ограничены классами лопаточных и поршневых силовых установок.

Созданы несколько модификаций систем измерения, в том числе компьютерная система измерения РЗ в компрессоре ГТД, микропроцессорная система измерения РЗ в компрессоре в приборном исполнении, многопроцессорная система измерения РЗ и ОС лопаток в компрессоре и турбине ГТД, компьютерная система измерения РЗ в компрессоре при нестационарных режимах, компьютерная система измерения смещений вкладыша в ШП и шейки коленвала в ПКО автомобильного ДВС.

Компьютерная система измерения РЗ в компрессоре ГТД передана в 1988 г. в ОАО СНТК им. Н.Д.Кузнецова (г.Самара). При стендовых испытаниях получены уникальные экспериментальные данные о поведении зазоров на различных режимах компрессоров двигателей НК-86, НК-321 и НК-93, которые были использованы в процессе доводки для серийного производства. Результаты испытаний отражены в отчетах и обсуждены на НТС организации. В той же организации на основе базовой конструкции ОВТД с ЧЭ в виде отрезка проводника выполнена конструкторская разработка и изготовлена опытная партия датчиков для применения в компрессорах и турбинах. В АО "Авиадвигатель" (г. Пермь) передана в 1996 г. система измерения РЗ и ОС в компрессорах и турбинах ГТД. Проведены стендовые испытания ГТД с использованием системы и выпущен технический отчет. Кроме того, проведены предварительные испытания компьютерной системы измерения РЗ при нестационарных режимах ГТД, подтвердившие работоспособность и перспективность разработанных технических и программных средств.

На испытательных стендах автомобильных ДВС в Департаменте развития АО АВТОВАЗ апробирована компьютерная система измерения смещений вкладыша в 11111 и шейки коленвала в ПКО кривошипно-шатунного механизма. Получены траектории движения вкладышей и шеек коленвала за рабочий цикл работы ДВС.

Компьютерные модели ОВТД с ЧЭ в виде отрезка проводника, разработанные в диссертации, а также модели алгоритмов вычислений КС МП применялись в процессе проектирования систем измерений и их элементов. Модели ОВТД используются в учебном процессе при подготовке специалистов на базовой кафедре "Инженерия знаний" Поволжской государственной академии телекоммуникаций и информатики в рамках специализации "Программное обеспечение автоматизированных систем научных исследований".

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на VI международном семинаре "Распределенная обработка информации" (г. Новосибирск, 1998 г.), на межотраслевой научно-технической конференции ЦИАМ (Москва, 1995), на международной конференции "Метрологическое обеспечение машиностроительных отраслей промышленности" (г. Минск, 1992), на восьмом международном симпозиуме по проблемам модульных информационно-измерительных систем и сетей (г. Дубна , 1991 г.), на всесоюзной конференции по информационно-измерительным системам (г., Санкт-Петербург, 1991 г.), на XXIV всесоюзной школе по автоматизации научных исследований (г. Апатиты, 1991 г.), на всесоюзном семинаре "Метрология в прецизионном машиностроении" (Саратов, 1990 г.), на всесоюзном семинаре "Измерительные интерфейсы ПЭВМ" (г. Севастополь, 1990 г.), на всесоюзной научно-технической конференции "Интеллектуальные системы в машиностроении" (г. Самара, 1991 г.), на втором всесоюзном симпозиуме по вычислительной томографии (г.Куйбышев,1985 г), на VII всесоюзной конференции по планированию и автоматизации эксперимента в научных исследованиях" (г. Москва, 1983 г.), на всесоюзных научно-технических конференциях "Автоматизация экспериментальных исследований" (г. Куйбышев ,1978 г.1980 г).

Публикации. По результатам работы опубликовано 36 научных работы, в том числе 10 описаний изобретений к авторским свидетельствам.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов и заключения, изложенных на 147 страницах, содержит 102 рисунка, 15 таблиц. Список литературы включает 156 наименований и занимает 17 страниц. Приложения к диссертации изложены на 65 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первом, разделе рассматриваются методы измерения применительно к силовым установкам двух классов - лопаточным и поршневым. Их подробному изложению предшествует краткое описание силовых установок как объекта измерений, дается классификация, уточняется терминология и приводится обобщенная концептуальная модель процесса измерения МП ЭК, содержание которой далее детализируется и конкретизируется в описаниях разработанных методов измерения МП. Графическая интерпретация обобщенной концептуальной модели процесса измерений представлена на рис. 1.

Состояние объекта б процессе испытаний определяется режимом работы и условиями внешней среды. Параметры режима (ПР) зависят от методики исследований объекта и задаются испытателем. Информация о ПР и параметрах внеш-

ней среды (ПВС) воспринимается датчиками температуры, давления, оборотов и т.д. (СД - сигналы датчиков). Заданные ПР и ПВС определяют характеристики рабочего процесса, в том числе энергетическую напряженность, нагрузку, состояние внутренней среды силовой установки. В соответствии с заданным режимом и внешними условиями формируются МП ЭК.

ОБЪЕКТ

^мпэга^ ЭФСЭЮ)

СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ

ПР

^СДюл, ^СДкц,

СДк.з

КСМПЭК1

псо

ФКСМПЭК1

КСМПЭК2

ФКСМПЭК2

ПО

Рис. 1.

Каждый ЭК должен быть доступен для взаимодействия с кластерами бесконтактных ОВТД с ЧЭ в виде отрезка проводника (рис. 2). С помощью безиндук-

тавных тоководов (близкорасположенных и изолированных друг от друга соосных цилиндров или проводящих полос) ЧЭ вносится в зону измерений с неблагоприятными внешними условиями, (в частности, в среду с повышенной температурой). Токовод и ЧЭ образуют виток вторичной обмотки согласующего трансформатора, расположенного в нормальных условиях, а его вторичная обмотка включается в измерительную цепь системы измерения. ЧЭ ОВТД воспринимают МП ЭК, а затем с помощью ряда преобразований и цифровой обработки (совокупных измерений) определяются КС МП. Параметры среды объекта (ПСО),

Согласующий трансформатор

Тоководы

Чувствительный элемент

в которой находятся ЭК и ЧЭ датчиков, влияют на электрофизические свойства (ЭФС) материалов, из которых изготовлены ЭК и ЧЭ. ПСО преобразуются соответствующими датчиками для последующей коррекции влияния среды на результаты измерений МП. Часть параметров объекта, представленная одномерными перемещениями (ПОП), может быть преобразована с помощью традиционных датчиков, серийно изготовляемых промышленностью.

Таким образом, в систему измерения поступают естественные выходные сигналы кластеров ОВТД, преобразующих МП ЭК (СДК), датчиков ПР ( СДпр), датчиков ПВС (СДтс), датчиков ПСО (СДпсо), датчиков ПОП ( СДП0П). Средства преобразования и цифровой обработки СД обеспечивают приведение результатов к физическим величинам и корректируют влияние внешних условий. На основе полученных КС МП и поведенческих моделей ЭК силовой установки определяются ФКС МП. На базе ФКС МП и найденных параметров режима, среды объекта, внешней среды вычисляются параметры объекта (ПО). Процесс измерения может быть задан и в функциональном виде.

В рассматриваемой силовой установке заданный режим работы, параметры внешней и внутренней среды определяют векторы перемещения элементов в пространстве:

АэК1 ~~ /млЭК1 (^Р>^вс>^со)> АэК2 = /мл ЭК2СРр> ^ВС5 ^СО)=>

(1)

где Р , Рвс , /^о - векторы состояния параметров режима, внешней среды, среда объекта соответственно.

Согласно рис. 1 МП ЭК (Нэк) преобразуется кластерами ОВТД. Естественными выходными сигналам ОВТД в составе кластера (СДК) является изменения индуктивности (L), которые зависят также и от ЭФС ЭК (вектор состояния параметров /дфСЭК ^ И 0Т (^СО)' пРичем -^ЭФСЭК заБИСИТ от

feo)-

Для кластера с номером 1:

An.i = /К1Л(АЖЪ^СО>^ЭФСЭК1)> ^К1.2 - /ю.гСАэкъ-^соэ^эФсэкД

На основе выходных сигналов датчиков с помощью методов, учитывающих специфику объектов и реализуемых в алгоритмах обработки системы измерения, определяются КС МП ЭК.

Ях ЭК1 = /х ЭК1 ' ^ВС > ^Р 5 $СО > ^ОП ) ' ^ХЭК1 = /^хэкцС-^К^^ВС'^'р'^'сО'^'оп) . Ву ЭК1 = /у ЭК1 С^К1' ^ВС 5 ^Р > ' )' ФУ ЭК1 ~ /фЧ ЭК1 (Ас1 > ^ВС 5 > $СО 5 ^оп ). ^Ъ ЭК1 ~ 1ъ ЭК1 ' ^ВС> ^Р 5 ^СО' ^ОП ) '

Фг эк1 — /<р г эк1 (-^ю> ^вс > ^р> ^со > ^оп)

гДе °хэы> ^УЭК,. °1Ж1> Фхэкр Фуэкр Фгэи. ~ КС ЭК П0Д номеРом ^ — вектор состояния естественных выходных сигналов ОБТД в составе кластера

под номером 1; ^^, ,<$со>*-*ОП — векторы состояния выходных сигналов датчиков, преобразующих ПБС, ПР, ПСО, ПОП.

Аналогично могут быть представлены КС МП для остальных ЭК силовой установки.

Полученные КС МП и модели поведения ЭК объектов позволяют оценить ФКС МП и найти ПО.

Обобщенная концептуальная модель процесса измерения конкретизируется примером лопаточной силовой установки. На рис.3 схематически представлена ступень лопаточной машины в фиксированный момент времени. Б этот момент материальная точка М (она находится на торцевой поверхности и оси вращения лопатки) расположена на оси У координатной системы ХУ1, начало отсчета которой (0) находится на поверхности неподвижного статора, а сама система жестко связана со статором. Следует отметить, что для анализа методов измерения координатных и факторных составляющих одноступенчатая конструкция наделяется свойствами большинства разновидностей лопаточных силовых установок. ЭК ротора (лопатки, диск, ступица и вал) совершают перемещения, содержащие идентичные составляющие, в том числе угловые перемещения (вращение) относительно оси О'О' вала, линейные перемещения и деформации в направлении осей X и У. Кроме того, торцы лопаток под действием рабочего тела (газа, жидкости) перемещаются в плоскости вращения вдоль оси Ъ и совершают угловые перемещения относительно оси лопатки. Кластеры ОБТД могут быть организованы из нескольких датчиков. ЧЭ ОБТД располагают на внутренней поверхности статора в окрестности начала (0) системы координатных осей ХУЪ (рис.3) или равномерно по всей поверхности в зависимости от решаемых задач.

Для измерения одномерных перемещении лопаток (например, в радиальном или других направлениях) можно использовать и один ОВТД, расположенный в точке 0 системы координат ХУ2, но в сочетании с дополнительным бесконтактным датчиком, контролирующим прохождение специальной метки на валу лопаточной установки — датчиком частоты вращения (ДЧВ). ДЧВ характеризует скорость вращения ( один из важных параметров режима (рис.1, СД11р)) и одновременно формирует начало и конец периода вращательного углового перемещения вала (рис. 1, СДП0П), что позволяет определить положение лопатки относительно метки при прохождении ЧЭ ОВТД. Необходимо также подчеркнуть, что измеряемое МП торца лопатки является результатом векторного сложения МП всех ЭК ротора, а также статора, где закреплены ОВТД. Согласно обобщенной концептуальной модели силовой установки МП торца лопатки определяются ПР (и, в первую очередь, скоростью вращения ротора), ПСО и ПВС (температурой, давлением) (рис. 1, выражение (1)).

Индуктивности ОВТД определяются векторными значениями МП торцов лопаток, ПСО и ЭФС материала лопаток (в основном электропроводностью) (рис. 1, выражение (2)). КС МП торцов лопаток находятся решением системы уравнений (3).

Наиболее значимый вклад в изменения КС МП в лопаточных машинах вносят температурные расширения, деформации под действием центробежных сил и сил, действующих со стороны рабочего тела. Они и определяют основные ФКС МП.

Чтобы составить более полное представление о разработанных в диссертации методах измерения КС МП, приводятся сравнительно детальные описания некоторых из ких.

Пусть линейные составляющие осевых смещений (ОС) центра торца лопатки (X), смещение, связанное с изгибом (ИС) ее пера (Т), а также угловое смещение (УС) относительно оси лопатки (<р) настолько незначительны, что ими можно пренебречь по сравнению с перемещением в радиальном направлении (У). Перемещение У (радиальный зазор, РЗ) подлежит измерению.

На рис. 4 представлены ЧЭ ОВТД в виде отрезка проводника, показано его расположение по отношению к торцам лопаток, изображение координатных осей.

При отсутствии лопатки в зоне чувствительности ОВТД индуктивность датчика имеет наибольшее значение. Лопатка с номером { при вращении колеса входит в зону чувствительности датчика и его индуктивность за счет возникновения вихревых токов в лопатке уменьшается. Когда центры торца лопатки и ЧЭ совместятся, индуктивность ОВТД будет минимальна (рис. 5).

б)

Un

Рис. 5.

С учетом принятых ограничений (Х==0, Z=0, ср=0) индуктивность (L с1в) будет зависеть только от РЗ (У) , причем с увеличением РЗ индуктивность будет возрастать.

Индуктивность ОВТД преобразуется в ИСх в аналоговый сигнал и далее в цифровой код, а затем путем обработки определяются соответствующие значения РЗ. Предполагается также, что указанные преобразования идеальны по быстродействию и происходят мгновенно в момент времени t, соответствующий угловому положению vj/_ Угловая координата vy. дополняет информацию о РЗ и вычисляется после предварительного цифрового преобразования времени t и периода Т0.

Если теперь предположить, что измеряемой координатой является ОС (X) лопатки (рис. 4 а), а величина РЗ остается постоянной (y=const), ИС и УС -отсутствуют (Z=0, ср=0), то индуктивность ОВТД будет зависеть только от ОС.

Аналогично выполняются измерения HC(Z) и УС(ср) (рис. 4 б, в).

Если же не учитывать перемещений ротора относительно его оси, то перечисленные измерения РЗ. ОС, ИС, УС можно считать одномерными.

Далее рассматриваются МП торцов лопаток. При этом предполагается, что смещение торцов лопаток происходит всего в двух направлениях — радиальном и осевом, т.е. измеряются РЗ(У) и ОСШ, ИС и УС — отсутствуют (Z—0, ср=0). В этом случае индуктивность ОВТД зависит от двух координат (X, У), и измерение одним датчиком невозможно.

Чтобы вести измерение двух координат необходимы два одинаковых ОВТД. ЧЭ датчиков должны быть расположены параллельно и на расстоянии, не превышающем работай диапазон (S), Причем лопатка всегда находится между ЧЭ обоих датчиков. Сечения ЧЭ и лопатки, а также семейства уравнений преобразований датчиков ¿1=/1(Х, У) и L2=f2{X, У) приведены на рис. 6, где Y.Y — максимальный, минимальный и

цтп' СО

средний РЗ. Значения РЗ(У) и OC(Ä') можно найти путем решения системы из двух уравнений, связывающих индуктивности ОВТД (L„ Lz) с КОД У).

Подобным образом выполняются измерения большего числа КС, но при этом возрастает число ОВТД в кластере и уравнений в системе.

Кроме метода измерения РЗ и УС и его варианта для винтовентилятора в диссертации приводится описание кластерного метода измерений РЗ, ОС, и УС, а также кластерного метода измерений овальности статора.

Разработаны методы оценки наиболее значимой факторной КС - радиального смещения торца лопатки (РЗ). Б частности, разработаны экспериментальные методы раздельного определения смещения вала в опорных подшипниках, пластической деформации колеса ротора и его биений на различных режимах работы лопаточной машины в процессе испытаний. Разработан также метод оценки деформации статора на основе данных, полученных экспериментально, и результатов моделирования упругой и температурной деформации ЭК ротора в режимах работы модели лопаточной машины, соответствующих эксперименту.

Предложены методы измерения КС МБ ЭК кривошшшо-шатунного механизма поршневой силовой установки, в том числе методы измерения КС смещения вкладыша относительно шейки коленвала в ПШ, смещений шейки коленвала в ПКО и поршня относительно цилиндра. Все перечисленные методы предполагают использование кластеров ОВТД с чувствительными элементами, ориентированными в направлении осей контролируемых ЭК. Предложен также метод оценки ФКС - деформации вкладышей в 11111, определяемой по результатам измерения зазоров между вкладышем и шейкой, а также по результатам моделирования смещения шейки под действием силы со стороны поршня.

Во втором разделе рассматриваются основные принципы построения систем измерения (СИ) КС МП на уровне структур и алгоритмов. Приводится описание обобщенной структурно-функциональной схемы СИ с такой степенью детализации, которая не противоречит ориентации системы на оба класса силовых установок (лопаточных и поршневых). В то же время описание алгоритмов функционирования СИ выполнено раздельно для лопаточных и поршневых машин.

В структурно-функциональной схеме (рис. 7) предусматривается формирование импульсов питания измерительных схем (мостов Блумлейна, включающих ОВТД кластера и реализующих метод ПП), в которых одновременно (параллельно) осуществляется преобразование индуктивностей датчиков в амплитуды напряжений ({/ы, 1!^, ...), преобразование амплитуд в постоянное напряжение ([/р [72, ...), коммутация и аналого-цифровые преобразования (коды С1, С2,...). Схема предусматривает также первичную цифровую обработку, включающую определение физических значений КС МП с температурной коррекцией результатов, а также вторичную обработку — вычисление ФКС, накопление, хранение и представление полученных результатов. Для формирования импульсов питания, сигналов управления и для первичной обработки используются сигналы ДЧВ. В лопаточных машинах они предварительно преобразуются в код Ст, соответствующий периоду вращения ротора, а в поршневых установках — в коды С^, соответствующие углу поворота у приводного вала. Сигналы термопар, преобразуемые в цифровые коды Се, используются в первичной обработке для температурной коррекции.

Рассматриваются две группы алгоритмов функционирования СИ. Первая -связана со сбором, преобразованием и выделением информативного сигнала (СПВ ПС), вторая — с вычислением КС МП.

Кластеры

0ВТД1

0ВТД2]

Преобр-нв

|АЬ,> ib.il

|аЦ»-Цш|

Преобр-иэ

1^1» ш|

Октава* установка

Импульсное пнганж

дчв

Преобр-ж

Т„> Сх

У» о>|

Гермогарь: ~

Преобр-ие в >00

Коммуг-и*

Формирсеанье сигналов

управления

АЦП

|и!>С1

Цх >С2

Первитки обработка

Вторичнад обработка

Пользователь

Рис. 7.

В алгоритмах СПВ ИС, ориентированных на лопаточные машины, предусмотрены процедуры определения периода вращения ротора, вычисления шага дискретизации с формированием последовательности импульсов питания датчиков и управления аналоговым и аналого-цифровым преобразованием.

При шаге дискретизации (соответствующем максимальной скорости вращения) большем длительности восстановления измерительной схемы для завершения процедур сбора и преобразования достаточно одного периода вращения ротора. Этот алгоритм поясняет временная диаграмма на рис. 8. Процедуре преобразования индуктивности ОВТД в код предшествует два подготовительных этапа (рис. 8 а). На первом производится преобразование периода в код (Т0 -> Ст), на втором -вычисляется период импульсов опроса т.е. шаг дискретизации по времени И0=Та/ М0, где М0 - число импульсов опроса за период, характеризующее шаг квантования \(/(0 — углового перемещения ротора относительно ЧЭ ОВТД. Шаг квантования \|/0=2эт/М0 остается постоянным на всех скоростях вращения ротора). На рис. 8 б представлена последовательность импульсов опроса с порядковыми номерами

1, 2, 1-1, 1+1, —, М0, а на рис.8 в — три отсчета (цифровые коды) при прохождении в зоне чувствительности ОВТД ^ой лопатки (номера лопаток 1,2, .. Ь •• п ), где

1,1 1+1.)

После завершения третьего этапа все М0 значений цифровых отсчетов запоминаются, а затем осуществляется интерполяционная обработка заданного числа отсчетов для каждой лопатки в зоне чувствительности ОВТД и вычисляются максимальные значения кодов С ., С ,, С ., ._, С .

^ гц' в2> ' «у' » 1Ш

При шаге дискретизации меньшем длительности восстановления ИСх для выполнения аналогичных операций в алгоритмах СПБ ИС приходится использовать несколько периодов. В таком алгоритме, названном мультистробоскопическим, формируются пакеты импульсов. Число импульсов в пакете равно числу лопаток. На каждом последующем обороте производится сдвиг пакета на величину шага диекре-

■газации, обеспечивающий сканирование всех лопаток. Далее предусматривается аналогичная обработка цифровых отсчетов с выделением максимальных значений, соответствующих минимальным индуктивностям датчиков при прохождении лопаток.

То

а)

Измерение То

Вычисление 'Формирование

б)

импульсов 1 опроса !

М0

В)

Рис. 8.

В алгоритмах СПВ ИС, ориентированным на поршневые силовые установки, формирование импульсов питания, сбор и преобразование сигналов датчиков в цифровой код производится одновременно с процессом квантования углового перемещения приводного вала, причем величина шага квантования сохраняется неизменной при различных скоростях вращения вала, а длительность сбора я преобразований не превышает длительности рабочего цикла установки.

Разработаны алгоритмы вычисления КС МП элементов конструкции силовых установок. В алгоритмах, ориентированных на лопаточные машины, вычислению КС предшествует процедура температурной коррекции, предусматривающая определение ГХ измерительных каналов каждого датчика кластера при рабочей температуре датчика по результатам измерений температуры и исходным семействам ГХ, полученным экспериментально на фиксированных температурах.

Процедура вычислений КС сводится к решению системы уравнений в виде ГХ измерительных каналов при рабочих температурах по найденным значениям кодов в каждом канале. При этом для получения решения используется геометрическая интерпретация ГХ в трехмерном пространстве, геометрическое представление измеренных значений кодов и численный метод, базирующийся на методе

секущих Ньютона. Разработанная процедура иллюстрируется вычислением двух - и трехкоординатных составляющих - РЗ, ОС и РЗ, ОС, и УС соответственно.

Далее в качестве примера рассматривается процедура определения РЗ(У) и ОСШ- В памяти СИ после завершения алгоритма СЯВ ИС сохраняются пары цифровых отсчетов (коды С/, С2) на каждую лопатку, которые соответствуют минимуму индуктивностей двух датчиков, входящих в состав кластера (ОВТД1 и ОВТД2). Кроме того, в память СИ по окончании процедуры температурной коррекции вносятся вычисленные при рабочей температуре ГХ измерительных каналов с ОВТД1, ОВТД2, которые образуют систему уравнений

С1 =Р,(Х,У)

(4)

С2 J

Решение системы (4) для найденных кодов С1, С2 позволяет определить искомые КС — X, У (ОС, РЗ) для каждой лопатки. Если обратиться к геометрической интерпретации решения системы (4), то зависимости кода С от РЗ и ОС для каждого из датчиков являются поверхностями (Л, ()2 (рис. 9). С учетом размещения ЧЭ

ОВТД1 и ОВТД2 (рис. 6) значению кода С1 на поверхности 21 соответствует некоторое множество точек X, У, расположенных на линии пересечения £Л с плоскостью С1. Аналогично коду С2 — линия пересечения соответствующей плоскости с поверхностью (22. Проекции этих линий на плоскости Х-У (рис. 9) пересекаются. Координаты точки пересечения, которые находятся указанным численным методом после ряда итераций, являются решением системы уравнений (4) и представляют собой результат измерения РЗ и ОС (У, X).

В алгоритмах, ориентированных на поршневые машины, температурная коррекция осуществляется одновременно с вычислением зазоров в узловых соединениях кривошип-но-шатунного механизма с помощью полинома, аппроксимирующего семейства ГХ, полученные экспериментально при различных температурах и мешающих факторах. Найденные значения зазоров используются далее для вычисления КС. Разработанные алгоритмы ил-Рис- 9. люстрируются полиномами для вычисления

зазоров между вкладышами и шейками коленвала в 11111 и ПКО. Для вычисления смещения вкладыша относительно шейки в ШП и шейки относительно опоры в ПКО используются расчетные соотношения, рассмотренные в первом разделе диссертации, посвященном методам измерения КС в ЭК кривошипно-шатунного механизма поршневых силовых установок.

В третьем разделе оценивается точность систем измерения. В первой части раздела основное внимание уделено изучению электромагнитных процессов, протекающих в ЧЭ ОВТД и ЭК объекта при импульсном возбуждении ИСх, которые определяют изменения индуктивности датчика во времени, ее зависимость от преобразуемого перемещения ЭК относительно ЧЭ и позволяют оценить влияния на них геометрических и электрофизических параметров материалов ЧЭ и ЭК, а также внешних мешающих факторов. Во второй части анализируются погрешности алгоритмов вычисления КС МП ЭК лопаточных силовых установок. При этом выбор направлений исследований сделан с учетом известных публикаций, крат-кии обзор которых также приводится в третьем разделе, что в целом обеспечивает достаточно полное представление об инструментальных и методических погрешностях рассматриваемых систем.

На рис. 10 показано размещение ЧЭ ОВТД и ЭК силовой установки. Через специальное отверстие в корпусе 1 установки ЧЭ 2 вводится в рабочую зону с помощью тоководов, выполненных в виде коаксиальных проводников 3, 4. и разделенных электроизоляционным слоем 5. В результате достигается взаимодействие ЧЭ с исследуемым ЭК 6. Ток ЧЭ задается согласующим трансформатором (рис. 2), представленным в виде источника импульсного напряжения Е. Скачок напряжения Е вызывает в цепи ЧЭ и тоководах нарастающий ток, который создает в окружающем пространстве первичное электромагнитное поле. Под действием поля в ЭК объекта и в проводнике ЧЭ датчика возникают вихревые токи, которые создают вторичное электромагнитное поле. Результирующее поле определяет потокосцепле-ние с контуром тока ЧЭ и, следовательно, величину индуктивности ЧЭ. (Полость во внутреннем тоководе со стороны ЧЭ обеспечивает необходимое пространство для рабочего магнитного потока, сцепленного с ЧЭ). Найти зависимость индуктивности ЧЭ при импульсном питании от геометрических параметров ОВТД и ЭК объекта, от их взаимного положения и электрофизических свойств материалов, из которых они изготовлены, от влияющих факторов на основе решения уравнении Максвелла не представляется возможным. Предлагается модель взаимодействия ЧЭ ОВТД с ЭК, основой которой являются закон Био-Савара и метод конечных элементов (КЭ).

Рис. 10.

Рис. 11.

Процесс разбиения ЧЭ и ЭК объекта на КЭ представлен на рис. 11. ЧЭ включен в контур, размер которого в направлении оси X определяется длиной ЧЭ, размер в направлении оси У определяется глубиной полости во внутреннем тоководе датчика. Размеры ЭК соответствуют реальным значениям (На рис. 11 в качестве ЭК использована электропроводная прямоугольная пластина). КЭ ЧЭ проводника круглого сечения являются проводники меньшего сечения, полученные делением его сечения на секторы путем разбиения с равномерным шагом по углу Д<рп и радиусу Дг . ЭК объекта делится на параллелепипеды с равномерными шагами АХ0, АУ0, Л2а в направлении координатных осей, а поверхность контура с ЧЭ разбивается на элементарные площадки ЛS с равномерными шагами АХч, ЛУц в направлении координатных осей. Принимается, что параметры поля в пределах конечного элемента независимы от координат.

КЭ электропроводной среды замещаются физическими моделями. Для КЭ ЧЭ физической моделью будет бесконечно тонкая проводящая нить, проходящая по центру наружной поверхности КЭ, для ЭК объекта - нити, проходящие по ребрам КЭ. В результате физическая модель взаимодействия ЧЭ и ЭК (рис. 12) будет иметь вид объемных сеток из бесконечно тонких проводников. При этом сохранится форма проводника ЧЭ и ЭК, их геометрические размеры и положение в пространстве.

Рис. 12.

Предполагается, что торцевые поверхности ЧЭ эквипотенциальны. Тогда в физической модели нити тока ЧЭ соединяются с контуром источника напряжения с помощью независимых радиальных проводников в точках Ъ, (1, расположенных в центре торцевых поверхностей ЧЭ. Причем токи в проводящей среде протекают только по проводникам сетки. Каждый бесконечно тонкий проводник модели является "элементом тока" (ЭТ), соединение проводников в точке образует узел , а замкнутое соединение проводников — контур. В окружающем пространстве каж-

дый ЭТ создает магнитное поле, величина индукции которого определяется по закону Био-Савара

Ак г ь

где ц - магнитная проницаемость среды, ¿, I, X " — соответственно ток, длина и единичный вектор направления ЭТ, г, г" — соответственно расстояние от центра элемента тока до точки, в которой определяется индукция, и единичный вектор направления.

Индукция В{Х,Ув произвольной точке пространства определится как векторная сумма элементарных индукций от всех / токов модели —

__ J _

В ~ 2 й® , что дает возможность определить величину потока индукции для

элементарных площадок (Л¿У, а также магнитный поток (ф = В * Д5у , пото-косцепление

(т = ф) и электродвижущую силу индукции (е = сН'[(к) для любого из контуров модели.

1и 'Л-12 Ь 1н-и

Кох-ш"

1СХ-111

Рис. 13.

Это позволяет от физической модели перейти к электротехнической (рис. 13), что достигается заменой каждой нити тока эквивалентным омическим сопротивлением Б, величина которого зависит от размеров КЭ и электропроводности материала. На основе электротехнической модели и законов Кирхгофа может быть составлена система уравнений2 для контуров (дифференциальных с учетом ЭДС индукции) и для узлов (алгебраических):

2 В уравнениях приняты следующие индексы: в буквенной части первый индекс определяет принадлежность элементу модели (и - цепь источника напряжения, П — проводник ЧЭ, о — ЭК объекта), второй буквенный индекс для токов и сопротивлений соответствует направлению оси (Л",У или X), а для ЭДС двойной буквенный индекс соответствует плоскости, в которой находится контур; цифровой индекс обозначает порядковый номер элементов в направлении осей ХУ1 или в направлении угла и радиуса.

Контуры ЧЭ

Контуры ЭК объекта в плоскости ХУ 3~\

+ '„.lA.ll + «п-И = Е, гоху-ШЛоху-Ш + ^оху-Ш - О,

'Л + ¡П-ПК-П + 6п-12 = Е> 'оху-211-^0^-211 + еоху-211 =

+гп-М-^п-к1 +еп-к1 — Е, 'оху-тпр^оху-тпр + еоху-тпр

+ 'п-КЬ-^и-Ы. + еп-кь - г'ох>'-ММР-^оху-МЫР + боху-МЫР ~

Узел Ь ЧЭ к ь

*=1 /=1

Узлы ЭК объекта

>

~гох-111 2оу-П1 ;07-П1

гохЧт-1)(п-1Хр-1) +/оу-(т-1Хп-1)(р-1) +гог-(т-1Хп-1)(р-1) "

'ох-тлр 'оу-тпр 'ог-тпр

' ох-(М-1)(М-1)(Р-1) +'оу-(М-1)ГК-1)(Р-1) +'о2-(М-1)(К-1)(Р-1)"

'ох-МЫР гоу-МЫР гог-МИР—

J

Система содержит ММ(Р+1)+МР(Ы+1)+МР(М+1Н-К1 уравнений контуров и ШГР+1 уравнений узлов, причем общее число уравнений равно числу неизвестных токов, где М,1Я,Р-число разбиений ЭК соответственно по а К,Ь -число разбиений сечения проводника ЧЭ соответственно по углу и радиусу.

Система уравнений позволяет найти все токи модели и их изменение во времени, а также обеспечивает определение магнитной индукции в любой точке пространства и величину эквивалентной индуктивности ЧЭ (Ьз—Ч11//е).

Последующие исследования модели производятся с учетом двух упрощающих допущений, Согласно первому ЧЭ представляет собой нить тока, а ЭК — пластину, длина и ширина которой значительно больше толщины, Второе допущение предусматривает отсутствие ЭК, форма же ЧЭ аналогична той, что представлена на рис.11.

Для заданных геометрических и физических параметров, взаимного расположения ЧЭ и ЭК, для выбранного числа КЭ и напряжения Е проведена серия

3 Аналогичный вид имеют уравнения контуров ЭК объекта в плоскостях XX и У2.

вычислительных экспериментов, в процессе которых решались упрощенные системы уравнений, отражающие электромагнитные процессы в датчике и объекте. Показано, что индуктивность ¿э изменяется в ходе переходного процесса и это связано с возникновением и затуханием вихревых токов в ЧЭ и ЭК. Наименьшие значения индуктивность имеет в области I 0 (при 1=0 ¿э0). При этом ее минимальное значение (¿э0) определяется только расположением в пространстве и геометрическими параметрами ЧЭ и ЭК и не зависит от электропроводности, а, следовательно, мало зависит от изменений температуры в зоне измерений, влияющих только на линейные размеры ЧЭ. С увеличением времени влияние электропроводности и температуры возрастает.

Разработаны модели для оценки точности вычисления КС. Показано, что неидентичность измерительных каналов не оказывает существенного влияния на результаты вычисления КС, а погрешность входных данных возрастает при приближении к границе рабочего диапазона датчика (области низкой чувствительности). Показано также увеличение этой погрешности в алгоритмах вычисления КС с увеличением числа КС. Даны рекомендации по способам уменьшения погрешностей.

Четвертый раздел посвящен реализации разработанных методов и средств измерения. Приведены описания созданных и апробированных в стендовых условиях конструктивных вариантов ОВТД с ЧЭ в виде отрезка проводника и нескольких модификаций систем измерения, предназначенных для испытаний лопаточных и поршневых силовых установок (авиационных ГТД и автомобильных ДВС).

Базовая конструкция ОВТД содержит удлиненный токовод в виде соосных изолированных друг от друга цилиндров и ЧЭ (отрезок проводника), который вводится в зону измерения с высокой температурой (рис.2, рис.10). Разработаны несколько вариантов таких датчиков, предназначенных для измерений в ГТД и ДВС. Датчики, выполненные из латуни, используются для измерений в ступенях компрессора, где температура достигает 500 — 550"С (ОВТД-К-З(Л), табл.1). Изготовленные из нержавеющей стали (жаропрочного хромоникелевого сплава) датчики используется для измерения зазоров в турбинах, где температура достигает 1200°С (ОВТД-Т-З(НС), табл.1). Датчики, предназначенные для преобразования зазоров между поршнем и цилиндром ДВС, имеют аналогичные конструкции, но меньшие габариты (ОВТД-ПЦ-О.1).

Если ЧЭ датчика работает в сравнительно мягких температурных условиях, приемлемых для магнитопровода согласующего трансформатора, то необходимость в удлиненном тоководе отпадает. В конструкциях датчиков с укороченным тоководом согласующий трансформатор находится вблизи зоны измерения. Корпус датчика (он же укороченный токовод) образует объемный виток согласующего трансформатора и контур тока, в который включается ЧЭ в виде линейного отрезка проводника. Такие датчики обеспечивают преобразование зазоров, составляющих как доли так и единицы миллиметра. Малогабаритные датчики этого вида предназначены для установки в крышкие ПКО и в шейке ШП КШМ ДВС (ОВТД-ШП-О.1, ОВТД-ПКО-О.1, таблица 1).

Разработанные датчики входят в состав магистрально-модульных СИ. Характеристики и параметры СИ сведены в табл. 2, где первые четыре позиции занимают системы для стендовых испытаний компрессоров и турбин ГТД, а остальные - системы для стендовых испытаний ДВС.

Таблица 1

Характеристики одновитховых вихретоксшых датчиков с чувствительным элементом в виде отрезка проводника

Тип датчика

Наименование ОВТД-К-3 (Л) ОВТД-Т-З(НС) ОВТД-В-Ю (Л) ОВТД-ПЦ-О.1 ОВТД-ШП-О.1 ОВТД-ПКО-О.1

Диапазон измер.

зазоров, мм 0...3.0 0...3.0 0...10.0 0...0,150 0...0Д 0...0Д

Диапазон

раб. температур,

°С до 550 до 1200 до 50 до 230 до 110 до 100

Номия. знач.

индукт., мхГн 60 30 100 60 30 60

Девиация ипдукт.,

мкГн 2,0 1,0 6 8 6 3

Диаметр уетан.

отверст., мм 10,0 14,0 36,0 10,0 6,5 7,0

Габариты, мм 10x20x40 14x34x115 36x65 10x20x40 6,5x10 7x9x14

Материал Латунь' Нерж. сталь Латунь Латунь Латунь Латунь

Применение Компр. ГТД Турб.,хомпр.ГТД Винтовент.,ГТД пц две шп две пко две

ю

а\

-Кроме ОВТД-К-З(Л) существуют ОВТД-К-З(НС), изготовленные из нержавеющей стали для использования в компрессорах ГТД

Таблица 2

Характеристики разработанных систем измерения

Наименования Разновидности систем

СИ-01 СИ-02-П СИ-03-М СИ-04-Б СИ-05 СИ-06-М

Объект Компр. ГТД Компр. ГТД Компр., турб.ГТД Компр. ГТД ШП, ПКО две ШП, ПКО, пц две

Режимы работы стац. стац. стац. стац., нестац. стац., нестац. стац., нестац.

Коорд. составляющие У (РЗ) У (РЗ) У, X (РЗ, ОС) У (РЗ) X, У X, У

Вид датчиков ОВТД-К-З(Л) ОВТД-К-З(Л) ОВТД-К(Т)-ЗЩС) ОВТД-К-З(НС) овтд-шпшко)-о,1 ОВТД-ШП (ПКО,ПЦ)-0,1

Число каналов ОВТД 4 4 16 1 16 40

Время вос- становл. мкс 30 30 30 1 1,5 1,5

Длина линии "ОВТД-преобразователь", м до 20 до 20 до 20 до 1 (встроенн. в линию преобр.) до 2 (выносной преобраз.) до 3 (выносной преобраз.)

Разрядность АЦП 10 10 10 10 12 12

Средства обработки мнкропр. ПЭВМ микропр. микропр. ПЭВМ микропр. ПЭВМ микропр. ПЭВМ микропр. ПЭВМ

Средства предст. инф. экран принтер табло принтер экран принтер экран принтер экран принтер экран принтер

Конструктив КАМАК Евромеханика Евромеханика Евромеханика Евромеханика Евромеханика

В груше СИ, предназначенных для испытаний компрессоров и турбин ГТД, разработаны две разновидности. В первой — реализован мультистробоскопический алгоритм СПВ ИС (дм его осуществления необходимо несколько периодов вращения ротора), и в этой связи разработанные системы ориентированы на измерения КС в стационарном режиме. Вторая разновидность обеспечивает повышенное быстродействие за счет применения алгоритма, в котором измерение происходит за период и ориентирована на использование в нестационарных (переходных) режимах ГТД. Кроме того, разработанные системы разделяются по видам и числу измеряемых КС (только РЗ, или РЗ и ОС лопаток), по виду объекта (компрессор, турбина), по используемым средствам обработки и представления измерительной информации (компьютеры с представлением информации на мониторе, микропроцессоры с индикационным табло в системах в приборном исполнении), по используемым конструктивам.

На рис. 14 приведена в качестве примера структура одной из одна из наиболее современных и представительных систем — СИ-ОЗ-М. Это 16 канальная многопроцессорная система, предназначенная для одновременных измерений на 4 ступенях ГТД, причем на 2 ступенях компрессора производится измерение только РЗ, а на двух ступенях турбины - как РЗ, так и ОС. Система имеет двухуровневую структуру. На верхнем уровне находится ПЭВМ, на нижнем устройство связи с объектом в виде Еврокрейта 311 с измерительными и микропроцессорными модулями. Модули в крейте объединены в 4 измерительные процессорные станции (ИПС), каждая из которых обслуживает 4 рабочих ОВТД, установленных на одной из ступеней компрессора или турбины. В состав ИПС входят 3 модуля, объединенные локальной магистралью: процессорный (МП), измерительный (МИ-4), и синхронизации (МС) (эти или аналогичные им модули используются в других СИ, предназначенных не только для испытаний ГТД, но и для испытаний ДВС).

Рис. 14.

Модуль МС, связанный с ДЧВ, обеспечивает цифровое измерение периода вращения, а совместно с модулем МП - формирование последовательности импульсов питания ОВТД.

Модуль МИ-4 предназначен для преобразования в цифровой код параметров четырех ОВТД и четырех термопар. Термопары, встроенные в датчики, используются для контроля температуры с целью коррекции ГХ датчиков. В состав модуля входят мосты Блумлейна и усилители выборки хранения, преобразователи сигналов термопар, АЦП.

ПЭВМ верхнего уровня производит регистрацию всей поступающей от модулей информации и осуществляет расчет физических значений РЗ (в компрессоре), а также РЗ и ОС (в турбине) в соответствии с разработанным алгоритмом вычислений (рассмотрены в разделе 2).

Созданы специальные технические средства, обеспечивающие градуировку измерительных каналов разработанных систем по двум координатам при изменении температуры среды до 900°С. Разработана методика градуировки и оценки погрешностей, а также реализующие их программные средства.

В результате проведения серии метрологических экспериментов получены оценки погрешностей измерительных каналов систем измерения. Показано, что в каналах с компрессорными датчиками погрешности измерения РЗ не превышают 4.2% при изменениях температуры до 600 °С, а в каналах с турбинными датчиками — не превышают 6,7% при температуре до 900 °С и изменениях ОС в пределах +2 мм.

Разработаны компьютерные магистрально-модульные системы измерения смещений вкладышей в ШП, шеек коленвала в ПКО и поршней в цилиндрах ДВС. Система измерения смещений в подшипниках апробирована в лабораторных и стендовых условиях в процессе испытания двигателей.

Созданы специальные средства, обеспечивающие градуировку измерительных систем по зазорам в подшипниках. Разработана методика ¡радуировки, оценки влияющих факторов и погрешностей, а также реализующее их программное обеспечение. Получены оценки основных и дополнительных погрешностей. Показано, что максимальные границы основных погрешностей измерительных каналов не превышают 4,5%. При использовании коррекции температурные погрешности не превышают 3,5% в диапазоне от 20 до 100 °С, а погрешности, вызванные изменением углового положения коленвала (из за неоднородности магнитных свойств швейки коленвала в ПКО) не превышают 2,2% в диапазоне от 0 до 360 градусов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена актуальная проблема измерения многомерных перемещений элементов конструкции в лопаточных и поршневых силовых установках Разработаны теоретические основы построения систем измерения многомерных перемещений, в том числе методы измерения координатных и оценки факторных составляющих, структуры и алгоритмы функционирования. Методами имитационного моделирования и экспериментально получены оценки точности систем измерения и их элементов.

Практическими результатами работы являются создание нескольких разновидностей магистрально-модульных микропроцессорных и компьютерных систем измерения координатных составляющих многомерных перемещений элементов конструкции в лопаточных и поршневых силовых установках. В системах используются оригинальные вихретоковые датчики с чувствительным элементом в виде отрезка проводни-

ка. Системы обеспечивают надежное функционирование и достаточно высокие метрологические показатели в экстремальных условиях в зоне измерений. Ряд систем апробирован в стендовых испытаниях силовых установок (ГГД и ДВС). Получены важные результаты, использованные в процессе доработки ГТД , в том числе двигателей, которые в настоящее время серийно выпускаются промышленностью.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1. Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Хритин A.A. Компьютерная мультистро-боскопия в измерениях радиальных зазоров газотурбинных двигателей // Автометрия. - 1996. - №5. - С.108-113.

2. Секисов Ю.Н., Хритин A.A., Скобелев О.П Микропроцессорная система измерения зазоров между элементами конструкций машин и механизмов / / Приборы и системы управления. -1996. - №9. —С. 37-39.

3. Секисов Ю.Н., Райков Б.К., Скобелев О.П., Хритин A.A. Вихретоковые датчики зазоров с чувствительными элементами в виде отрезка проводника // Приборы и системы управления. -1996. - №8. — С.27-30.

4. Беленький Л.Б., РайковБ.К., Слепнев A.B., Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Хритин A.A. Система измерения параметров многомерного движения в кривошип-но-шатунном механизме двигателя внутреннего сгорания // Приборы и системы управления. -1998. - №12. -С. 53-56.

5. Боровик С.Ю., Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Тулупова В.В., Хритин

A.A. Метод и средства измерения радиальных зазоров в газотурбинных двигателях при нестационарных режимах // Автометрия. - 1998. - №3. С.108-113.

6. Беленький Л.Б., РайковБ.К., Секисов Ю.Н., Скобелев О.П. Вихретоковые экранные датчики механических параметров для систем автоматизации экспериментальных исследований и испытаний // Автометрия. - 1994. - №5. - С.111-116.

7. Игонин С.Н., Компанец В.К., Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Тулупова

B.В. Интеллектуальные приборы для измерения механических параметров в процессе испытаний узлов и агрегатов машин // Автометрия. -1994. -№5. —С. 117-119.

8. Белкин В.М., Секисов Ю.Н., Пинес В.Н., Скобелев О.П., Хритин A.A. Компьютерная система измерения радиальных зазоров в турбокомпрессоре ГТД // Авиационная промышленность. — 1991. -№4. - С.117-119.

9. Боровик С.Ю., Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Хритин A.A. Система измерения многомерных перемещений, базирующаяся на знаниях // Распределенная обработка информации: Труды VI международного семинара. - Новосибирск, 1998. - С. 295-299.

10. Секисов Ю.Н. Система моделирования электромагнитных процессов в вихретоковых датчиках механических параметров на основе знаний // Интеллектуальные системы в машиностроении: Труды Всесоюзной научн. - техн. конференции. —Самара, 1991. —часть 2. - С.108.

11. Секисов Ю.Н., Хритин A.A. Исследование предельных возможностей метода первой проимзводной для преобразования параметров высокотемпературных вихретоковых датчиков // Автоматизация научных исследований. — Куйбышев.: КуАИ, 1987. -С. 154-160.

12. Секисов Ю.Н. Расчет индуктивности для модели индуктивного датчика с переменными параметрами // Автоматизация экспериментальных исследований. - Куйбышев.: КуАИ, 1983. -С. 101-106.

13. Муханов М.А., Секисов Ю.Н., Шляхтин A.B. Подсистема сбора информации с индуктивных датчиков для статических и динамических измерений И Автоматизация экспериментальных исследований. - Куйбышев, 1980. — С.77-81.

14. Секисов Ю.Н., Скобелев О.П. Мостовая измерительная цепь в импульсном режиме для индуктивных датчиков // Автоматизация экспериментальных исследований. — Куйбышев.: КуАИ, 1979. —С. 111-117.

15. Игоюш С.Н., Квитко В.Г., Компанец В.К., Секисов Ю.Н., Скобелев О.П. Интеллектуальные приборы для измерения механических параметров // Метрологическое обеспечение машиностроительных отраслей промышленности: Тезисы докладов международной научно-технической конференции. - Минск, 1992. - С.58-59.

16. КиреевВ.А., Компанец В.К., Райков Б.К., Секисов Ю.Н. Микропроцессорное устройство связи с объектом для системы испытания тормозов // Метрологическое обеспечение машиностроительных отраслей промышленности: Тезисы докладов международной научно-технической конференции. - Минск, 1992. — С.49-50.

17. Беленький Л.Б., Райков Б.К., Секисов Ю.Н., Скобелев О.П. Вихретоко-вые экранные датчики механических параметров // Метрологическое обеспечение машиностроительных отраслей промышленности: Тезисы докладов международной научно-технической конференции. - Минск, 1992. — С.59-60.

18. Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Хритип A.A. Микропроцессорные средства измерения зазоров в машинах циклического действия // Метрологическое обеспечение машиностроительных отраслей промышленности: Тезисы докладов международной научно-технической конференции. - Минск, 1992. — С. 47-49.

19. Белкин В.М., Пинес В.Н., Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Хритин A.A. Распределенная микропроцессорная ИИС для испытания турбомашин // Информационные измерительные системы: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции. - Санкт-Петербург, 1991. - С.173-174.

20. Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Хритин A.A. Микропроцессорный измерительный преобразователь для систем автоматизации контроля радиальных зазоров в компрессоре II Микропроцессорные системы автоматики: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции. - Новосибирск, 1990. —С. 41.

21. Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Хритин A.A. Микропроцессорная система автоматизации испытаний объектов машиностроения с циклическими изменениями механических параметров // Тезисы доклада XXIV Всесоюзной школы по автоматизации научных исследований. - Аппатиты, 1990. — С.43.

22. Секисов Ю.Н. Математическая модель вихретоковых датчиков с импульсным питанием // Метрология в прецизионном машиностроении: Тезисы докладов Всесоюзного семинара. - Саратов, 1990. — С.64-65.

23. Игонин С.Н., Киреев В.А., Компанец В.К., Секисов Ю.Н. Микропроцессорные кластерные модели для преобразования механических параметров // Тезисы докладов XXIV Всесоюзной школы по автоматизации научных исследований. - Аппатиты, 1990. -С.38.

24. Компанец В.К., Логвинов A.B., Райков Б.К., Секисов Ю.Н., Скобелев О.П. КАМАК-модули для преобразования сигналов однородных датчиков // Модульные информационные вычислительные системы: Тезисы докладов 7 Всесоюзного симпозиума. — Новосибирск, 1989. — С.45.

25. Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Хритин A.A. Система измерения зазоров вращающихся элементов ГТД // Тезисы докладов 11 Всесоюзного семинара по вычислительной томографии. — Куйбышев, 1985. — С.147.

26. Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Сосняков КД., Шлыков Н.В. Модули в стандарте КАМАК для преобразования сигналов экранных датчиков // Ппланиро-вание и автоматизация эксперимента в научном исследовании: Тезисы докладов VII Всесоюзной научно-технической конференции. —Москва, 1983. —С.16-17.

27. Патент 1394912 РФ, МКИ G 01 N 27/90. Высокотемпературный вихре-токовый преобразователь / Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Хритин A.A. -№4136766/25-28; Заяв. 21.10.86; Опубл. 03.05.95, бюл. №24.

28. A.c. 1556336 СССР, МКИ G 01 N 27 / 90. Высокотемпературный вихре-токовый преобразователь / Белкин В.М., Пинес В.Н., Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Хритин A.A. - № 435804 /25-28; Заяв. 27.11.87; ДСП.

29. A.c. 1649917 СССР, МКИ G 01 N 27 / 90. Высокотемпературный вихрето-ковый преобразователь / Белкин В.М., Пинес В.Н., Нестеров В.Н., Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Хритин A.A. - №4686942 / 28; Заяв. 03.05.89; ДСП.

30. A.c. 1663404 СССР, МКИ G 01 В 11 / 00. Способ контроля радиальных зазоров при сборке турбомашины / Белкин В.М., Пинес В.Н., Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Хритин A.A. - № 4685704 / 28; Заяв. 25.04/89; ДСП.

31. A.c. 1766147 СССР, МКИ G 01 В 7/14. Способ измерения радиальных зазоров / Квитко В.Г., Секисов Ю.Н., Скобелев О.П. - №4852138 /28; Заяв. 12.06. 90; ДСП.

32. A.c. 1825089 СССР, МКИ G 01 В 7/14. Устройство доя измерения радиальных зазоров в турбомашинах / Костин A.B., Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Хритин A.A. - №4868434/28; Заявл.19.07.90; ДСП.

33. A.c. 1556336 СССР, МКИ G 01 N 27 / 90. Высокотемпературный вихретоковьш преобразователь / Секисов Ю.Н., Хритин A.A., Скобелев О.П., Белкин В.М., Пинес В.Н., Медянов Ю.И., Улицкий Ю.К. - №4358046 /25-28; Заявл. 27.11.87; ДСП.

34. A.c. 1779908 РФ, МКИ G 01 В 7/08. Способ измерения радиальных зазоров в турбомашинах / Белкин В.М., Пинес В.Н., Секисов Ю.Н., Хритин А А. - № 4787455 /28; Заяв. 30.01.90; 0публ.07.12.92, Бюл. №45.

35. A.c. 1670370 СССР, МКИ G 01 В 7/14. Устройство для измерения радиальных зазоров в турбомашинах / Белкин В.М., Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Хритин A.A. - № 4760720/28; Заявл. 15.04.91; Опубл. 19.07.91, бюл. №30.

36. A.c. 1307391 СССР, G 01 R 27/26. Многоканальный преобразователь параметров индуктивных датчиков в импульсный сигнал / Васин H.H., Секисов Ю.Н., Сосняков К.Д., Скобелев О.П., Шлыков Н.М. - № 3393467/24-21; Заяв. 16.12.85; Опубл.30.04.87, бюл.№16.

Подписано в печать 9.02.99 г. Формат 60x84 1/16 Бумага Copying Paper. Печать оперативная. Гарнитура "Тайме" Усл. печ. л. 2. Тираж 100 экз. Заказ № 539