CC BY
18
лизации этой идеи, мы также получаем способы удобного компактного хранения и передачи отчетов о диагностике.
В рамках развития предложенной идеи планируется:
■ провести эксперимент на конкретных данных и абстрактных моделях для прохождения полного цикла жизни полученного решения;
■ извлечь обучающую выборку из существующих открытых архивов с помощью автоматизированных механизмов распознавания текста и дальнейшего лексического анализа полученной оцифрованной информации;
■ использовать модульную библиотеку Py-Brain, предназначенную для реализации различ-
ных алгоритмов машинного обучения на языке Python.
Список литературы:
1. Тьюринг А. Вычислительные машины и разум [Электронный ресурс] - Режим доступа:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5 %D1%81%D1%82 %D0%A2%D1%8C%D1%8E% D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%B3%D0%B0
2. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.slideshare.net/DigiFuture/docassist
3. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://scikit.learn.org/stable/modules/generated/s
klearn.tree.DecisionTreeRegressor.html
ОПТОВОЛОКОННЫЙ АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ БОЛЬШИХ _ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ_
Горбачев Олег Викторович
Канд. техн. наук, Президент Ассоциации «Еврокабель», Москва
Самохвалов Сергей Яковлевич Канд. техн. наук, доцент МПУ, Ген.дир. НПП «Свет», Москва
Артюхов Денис Иванович
Инженер программист Инновационного центра «Оптика», Москва
АННОТАЦИЯ
Работа направлена на увеличение чувствительности акустико-эмиссионного способа контроля пластических деформаций и снижение затрат. Сигнал акустической эмиссии (АЭ) регистрируется волоконно-оптическим распределенным датчиком, что значительно расширяет частотный спектр регистрируемых сигналов, снижает аппаратурные и монтажные затраты. Способ позволяет обнаружить на ранней стадии наиболее опасные участки, в которых может произойти разрушение контролируемой инженерной конструкции. Имеется возможность проводить постоянный дистанционный мониторинг за механизмом образования и развития дефектов в рабочих условиях, оценивать вероятность возникновения аварий и техногенных катастроф.
ANNOTATION
Work is directed to on an increase the sensitiveness of acoustic-emissive method of control of flowages. The signal of acoustic emission (АЭ) registers oneself the fiber-optic up-diffused sensor, that extends the frequency spectrum of the registered signals considerably, reduces apparatus and assembling expenses. A method allows to find out on the early stage the most dangerous areas destruction of the controlled engineering construction can happen in that. There is possibility to conduct permanent RMON after the mechanism of education and development of defects in working terms, to estimate probability of origin of accidents and technogenic catastrophes.
Ключевые слова: пластическая деформация, зонный контроль, пьезоэлектрические преобразователи, акустическая эмиссия, оптоволоконные датчики.
Keywords: flowage, zone control, piezoelectric transformers, acoustic emission, оптоволоконные sensors.
Технический прогресс несет для общества не только улучшение жизни, но и увеличение рисков возникновения аварий и техногенных катастроф. Со временем стареют мосты, платины ГЭС, ядерные реакторы, жилые и промышленные строения, транспортные магистрали, газопроводы, нефтепроводы, и другие сложные и протяженные технические конструкции и сооружения. Разрушение инженерных конструкций начинается с пластической деформации основных ее элементов. Поэтому, для прогнозирования техногенных катастроф необходим постоянный контроль пластической деформации основных элементов инженерных конструкций.
Для измерения величины пластической деформации наиболее часто используется акустико-
эмиссионный способ зонного контроля [1], принцип которого заключается в регистрации вибрации возникающей при растрескивании хрупкого вещества, нанесенного на контролируемый объект. В качестве хрупкого вещества обычно используют эпоксидную смолу без добавления пластификатора. После затвердевания смолы, на нее устанавливают локальные пьезоэлектрические преобразователи акустической эмиссии (ПАЭ), на предварительно зачищенные контактные поверхности. Способы крепления локальных датчиков (ПАЭ), должны обеспечивать надежный акустический контакт с поверхностью. Соединительные кабели крепят с помощью магнитов, бандажей, прижимов таким образом, чтобы не было их натяжения в процессе испытания. Данный способ
сложный и дорогой, имеет не высокую чувствительность, требует применения большого количества датчиков, соединительных проводов, многоканальной измерительной аппаратуры.
Иногда применяют дополнительное дистанционное визуальное наблюдение за контролируемыми объектами по картине растрескивания хрупких покрытий. Но это ведет только к усложнению аппаратуры, и ее удорожанию. Причем, визуальное наблюдение не увеличивает чувствительность метода. Тем не менее, измерение деформаций и механических напряжений методом хрупких тен-зочувствительных покрытий с использованием АЭ измерительного комплекса широко применяется, обеспечивает возможность обнаружения и регистрацию локальных развивающихся дефектов на сравнительно ранних стадиях их образования и развития. Этот метод позволяет классифицировать дефекты по размеру и опасности, выявлять дефекты и наблюдать за их образованием и развитием в рабочих условиях, обеспечивать проведение постоянного дистанционного мониторинга.
Количество локальных датчиков, для больших протяженных объектов может достигать сотен и даже тысяч штук. Например, акустико-эмиссионные системы Лель /A-LINE 96D (DDM), содержит до 96 датчиков (ПАЭ). Каждый из датчиков должен быть присоединен к измерительной аппаратуре. Причем, длина сигнального кабеля не должна превышать 2 м. Поэтому, часто применяют встроенные в датчик (выносные) усилители. При этом необходимая чувствительность достигается только вблизи датчиков, а в удаленных от них зонах она существенно снижена из-за затухания АЭ сигнала. Также растет затухание АЭ сигнала и уменьшается чувствительность, если увеличивается частота АЭ сигнала до сотен кГц, а значит, регистрируется только низкочастотный спектр сигнала, следовательно, полученная информация не обладает достаточной достоверностью.
Для снижения стоимости АЭ метода контроля пластических деформаций, и увеличения его чувствительности, авторами данной работы были использованы оптоволоконные охранные устройства. Такие устройства позволяют фиксировать механические вибрации по всей длине оптического кабеля (до сотен километров), с локализацией источника вибрации до 3-х метров. [2] Оптический кабель является распределенным датчиком вибра-
ции, и одновременно, выполняет функцию канала связи для передачи полезного сигнала. Однако распределенный оптоволоконный датчик обладает гораздо меньшей чувствительностью по сравнению с пьезоэлектрическими датчиками. Такие вибрации могут возникать уже при разрушении объекта, а не в предшествующий разрушению период при его пластической деформации. Для повышения чувствительности оптоволоконного способа регистрации пластической деформации, покрытие наносится непосредственно на оптоволокно, перед его креплением на контролируемую конструкцию. После затвердевания покрытия, оно становится хрупким, и жестко фиксирует оптоволокно на поверхности конструкции. При малейшей деформации деталей конструкции, хрупкое покрытие растрескивается, вызывая изменения светового сигнала в оптическом кабеле. По сравнению с зонным контролем, использующим локальные пьезоэлектрические датчики, такой способ имеет более высокую чувствительность, поскольку акустический эмиссионный сигнал зарождается в непосредственной близости от оптического волокна, и воздействует на него, меняя модовое поле, распространяемое по волокну. При этом значительно расширяется частотный спектр регистрируемых АЭ сигналов, увеличивается зона мониторинга, снижаются аппаратурные затраты, и обеспечивается возможность контроля в широком температурном диапазоне.
На рисунке 1 изображена упрощенная структурная схема устройства, поясняющая способ волоконно-оптического акустико-эмиссионного контроля пластической деформации объекта. Схема содержит блок для формирования оптического зондирующего сигнала - оптический излучатель (2ОИ), и устройство для непрерывного направленного ввода оптического сигнала (3УВ) в распределенный чувствительный элемент (4РЧЭ). В качестве оптического излучателя используется светодиод (для малых длин РЧЭ), а для длин РЧЭ более 30 метров, используется полупроводниковый лазер. РЧЭ закрепляется на объекте (инженерном сооружении), для чего при монтаже на него наносят с помощью экструдера специальный клей - полимеризирующийся материал, который также обеспечивает его фиксацию и механический контакт с контролируемым объектом.
Рисунок 1. Упрощенная структурная схема волоконно-оптического акустико-эмиссионного устройства для регистрации пластической деформации крупных инженерных сооружений 1. БП - блоки питания (2 шт.), 2. ОИ - оптический излучатель, 3. УВ - устройство ввода оптического сигнала, 4. РЧЭ - распределенный чувствительный элемент, покрытый хрупким затвердевшим клеем, обеспечивающим крепление датчика (РЧЭ) на объекте, 5. О - исследуемый объект (в эксперименте - бетонный блок на двух опорах), 6. ПФ - пространственный фильтр, 7. БПр - блок приема оптического излучения, 8. БО - блок обработки, 9. Н - нагрузка, 10. АЭ - наиболее вероятные зоны возникновения акустической эмиссии.
После затвердевания клей становится хрупким, и генерирует сигнал акустической эмиссии, растрескиваясь от механического воздействия, при деформации контролируемого объекта. АЭ сигнал почти без затухания доходит до РЧЭ, т.к. хрупкий материал находится в непосредственной близости, на поверхности оптического волокна. АЭ сигналы изменяют модовое поле, и регистрируются на выходном торце волокна, по изменению статической спекл-структуры. После прохождения пространственного фильтра (6ПФ), АЭ сигналы преобразуются блоком приема оптического излучения (7БПр) в электрические сигналы, которые поступают на блок обработки (8БО). Блок обработки сравнивает принимаемый сигнал с эталонным сигналом, который соответствует невозмущённому состоянию сенсора, и детектирует опасные деформации контролируемого объекта. При определенном механическом воздействии на РЧЭ, превышающем установленный порог или обрыве РЧЭ, формируется сигнал тревоги. Для увеличения достоверности, этот сигнал тревоги формируется при превышении заданного уровня нескольких импульсов за короткий промежуток времени (время накопления импульсов). Полученная информация позволяет оценить величину и место деформации контролируемого объекта (5О). В качестве клея (хрупкого материала) использовалась эпоксидная смола без добавления пластификатора, а в качестве датчика АЭ, использовалось сенсорное оптическое волокно (распределенный чувствительный элемент - 4РЧЭ), работающее в многомодовом режиме. Источник и приемник оптического излучения запитаны от блоков питания (1БП). Конструктивно система мониторинга выполнена в ви-
де двух функционально законченных герметичных блоков в модульном исполнении (блок излучателя, блок приема и регистрации), которые соединяются между собой распределенным чувствительным элементом (РЧЭ).
В Инновационном центре «Оптика» были проведены многочисленные испытания данного способа, с применением волоконно-оптической системы «СОВА». [3] Такая система позволяет контролировать пластическую деформацию протяженных объектов (до 1 км), по всей длине оптического волокна. Экспериментальные результаты показали высокую чувствительность заявляемого способа при определении пластической деформации крупных объектов, простату реализации, технологичность, и экономическую эффективность, по сравнению с зонными методами акустической эмиссии. Стоимость волоконно-оптических систем для контроля пластических деформаций, и время их установки на большие инженерные конструкции, в сотни раз меньше чем у акустико-измерительных комплексов с локальными датчиками.
Далее приведены некоторые результаты одного из экспериментов. Эксперимент проводился при следующих условиях: 1. «Время накопления» импульсов, превышающих установленный «порог чувствительности»: 5, 10, 15, 20 с. 2. «Количество импульсов» за «время накопления»: 1, 2, 3, 4 шт. 3. После регистрации срабатывания формировалась пауза 200 мс (запрет считывания) для борьбы с колебательным процессом в оптическом кабеле. 4. Установка «времени накопления» импульсов и «количество импульсов» производилась двухпози-ционным DIP переключателем.
Количество срабатываний
Время наблюдения с момента первого срабатывания (с)
00 1 00 5
01 2 01 10
10 3 10 15
11 4 11 20
Описанный способ может найти широкое применение, поскольку является простым, недорогим, надежным, он позволяет осуществлять раннее прогнозирование образования дефектов инженерных конструкций, что способствует предотвращению аварий и техногенных катастроф.
Литература
1. Руководящий документ РД 03-131-97. Правила организации и проведения акустико-эмиссионного метода контроля сосудов, аппара-
тов, котлов и технических трубопроводов, 2009. -С.8-11.
2. Горбачев О.В., Самохвалов С.Я., Волоконно-оптическое охранное устройство на основе релеевского рассеяния, патент РФ на полезную модель № 128372 - 2013.
3. Горбачев О.В. Волоконно-оптическая система ТСО «Сова» // Lightwave Russian Edision. -2006. №1. - С. 46.
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ДЛЯ СЕТЕЙ БЕСПРОВОДНОГО ДОСТУПА
Семенец Вячеслав Олегович
Аспирант Уральского технического института связи и информатики , г. Екатеринбург
Аннотация
Цель данной работы рассмотреть методы оптимизации беспроводного доступа с помощью аналитического метода. Результатом данной работы является анализ проблем при построении систем связи и выявление основных методов их решения.
ABSTRACT
The purpose of this paper to consider the methods of optimization of wireless access using the analytical method . The result of this work is to analyze the problems in the construction of communication systems and the identification of the main methods for solving them .
Ключевые слова
Методы оптимизации сетей беспроводного доступа, проблемы оптимизации сетей связи, решение проблем оптимизации систем связи.
Keywords
Methods for optimization of wireless access networks , networks optimization problem , the solution of the optimization problem of communication systems
Беспроводные вычислительные сети, это сети без использования проводки. Информация передается за счет радиоволн. С одной стороны использование таких сетей это очень удобно, с другой вызывает большие проблемы с оптимизацией и интеграцией данных сетей.
Беспроводные сети в наше время используются повсеместно и чем больше их становится тем труднее становится их оптимизировать так, что бы они работали корректно, а именно не вызывали у друг друга помех и других препятствующих факторов. Поэтому актуальность методов оптимиза-
ции таких сетей на сегодняшний день очень высока.
Существует 2 варианта настройки устройств для беспроводного доступа: BSS
Режим BSS наиболее часто используют. Его иногда называют режимом инфраструктуры. Он позволяет контролировать небольшое количество точек беспроводного доступа, которые подключают к проводной сети передачи данных. Каждое беспроводная сеть имеет собственное имя. Это имя является идентификатором SSID сети.
