Научно-исследовательская и производственно-внедренческая фирма

Система предназначена для прогнозирования давления срабатывания хлопающих предохранительных мембран (ХПМ) в процессе их изготовления. Методическое и программно-аппаратное обеспечения системы могут быть использованы для установления фактической прочности и устойчивости технологической аппаратуры, работающей под давлением. Для оценки критического давления мембран используется анализ зависимости “давление-перемещение”.

Отличительные особенности системы состоят в реализации нетрадиционного способа определения давления срабатывания ХПМ без разрушения образцов мембран при контрольных испытаниях. Этот способ дает высокую точность определения критического давления каждой отдельной мембраны и позволяет организовать их производство как обычной машиностроительной продукции.
Методическое обеспечение системы позволяет проводить структурно-параметрическую идентификацию моделей объектов различного технического и функционального назначения.

Технические средства системы включают в себя следующие компоненты:

  • установку для испытания мембран;
  • микропроцессорное устройство сбора данных;
  • компьютер с комплектом прикладного программного обеспечения;
  • датчики давления и перемещения;
  • блок питания датчиков.
  • Датчик давления и датчик перемещения формируют наблюдаемые в эксперименте процессы изменения давления под куполом мембраны и деформирования (пластического) центрального участка ее купола. Сигналы с датчиков давления и перемещения после предобработки в устройстве сбора данных поступают в компьютер для получения расчетных технических параметров и характеристик мембраны.

Программно-аппаратные средства системы позволяют измерять наблюдаемые в эксперименте параметры, учитывать особенности испытательной установки, передаточные свойства измерительных трактов, характер помех наблюдений, возможности управления экспериментом. Статистические алгоритмы идентификации позволяют в ходе испытаний выявить структуру и точностные характеристики реализуемой математической модели хлопающей предохранительной мембраны, отражающие физическую сущность ее технического состояния. Для получения неискаженной модели ХПМ разработанные алгоритмы структурно-параметрической идентификации основаны на робастной статистике, обеспечивающей обнаружение и исправление ошибочных результатов измерений.

Испытательная установка работает следующим образом. При подаче давления от источника давления через игольчатый клапан в ячейку давления мембрана приобретает деформации, которые измеряются датчиком перемещения. Изменение давления измеряется датчиком давления. С обоих датчиков сигналы через электронный блок поступают в компьютер.

В процессе измерений на экране монитора отображается зависимость давления от перемещения x {P=f(x)} и в реальном времени обрабатываются данные измерений. Значения давления можно также контролировать с помощью дополнительного образцового манометруа При достижении критического значения физической переменной, характеризующей потерю устойчивости ХПМ, вырабатывается сигнал на запуск электромагнитного клапана, который позволяет сбросить давление и не доводить мембрану до разрушения.

При достижении давлением значения Ркр.мin начинается обработка данных в в режиме реального времени. В интервале, определяемом количеством точек аппроксимации, моделируется зависимость P=f(x) и определяется производная dP/dx. На экране отображается значение критерия и результаты моделирования в границах заданного интервала.

При уменьшении производной dP/dx до критического значения, характеризующего потерю устойчивости, вырабатывается сигнал на управление электромагнитным клапаном, который разгерметизирует ячейку под мембраной. Полученные значения давления экстраполируются, и определяется пороговое значение Ркр до разрушения мембраны. Именно на данном этапе применяются методы и алгоритмы идентификации выбранной математической модели хлопающей предохранительной мембраны.