РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ПОБУДОВИ СИСТЕМИ СТАТИСТИЧНОЇ ДІАГНОСТИКИ
Метою даного розділу є створення теоретичних основ для розробки системи статистичної діагностики виробів з композиційних матеріалів по ІУВ. Розглядається модель процесу ударної взаємодії у вигляді лінійного випадкового процесу.
2.1 Методологічні аспекти неруйнівного контролю
3 одного погляду, НК (як один із основних елементів контрольно-діагностичного процесу) є інформаційним процесом, оскільки він зв'язаний з отриманням інформації про наявність і параметри аномальних (дефектних) областей у контрольованому виробі. З іншого погляду - це фізичний процес, при якому фізичне поле тієї чи іншої природи взаємодіє з об'єктом контролю, забезпечуючи отримання необхідної інформації про його властивості. З цих позицій розглянемо методологічні аспекти НК [45].
Інформаційна модель системи неруйнівного контролю містить такі основні елементи (рис. 2.1):
1. Джерело інформації - досліджувана зона ОНК, в якій необхідно встановити наявність чи відсутність дефектів.
2. Джерело носія інформації - випромінювання певної фізичної природи, що може поширюватися в матеріалі ОНК і взаємодіяти з наявними у ньому дефектами.
3. Просторово-часовий сигнал - носій інформації про властивості досліджуваної зони ОНК, що поширюється за межі цієї зони.
4. Кодування інформації - трансформація сигналу при його поширенні за межі досліджуваної зони матеріалу або в зовнішньому середовищі.
5. Приймач інформації - пристрій, що забезпечує реєстрацію просторово-часового розподілу параметрів фізичного поля; залежно від алгоритмів наступної обробки інформації це може бути один або декілька датчиків, з допомогою якої реалізуються ті чи інші способи сканування.
6. Декодування інформації - відновлення інформативних ознак сигналу, на основі яких проводиться ідентифікація параметрів досліджуваної області ОНК.
7. Одержувач інформації - система діагностування, в яку (залежно від виду зображення інформативних ознак) можуть бути включені людина-оператор, автомат, що приймає рішення про дефектність, а також математичні моделі, обчислювальні алгоритми і технічні засоби, що забезпечують визначення стану ОНК.
8. Еквівалентні завади - сукупність завад від різноманітних джерел: флуктуації параметрів зондуючого поля; завади, обумовлені стохастичним поширенням сигналу в середовищі; структурні завади і паразитні сигнали, спричинені геометрією ОНК; завади від перетворення одних носіїв інформації в інші; шуми електронних схем і наводки; зовнішній фон сторонніх полів і випромінювань тощо.
Зображена модель систем НК має позиційну впорядкованість своїх складових елементів, що дозволяє констатувати її подібність до структури розімкнутих систем передачі інформації [46, 47]. У такій системі для послідовної передачі інформації без втрат повинні забезпечуватись певні умови. Зокрема, необхідною умовою є узгодження інформаційної просторово-часової пропускної здатності Пк системи НК і кожного її елемента з інформаційною просторово-часовою продуктивністю П0 досліджуваної області ОНК як джерела інформації [46]:
Пк>П0. (2.1)
Величина П0 залежить від розмірів і геометрії ОНК, складності і неоднорідності його внутрішньої структури, мінімальних розмірів дефектів, що підлягають виявленню, розкиду значень характеристик матеріалу, мінімальної контрастності дефекту, необхідної продуктивності контролю тощо.
Рис. 2.1 Інформаційна модель системи неруйнівного контролю
Пропускна здатність Пк системи НК, в свою чергу, визначається такими її показниками, як роздільна здатність, продуктивність та чутливість контролю, мінімальна контрастність дефекту, що підлягає виявленню, кількість каналів реєстрації та іншими. Збільшення величини Пк вимагає суттєвого підвищення складності, об'єму і вартості обладнання системи НК.
Специфіка питань інформаційної узгодженості елементів даної моделі на залежить від конкретного призначення системи. Тепер же відзначимо лише один методологічний аспект, який випливає з умови (2.1) і забезпечує певну оптимальність в підходах до розробки і застосування систем НК.
Кількість, вид і якість інформації, що надходить у процесі контролю виробу, залежить від цілей і методів його діагностування. Методологія НК із урахуванням умови (2.1) повинна базуватись на принципі відповідності технічних характеристик системи НК задачам діагностування для кожного конкретного ОНК. При цьому прості задачі контролю не повинні вирішуватись складними й коштовними системами і методиками НК, оскільки вартість контролю при цьому значно зростає, результат діагностики не покращиться, а остаточна вартість виробу виросте настільки, що застосування НК буде просто невигідним. Наприклад, якщо діагностика зводиться до визначення ресурсу виробу і в методику розрахунку закладений лише максимальний розмір дефекту, то застосовувати систему НК, яка визначає дефекти менших розмірів, координати їх розміщення або інші характеристики, вже недоцільно. Це важливий методологічний аспект НК. Оскільки підвищення якості продукції і зменшення затрат на її виготовлення та експлуатацію є вимогами суперечливими, то виконання умови (2.1) дозволяє знайти компромісне рішення.
Розглянемо тепер фізичний бік процесу НК. Фізична постановка задачі містить два етапи і полягає в наступному [48]. На першому етапі необхідно обрати фізичний метод НК, далі - оптимізувати параметри контролю для вибраного фізичного методу. На першому етапі вважаємо, що є об'єкт певної геометрії, з певними фізичними характеристиками. Всередині об'єкта знаходиться аномальна область, що розглядається як дефект. Розміри, місце і фізичні характеристики дефекту відомі. Необхідно визначити, якими зондуючими діями, в які моменти часу і в яких областях впливати на ОНК, а також яким чином реєструвати реакцію об'єкта на зондуючі дії для найбільш ефективного виявлення дефекту. Останнє оцінюємо за максим
- Київ+380960830922