Основные понятия технической диагностики

1.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ
Термин «диагностика» происходит от греческого слова «диагнозис»,
что в буквальном переводе означает определение, распознавание.
В процессе диагностики определяется, распознается состояние объекта.
Если объектом распознавания является техническая система,
то вводится понятие «техническая диагностика».
«Техническая диагностика», как отрасль знаний, включает:
- исследование технического состояние объекта диагностирования;
- разработку методов определения видов технического состояния;
- разработку принципов построения и организацию использования систем
технического диагностирования.
Объект диагностирования – изделие и его составные части, техническое
состояние которых подлежит определению.
Техническое состояние – характеристика в определенный момент
времени свойств объекта, изменяющихся в процессе эксплуатации и заданных
признаками, параметрами, установленными нормативно-технической
документацией (НТД).
Вид технического состояния – категория технического состояния,
характеризуемая соответствием или несоответствием качества объекта
определенным техническим требованиям, установленным нормативнотехнической документацией на этот объект.

2.

Основные категории технического состояния
Работоспособное состояние – состояние объекта, при котором
значение всех параметров, характеризующих способность выполнять
заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической
и конструкторской документации (НТД и КД) .
Неработоспособное состояние – состояние объекта, при котором
значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность
выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативнотехнической и конструкторской документации.
Исправное состояние - состояние объекта, при котором он
соответствует всем требованиям нормативно-технической и
конструкторской документации.
Неисправное состояние – состояние объекта, при котором он
не соответствует хотя бы одному из требований нормативнотехнической и конструкторской документации.
Предельное состояние - состояние объекта, при котором его дальнейшее
применение по назначению недопустимо или нецелесообразно, либо
восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно
или нецелесообразно.

3.

Критерии технического состояния подвижного состава
Технический критерий характеризует такое состояние, когда
сборочная единица или деталь достигли предельного значения (разрушение,
задиры, заедание и т.д.) и дальнейшая эксплуатация объекта невозможна.
Экономический критерий устанавливает, что вследствие износа,
дефектов, чрезмерных остаточных деформаций затраты на эксплуатацию
вагона резко возрастают и дальнейшая эксплуатация его экономически
нецелесообразна.
Функциональный критерий отражает разные стадии изменения
характеристик функционирования, влияющих на безопасность движения,
сохранность перевозимых грузов и т.д.
Таким образом, техническое состояние объекта отражает степень
его пригодности или непригодности быть использованным по своему
назначению, т.е. является характеристикой (показателем их качества).

4.

Система технического диагностирования – совокупность технических
средств, объекта диагностирования и, при необходимости, исполнителей,
подготовленная к диагностированию и осуществляющая его по правилам,
установленным соответствующей документацией.
Диагностический признак (параметр) – признак (параметр) объекта
диагностирования, используемый в установленном порядке для
определения технического состояния объекта.
Техническое диагностирование – процесс определения технического
состояния объекта диагностирования с помощью технических средств
диагностирования с определенной точностью.
Результатом диагностирования является заключение о техническом
состоянии объекта с оценкой ресурса работы, а, при необходимости с указанием
места, вида и причины дефекта.
Функциональное техническое диагностирование –
диагностирование, осуществляемое во время функционирования объекта, на
который поступают только рабочие воздействия.
Тестовое техническое диагностирование – диагностирование,
при котором на объект подаются тестовые воздействия.
Тестовые воздействия могут подаваться как в момент функционирования,
так и во время нерабочего состояния объекта.

5.

Алгоритм технического диагностирования – совокупность предписаний
о проведении диагностирования. Алгоритмом технического диагностирования
устанавливается состав и порядок проведения так называемых элементарных
проверок объекта диагностирования и правила анализа результатов этих
проверок.
Элементарная проверка определяется рабочим или тестовым воздействием
на объект, а также составом признаков (параметров), образующих ответ объекта
на соответствующее воздействие.
Алгоритм распознавания в технической диагностике основывается на
диагностических моделях.
Диагностическая модель устанавливает связь между состояниями
технической системы и их отображениями в пространстве диагностических
сигналов.
Основная цель технической диагностики состоит в распознавании состояния
объекта – то есть отнесение состояния объекта к одному из возможных
классов (работоспособное, неработоспособное) на основе полученной
диагностической информации.
В процессе эксплуатации получение информации о техническом состоянии
объекта бывает крайне затруднено, поэтому основной задачей технической
диагностики является распознавание вида технического состояния
объекта в условиях ограниченной информации.

6.

Структура технической диагностики
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА
Теория распознавания
Алгоритмы
распознавания
Правила
решения
Теория контролепригодности
Диагности
ческие
модели
Диагностиче
ская
информация
Контроль
состояния
Поиск
неисправ
ностей

7.

Области диагнозов в пространстве признаков
х1, х2 – диагностические признаки; D1, D2 – области диагнозов; о-с – разделяющая
а)
б)
функция.
x2
x2
x2
в)
c
c
D1
D1
D1
D2
D2
D2
o
x1
x1
o
x1
xД
Существуют два основных решения задачи распознавания:
вероятностное и детерминистское.
В том случае, когда области диагнозов пересекаются используют
вероятностное решение
Если области диагнозов не пересекаются, то есть диагностический признак
либо встречается при данном диагнозе, либо отсутствует используют
наиболее простое детерминистское решение.
В общем случае можно использовать несколько диагностических признаков,
характеризующих техническое состояние объекта

8.

Пример детерминистского решения проблемы обнаружения юза колес
2а
2
4а
1
4б
4
3
5
6
1 – рельс; 2 – колесо; 3 – намагничивающее устройство; 4 – магнитная метка;
4а – на вращающемся колесе; 4б – на заклиненном колесе;
5 – преобразователь магнитного поля; 6 – регистратор юза колес.

9.

Более общим является вероятностный подход к решению
задачи распознавания, так как в большинстве случаев
диагностический признак зависит от различных факторов
и не может однозначно характеризовать техническое
состояние объекта.
Примером могут служить аппаратура обнаружения
дефектов буксовых подшипников по диагностическому
признаку - перегреву корпуса буксы
и аппаратура контроля неровностей
на поверхности катания колес в движущемся поезде по
диагностическому признаку - виброускорению рельса.

10.

Зона
сканирования
Напольная
камера
КТСМ – 01

11.

КТСМ – 01
букса кассетного типа
Температура перегрева корпуса буксы зависит не
только от технического состояния подшипника но и от
скорости и времени движения поезда, от нагрузки на
ось, от солнечной радиации и других факторов
В этих случаях необходимы статистические методы
распознавания.

12.

КТСМ – 02

13.

Θ=f(T,V,P,B,R,L,F)
0.50
Вероятность значений уровней ТС
0.45
0.40
0.35
Распределение уровней ТС от исправных
букс
0.30
0.25
Распределение уровней ТС от неисправных
букс
0.20
0.15
0.10
0.05
t1
0.00
0,04,9
t2
5,0- 10,0- 15,0- 20- 25,0- 30,0- 35,0- 40,0- 45,0- 50,0- 55,0- 60,0- 65,0- 70,0- 80,09,9 14,9 19,9 24,9 29,9 34,9 39,9 44,9 49,9 54,9 59,9 64,9 69,9 74,9 84,9
Диапазон значений уровней ТС от букс
Распределение вероятностей уровней
тепловых сигналов (ТС) от исправных и
неисправных букс грузовых вагонов
13