Измерение деформаций

У каждого баллона по паспорту есть предельно допустимые деформации, зависящие от нагрузки.

Сравнение реальных и теоретических смещений точек измерения на поверхности позволяет установить, пригоден баллон для дальнейшей эксплуатации или нет. Можно оснастить установку датчиками перемещения и с их помощью следить за состоянием баллона без демонтажа и транспортировки.

Для измерения перемещений поверхности баллонов мною были использованы резистивные датчики перемещения и промышленный контроллер. Также этот контроллер обрабатывал показания датчика давления. Из-за работы с высоким давлением испытательная зона находилась далеко от рабочего места оператора.

Испытания проводятся посредством нагнетания высокого давления в баллонах. В качестве рабочего вещества используется жидкость из-за её низкой сжимаемости. Такой режим работы не поддерживается обычными промышленными контроллерами. В случае разрыва баллона контроллер может быть разрушен. Поэтому было решено вывести контроллер из испытательной зоны, а все датчики подключить с помощью ethernet-кабеля и patch-панелей.

Такое подключение добавляет паразитное сопротивление в резистивных датчиках. Чтобы его скомпенсировать, была проведена серия экспериментов с эталонными расстояниями в форме пластин для каждого датчика. После этого с помощью аппроксимации полиномом пятой степени в Matlab была установлена зависимость между измеренным значением на датчике и реальным. Компьютерная система диагностики была построена на основе MasterScada.

Далее была разработана система диагностики более габаритных баллонов. Проект руководства по эксплуатации (собран с помощью tex) можно скачать здесь.

Также была разработана экспериментальная программа для связи с контроллером напрямую по COM-порту (протокол Modbus). В ней производился общий расчёт изменения геометрии баллонов. Это важно, т. к. во время нагрузки баллон может перемещаться и изгибаться.