1.Краткие теоретические сведения

1.1.Понятие о технической диагностике

Современные технические объекты включают в себя большое число компонентов, объединенных между собой сложной системой функ­циональной связи и информационного обмена, причем отдельные ком­поненты могут быть сами по себе достаточно сложными динамическими системами (Пример: автомобиль, двигатель, трансмиссия и т.п.). Вместе с тем отказ одного из компонентов может при­вести к отказу всего объекта и, как следствие, – к невыполнению возло­женной на него задачи.

Причинами отказов отдельных компонентов объекта являются, как правило, различного рода дефекты.

В государственном стандарте «Качество продукции. Термины» (ГОСТ 15467–79) дефект опреде­ляется как любое несоответствие того или иного изделия требованиям, установленным нормативно-технической документацией. При этом дефект интерпретируется как некоторый изъян (недостаток) изделия, являющийся результатом одной из причин:

• ошибок при его конструкторской раз­работке и изготовлении,

• использования исходных материалов и комплектующих элементов, не обладающих достаточно высоким качеством,

• отклонения технологического процесса изготовления от заданного,

• несоблюдения установленных правил эксплуатации и применения,

• различного рода повреждений из-за воздействия непредусмотренных дестабилизирующих факторов (температурных, ударных, акустических, климатических и т. п.).

При разработке и изготовлении конкретного объекта ему при­дается ряд свойств, которые в совокупности определяют качество объекта. К каждому из этих свойств предъявляются определенные тре­бования, вытекающие из условий целевого применения объекта. Не­соответствие хотя бы одного из этих свойств установленным требова­ниям свидетельствует о наличии в объекте дефекта. В дальнейшем при работе объекта тоже необходимо осуществлять такого рода проверки с тем, чтобы своевременно выявить дефект в случае его возникновения и принять необходимые меры к его устранению или, по крайней мере, уменьшению его вредных последствий.

Обнаружение дефекта есть уста­новление факта его наличия в объекте.

Поиск дефекта заключается в указании с определен­ной точностью его местоположения в объекте.

Отрасль научно-технических знаний, сущность ко­торой составляют теория, методы и средства обнаружения и поиска дефектов объектов технической природы и есть техническая диагностика

Совокупность подверженных изменению свойств объекта, характеризующую степень его функциональной пригодности в заданных условиях целевого применения, называют техническим состоянием объекта.

С того момента, как появляется необходимость определения технического состояния технический объект выступает в роли объекта диагностирования.

Объект диагностирования – изделие и его составные части или за­готовка, техническое состояние которых подлежит определению (ГОСТ 20911-75).

Определить техническое состояние объекта – это значит выяснить, обладает ли он набором требуемых свойств, обеспечивающих пригодность его к применению и правильность выполнения им своих функций, и если не обладает, – то по причине каких дефектов.

Все возможные технические состояния объекта делятся на виды.

Вид технического состояния – это такая его категория, которая характеризуется соответствием (или несоответствием) качества объекта определенным требованиям (ГОСТ 20911–75 «Техническая диагностика. Термины и определения»).

Следует различать понятия «техническое состояние» и «вид технического состояния».

Признаками технического со­стояния объекта могут быть качественные и (или) количественные характерис­тики его свойств. Фактические значения количественных и проявления качественных харак­теристик определяют техническое состояние объекта.

Различают следующие виды технического состо­яния:

• исправность и неисправность;

• ра­ботоспособность и неработоспособность;

• правильное функционирование и непра­вильное функционирование.

В государственном стандарте «Надежность в технике. Термины и определения» (ГОСТ 27.002-83) исправностью объекта называют такое его состояние, при котором он полностью удовлетворяет всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией. Говорят, что объект находится в исправном техническом состоянии.

Для условий эксплуатации практичес­ки важным является понятие работоспо­собного технического состояния объекта.

Работоспособностью объекта называют способность его выполнять заданные функции, сохраняя заданные параметры в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта, называют его отказом.

Как видим, понятия «исправность» и «повреждение» являются более широкими, чем понятия «работоспособность» и «отказ» соот­ветственно. Работоспособный объект в отличие от исправного должен удовлетворять лишь тем требованиям, которые обеспечивают его нор­мальное функционирование. Другие же требования (например, к внеш­нему виду, качеству защитных покрытий, целостности вспомогательных приспособлений и т.д.) могут не выполняться. Очевидно, что исправ­ный объект всегда работоспособен, но работоспособный объект не всегда является исправным. Следует заметить, что многие из дефектов хотя и не нарушают работоспособности объекта в рассматриваемый момент времени, тем не менее, снижают его безотказность, а потому подлежат устранению по мере их выявления.

При одном и том же объективно существующем техническом состоянии объект может быть, например, работоспособным для од­них условий применения и неработоспособным для других.

Наконец, для этапа применения по назначению существенным является по­нятие технического состояния правиль­ного функционирования объекта.

Определение вида технического состояния объекта называется контролем его технического состояния. Задача выявления дефектов (поиска дефектов) относится к зада­чам технического диагностирования, которое в соответствии с государствен­ным стандартом (ГОСТ 20911–75) считается составной частью процесса контроля технического состояния объекта. Поиск дефекта – это опре­деление его места с заданной глубиной. Глубина поиска задается указа­нием составных частей объекта, с точностью до которых должно опре­деляться место дефекта.

Результатом диагностирования является тех­нический диагноз – заключение о техническом состоянии объекта с указа­нием, при необходимости, места, вида и причины дефекта (дефектов). Таким образом, задачами диаг­ностирования являются задачи проверки исправности, работоспособности и пра­вильности функционирования объекта, а также задачи поиска дефектов, нару­шающих исправность, работоспособность или правильность функционирования. Предмет и цели технической диагностики показаны на рис.1.

Задачами диаг­ностирования являются задачи проверки исправности, работоспособности и пра­вильности функционирования объекта, а также задачи поиска дефектов, нару­шающих исправность, работоспособность или правильность функционирования (рис.1).

Диагностирование технического сос­тояния любого объекта осуществляется теми или иными средствами диагности­рования. Средства могут быть аппаратур­ными или программными; в качестве средств диагностирования может также выступать человек-оператор, контролер, наладчик (рис.2).

Совокупность средств и объекта диагно­стирования и, при необходимости, испол­нителей, подготовленная к диагностирова­нию или осуществляющая его по прави­лам, установленным соответствующей документацией называют системой технического диагностирова­ния (системой диагностирования) – ГОСТ 20911-75. Там же указано, что термин «диагностическая система» является недопустимым.

Различают системы тестового и функционального диагностирования. В системах тестового диагностирования на объект подаются специально организуе­мые тестовые воздействия.

В системах функционального диагностирования, ко­торые работают в процессе применения объекта по назначению, подача тестовых воздействий, как правило, исключается; на объект поступают только рабочие воздействия, предусмотренные его алго­ритмом функционирования.

В системах обоих видов средства диагностирования воспринимают и анализируют ответы объекта на входные (тестовые или ра­бочие) воздействия и выдают результат диагностирования, т. е. ставят диагноз: объект исправен или неисправен, рабо­тоспособен или неработоспособен, функ­ционирует правильно или неправильно, имеет такой-то дефект или в объекте повреждена такая-то его составная часть и т. п.

Системы тестового диагностиро­вания необходимы для проверки исправ­ности и работоспособности, а также поиска дефектов, нарушающих исправ­ность или работоспособность объекта.

Эффективность процессов диагности­рования определяется не только качест­вом алгоритмов диагностирования, но и качеством средств диагностирования. Последние могут быть аппаратурными или програм­мными, внешними или встроенными, ручными, автоматизированными или ав­томатическими, специализированными или универсальными (рис.3).