Файл: Постников В.И. Исследование и контроль износа машин методом поверхностной активации.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.06.2024

Просмотров: 96

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

сохраняются и для случая, когда имеет

место дрейф

коэффи­

циента

усиления усилительного тракта,

т. е. можно

считать,

что при

наличии временного результирующего дрейфа

пика

полного

поглощения относительно условно постоянных

поро­

гов дискриминации дифференциальный режим окажется более стабильным.

§ 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

ВЫБОР ДАТЧИКОВ И РЕЖИМОВ

ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

 

 

 

 

 

В процессе испытаний

исследовали

следующие

датчики:

1) датчик на базе блока

счетчиков типа ВС-4; 2)

сцинтилля-

ционные

датчики на базе

кристалла

размером

40X40

мм и

ФЭУ-13;

3) сцинтилляционные датчики

на базе

кристалла

раз­

мером 63X63 мм и ФЭУ-56 с предусилителем типа УСД и с предусилителем по схеме Уайта; 4) сцинтилляционный датчик типа УСС-1 и другие.

Поскольку для блока газоразрядных счетчиков режим пи­ тания и измерения определен однозначно, сравнительные испы­ тания датчиков на различных режимах проводили только для сцинтилляционных датчиков. Рабочее напряжение датчиков вы­ бирали из условия обеспечения максимального отношения сиг­ нал/шум. Для этого режима питания оценивали следующие режимы дискриминации: 1) дифференциальный; 2) интеграль­ ный; 3) без дискриминатора.

В качестве источника у-излучения был принят эталон радио­ активного изотопа Мп5 4 . Аппаратурный спектр этого у-излучения характеризуется хорошо выраженным пиком, соответствующим Еу =0,842 Мэв с выходом на распад 100%. При измерениях в интегральном режиме порог дискриминации соответствовал се­ редине провала левее пика 0,842 Мэв. При измерении в диф­ ференциальном режиме верхний порог располагался сим­

метрично нижнему порогу

относительно максимума

пика

0,842 Мэв, так что указанный

максимум приходился на

середи­

ну окна шириной 10 каналов.

 

 

При сравнительных испытаниях приняли меры по обеспече­ нию сопоставимости результатов: постоянство источника излу­ чения, элементов структурной схемы, температурных, климати­ ческих, геометрических и других факторов. Для обеспечения статистической сопоставимости результатов скорость счета оп­ ределяли по формуле

N = njt,

где п — набор импульсов; t — время набора

импульсов.

 

Величину набора

импульсов определяли,

исходя

из допу-

. 100

, п ,

 

 

 

щения, что о ^

/ л

• = 1 %, откуда нашли

постоянное

значение

экспозиции замера, равное 104 имп. Определив

время набора t,

7* 99


можно рассчитать скорость счета. Для определения необходи­ мого числа замеров скорости счета примем допустимую по­ грешность определения средней скорости счета, выраженную

вдолях среднеквадратического отклонения, равной

Е= AN/8 = 0,5.

Тогда необходимое число измерений для получения задан­ ной случайной погрешности с надежностью 0,95 согласно рабо­ там [27, 28] составит 18. Для удобства вспомогательных вычис­

лений приняли fii=20 . Для выборки

(блока) в 20

замеров рас­

считывали следующие параметры:

 

 

 

 

1) среднее значение скорости счета N

 

 

2) несмещенную оценку

среднеквадратического

отклонения

5 ' = *-У тЬтЪ*-

 

/V)2

 

 

г

 

 

 

 

£„, = 1,0134 для

х

=

20;

 

km — 1.0

для

nL

=

200;

 

3) среднеквадратическую погрешность среднего арифметиче­ ского значения скорости счета для блока замеров

а_ = - ^ - ;

NУй

4)коэффициент вариации для замеров в блоке

U7 = _^_ .100%.

N

Для оценки несмещенного значения генерального среднего делали выборку, включающую m блоков по п замеров в каж­

дом блоке. Задаваясь погрешностью Е =

= 0,2 с надежно-

о

стью 0,99, определим необходимое количество замеров общей совокупности измерений, которое составит 170 замеров. Для удобства вспомогательных вычислений приняли выборку в объе­ ме 10 блоков по 20 замеров (всего 200 замеров). Для выборки рассчитывали:

1) несмещенную оценку генерального среднего значения

1 run

ппг ^

2) несмещенную оценку среднеквадратического отклонения средних блочных значений

100



 

 

 

 

 

 

-

 

 

i/"?"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

°гш =

у

т-

 

 

 

 

 

 

 

3) коэффициент вариации средних блочных значений.

 

Рассмотрим

некоторые результаты

сравнительных

испыта­

ний датчиков у-излучения и режимов их использования.

 

 

При испытаниях использовали установку, включающую ис­

пытываемый

 

датчик,

 

дифференциальный

дискриминатор

ААДО-1

(«Орбита»),

пере­

 

 

 

 

 

 

 

 

счетный прибор ПСТ-100,

 

 

 

 

 

 

 

 

высоковольтный

стабилизи­

 

 

 

 

 

 

 

 

рованный

 

выпрямитель

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСВ-2. Для каждой выбор­

 

 

 

 

 

 

 

 

ки

строили

кумуляту

 

рас­

 

 

 

 

 

 

 

 

пределения,

которую

затем

 

 

 

 

 

 

 

 

дифференцировали

для

по­

 

 

 

 

 

 

 

 

лучения

сглаженной

кривой

 

 

 

 

 

 

 

 

распределения.

Полученные

 

 

 

 

 

 

 

 

кривые распределения

стро­

 

 

 

 

 

 

 

 

или

для

смещенных

значе­

 

 

 

 

 

 

 

 

ний

скорости счета,

причем

 

 

 

 

 

 

 

 

величину смещения

выбира­

 

 

 

 

 

 

 

 

ли

 

равной

 

несмещенной

 

 

 

 

 

 

 

 

оценке

генерального

сред­

 

 

 

 

 

 

 

 

него

выборки

из

т/г

заме­

 

 

 

 

 

 

 

 

ров. Это позволило

сравнить

 

 

 

 

 

 

 

 

полученные

из

опыта

 

рас­

 

 

 

 

 

 

 

 

пределения,

совместив

их

 

 

 

 

 

 

 

 

графически

по

«ложному

 

 

 

 

 

 

 

 

нулю». По оси абсцисс от­

 

 

 

 

 

 

 

 

кладывали

отклонение

 

ско­

 

 

 

 

 

 

 

 

рости

счета

от

несмещенной

 

 

 

 

 

 

 

 

оценки

генерального

сред­

-4 -3 -2

-1

0-1

2 3 4 S в

него,

выраженное

в

процен­

Отклонение

величины контролируемого размЩ

тах. Поскольку

при измере­

 

 

 

%

 

 

 

 

нии

 

износа

критерием

яв­

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 26. Сравнение

стабильности

показа­

ляется

относительная

 

ско­

 

ний при измерении скорости счета раз­

рость

счета,

можно считать,

личными

комплектами

приборов:

что по оси абсцисс

отложено

1 — датчик

на базе

блока газоразрядных счет'

абсолютное

значение

откло­

чиков в комплекте

с

радиометром

ПП-8: 2 —

сцннтнлляцноннын

датчик

INal(TI)]

63X63,

нений

относительной

скоро­

ФЭУ-56, в дифференциальном

режиме;

3 — ра­

сти

счета.

 

 

 

 

 

 

диометр

ПП-S

с блоком УСС-1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для контроля правильности построения на графики нано­ сили также узловые точки полигона распределения.

На рис. 26 представлены распределения значений скорости счета для датчика на базе блока газоразрядных счетчиков, сцинтилляционного датчика с кристаллом 63x63 мм в диф-

101


ференциальном режиме и сцинтилляционным датчиком

типа

УСС-1, работающим в комплекте серийного радиометра

ПП-8

(без дискриминатора). Как видно из сравнения

распределе­

ний, наименьшей стабильностью характеризуется

датчик

типа

УСС-1 в комплекте с радиометром ПП-8. Наилучшей стабиль­ ностью обладает блок газоразрядных счетчиков, которому не­ значительно уступает сцинтилляционный датчик в дифферен­ циальном режиме. Из сравнения следует, что при использова­ нии сцинтилляционных датчиков (в частности, комплекта ра­ диометра ПП-8) без дискриминатора получаются наихудшие результаты. Измерения следует вести сцинтилляционным дат­ чиком с дискриминатором или радиометром ПП-8 в сочетании с блоком газоразрядных счетчиков. Причем при эпизодических исследованиях в цеховых условиях, если погрешностями от влияния фактора времени можно пренебречь, предпочтительнее

последний вариант. При регулярных

исследованиях

износа

и повышенных требованиях к

точности

предпочтение

следует

отдать комплекту аппаратуры

со сцинтилляционным датчиком

и с дифференциальным дискриминатором. Для количественной оценки стабильности сравниваемых вариантов использовали средние значения коэффициента вариации средних блочных ско­ ростей счета.

Для сравнительной оценки вариантов рассчитанные средние

значения W приведены в табл.

13. Из табл. 13 следует,

что

 

 

 

Т а б л и ц а

13

 

Среднее значение коэффициента

вариации

 

 

 

Интегральный

Дифферен­

Интеграль­

Режим без

Датчик

циальный

ный порог

порог 37 в

режим (окно

30 в (на

дискримина­

 

(в провале)

3 7 ± Ю в)

плато)

ции

 

УСД, кристалл

 

 

40X40 мм

1,33

 

63X63 мм

1,012

0,916

1,72

 

УСС-1, кристалл

1,09

 

40x40 мм

 

63X63 мм

 

Блок счетчиков

 

 

0,96

наиболее точные измерения можно выполнять, работая в диф­ ференциальном режиме. При измерении износа вполне прием­ лем также и датчик на основе блока счетчиков. Применение этого датчика ограничивается в случае измерения износа по у-излучению многокомпонентной изотопной смеси в связи с по­ грешностями, обусловленными фактором времени.

102