автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка методов и средств повышения динамической надежности и остаточного ресурса многоэлементных вихретоковых преобразователей

МИРСАИТОВ СЕРГЕЙ ФАРИТОВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ И ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ВИХРЕТОКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Специальность 05.11.13. - Приборы и методы контроля

природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2006 г.

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный университет приборостроения и информатики».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Шатерников Виктор Егорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Покровский Алексей Дмитриевич

кандидат технических наук. Кочаров Эдуард Авакович

Ведущая организация: ЗАО «НИИИН» МНПО «Спектр».

Защита состоится "12" декабря 2006 г. в 12— часов на заседании диссертационного Совета Д 212.119.01 в Московском государственном университете приборостроения и информатики по адресу: 107846, г. Москва, ул. Стромынка, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Университета. Автореферат разослан "10" ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д.т.н., профессор

В.В.Филинов

Х..ОБЩАЯХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 1.1. Актуальность.

В настоящее время для повышения точности, разрешающей способности и прозводительности неразрушающего контроля (НК) в различных отраслях промышленности и транспорта широко используются приборы и автоматизированные комплексы с первичными многоэлементными электромагнитными преобразователями: - для диагностики газонефтепроводов (дефектоскопы-снаряды и интроскопы «КОД -2М.-4М», «КРОТ 1200», МИ-20В, МИ-31, Linalog и др. фирм: ЦТД «Интроско», ЦТД «Диаскан», «Саратовгазприборавтоматика», МНПО «Спектр», AMF Tuboscope США), — для дефектоскопии несущих конструкций самолетов и ракет (универсальные приборы MIZ—17ЕТ, MIZ—20, MIZ —40 фирмы Zetek США, Elotest—340 фирмы Rohmann Германия), - для контроля металлопроката в процессе производства (Defektomat -S фирмы In-stit.dr Förster Германия), в атомной энергетике (Eddyscan -3D фирмы CMS Франциия), — для контроля теплопроводов ЖКХ (инроскопы МИ-10 МИ-20 фирмы ЦТД «Интроско», МНПО «Спектр»), — для контроля рельсового пути на железнодорожном транспорте (МНПО «Спектр»),

Однако, применяемые в этих средствах электромагнитного НК первичные многоэлементные преобразователи обладают такими существенными недостатками как низкая надежность и ограниченный ресурс работы, которые особенно сильно проявляются в экстремальных условиях эксплуатации — при сильных механических нагрузках, изменении температуры, влажности и других факторов окружающей среды.

В известных работах отечественных и зарубежных ученых (Абакумова A.A., Герасимова В.Г., Зацепина Н.Н.,Запускалова В.Г., Клюева В.В., Мужицкого В.Ф., Покровского А.Д., Шкарлета Ю.М., Шатерникова В.Е., Шкатова П.Н., Федосенко Ю.К., Сухорукова В.В., Стеблева Ю.И., Ф. Форстера, Ф. Шарпа, и др.) рассматривались вопросы теории и практики многоэлементных электромагнитных преобразователей, а их надежности не уделялось должного внимания.

Большой вклад в развитие теории надежности элементов и систем внесли зарубежные и отечественные ученые — Д.Ллойд, Р.Барлоу, Ф.Прошан, Б.Гнеденко, Ю.Беляев, А.Колмогоров, И.Коваленко, И.Павлов, Ю.Руденко, А.Соловьев, И.Ушаков и др.

Одним из важнейших вопросов теории и практики надежности является математическое моделирование функционирования систем, разработка методов и алгоритмов расчета, анализа и прогнозирования их надежности и остаточного ресурса.

Сложность решения задачи анализа и прогнозирования надежности систем обусловлена отсутствием универсальных методов, учитывающих неполноту и неоднородность как исходной информации о надежности самих элементов систем так и информации о реальной эксплуатации. Поэтому разработка новых математических методов и алгоритмов расчета, анализа и

прогнозирования надежности и остаточного ресурса систем при неполной информации является очень важной задачей.

В отечественной практике накоплен обширный материал и создан теоретический задел по определению остаточного ресурса производственных объектов, в том числе механизмов и машин ответственного назначения. Однако подобных разработок по определению реального остаточного ресурса самих средств НК, используемых для диагностики указанных производственных объектов, нет.

Имеющийся опыт проведения испытаний средств НК на надежность показывает, что самым слабым звеном в аппаратуре НК является первичный преобразователь как наиболее конструктивно сложный элемент. В качестве такого преобразователя в диссертационной работе рассматривается конструкция многоэлементного вихретокового преобразователя (МВТП), включающая в себя корпусные детали, электронные компоненты, в том числе катушки индуктивности, а также каналы связи и передачи информации.

В связи с вышеизложенным тема диссертации, направленная на решение задач повышения надежности и ресурса многоэлементных вихретоковых преобразователей, является актуальной и имеет большое научно-практическое значение. 1.2. Цель работы:

. Целью данной диссертации является разработка методов и средств повышения динамической надежности как отдельных элементов конструкции МВТП, так и конструкции в целом, разработка математического аппарата для расчета требуемого уровня надежности и остаточного эксплуатационного ресурса МВТП, математической модели прогнозирования его надежности и на этой основе - разработка устройства автоматической самодиагностики МВТП. и. Задачи исследования:

1. Проанализировать существующие типы конструкций МВТП, исследовать основные факторы влияющие на их надежность и выбрать методы и пути повышения надежности и ресурса работы МВТП.

2. Разработать математическую модель для расчета и анализа надежности элементов конструкции МВТП и предложить способы ее повышения.

3. Разработать алгоритмы расчета требуемого уровня надежности МВТП и его остаточного эксплуатационного ресурса, исследовать их параметры.

4. Разработать математическую модель прогнозирования надежности МВТП.

5. Разработать рекомендации по повышению надежности и ресурса работы МВТП, а также аппаратные и программные средства для устройства автоматической самодиагностики МВТП.

1.4. Методы исследования:

Решение поставленных задач основывается на использовании методов теории вероятности, теории надежности, нейроматематики, теории анализа и планирования эксперимента. Экпериментальные данные анализировались с помощью аналитической платформы «Ое<1ик1ог» и современных автоматизированых средств измерений.

1.5. Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработан математический аппарат и алгоритм расчета эксплуатационной надежности как отдельных элементов и узлов конструкции МВТП, так и конструкции в целом, используя принципы вероятностного представления нестационарных случайных процессов.

2. Получены формулы и алгоритмы расчета требуемого уровня надежности и остаточного эксплуатационного ресурса МВТП, используя математический аппарат теории надежности.

3. Предложена математическая модель прогнозирования надежности МВТП, используя математический аппарат искусственных нейронных сетей.

4. Разработаны принципы построения устройств самодиагностики МВТП.

1.6. Практическая ценность работы заключается в том, что:

1. Даны рекомендации по разработке конструкций МВТП высокого уровня надежности, обеспечивающие их эксплуатацию в экстремальных условиях.

2. Разработаны методика инженерного расчета остаточного ресурса МВТП и алгоритмы прогнозирования его эксплуатационной надежности.

3. Разработаны аппаратные и программные средства для устройства автоматической самодиагностики МВТП.

4. Применение програмно-алгоритмических и аппаратных средств позволило повысить надежность МВТП на 20% и увеличить ресурс на 15-20%.

1.7. Реализация и внедрение результатов работы:

Результаты диссертационной работы используются и внедрены в ФГУП «Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения» при разработке новых портативных приборов для автоматического контроля качества элементов и узлов космических аппаратов, в ГП «Научно-исследовательский машиностроительный институт» для разработки средств неразрушающего контроля физико-механических свойств и толщины тонкометалических элементов специзделий с повышеной эксплуатационной надежностью и ресурсом.

1.8. Апробация работы.

Основные результаты работы доложены и обсуждены на XVII Росийской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» (г. Екатеренбург, 2005г.), 4-й и 5-й Международной выставке и конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (г. Москва, 2005 и 2006 г.г.), на НТК и семинарах МГУПИ, НИИИН, НИМИ.

1.9. Публикации.

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ. Получен патент на изобретение № 2248565 от 20.03.2005 г.: «Способ определения метрологических показателей и надежности матричного вихретокового преобразователя в динамических условиях эксплуатации».

1.10. Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа изложена на 111 страницах машинописного текста, иллюстрируется 25 рисунками и состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 128 наименований и приложений.

1.11.Основные положения и результаты, выносимые на защиту.

1. Математический аппарат, формулы и алгоритмы расчета требуемого уровня надежности и остаточного эксплуатационного ресурса МВТП.

2. Математическая модель и алгоритм прогнозирования надежности МВТП.

3. Алгоритмы, програмные средства и схемотехнические решения, для разработки устройств самодиагностики в приборах и системах неразрушающего контроля, обеспечивающих требуемую эксплуатационную надежность.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель исследования и решаемые задачи, указаны наиболее важные научные результаты и приведены основные положения, представляемые к защите.

В первой главе проводится анализ и систематизация существующих конструкций МВТП.

Конструкция МВТП включает в себя набор катушек индуктивности и механических систем их ориентации к поверхности контроля, электронные компоненты, электрические линии связи и передачи информации. В катушках индуктивности используются различные формы обмоток и способы их включения, крепления к корпусу и ориентации. Все это, а также зазоры и перекосы при сканировании контролируемой поверхности, оказывают влияние на точность измерений и надежность работы МВТП.

В работе приведена классификация МВТП по информационным свойствам, по пространственному положению элементов конструкции, по форме элементов и по их конструктивному исполнению, а также выполнен анализ основных типов конструкций МВТП и сделана их систематизация.

Наиболее перспективным направлением совершенствования вихретоковых многоэлементных преобразователей является применение матричных металлоплёночных и твердотельных элементов на основе технологии получения обмоток способом напыления. Основной недостаток этих преобразователей - это жёсткость конструкции, что не позволяет контролировать изделия с различной формой поверхности, имеющих малые радиусы кривизны. Сильное влияние на их характеристики оказывает изменение зазоров и перекосы при сканировании контролируемой поверхности.

Как показал анализ современного состояния в области теории и практики МВТП в отечественной и зарубежной литературе отсутствуют систематизированные сведения по расчету эксплуатационной надежности и остаточного ресурса МВТП, которые бы позволяли обоснованно рассчитать и предсказать по статистической информации стратегию надежности и остаточного ресурса первичных средств преобразования измеряемых параметров.

На основании этого сформулированы задачи исследования, направленные на достижение цели диссертационной работы.

Вторая глава посвящена разработке способов повышения надежности конструкции МВТП на основе исследования математических моделей воздействия на конструкцию МВТП дестабилизирующих факторов эксплуатационного и технологического характера, и выработке рекомендаций по созданию конструкции МВТП высокого уровня надежности, обеспечивающей его эксплуатацию в экстремальных условиях.

К числу причин технологического характера, влияющих на надежность, относятся отклонения, характеризуемые разного рода допусками на свойства материалов изделий, размеры деталей, на качество сборки элементов и др.

Во время эксплуатации МВТП изменяется температура окружающей среды, влажность и плотность воздуха,, элементы МВТП подвергаются механическому воздействию, происходит изменение параметров элементов от старения и износа.

Механические факторы приводят к непредусмотренным взаимным перемещениям деталей и узлов и, как следствие, деформациям крепежных, несущих и электронных элементов конструкции. При значительных механических воздействиях в элементах и узлах конструкции МВТП возникают упругие деформации, сказывающиеся на работоспособности аппаратуры. Увеличение нагрузки приводит к появлению остаточной деформации и при определенных условиях - разрушению конструкции.

Как показал анализ типовых конструкций МВТП, основными их параметрами с позиции реакции на механические воздействия являются масса, жесткость и механическое сопротивление (демпфирование). При анализе влияния вибраций на механическую конструкцию одного основного элемента МВТП, представим его модель в виде системы с сосредоточенными параметрами, в которой заданы масса т, элемент жесткости в виде пружины, характеризующейся параметром к, и элемент механического сопротивления г в виде демпфера связанного с корпусом. Для всей конструкции МВТП эта модель повторяется многократно в зависимости от количества простых элементов. В этом случае получим систему с распределенными параметрами.

Максимальное и полное динамическое смещение упругого элемента без учета демпфирования (S = 0) описываются известными дифференциальными уравнениями, из решения которых для выбранной модели определено максимальное ускорение и коэффициент ударной перегрузки :

2 v2 ГГ. Т7, 2 , , d2f 1

+ и (1)

где v0 = -\]2gh — начальная скорость, g - ускорение свободного падения, fem = rng/k — прогиб элемента жесткости системы под действием массы системы, h - высота падения системы, со0 = ^(к/m) - S2 = 2л/ö — собственная круговая частота колебаний основного элемента МВТП.

Резонансная частота и добротность всей конструкции МВТП для равномерной нагрузки расчитаны по формулам:

« = 1,25^, (2)

где Рр = т Kgg/l - механическая нагрузка на конструкцию,у = Ы% '/12 - момент инерции сечения конструкции; Кг - перегрузка, Е - модуль упругости материала.

В этом случае динамическая нагрузка на конструкцию и изгибающее напряжение определится из выражения:

Рл = £2 Рр , а = Ра12 (Л/2)/(2Ыгг /12), (3)

где /, Ь , к-длина, ширина, высота корпуса МВТП, выполненного в виде прямоугольной коробки.

Таким образом, если подставить числовые значения в формулы (2), (3), то получим число циклов п , гарантирующее надежную эксплуатацию механической системы МВТП, что соответствует сроку службы: I- п //0„.

В работе также исследовано влияние тепловых воздействий на элементы конструкции МВТП. Как известно, передача теплоты от нагретой конструкции в окружающую среду осуществляется кондукцией, конвекцией и излучением. Рассмотрение этих явлений позволило определить следующие величины:

- количество теплоты, удаляемой от поверхности 5 естественной конвекцией, рассчитываемой по формуле:

(2= 4,187'Ю"4 ЛС5ДГ, (4)

где 5— площадь поверхности, АТ- температура перегрева, Ис — коэффициент конвективной теплопередачи, определяемый как Лс = 0,52 С(55 ЛТ/Ь) . Здесь С - постоянная, зависящая от ориентации плоскостей катушек индуктивности (экспериментально получено: для вертикальных плоскостей С = 0,56; для верхней горизонтальной плоскости С = 0,52; для нижней горизонтальной плоскости С = 0,26), Ь - длина пути теплового потока;

- мощность, отдаваемую лучеиспусканием Р„ от нагретой поверхности Si с температурой Т, на поверхность с температурой 7} или в окружающую среду, используя выражение:

Р^5,67-10"е(ри-8г(Г\-Т)Х (5)

где с - приведенная степень черноты; - коэффициент, показывающий, какая часть энергии тепла»' попадает на тело j.

На основе этих формул выполнен расчет и даны рекомендации по выбору оптимальной конструкции МВТП и защиты ее от влаги, тепловых и механических воздействий, влияния электромагнитных полей.

Так, например для защиты конструкции МВТП от теплового водействия предложено использовать, термостабильные корпусные детали, электронные компоненты и термостойкий медный обмоточный провод, плакированный никелем с изоляционным покрытием типа ПНЭТ-ИМИД, а обмотки катушек индуктивности выполнить на каркасах из керамики типа 22ХС а также ряд схемотехнических решений (устройства для температурной компенсации).

Защита конструкции от воздействия влажности осуществляется подбором материалов и покрытий (металлических, химических, лакокрасочных), применением усиленной вентиляции сухим воздухом, поддерживанием внутри конструкции более умеренной температуры (20-25°С), но выше, чем

температура окружающей среды, использованием поглотителей влаги (силикогель и др.).

Выбор способа герметизации определялся из условия эксплуатации с учетом требований к электрическому монтажу, после проведения натурных испытаний МВТП в камерах влажности.

Для экстремальных условий эксплуатации даны следующие рекомендации способов герметизации коруса МВТП:

- использование уплотнительных прокладок из нержавеющей стали с индиевым покрытием трубчатой формы внешним диаметром 2-3 мм, толщиной стенок 0,1-0,15 мм и усилием поджатая 20-30 кг на см длины прокладки;

- герметизация сваркой или пайкой по всему периметру корпуса с заполнением объема корпуса инертным газом (аргоном или азотом) с небольшим избыточным давлением.

Исследования показали, что защита от воздействия электромагнитного поля сводится к введению в конструкцию печатных плат МВТП заземленных металлических оболочек, пластин, сплошных металлических слоев произвольной толщины с высокой электрической проводимостью.

Даны также рекомендации по выбору материалов экранов МВТП: для частот менее 1 МГц - медные и алюминиевые экраны толщиной от 0,5 до 1 мм, при частотах выше 1 МГц — экраны из тонколистовой стали от 0,1 до 0,5 мм, а также применение многослойных экранов с последовательно чередующими слоями: медь — пермаллой - медь, пермаллой - медь, медь - сталь - медь и др. Введение воздушного промежутка между слоями в 20...40% от суммарной толщины экрана улучшает эффективность экранирования. При защите конструкции МВТП, являющегося источником электромагнитного поля, материал с низкой магнитной проницаемостью помещают внутрь, с высокой — наружу, что дополнительно обеспечивает локализацию поля МВТП в излучающей его части конструкции.

Таким образом, в результате проведенного исследования воздействий на конструкцию МВТП дестабилизирующих факторов, даны рекомендации по разработке конструкций МВТП высокого уровня надежности, обеспечивающей его эксплуатацию в экстремальных условиях.

Третья глава посвящена разработке математических моделей надежности элементов конструкции МВТП, алгоритма расчета его требуемого уровня надежности, а также разработке математической модели прогнозирования надежности МВТП и методике расчета его остаточного эксплуатационного ресурса.

Для решения этой задачи используются следующие комплексные показатели надежности: - коэффициент использования г}ш, коэффициент использования рабочего времени р,, коэффициент готовности Кг. Значения этих показателей определяется следущим образом.

Коэффициент использования расчитывается по формуле:

где Г„ - общее время работы МВТП за период наблюдений, Е/пр - суммарная величина простоев МВТП за этот же период.

Режим работы МВТП, исходя из особенностей его эксплуатации, оценивается коэффициентом использования рабочего времени:

ЕЯ + П

=1-7Т^1С> (7)

где - суммарное количество перерывов в работе, вызванных

неблагоприятными условиями, Я. - перерывы по непредвиденным причинам (отсутствие электроэнергии и др.), Я. - календарный период работ МВТП, Я, - количество выходных и праздничных дней за календарный период.

С учетом непредвиденных перерывов, время которых на основании статистических данных использования МВТП составляет 20 % от календарных дней Я, (за исключением выходных и праздничных), коэффициент использования рабочего времени = 0,58.

Комплексным показателем, оценивающим степень безотказности МВТП, является коэффициент готовности Кг. Требуемое значение этого показателя можно выразить в виде:

Кг=1.Кчщ+ 7,), (8)

гДе ч* - коэффициент использования МВТП в жестких условиях эксплуатации, г;„г - коэффициент простоев и профилактических работ, показывающий какую долю времени работы и собственных простоев МВТП составляет время работы и устранения внезапных отказов, т), - коэффициент загрузки, показывающий какую долю общего планового фонда времени МВТП работает, ремонтируется, налаживается, градуируется и какую простаивает по организационным причинам.

Для МВТП, значения параметров потока отказов юпо и потока восстановления /лпв определяются по следующим формулам:

®л.о =<»..+Л ^п.а=-;-—-. (9)

ЮА ^НК /А,)]

>1

где <°л>Рл - параметры потока отказов и потока восстановления всего комплекса МВТП, параметры потока отказов и потока восстановления ]-го элемента

МВТП, е>*,/14- параметры потока отказов и потока восстановления элементов

с

конструкции МВТП , ><•-»- коэффициент взаимовлияния наложения потерь го элемента МВТП на другие элементы МВТП, я - количество элементов в МВТП.

Коэффициент взаимовлияния наложения потерь для элемента МВТП определяется по формуле:

где А= '-время цикла установки и крепления МВТП к

технологической базе, - относительный объем всех элементов МВТП в объеме всей конструкции.

Зная объективное распределение потерь по видам, можно определить требования к надежности конкретных элементов МВТП.

В связи с тем, что внецикловые потери МВТП определяются выражением:

Вивг„ =ВЛ+ ¿(V* + в,,),

(П)

Ввод исходных данных

j = 1 ... п

I — 1 / Псу.ц* Г

И, сол - Ил д>>

и,шле'*г1иТ - и, с

в сцВмвтп 1

где ВА - внецикловые потери всего комплекса МВТП, В/'Вн, - внецикловые потери

соответственно подготавливаемых МВТП и подготовленных (отлаженных) МВТП к работе,

- коэффициент

наложения

потерь

подготавливаемых МВТП к работе на потери всего комплекса МВТП.

Задавшись распределением удельного веса потерь в их общей сумме (11):

(12)

Ви

В, В5.

ал = ——; а, = ' 1 ; а

о 1 д

■°мвтп МВТП ______

можно установить требования к надежности МВТП, при этом должно соблюдаться условие:

ал +£(а;+а»,) = 1-

Требования к надежности всего комплекса МВТП, формирующего электромагнитную матрицу, представляются по аналогичным соотношениям (12) и условно описываются выражениями:

а, = В1/В/; 1>,=1, (13)

>1

Рис. 1. Алгоритм расчета где - число МВТП, входящих в состав требуемого уровня приборного комплекса НК; I = 1,2,..,ш. надежности МВТП Внецикловые потери каждого МВТП,

определяются суммой внецикловых потерь конструктивных и электрических элементов, составляющих МВТП:

1-1

Зависимость коэффициента готовности комплекса МВТП от надежности .¡-го параметрического ВТП имеет вид:

Х'-ЪШ- (14)

На основании вышеизложенного математического аппарата разработан алгоритм расчета требуемого уровня надежности комплекса МВТП, который выполняется в следующей последовательности (рис.1):

1) определяется значение коэффициента использования рабочего времени , . по формуле (7);

2) вычисляется величина коэффициента использования т]м по формуле (6);

3) рассчитывается коэффициент готовности Кг параметрического ВТП по формуле (8);

4) рассчитываются коэффициенты наложения потерь параметрических ВТП по формуле (10) и с учетом этого значения вычисляется коэффициент готовности МВТП по формуле (14).

В работе предложено использовать модели прогноза надежности МВТП, построенные на основе теории искусственных нейронных сетей (ИНС). Преимуществом таких моделей является отсутствие необходимости использования априорной информации о свойствах исследуемого МВТП, поскольку статистика получаемой информации о текущем состоянии динамической надежности МВТП формируется режимом его эксплуатации и технологией НК.

В работе рассматривается задача точного определения динамической надежности МВТП в явном виде с помощью типовых многопараметровых контрольно-измерительных средств НК с гарантированной эксплуатационной надежностью.

Если динамика сигналов МВТП известна и при заданной дискретности Та интервала в момент времени I описывается передаточной функцией, то разностное уравнение динамики сигналов МВТП выражается зависимостью:

Ж)= — (15)

~ап ¡-I ап 1=1

где: у (к), у(к-\),..., у(к-п); и(к-1),..., и(к-т) — текущее и предшествующее значения выходных и входных сигналов МВТП, а, Ъ- масштабные коэффициенты для различных интервалов входных и выходных сигналов, / - последовательные числа интервалов.

Получено уравнение для прогнозирующей модели относительно АН-1 интервала:

п т+1

Ур(к+/,*)= -'+о+ -'+о, (16)

1-1 1=1

где:е, =ап.\/-а„, & = Ьт-г/ а„.

Уравнение (16) позволяет для заданных входных сигналов и(к) рассчитать предполагаемое значение выходных сигналов у(к+\) на один интервал дискретности вперед с учетом предшествующего изменения входных и выходных сигналов.

В работе используется принцип прогнозирования, который заключается в нахождении в каждом интервале дискретности к сигналов и(к), которые обеспечат совпадение прогнозируемого значения выхода уР(к+1, к) для

следующего интервала к+1 с требуемым значением выхода Уа 1, к) для этого интервала, т.е. ур (к+1 , к) = У„ (£+1, к).

Если для МВТП априорные знания динамики его эксплуатационного состояния для нахождения коэффициентов прогноза неизвестны, то, использовав метод ИНС-модель, можно определить его конечный эксплуатационный ресурс. Подавая на вход МВТП различные тестовые сигналы и фиксируя значения входного и выходного электрических сигналов с интервалом формируют некоторое множество и, состоящее из

регрессионных наборов сигналов для каждого А-го интервала

= {у (к+1). у (к), у(к-1).....у(к-п),и(к), и(к-\).....и(к-т)}. (17)

Используя множество 11 (к) как обучающую выборку при создании искусственной нейронной сети, получено два класса нейросетевых моделей динамики эксплуатационного состояния практически для любого типа МВТП, К первому классу отнесены модели, обученные выполнять преобразование:

у(к+1)=/{у(к),у(к-1),...у(к-П), и(к), и(к-1),..., и(к-т)} (18)

и являющиеся прямыми моделями динамики эксплуатационного состояния МВТП, если такая модель создана в формате линейного нейрона, описываемого выражением:

+ ¿Ди<?-л-/>+А, (19)

1 = 1 1=Л+/

где: Р, и ро - весовые коэффициенты и смещение обученного нейрона соответственно.

Принцип прогнозирования, с учетом (19) представлен в виде:

+ ¿ДМ?-л-О-А,]. (20)

Рг+1 V 1.1 1-я*} )

Ко второму классу отнесены нейросетевые модели, обученные выполнять преобразование типа:

и(к) =/{Уа(к+1, к), у(к), у(к+1).....у(к-п), и(к-\).....и(к-т)} (21)

и являющимися моделями инверсной динамики эксплуатационного состояния МВТП.

Для класса инверсных моделей снято ограничение на внутреннюю архитектуру сети в виде линейного нейрона, поэтому это преобразование может быть нелинейным, что позволило создать достаточно точные модели динамики эксплуатационного состояния существенно нелинейных объектов.

Несмотря на то, что модель (19) является прямой моделью динамики эксплуатационного состояния МВТП, закон прогнозирования (20) является по сути инверсным преобразованием динамики для требуемого значения выходного сигнала Уа(к+1, к), полученным путем решения уравнения (20) относительно компонента и (к).

Поскольку для нейросетевых моделей существуют унифицированные процедуры обучения в рамках аппарата ИНС, адаптивная подстройка параметров прогнозирующей модели к изменяющимся во времени параметрам МВТП может быть реализована путем дообучения сети по мере накопления новых регрессионных наборов сигналов 11(к) (17) при эксплуатации МВТП.

Гарантированный срок службы МВТП включает в себя реальный срок службы Крс и остаточный запас срока службы Кж МВТП: Кгс = Крс + ,

Значение Кх - величина табличная, так как его цифровое значение определено в техническом задании на данный МВТП.

Показатель реального срока службы К^ зависит от параметров внецикловых потерь и других простоев конструкции МВТП и рассчитывается на основе статистических данных, полученных в результате эксплуатации реального МВТП.

При установившемся безотказном режиме работы МВТП и при любом виде закона распределения времени его эксплуатации между отказами и временем восстановления, получено выражение реального срока службы ЬСрс в виде:

.V«с

Крс —--, (22)

1 /1„ + со//,

где: со - безразмерный параметр потока отказов, ta - средняя наработка на отказ, t, - среднее время восстановления. Безразмерная величина т]„с и величины /„ и I, являются средними арифметическими значениями статистических данных, полученных в результате испытаний МВТП.

Проведеные расчеты показали, что величина Кос превышает время фактического срока службы К^ МВТП на 20-30%, а иногда и более в зависимости от простоев контролируемого объекта на котором установлен МВТП. Чем больше число параметрических ВТП в электромагнитной матрице, тем выше величина К,х.

Таким образом получены формулы и алгоритм расчета требуемого уровня надежности МВТП, предложена математическая модель прогнозирования его надежности и метод расчета остаточного эксплуатационного ресурса.

Четвертая глава посвящена разработке аппаратных и программных средств устройства самодиагностики МВТП.

В работе, для повышения надежности и ресурса работы приборов и систем электромагнитного НК, обоснована необходимость ведения непрерывной диагностики технического состояния их наиболее слабых элементов —МВТП, поскольку они работают в экстремальных условиях. Предложен принцип функционирования устройства самодиагностики, который заключается в постоянном контроле комплексных показателей надежности МВТП (Кг мвтп и KrJ.), прогнозировании их значений на заданный интервал времени (час, день, неделя, месяц и т.д.), а также контроле текущих параметров элементов МВТП (добротности, активного сопротивления, резонансной частоты и др. в случае параметрических МВТП или — изменение формы и величины калибровочных сигналов для трансформаторных МВТП) и выдаче рекомендаций эксплуатирующему персоналу на проведение подстройки, регулировки или планово-предупредительного ремонта. Блок схема устройства самодиагностики представлена на рис. 2. Она содержит генератор 1, выполненный в виде синтезатора, измерительный канал, включающий модуль коммутации и обработки аналоговых сигналов (МКАС) 7 и аналогово-

цифровой преобразователь (АЦП) 6, микропроцессорный модуль обработки информации (ММОИ) 3 с блоком уравления (БУ) 9, индикатор в виде жидкокристалического дисплея 4 и имитатор калиброванных сигналов 5(ИКС). Сигналы с МКАС также поступают в само устройство электромагнитного НК и

ТД для дальнейшей обработки. ММОИ через последовательный СОМ порт по стыку Я5-232 подключается к ПЭВМ для создания базы данных, поиску и отладке приемлимых моделей обработки экспериментальных данных, обучению найденной модели прогнозирования надежности МВТП. На этапе создания

информационно-справочной базы

данных использовалось стендовое оборудование и климатичекие камеры разработанные в МНПО «Спектр». Найденная база данных из ПЭВМ

1. Синтезатор (генератор) 6. АЦП - ЦАП

2. МВТП 7. Модуль коммутации и

3. Микропроцессорный модуль обработки аналоговых сигналов обработки информации 8. ПЭВМ

4. ЖК дисплей 9. Блок управления

5. Имитатор калиброванных 10. Устройство ЭМ НК и ТД сигналов

Рис. 2 Блок - схема устройства самодиагностики МВТП. модель нейросети и информационно-справочная

транслируется в ММОИ устройства самодиагностики МВТП и в дальнейшем необходимость в стендовом оборудовании и ПЭВМ отпадает.

В качестве элементной базы в устройстве самодиагностики используются микропроцессоры НТЦ «Модуль» К1879ВМЗ (АЦП-ЦАП), К1879ВМ2 (ММОИ) и процессор Р1С18Р6620 в блоке управления (БУ).

Алгоритм обработки экспериментальных данных и поиска моделей прогноза для усройства самодиагностики МВТП, приведен на рис. 3 и предусматривает следующие режимы работы .

Режим «Настройка» служит для настройки сценариев обработки исходных входных данных. Данные проверяются на наличие ошибок (операция очистки данных) и подготавливаются для трансформации путем группирования в другие модули для расчета комплесных покателей надежности МВТП: коэффициентов готовности Кг мвтп и Кг1.

Режим «Моделирование» предназначен для поиска и построения математических моделей прогнозирования надежности МВТП путем математической обработки трансформированных исходных экспементальных данных, либо методами регрессивного анализа, либо методами адаптивных алгоритмов (нейросетевые алгоритмы, корреляционный анализ). Далее

проверяется качество полученной модели прогнозирования надежности по минимому среднеквадратического отклонения текущих значений комплесных показателей надежности от требумых. На рис. 4,5 показаны рабочии окна аналитической платформы «Вес1и]Лог», на которых изображены граф нейросети, определящий структуру полученной нейросетевой модели прогнозирования

надежности МВТП состоящего

С

и«>д

J)

эксперементальных

-ДЯцрчУ-

Систематизация данных

Поиск модели

+

Проверка выбранной

модели

i

из 4-х элементов и диаграмма рассеяния ошибок нейросети. Из рис. 5 следует, что в процессе обучения нейросети среднеквадратическая ошибка прогнозирования надежности МВТП стремится к заданному минимальному значению (а = 0,05).

Режим «Визуализация» предназначен для отображения полученных и обработанных данных, а также сценариев обработки. Программа

самостоятельно анализирует каким образом можно отобразить информацию и пользователь должен только выбрать нужный вариант.

Режим «Прогнозирование» позволяет получать

предсказание значений

временного ряда на число отсчетов, соответствующих

заданному горизонту прогнозирования.

Режим «Обучение» предназначен для обучения сконструированной нейросети с заданной структурой, в результате чего будет получен эмулятор нейросети, который будет использован для решения задач прогнозирования, классификации, поиска скрытых закономерностей и сжатия данных.

Режим «Сервис» позволяет провести вероятностный расчет надежности конструкции МВТП, его остаточного срока службы и требуемого уровеня надежности.

Указанный выше алгоритм реализован в программе «Надежность МВТП». Программа написана в среде Delphi версии 7 и предназначена для работы в операционных системах Windows 2000/ХР.

Программа состоит из исполняемого файла, динамически подключаемых библиотек -dll, реляционной базы данных (БД) для хранения результатов моделирования. Данная программа использует сервер БД FireBird.

Вывод результатов

3

С

Конец

Рис. 3. Алгоритм обработки экспереме нтальиых данных и поиска моделей для устройства самодиагностики

Рис.4. Граф нейросети для МВТП Рис.5. Диаграмма рассеяния

состоящего из 4-х элементов ошибок нейросети.

Устройство самодиагностики апробировано на разработанных в МГУПИ дефектоскопе «Зонд —ВД -МЭП» и сертифицированной компьютеризированной установке «КОМВИС -12». Апробация доказала возможность использования устройства в составе существующих дефектоскопов типа ВД -89НМ, Elotest -340, MIZ -17ЕТ, MIZ -40, интроскопов МИ -10, МИ -31 и др.

Применение разработанных програмно-алгоритмических и аппаратных средств в ГП «НИМИ», Росийском НИИ космического приборостроения и ЗАО НИИИН «Спектр» позволило повысить надежность МВТП на 20% и увеличить их ресурс на 15-20%.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. Выполнена классификация МВТП по информационным свойствам, по пространственному положению элементов конструкции, по форме элементов и по их конструктивному исполнению, а также выполнен анализ основных типов конструкций МВТП и сделана их систематизация, сформулированы цели и задачи диссертационной работы.

2. Для повышения надежности работы МВТП в экстремальных условиях эксплуатации разработан ряд их конструкций с защитой от теплового водействия с использованием термостабильных корпусных деталей, электронных компонентов и термостойких проводов, плакированных никелем с изоляционным покрытием (типа ПНЭТ -ИМИД) на каркасах из керамики типа 22ХС, а также предложены схемотехнические решения для устройства температурной компенсации и защиты конструкции от влажности за счет использования уплотнительных прокладок из нержавеющей стали с индиевым покрытием и герметизации сваркой или пайкой по всему периметру корпуса с заполнением объема корпуса инертным газом (аргоном или азотом) с небольшим избыточным давлением.

3. Дан ряд рекомендаций по защите МВТП от воздействия электромагнитных излучений на их метрологические характеристики за счет применения многослойных экранов с последовательно чередующими слоями: медь-пермаллой-медь, пермаллой-медь, медь-сталь-медь и др., введения воздушного

промежутка между слоями в 20...40% от суммарной толщины экрана. При защите конструкции МВТП, являющегося источником электромагнитного поля,, материал с низкой магнитной проницаемостью помещается внутрь, с высокой — наружу, что дополнительно обеспечивает локализацию поля МВТП в излучающей его части конструкции.

4. Разработан математический аппарат и алгоритм расчета эксплуатационной надежности как отдельных элементов и узлов конструкции МВТП, так и конструкции в целом, используя принципы вероятностного представления нестационарных случайных процессов.

5. Используя математический аппарат теории надежности, получены формулы и алгоритмы расчета требуемого уровня надежности и остаточного эксплуатационного ресурса МВТП.

6.Предложена математическая модель и алгоритм прогнозирования надежности МВТП, на основе теории искусственных нейронных сетей.

7.Установлено, что величина остаточного запаса срока службы МВТП (Кос) превышает время фактического срока службы (А^) МВТП на 20-30% и более в зависимости от простоев контролируемого объекта, на котором установлен МВТП. Чем больше число эментов в МВТП, тем выше величина остаточного запаса срока службы (Л^).

8.Разработаны аппаратные и программные средства, для устройства автоматической самодиагностики МВТП, применение которых в приборах НК в ФГУП «Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения» и ГП НИМИ позволило повысить надежность МВТП на 20% и увеличить их ресурс на 15-20%.

9. Устройство самодиагностики апробировано на разработанных в МГУПИ дефектоскопе «Зонд —ВД -МЭП» и компьютеризированной установке «КОМВИС-12», а также может быть использовано в составе существующих дефектоскопов типа ВД -89НМ, Elotest -340, MIZ -17ЕТ, MIZ -40, интроскопов МИ-10, МИ -31 и др.

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Мирсаитов С.Ф., Запускалов В.Г. Методика прогнозирования остаточного ресурса ВТП // XVII Российская НТК «Неразрушающий контроль и диагностика»: Тез. докл. - Екатеринбург - 2005. — С. 78.

2. Мирсаитов С.Ф., Запускалов В.Г. Остаточный запас срока службы конструкции матричного ВТП // XVII Российская НТК «Неразрушающий контроль и диагностика»: Тез. докл. - Екатеринбург - 2005. - С. 79.

3. Мирсаитов С.Ф., Запускалов В.Г. Метрологическая и механическая надежность средств НК // XVII Российская НТК «Неразрушающий контроль и диагностика»: Тез. докл. - Екатеринбург - 2005. - С. 284.

4. Мирсаитов С.Ф., Запускалов В.Г., Шатерников В.Г. Методика расчета требуемого уровня надежности матричных ВТП, работающих в нестандартных условиях Н Вестник МГАПИ. - М., - 2005. - №2 - С. 28 - 31.

5. Мирсаитов С.Ф., Клюев З.В., Рогов АЛ., Батьков A.A. Наукоемкие технологии и методика создания средств НК на их основе // «Труды НПО Техномаш»: Сборник научных трудов. - М., - 2006. - Т.4. - С. 200 - 203.

6. Мирсаитов С.Ф., Запускалов В.Г., Шатерников В.Г. Технология повышения остаточного ресурса вихретоковых преобразователей // Межвузовский сборник научных трудов. Кн. «Приборостроение». - М., МГАПИ. - 2005. - С.159 - 169.

7. Мирсаитов С.Ф. Определение числа циклов гарантированной работы конструкции вихретокового преобразователя .при вибровоздействии // V-ая юбилейная Международная выставка и конференция «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности»: Тез. докл. - М., -2006.-С. 127.

8. Мирсаитов С.Ф., Шатерников В.Г. Технология улучшения метрологических характеристик и повышения надежности вихретоковых преобразователей в динамических условиях эксплуатации // Приборы. М., МНТО приборостроителей и метрологов. — 2006. — №10. — С. 42 - 45.

9. Резник К.П., Мирсаитов С.Ф. Исследование возможности контроля двух- и трехслойных покрытий накладными вихретоковыми преобразователями // Межвузовский сборник научных трудов. - Кн. «Приборостроение». М., -МГАПИ. - 2004. - С. 307 - 311.

10. Мирсаитов С.Ф., Запускалов В.Г. и др. Патент РФ №2248565. Способ определения метрологических показателей и надежности матричного вихретокового преобразователя в динамических условиях эксплуатации // БИ — 2005. - № 18. — С.67.

ЛР № 020418 от 08 сктября 1997 г.

Подписано к печати 09.11.2006 г. Формат 60x84. 1/16. Объем 1,0 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 212

Московский государственный университет прибороспфоения и информатики

107996, Москва, ул. Стролынка, 20

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ МВТП.

1.1.Обзор и анализ работ в области разработки, применения МВТП и устройств для неразрушающего контроля промышленных изделий. Основные направления их совершенствования.

1.2.КлассификацияМВТ П.

1.3.Типы конструкций многоэлементных МВТП и их систематизация

1.4.Вывод ы.

2.РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ФУКЦИОНАЛЬНОЙ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИИ МВТП НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА КОНСТРУКЦИЮ МВТП ДЕСТАБИЛИЗИРУЩИХ ФАКТОРОВ. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ МВТП.

2.1.Причины изменения параметров элементов конструкции МВТП в процессе эксплуатации.

2.2.Математическая модель механических воздействий на конструкцию МВТП.

2.3.Математическая модель вариаций величин параметров элементов конструкции матричного ВТП.

2.4.Математические модели температурных воздействий на конструкцию МВТП.

2.4.1.Математическая модель кондукции.

2.4.2.Математическая модель конвекции.

2.4.3 .Математическая модель излучения.

2.5.Разработка способов защиты конструкции МВТП от воздействия влаги.

2.6.Разработка способов герметизации конструкции МВТП.

2.7.Исследования по защите конструкции МВТП от воздействия температуры.

2.8.Исследования по защите конструкции МВТП от воздействия электрических и магнитных полей.

2.9.Вывод ы.

3.РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА РАСЧЕТА ТРЕБУЕМОГО УРОВНЯ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИИ МВТП, ЕГО ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА И МАТЕМАТИСКОЙ МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ МВТП.

3.1.Исследования на прочность конструктивных элементов МВТП.

3.2.Алгоритм расчета срока службы конструкции МВТП.

3.3.Алгоритм расчета надежности элементов конструкции МВТП и способы ее повышения.

3.4.Способы повышения надежности конструкции МВТП.

3.5.Алгоритм расчета расчета требуемого уровня надежности МВТП.

3.6.Математическая модель прогнозирования эксплуатационной надежности конструкции МВТП.

3.7.Алгоритм расчета остаточного запаса срока службы конструкции МВТП.

3.8.Вывод ы.

4.РАЗРАБОТКА АППАРАТНЫХ И ПРОГРАМНЫХ СРЕДСТВ УСТРОЙСТВА САМОДИАГНОСТИКИ МВТП.

4.1.Виды испытательных характеристик МВТП.

4.2.Испытание работоспособности МВТП.

4.3.Обнаружение дефектов МВТП.

4.4.Прогнозирование изменения состояния МВТП.

4.5.Разработка утройства самодиагностики МВТП.

4.6.Устройство для температурной компенсации МВТП.

4.7.Аппаратные средства автоматизации процессов технического. диагностирования МВТП.

4.8.Вывод ы.

Неразрушающий контроль (НК) находит все большее признание потребителей как инструмент повышения качества выпускаемой продукции и гарантирует ее долговечность эксплуатации. Создание сложных высоконадежных средств НК в свою очередь немыслимо без объективного контроля правильности их функционирования в соответствии с требованиями, указанными в технических условиях на конкретное средство НК. В этой связи развитие систем диагностирования самих средств НК по определению их надежности и остаточного ресурса, особенно вновь создаваемых сложных средств НК, диагноза текущего состояния на всех этапах жизни становится важной и ответственной задачей.

В отечественной практике накоплен обширный материал и создан теоретический задел по определению остаточного ресурса производственных объектов, в том числе ответственного назначения [16].Однако подобных рекомендаций или технических указаний по расчету реального остаточного ресурса средств НК, используемых для диагностики указанных производственных объектов, нет.

Исследование поведения объекта во время эксплуатации и оценка его качества определяет его надежность. Для количественного выражения надежности объекта и для планирования эксплуатации используются специальные характеристики - показатели надежности [15, 117].Они позволяют оценивать надежность объекта или его элементов в различных условиях и разных этапах эксплуатации.

Большой вклад в развитие теории надежности элементов и систем внесли зарубежные и отечественные ученые - Д.Ллойд, Р.Барлоу, Ф.Прошан, Б.Гнеденко, Ю.Беляев ,А.Колмогоров, И.Коваленко, И.Павлов, Ю.Руденко, А.Соловьев, И.Ушаков и др.[109-118].

Новые экономические условия, в которых оказалась Россия, разрушение научно - производственной инфраструктуры и появление на рынке электрооборудования зарубежных производителей существенно изменило цели и методы оценки и обеспечения надежности. Кроме того, появление, развитие и распространение сложных систем, компонентами которых являются технические средства, программное обеспечение, человек требуют новых подходов к оценке их надежности [15, 17].

Одним из важнейших вопросов теории и практики надежности является математическое моделирование функционирования систем, разработка методов и алгоритмов расчета, анализа и прогнозирования их надежности и остаточного ресурса [110, 113].

Сложность решения задачи анализа и прогнозирования надежности систем обусловлена отсутствием универсальных методов учитывающих неполноту и неоднородность исходной информации как о надежности самих элементов систем так и информации о реальной эксплуатации. Поэтому разработка новых математических методов и алгоритмов расчета, анализа и прогнозирования их надежности и остаточного ресурса систем при неполной информации является чрезвычайно важной задачей.

При выпуске новых стандартов для базовых узлов корпусных конструкций и электронных элементов восстанавливаемых средств НК предполагалось, что при выходе из строя этих средств или же при первой их модернизации механические узлы и электронные элементы быстро заменят на новые. Однако этого своевременно не происходит, поскольку нормативные документы, создаваемые в последнее десятилетие на вновь выпускаемые приборы, не могли быть разработаны из-за отсутствия рекомендаций потребителей контрольно-измерительных средств. Для невосстанавливаемых средств НК в процедуре замены элементов и модернизации нет необходимости, зато необходимо знать точное значение остаточного ресурса.

Имеющийся опыт проведения испытаний средств НК на механическую и метрологическую надежность показывает, что самым слабым звеном в аппаратуре НК является конструкция первичного измерительного преобразователя физических параметров. В качестве такого преобразователя в диссертационной работе рассматривается конструкция многоэлементного (матричного) вихретокового преобразователя (МВТП), включающая в себя корпусные детали, электронные компоненты, в том числе катушки индуктивности, а так же электрические связи и каналы передачи информации.

В настоящее время для повышения точности, разрешающей способности и прозводительности неразрушающего контроля (НК) в различных отраслях промышленности и транспорта широко используются приборы и автоматизированные комплексы с первичными многоэлементными электромагнитными преобразователями:-для диагностики газонефтепроводов (дефектоскопы-снаряды и интроскопы «КОД -2М,-4М», «КРОТ 1200», МИ-20В, МИ-31, Linalog и др. фирм: ЦТД «Интроско», ЦТД «Диаскан», «Саратовгазприборавтоматика», МНПО «Спектр», AMF Tuboscope США), - для дефектоскопии несущих конструкций самолетов и ракет (универсальные приборы MIZ -17ЕТ, MIZ -20, MIZ —40 фирмы Zetek США, Elotest -340 фирмы Rohmann Германия), -для контроля металлопроката в процессе производства (Defektomat-S фирмы Instit.dr Forster Германия), в атомной энергетике (Eddyscan-3D фирмы CMS Франциия), - для контроля теплопроводов ЖКХ (инроскопы МИ-10 МИ -20 фирмы ЦТД «Интроско», МНПО «Спектр»), - для контроля рельсового пути на железнодорожном транспорте (МНПО «Спектр») [1-10, 19-29, 95-98].

Сегодня развитие и совершенствование электромагнитных методов и средств обусловлено ростом объемов контроля, сложностью изделий и объектов контроля, высокими требованиями к информативности и достоверности результатов, производительности контроля. Все это привело к созданию многоэлементных преобразователей, потенциальные возможности которых значительно выше, чем у одноэлементных преобразователей или системы из этих преобразователей, подключенных к многоканальному устройству [19,30-39].

Основной задачей диагноза аппаратуры НК является систематическая проверка технического состояния конструкции многоэлементного ВТП (МВТП) с целью: выявления отклонений его эксплуатационных характеристик от предельно-допустимых значений, указанных в технических условиях на данное средство, отыскания мест неисправности при отклонении показателей этого средства, определения характера и причины возникновения неисправности и выработки рекомендаций по реанимации конструкции МВТП.

Для того, чтобы лучше понять основные принципы многопараметрового контроля, чаще всего техногенных объектов, используются два метода - это многочастотный способ многопараметрового контроля и одночастотный или комбинированный способ контроля одновременно несколькими как правило параметрическими ВТП. Наиболее простая в математическом представлении, надежная и развитая в последние годы является вторая схема контроля физических параметров - это электромагнитная матрица, состоящая из набора параметрических ВТП.

При эксплуатации МВТП его располагают непосредственно в зоне исследуемого участка объекта контроля, эксплуатируемого часто в тяжелых экстремальных условиях, а иногда в агрессивных средах. При этом конструкция МВТП так же испытывает на себе те же внешние воздействия как и объект контроля. Изменение механической жесткости и прочности, а так же понижение помехоустойчивости МВТП существенно ухудшают метрологию всей аппаратуры НК до определенного предела, после которого дальнейшее ужесточение требований к средству НК, в том числе и модернизация конструкции восстанавливаемого МВТП и его узлов, на первый взгляд нецелесообразна. Однако практика показывает, что обновление конструктивных и электронных узлов и компонентов МВТП всегда благоприятно влияет на его работоспособность в пределах первоначально заданных технических требований, дешевле, чем покупка нового МВТП, а следовательно экономически оправдано.

Потребителю средства НК всегда важно знать наряду с так называемой предысторией его метрологических показателей -эксплуатационный ресурс и остаточный запас срока службы МВТП. Данное исследование позволяет обоснованно рассчитать по статистической информации, а затем предсказать на основе адекватных критериев (примерах), стратегию надежности и остаточного ресурса комплексных средств НК, в частности первичных средств преобразования измеряемых параметров.

В связи с вышеизложенным тема диссертации, направленная на решение задач повышения надежности и эксплуатационного ресурса многоэлементных вихретоковых преобразователей, является актуальной и имеет большое научно-практическое значение.

1.Цель и задачи диссертации.

Целью данной диссертации является разработка методов и средств повышения динамической надежности как отдельных элементов конструкции МВТП, так и конструкции в целом, разработка математического аппарата для расчета требуемого уровня надежности и остаточного эксплуатационного ресурса МВТП, математической модели прогнозирования его надежности и на этой основе - разработка устройства автоматической самодиагностики МВТП.

2.Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи.

1. Проанализировать существующие типы конструкций МВТП, исследовать основные факторы влияющие на их надежность и выбрать методы и пути повышения надежности и ресурса работы МВТП.

2. Разработать математическую модель для расчета и анализа надежности элементов конструкции МВТП и предложить способы ее повышения.

3. Разработать алгоритмы расчета требуемого уровня надежности МВТП и его остаточного эксплуатационного ресурса, исследовать их параметры.

4. Разработать математическую модель прогнозирования надежности МВТП.

5. Разработать рекомендации по повышению надежности и ресурса работы МВТП, а также аппаратные и программные средства для устройства автоматической самодиагностики МВТП.

3.Методы решения задач и исследований.

Решение поставленных задач основывается на использовании методов теории вероятности, теории надежности, нейроматематики, теории анализа и планирования эксперимента. Экпериментальные данные анализировались с помощью аналитической платформы «Deduktor» и современных автоматизированых средств измерений.

4.Научная новизна основных результатов работы.

Разработан математический аппарат и алгоритм расчета эксплуатационной надежности как отдельных элементов и узлов конструкции МВТП, так и конструкции в целом, используя принципы вероятностного представления нестационарных случайных процессов.

Получены формулы и алгоритмы расчета требуемого уровня надежности и остаточного эксплуатационного ресурса МВТП, используя математический аппарат теории надежности.

Предложена математическая модель прогнозирования надежности МВТП, используя математический аппарат искусственных нейронных сетей.

Разработаны принципы построения устройств самодиагностики МВТП.

5.Практическая ценность и значимость.

1. Даны рекомендации по разработке конструкций МВТП высокого уровня надежности, обеспечивающие их эксплуатацию в экстремальных условиях.

2. Разработаны методика инженерного расчета остаточного ресурса МВТП и алгоритмы прогнозирования его эксплуатационной надежности.

3. Разработаны аппаратные и программные средства для устройства автоматической самодиагностики МВТП.

4. Применение програмно-алгоритмических и аппаратных средств позволило повысить надежность МВТП на 20% и увеличить ресурс на 15-20%.

6.Реализация и внедрение результатов работы.

Результаты диссертационной работы используются и внедрены в ФГУП «Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения» при разработке новых портативных приборов для автоматического контроля качества элементов и узлов космических аппаратов, в ГП «Научно-исследовательский машиностроительный институт» для разработки средств неразрушающего контроля физико-механических свойств и толщины тонкометалических элементов специзделий с повышеной эксплуатационной надежностью и ресурсом.

7.Апробация работы.

Основные результаты работы доложены и обсуждены на XVII Росийской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» (г. Екатеренбург, 2005г.), 4-й и 5-й Международной выставке и конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности» (г. Москва, 2005 и 2006 г.г.), на НТК и семинарах МГУПИ, НИИИН, НИМИ.

8.Публикации.

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ. Получен патент на изобретение № 2248565 от 20.03.2005 г.: «Способ определения метрологических показателей и надежности матричного вихретокового преобразователя в динамических условиях эксплуатации».

9.Структура и объем диссертации .

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографии из 128 наименований, и приложений общим объёмом 111 стр. м.п. текста и 25 иллюстраций.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. Выполнена классификация МВТП по информационным свойствам, по пространственному положению элементов конструкции, по форме элементов и по их конструктивному исполнению, а также выполнен анализ основных типов конструкций МВТП и сделана их систематизация, сформулированы цели и задачи диссертационной работы.

2. Для повышения надежности работы МВТП в экстремальных условиях эксплуатации разработан ряд их конструкций с защитой от теплового водействия с использованием термостабильных корпусных деталей, электронных компонентов и термостойких проводов, плакированных никелем с изоляционным покрытием (типа ПНЭТ-ИМИД) на каркасах из керамики типа 22ХС, а также предложены схемотехнические решения для устройства температурной компенсации и защиты конструкции от влажности за счет использования уплотнительных прокладок из нержавеющей стали с индиевым покрытием и герметизации сваркой или пайкой по всему периметру корпуса с заполнением объема корпуса инертным газом (аргоном или азотом) с небольшим избыточным давлением.

3. Дан ряд рекомендаций по защите МВТП от воздействия электромагнитных излучений на их метрологические характеристики за счет применения многослойных экранов с последовательно чередующими слоями: медь-пермаллой-медь, пермаллой-медь, медь-сталь-медь и др., введения воздушного промежутка между слоями в 20.40% от суммарной толщины экрана. При защите конструкции МВТП, являющегося источником электромагнитного поля, материал с низкой магнитной проницаемостью помещается внутрь, с высокой - наружу, что дополнительно обеспечивает локализацию поля МВТП в излучающей его части конструкции.

4. Разработан математический аппарат и алгоритм расчета эксплуатационной надежности как отдельных элементов и узлов конструкции МВТП, так и конструкции в целом, используя принципы вероятностного представления нестационарных случайных процессов.

5. Используя математический аппарат теории надежности, получены формулы и алгоритмы расчета требуемого уровня надежности и остаточного эксплуатационного ресурса МВТП.

6.Предложена математическая модель и алгоритм прогнозирования надежности МВТП, на основе теории искусственных нейронных сетей.

7.Установлено, что величина остаточного запаса срока службы МВТП (Кос) превышает время фактического срока службы (Крс) МВТП на 20-30% и более в зависимости от простоев контролируемого объекта, на котором установлен МВТП. Чем больше число эментов в МВТП, тем выше величина остаточного запаса срока службы (К0с).

8.Разработаны аппаратные и программные средства для устройства автоматической самодиагностики МВТП, применение которых в приборах НК в ФГУП «Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения» и ГП НИМИ позволило повысить надежность МВТП на 20% и увеличить их ресурс на 15-20%.

9. Устройство самодиагностики апробировано на разработанных в МГУПИ дефектоскопе «Зонд -ВД -МЭП» и компьютеризированной установке «КОМВИС-12», а также может быть использовано в составе существующих дефектоскопов типа ВД-89НМ, Elotest -340, MIZ-17ET, MIZ -40, интроскопов МИ -10, МИ -31 и др.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

Долговременное и правильное функционирование многомерных действующих промышленных объектов, в том числе и особо высокой опасности, невозможно без развитой системы технического диагностирования объектов. В свою очередь средства НК должны обладать высокой степенью эксплуатационной надежности и метрологическими показателями, абсолютно четко соответствующими нормативам, не превышающим предельно-допустимых значений, указанных в технических требованиях к средству НК.

Разработанные в диссертационной работе математический аппарат расчета эксплуатационной надежности как отдельных элементов, модулей, узлов, компонентов конструкции многопараметрового МВТП, так и конструкции в целом, а так же его остаточного ресурса позволяют разработчику создать конструкцию высокого уровня надежности, обеспечивающу эксплуатацию МВТП в экстремальных условиях. Кроме того, в работе приведены методы испытаний, устройства поверки и температурной компенсации МВТП. Проведенные исследования дают возможность разработчику электронной аппаратуры создать автоматизированную программу расчета указанных выше характеристик, тем самым сэкономить финансовые средства на проектирование конструкции МВТП и добиться требуемого ее конструктивного и эксплуатационного совершенства.

Алгоритмы расчета надежности элементов основаны на принципах вероятностных представлений случайных процессов [4]. Информационное обеспечение связано с созданием многокомпонентных устройств самодиагностики, т.е. источников сигналов, имитирующих с высокой идентичностью случайные процессы, адекватные многомерным объектам, с заданными вероятностными характеристиками, и образцовых мер для поверки МВТП.

Оснвные результаты полученные в проведенных исследований дают возможность разработчику МВТП:

-рассчитать параметры надежности элементов конструкции МВТП и спроектировать конструкцию МВТП высокого уровня надежности, обеспечивающей его эксплуатацию в экстремальных условиях;

-создать расчетную модель эксплуатационной надежности МВТП и его остаточного ресурса;

-разработать алгоритм и по нему создать программу обеспечения заданных надежности и остаточного ресурса МВТП;

-испытать созданную конструкцию в экстремальных условиях.

С повышением степени интеграции электронных компонентов, встраиваемых в схемы МВТП, возрастает сложность диагностических систем проверки характеристик ВТП контрольно-измерительного комплекса, решение которой невозможно без совместного контакта разработчиков той и другой аппаратуры. Можно привести еще большое количество проблем, связанных с решением излагаемой в диссертационной работе задачи, которые потребуют в ближайшие годы усилий конструкторов и технологов контрольно-измерительной и поверочной аппаратуры. В то же время некоторое отставание методов и систем диагноза непосредственных средств Ж уже сдерживает дальнейшее укрупнение интегральных схем, развитие которых получило в наше время, так как становится сложно известными методами проверить изготавливаемые сборочные единицы типа МВТП. Однако нет сомнений в том, что это отставание будет преодолено в ближайшие годы.

1. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник Под ред. В.В.Клюева. М.: Машиностроение. 2004, кн.2-6 ,688 с.

2. Технические средства диагностирования. Справочник Под ред.

3. B.В.Клюева. М.: Машиностроение. 1989. 672 с.

4. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры Под ред. В. А. Шахнова. М.: Изд. МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2002,526 с.

5. Запускалов В.Г., Маслов А.И. Комплексная диагностика динамических процессов в технике и природной среде. М.: РОНКТ. 2001, 147 с.

6. Единая система конструкторской документации: Справочное пособие. М.: Издательство стандартов, 1989.

7. Единая система технологической документации: Справочное пособие. М.: Издательство стандарт. 1992.

8. Глудкин О.П. Методы и устройства испытаний РЭС и ЭВС. М.: Высшая школа, 1991.

9. ГОСТ 20.57.406-81. Методы испытаний. Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехники. М.: Государственный комитет СССР по стандартам. 1981.

10. Карпов В.М., Запускалов В.Г. Высокотемпературный вихретоковый преобразователь перемещений. Приборы и системы управления. 1977. №1.1. C.40.

11. Ю.Карпов В.М., Запускалов В.Г., Табаков В.А. Низкотемпературный вихретоковый преобразователь частоты вращения турбодетандера. Машины, приборы, стенды: Каталог МВТУ им. Н.Э.Баумана 1980. №7. С.21.

12. ГОСТ 20.57.406-81. Методы испытаний. М.: Издательство стандартов, 1981.

13. Патент РФ №2082640. БИ №18, 1997.

14. Шатерников В.Е., Клюев В.В., Герасимов В.Г. Методы и приборы электромагнитного контроля промышленных изделий. М.: Энергоатомиздат.1984.286с.

15. Шатерников В.Е.Автоматизация электромагнитного контроля изделий. М.: Машиностроение. 1992. 92с.

16. Шатерников В.Е., Лазарев С.Ф. Автоматический контроль качества в машиностроении (электромагнитные методы). М.: МИП. 1989. 86с.

17. В.Г. Герасимов, А.Д. Покровский и др Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитными методами. М.: Энергия. 1978. 216с.

18. ДорофеевА.Л.,Казаманов Ю.Г.Электроиндуктивная дефектоскопия. М.: Машиностроение. 1980. 203с.

19. А.С.628059 (СССР). Многоканальный дефектоскоп. Алексеев А.П., Корнеев Б.В. Б.И. №17. 1981.

20. Добнер Б.А., Жуков В.К. Разработка многоканальных вихретоковых дефектоскопов. Известия ТПИ. №221. Томск. 1976. 50 55с.

21. Дубровин Н.Н., Корнеев Б.В. Многоканальная электромагнитная дефектоскопия крупногабаритных изделий. Докл. IX Всесоюзной НТК понеразрушающим физическим методам и средствам контроля. Минск. 1981. 42-45с.

22. Шатерников В.Е., Лазарев С.Ф., Михайков В.М. Контроль электропроводящих объектов сканирующими вихретоковыми средствами.Дефектоскопия №6. Свердловск. 1987. 48 53с.

23. Михайков В.Н. Разработка ВТП со сканирующим электромагнитным полем для визуализации и контроля границ электропроводящих изделий. Дис. к.т.н. М. МИП. 1987. 237с.

24. Абакумов А.А.Исследование твердотельных матричных преобразователей и создание автоматизированных магнитотелевизионныхдефектоскопов. Дис. д.т.н. Уфа. УНХИ. 1985. 450с.

25. Абакумов А.А., Абакумов А.А. (млад.). Магнитная диагностика газонефтепроводов. М. Энергоатомиздат. 2001. 432с.

26. Корнеев Б.В. Многоэлементные индукционные преобразователи.Труды XI Всесоюзной НТК «Неразрушающие физические методы и средстваконтроля». Кишинев. 1977. 414—416с.

27. Кротов Л.Н., Щербинин В.Е. Многоэлементные преобразователи для магнитной дефектоскопии на основе переходных процессов. Труды ХШсесоюзной НТК «Неразрушающие физические методы и средства контроля». Часть 2. М. 1987 131с.

28. Кротов Л.Н. Многоэлементные преобразователи для магнитной дефектоскопии на основе нестационарных электоромагнитных процессов.Дис. к.т.н. Свердловск. ИФМ УО АН СССР. 1988. 147с.

29. Коган М.А. Совершенствование электромагнитного метода НК объектов машиностроения на основе металлопленочных первичныхпреобразователей. Дис. к.т.н. М. НИИИН. 1984. 327с.

30. Бунин Л.П., Кочан М.А., Миненко П.Г. Матрица токовихревых накладных преобразователей. Б. И. №5. 1982.

31. Корнеев Б.В.Разработка многоэлементных индукционных преобразователей. Новые методы НК. М.: МДНТП. 1977. 26 30с.

32. Алексеев А.П., Корнеев Б.В. Неразрушающий контроль качества материалов и изделий с использованием многоэлементных вихретоковых устройств. Дефектоскопия №10. 1982. 30 39с.

33. Алексеев А.П.Электромагнитные средства автоматического контроля движущихся изделий. Дис. к.т.н. М.: МИЛ. 1985. 221с.

34. Шатерников В.Е. Электромагнитные методы контроля изделий сложной формы. Дис. д.т.н. М. НИИИН. 1976. 380с.

35. Стеблев Ю.И., Меркулов А.И., Корнеев Б.В.Принципы построений матричных вихретоковых преобразователей с магнитопроводом. Дефектоскопия №6. 1979. 72 79с.

36. Стеблев Ю.И. Синтез ВТП с заданной структурой возбуждающего поля в зоне контроля. Дефектоскопия №4. 1986. 58 64с.

37. Стеблев Ю.И. Разработка методов синтеза ВТП и повышения на их основе эффективности средств НК изделий сложной формы, Дис-я д.т.н.,МНПО «Спектр», М., 1988г., 368с.

38. Тюхтин П.С. Применение электромагнитных методов и средств НК при серийном производстве самолетов. Дефектоскопия №1. 1981. 5-8с.

39. Сапожников А.Б.Теоретические основы электромагнитной дефектоскопии металлических тел. Томск. Изд. ГГУ т1. 1980. 308с.

40. Соболев B.C., Шкарлет Ю.М. Накладные и экранные датчики.Новосибирск. Наука. 1967. 146с.

41. Шкарлет Ю.М. О теоретических основах электромагнитных и ЭМА методов НК. Дефектоскопия №2. 1974. 39 45с.

42. Мужицкий В.Ф., Комаров В.А. Оценка физико механическихсвойств твердых тел квазистационарным электромагнитным полем. Ижевск. НИЦ «РХД». 2004. 536с.

43. Мужицкий В.Ф., Комаров В.А. Теория физических полей ч.1.Электромагнитное поле. Ижевск. РИОУДГУ. 1997. 208с.

44. Дякин В.В., Сандовский В.А. Теория и расчет накладных вихретоковых преобразователей. М. Наука. 1981. 136с.

45. Сандовский В.А., Халипов М.Я. Двухканальный дефектоскоп дляконтроля цилиндрических деталей. Дефектоскопия №4. 1978. 94 98с.

46. Dobby E.R. Electromagnetic Generation of Ultrasound. Researchtech. In NDT. 1973. v.2, p. 419-441.

47. Houck J.R., Bohm H.V., Wilkins J.W. Direct ElectromagneticGeneration of Acoustic Waves. Phys. Rev. Lett. 1967, v. 19, p. 224 237.

48. Larsen P.K. Electromagnetic Excitation of Elastic Modes inAluminium. Phys. Rev. Lett. 1968, v.26A, p. 269 297.

49. Thomson R.B. A Model for the Electromagnetic Generation and Detection of Rayleigh IEEE Trans. Sonics and Ultras, 1973, v.20, №4, p. 340 -349.

50. Федосенко Ю.К.Разработка теории и создани технических средств вихретокового многопараметрового контроля на основе решенияобратных нелинейных многомерных задач. Дис. д.т.н. М. НИИИН. 1981. 428с.

51. Лунин В.П. Метод конечных элементов в задачах прикладной электротехники. М. Изд. МЭИ. 1996. 76с.

52. Филист С.А.Интерактивная система на основе матричных вихретоковых преобразователей для дефектоскопии труб парогенераторов. Дис. к.т.н. М. МЭИ. 1987. 256с.

53. Sharp F.L., Сессо V.S. Transmit Receive Eddy Current Probes for Heat Exchanger Inspection "4 - th. Eur. Conf. on NDT", London, 1987. p66.

54. Neumaier P. Testing Heat Exchanger Tubes Using Eddy Current Techniques with Computerised Signal Analysis "British Journal of NDT", 1983. p.233-237.

55. Neumaier P., Weber H.P. Durchfurungder Wirbel stromprufung von Rohren Hinweise fur die Prufprax und Angabe allgemeingultiger Regeln. "Materialprufung". Band 27. 1985. Nr.7. p. 187 - 190.

56. Матис И.Г. Электроемкостные преобразователи для неразрушающего контроля. Рига. Зинантие. 1987. 255с.

57. Вишняков СВ., Гордюхина Н.М. Федорова Е.М. Расчет электромагнитных полей с помощью программного комплекса ANSYS, М.Изд. МЭИ. 2003. 100с.

58. Дорофеев А.Л. Ершов Р.Е. Физические основы электромагнитной структуроскопии. Новосибирск. Изд. «Наука». 1985. 185с.64.3ацепин Н.Н. Метод высших гармоник в неразрушающем контроле. Минск. Изд. «Наука и техника». 1980. 168с.

59. Бюллер Г.А. К вопросу о становлении магнитного поля в неоднородной среде. Труды Сиб. физ. техн. инст. При ТГУ. Томск. Изд.ТГУ. 1970; вып. 52с146-154

60. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений М. Физматчиз. 1965. 1100с.

61. Корн Г. Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М. Наука. 1997. 831с.68.3оммерфельд А. Электродинамика. М. ГИТЛ. 1958. 402с.

62. Немцов В.М., Шамаев Ю.Н. Справочник по расчету параметров катушек индуктивностф. М. Энергоиздат. 1981. 136с.

63. Р. Шарп. Методы неразрушающих испытаний (перевод с англ.) М. Мир. 2002. 468с.

64. Янке Е. Емде Ф. Специальные функции. М. Мир. 1986. 1009с.

65. Корнеев Б.В., Невский В.Д. К вопросу проектирования ориентирующего устройства накладного вихретокового преобразователя.Дефектоскопия, 1989, №2, с 23 -30.

66. А.С. 1226276 (СССР). Вихретоковый преобразователь. КорнеевБ.В., Шатерников В.Е./ Б. И. № 15. 1986.

67. А.С.1283643 (СССР) Вихретоковый преобразователь. Корнеев Б.В., Лацкий В.Г., Морозов В.В./ Б.И. №2.1987.

68. Корнеев Б.В. Многоэлементные индукционные датчики. Кн. Материала VIII Всесоюз. НТК «Физические методы НК пром. продукции».Кишинев. 1987. с 414-416.

69. А.С. 1229668 (СССР) Вихретоковый преобразователь (Вагин В.Н., Корнеев Б.В., Стеблев Ю.Н.) Б.И. №17. 1986.

70. А.С. 1473536 (СССР) Вихретоковый преобразователь (Корнеев Б.В., Постигайло Н.Г.) Б.Н. №10. 1987.

71. А.С.748234 (СССР) Измеритель геометрических параметров изделий (Буров В.Н., Корнеев Б.В., Шатерников В.Е.) Б.И. №26.1980.

72. Корнеев Б.В. Электромагнитный контроль изделий криволинейной формы. Кн. «Электромагнитные методы контроля качества изделий». Куйбышев. 1978. с 87-89.

73. Гаршин М.В., Корнеев Б.В. Разработка многоканальных индукционных дефектоскопов Кн. Материалы VIII Всесоюзн. НТК «Физические методы НК пром. продукции». Кишинев. 1987. с 551 554.

74. Патент США 3866116, М. КИ601Р 33/12 НКИ 324 46, 1987.

75. Патент ФРГ 2509927 МКИ 01 №2786, 1986.

76. А.С. 268725 (СССР) Дефектоскоп для контроля изделий сложной формы (Глазунов Н.И., Каутас В.К.) Б.И. №14. 1980.

77. А.С. 726476 (СССР) Вихретоковый дефектоскоп (Алексеев А.П.,РудьВ.В .)Б.И.,№ 13. 1980.

78. А.С. 879438 (СССР) Устройство для автоматической сортировки изделий (Алексеев А.П. Быховский И.Ю.) Б.И. №41. 1981.

79. А.С. 896536 (СССР) Дефектоскоп для контроля изделий в процесседвижения (Алексеев А.П., Быховский И.Ю.) Б.И. №1.1982.

80. А.С. 420932 (СССР) Устройство для токовихревого контроляизделий (Беликов Б.Г., Останин Ю.Н.) Б.И. №11, 1984.А.С. 156735 (СССР) Электромагнитный дефектоскоп (Беда П.Н.,Паршин И.П.) Б.И. №16.1983.

81. А.С. 411366 (СССР) Сканирующее устройство к дефектоскопу(Бельдиман Н.Ф., Обручков С.А.) Б.И. №2. 1974.

82. Патент США 3711766 НКИ 324 34. 1987.

83. А.С. 836575 (СССР) Устройство к дефектоскопу для блокировки краев изделий (Алексеев А.П., Быховский И.Ю.) Б.И. №21. 1981.

84. Яцун М.А., Чернов С.Н. и др. Исследование возможности контроля толщины бурильных труб на двух частотах, Кн. Материалы II Всесоюзной НТК «Электромагнитные методы и средства НК». Рига. Зинанте. 1975. с 215-233.

85. Березюк Б.М. Переменночастотные вихретоковые средства НК твердости сложнолегированных сталей после термообработки. Дис. к.т.н.Львов. ЛПИ. 1989. 192с.

86. Клюев 3. «Электромагнитные устройства для роботизированного контроля трубопроводов». Дис. к.т.н. М. МГАПИ. 2002.146с.

87. Бакунов А.С, Герасимов В.Г.,Останин Ю.Я. Вихретоковый контроль накладными преобразователями. М. МЭИ. 1985. 123с.

88. Проспект фирмы «Zetek» (США). М. 2004.

89. Проспект фирмы «Hocking» (Англия). М. 2004.

90. Проспект фирмы «Панатест». М. 2004.

91. Проспект фирмы «Institut Dr. Forstera» (Германия). М. 2003.

92. А.С. 376710 (СССР) Электроиндуктивное устройство для выявления поверхностных дефектов (Федосенко Ю.К., Юдин Л.И.) Б.И. №17,1983.

93. А.С. 894549 (СССР) Электромагнитный дефектометр (ДорофеевА.Л., Алексеев А.П.) Б.И. №48. 1982.

94. Арш А.И. Автогенераторные методы и средства измерений М.Машиностроение. 1979.256с.

95. Корнеев Б.В., Тищенко СМ. Контрольные образцы удельнойэлектропроводности. Авиационные материалы. М. №7. 1980. с 7 10.

96. Карандеев К.Б. Трансформаторные измерительные мосты.М.Энергия. 1980.368с.

97. Краус М., Вошни Э. Информационные измерительные системы (англ.) М. МИР. 1985. 267с.

98. Нестеренко А.Д.Основы расчета электроизмерительных схем уравновешивания. Киев. Наукова думка. 1980. 135с.

99. Кузьмин В.Н. Повышение точности электромагнитного контроля движущихся металлических объектов. Дис. к.т.н., Москва, МГАПИ, 2003г., 146с.

100. Максимов A.J1. Разработка электромагнитных средств экспресс контроля коррозионных поражений в изделиях авиационной техники Дис. к.т.н., Москва, МГАПИ, 1999г., 122с.

101. Беляев Ю.К. Вычисление нижней доверительной оценки для вероятности безотказной работы сложных ситстем.Изв. АН СССР. Техническая кибернетика.№ 2,3, 1968.

102. Бусленко Н.П. Лекции по теории сложных систем. М., Сов.радио, 1973.

103. Гнеденко Б.В.и др. Вопросы математической терии надежности.М.,Радио и связь,1983.

104. Коваленко И.Н. Исследования по анализу надежности сложных систем. Киев, Навукова думка, 1980.

105. Козлов Б.А., Ушаков И.А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. М., Сов. Радио, 1975.

106. Павлов И.В. Статистические методы оценки надежности сложных систем по результатам испытаний. М., Сов. Радио, 1982.

107. Руденко Ю.Н. Надежность систем энергетики.Новосибирск, Наука, 1986.

108. Соловьев А.Д. Резервирование с быстрым восстановлением. Изв. АН СССР. Техническая кибернетика №1, 1975.

109. Ушаков И.А. Надежность технических систем. М., Сов. Радио, 1986.

110. ГОСТ 13377-75. Надежность в технике. Термины и определения.

111. ГОСТ 16503-75. Промышленные изделия. Номенклатура и характеристика основных показателей надежности.

112. Мирсаитов С.Ф., Запускалов В.Г. Методика прогнозирования остаточного ресурса ВТП. // XVII Российская НТК «Неразрушающий контроль и диагностика» г. Екатеринбург УГТУ-УПИ, тезис., 2005 стр. 78.

113. Мирсаитов С.Ф., Запускалов В.Г. Остаточный запас срока службы конструкции матричного ВТП. // XVII Российская НТК «Неразрушающий контроль и диагностика» г. Екатеринбург УГТУ-УПИ, тезис., 2005, стр. 79.

114. Мирсаитов С.Ф., Запускалов В.Г. Метрологическая и механическая надежность средств НК. // XVII Российская НТК «Неразрушающий контроль и Диагностика» г. Екатеринбург УГТУ-УПИ, тезис., 2005, стр. 284.

115. Мирсаитов С.Ф., Клюев З.В., Рогов А.А., Батьков А.А. Наукоемкие технологии и методика создания средств НК на их основе. // Сборник научных трудов «Труды НПО Техномаш» г. Москва, 2006 Т4, стр. 200203.

116. Мирсаитов С.Ф. Определение числа циклов конструкции вихретокового преобразователя при вибровоздействии. // V Международная выставка и конференция «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в помышленности» г. Москва, тезис., 2006, стр. 127.

117. Резник К.Н., Мирсаитов С.Ф. Исследование возможности контроля двух- и трехслойных покрытий накладными вихретоковыми преобразователями. // МГАПИ Межвузовский сборник научных трудов «Приборостроение», Москва 2004, стр. 307-311.

118. Комарцова Л.Г., Максимов А.В. Нейрокомпьютеры.М.,МГТУ имени Н.Э.Баумана, 2004.

119. ПРИЛОЖННИЕ №1 Рабочие окна программы «Надежность МВТП».1. Надежность матричного ВТП