Установка для проверки волоконно-оптического датчика давления отражательного типа Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Министерство образования и науки РФ

Правительство Пензенской области Академия информатизации образования Академия проблем качества РФ Российская академия космонавтики им. К.Э.Циолковского Российская инженерная академия Вычислительный центр РАН им. А.А.Дородницына Институт испытаний и сертификации ВВТ ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л.Минца» ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «РУБИН» ОАО «НИИФИ», ОАО «ПНИЭИ», ФГУП ФНПЦ «ПО СТАРТ», НИКИРЭТ, ЗАО «НИИФИиВТ» ОАО «ППО ЭЛЕКТРОПРИБОР», ОАО «РАДИОЗАВОД» Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС» ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА» Пензенский государственный университет

АадижУ{%шсж

ТРУДЫ

МЕЖДУНАРОДНОГО СИМПОЗИУМА

НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО

II то^

ПЕНЗА 2015

УДК 621.396.6:621.315.616.97:658:562 Т78

Труды Международного симпозиума «НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО»:

T78 в 2 т. - Пенза : ПГУ, 2015. - 2 том - 384 с.

ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8

В сборник трудов включены доклады юбилейного ХХ-го Международного симпозиума «Надежность и качество», проходившего с 25 по 31 мая 2015 г. в городе Пензе.

Рассмотрены актуальные проблемы теории и практики повышения надежности и качества; эффективности внедрения инновационных и информационных технологий в фундаментальных научных и прикладных исследованиях, образовательных и коммуникативных системах и средах, экономике и юриспруденции; методов и средств анализа и прогнозирования показателей надежности и качества приборов, устройств и систем, а также анализа непараметрических моделей и оценки остаточного ресурса изделий двойного назначения; ресурсосбережения; проектирования интеллектуальных экспертных и диагностических систем; систем управления и связи; интерактивных, телекоммуникационных сетей и сервисных систем; экологического мониторинга и контроля состояния окружающей среды и биологических объектов; исследования физико-технологических процессов в науке, технике и технологиях для повышения качества выпускаемых изделий радиопромышленности, приборостроения, аэрокосмического и топливно-энергетического комплексов, электроники и вычислительной техники и др.

Оргкомитет благодарит за поддержку в организации и проведении Международного симпозиума и издании настоящих трудов Министерство образования и науки РФ, Правительство Пензенской области, Академию проблем качества РФ, Российскую академию космонавтики им. К. Э. Циолковского, Российскую инженерную академию, Академию информатизации образования, Вычислительный центр РАН им. А. А. Дородницына, Институт испытаний и сертификации ВВТ, ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца», ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «НИИФИ», ФГУП «ПНИЭИ», ОАО «РУБИН», ОАО «РАДИОЗАВОД», ОАО «ППО ЭЛЕКТРИПРИБОР», ФГУП «ПО «СТАРТ», НИКИРЭТ - филиал ФГУП «ПО «СТАРТ», Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС», ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА»,Пензенский государственный университет.

Сборник статей зарегистрирован в Российском индексе научного цитирования (РИНЦ) с 2005 г.

Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я :

Юрков Н. К. - главный редактор Трусов В. А. - ответственный секретарь Баннов В. Я. - ученый секретарь Волчихин В. И., Абрамов О. В., Авакян А. А., Дивеев А.И., Иофин А. А., Каштанов В. А., Майстер В. А., Острейковский В.А., Петров Б. М., Писарев В. Н., Роберт И. В., Романенко Ю. А., Северцев Н. А., Садыков С. С., Садыхов Г. С., Увайсов С. У.

ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8

© Оргкомитет симпозиума, 2015 © ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», 2015

ГЛАВА 6. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ, ДИАГНОСТИКИ И ИЗМЕРЕНИЙ УДК 621

Бростилова1 Т.Ю., Бростилов1 С.А., Трусов1 В.А., Бекбаулиев2 А.О.

гФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия

2Военный институт Сил воздушной обороны Республики Казахстан им. Т.Я. Бегельдинова, Актобе, Казахстан

УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОВЕРКИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ ОТРАЖАТЕЛЬНОГО ТИПА

В настоящее время широко распространены волоконно-оптические датчики давления (ВОДД) различных типов [1,2]. Волоконно-оптический датчик давления отражательного типа содержит волоконно-оптический преобразователь давления и согласующее устройство. Датчик соединяется с блоком преобразования информации посредством электрического разъема.

В статье по результатам анализа ранее разработанных конструкций преобразователей и расчетов предложено конструктивное решение установки для проверки работоспособности и исследования характеристик волоконно-оптических датчиков давления отражательного типа [3, 4, 5]. На рисунке 1 представлен общий вид данной установки.

Рисунок 1 - ибщий вид установки для исследования ВиДД отражательного типа

Установка для исследования ВОДД отражательного типа состоит из датчика 1, механизма микрометрического 2, втулки 4, стойки 5, имитатора давления 6, волоконно-оптического кабеля (ВОК), тестера оптического, блока питания Б5-6.

Установка работает следующим образом. С помощью механизма микрометрического задается перемещение имитатора давления, соответствующее

определенному значению измеряемой величины (в данном случае, давления). Мембрана прогибается, происходит изменение интенсивности оптического излучения и дальнейшее преобразование выходного сигнала в стандартный токовый сигнал (показания снимаются с оптического тестера).

В качестве источника излучения используется светодиод СД-3Л107Б, в качестве приемника излу-

чения - фотодиод ФД-КФДМ. Принцип действия тестера оптического при измерении оптической мощности основан на преобразовании излучения фотоприемником в электрический сигнал. Измерение оптической мощности производится на диапазоне волн (0.85±0.1) мкм. При измерении электрический сигнал фотоприемника усиливается входным усилителем, затем преобразуется аналого-цифровым преобразователем и индицируется цифровым табло тестера оптического.

Результаты эксперимент

Давление воспроизводится (имитируется) путем перемещения грибка микровинта вдоль оси X в диапазоне 0...9 мкм, по показаниям тестера оптического снимаются значения оптической мощности.

Показания тестера оптического сведены в таблице 1. По полученным результатам были построены графические зависимости Рэксп = £(Х) (рисунок 2).

ных исследований ВОДД Таблица 1

Перемещение имитатора давления, X, мкм Показания тестера оптического, Рэксп^ нВт

при h=6 мкм при h1=7 мкм при h1=8 мкм при h1=10 мкм

0 16,12 21,44 30,18 41,25

1 14,48 18,21 26,12 36,02

2 9,02 14,33 22,75 33,14

3 6,38 13,1 18,21 27,29

4 5,33 8,46 15,25 24,18

5 3,12 6,14 12,24 20,54

6 - 3,25 7,45 17,86

7 - - 4,18 13,11

8 - - - 7,42

9 - - - 5,37

10 - - - -

гикм -hl=7 мим глкрл

-111

10 11

X, мим

Ьг - расстояние от мембраны до плоскости соединения волокон; Х - прогиб мембраны;

Р эксп - оптическая мощность Рисунок 2 - Результаты экспериментальных исследований

В результате анализа полученных зависимостей, был сделан следующий вывод - наиболее эффективный ввод оптического излучения в отводящее оптическое волокно (ООВ) достигается при Й1=10 мкм [7].

Предложенная конструкция установки позволяет исследовать волоконно-оптические датчики давления отражательного типа (определение работоспособности, оптимальных конструктивных параметров ВОДД). Кроме того, данная установка проста, надежна, не требует сложных технологических, юстировочных и измерительных операций при изготовлении оптической части. С помощью данной установки можно проводить экспериментальную отработку возможных вариантов исполнения ВОК для различных вариантов ВОДД.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бусурин В.И., Носов Ю.Р. Волоконно-оптические датчики: Физические основы, вопросы расчета и применения. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 256 с.

2. Мещеряков В.А., Мурашкина Т.И., Мурашкина Е.А. Волоконно-оптические датчики давления отражательного типа для летательных аппаратов //Датчики и системы. - 2001.- № 9. - С. 14 - 18.

3. Модернизация ВОДД на основе туннельного эффекта / С. А. Бростилов, Т. И. Мурашкина, А. Г. Пивкин, О. С. Граевский // Труды Международного Симпозиума «Надежность и качество» : в 2т. - Пенза: ПГУ, 2009. - 1т. - С. 395-398.

4. Волоконно-оптический датчик давления на основе туннельного эффекта / С. А. Бростилов, Т. И. Мурашкина, Т. Ю. Бростилова // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2010. - № 4. - С. 106-117.

5. Белов А.Г. Обеспечение влагозащитного покрытия печатных узлов датчика протечки / Белов

A.Г., Баннов В.Я., Трусов В.А., Кочегаров И.И., Лысенко А.В., Горячев Н.В., Юрков Н.К. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 151-154.

6. Стюхин В.В. САПР в расчёте и оценке показателей надёжности радиотехнических систем / Стюхин

B.В., Кочегаров И.И., Трусов В.А. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 1. С. 287-289.

7. Варианты исполнения волоконно-оптических преобразователей микроперемещений отражательного типа / С. А. Бростилов // Труды Международного симпозиума «Надежность и качество» : в 2 т. Пенза : ПГУ, 2013. - 2т.- С. 13.

УДК 621.396.96.623

1^2 3 3

Бушмелев П.Е., Увайсов С.У., Бушмелева К.И., Плюснин И.И.

Управление связи ООО «Газпром трансгаз Сургут», Сургут, Россия

2Московский институт электроники и математики ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"», Москва, Россия

3БУ ВО Ханты-Мансийского автономного округа - Югры «Сургутский государственный университет», Сургут, Россия

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА КОНТРОЛЯ УТЕЧЕК ГАЗА ИЗ МАГИСТРАЛЕЙ ГАЗОПРОВОДОВ ПОСРЕДСТВОМ БЕСПРОВОДНОЙ СЕНСОРНОЙ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Магистральные газопроводы (МГ) России представляют собой сложную распределенную систему. Общая протяженность линейных участков (ЛУ) по оценки ОАО «Газпром» составляет более 160 тыс. км. Проведенный анализ показал, что около 4 0% ЛУ выработали свой номинальный ресурс, который

составляет 30 лет. То обстоятельство, что МГ в большей части проложены в крайне не благоприятных климатических условиях, обусловливает их интенсивный износ и старение. Поэтому крайне актуальной остается проблема мониторинга техни-