Geum.ru

Очистить форматирование удаляет форматирование выделенного текста и сбрасывает на нормальное

Вид материалаДокументы
3.    Основные разновидности биологических испытаний
Подобный материал:
1   2   3   4   5
3.    Камеры испытаний на воздействие пыли     

Выделяют испытания на динамические и статические воздействия пыли, а также на пыленепроницаемость.

Испытание на динамическое воздействие пыли про­водят с целью проверки устойчивости ЭС к разрушаю­щему (абразивному) воздействию пыли. При испытании (без электрической нагрузки) ЭС обдувают воздухом, содержащим просушенную пылевую смесь.

Испытание на статическое воздействие пыли прово­дят с целью проверки способности изделий сохранять параметры в среде с повышенной концентрацией пыли. Для этого ЭС (при электрической нагрузке) подверга­ют воздействию пыли, находящейся во взвешенном со­стоянии в воздухе камеры. Затем пыли дают осесть при отсутствии циркуляции воздуха в камере. При обоих видах испытания проводят внешний осмотр и измерение контролируемых параметров ЭС до и после испытаний.

Испытание на пыленепроницаемость служит для про­верки возможности проникновения пыли через корпуса и кожухи ЭС внутрь изделий, находящихся в среде с повышенной концентрацией пыли. При испытании в пыль добавляют флуоресцирующий порошок. Чтобы выявить, попала ли пыль внутрь изделий, после испытания их пе­реносят в затемненное помещение, вскрывают и подвер­гают ультрафиолетовому облучению. При проверке устойчивости к абразивному действию пыли изделия считают выдержавшими испытание, если их внешний вид удовлетворяет оговоренным в стандар­тах требованиям; в случае проверки пыленепроницае­мости признаком брака служит проникновение пыли внутрь изделий.

Конструкция камеры пыли, предназначенной для испытания, представлена на рис. 4 8. Испытываемые изделия устанавливают на столе 3 таким образом, чтобы воздействие пыли было наиболее эффективным и соответствовало возможному воздействию пыли при эксплуатации. Максимальное расстояние от изделия до стенок каме­ры и между изделиями должно быть не менее 0,1 м.  Вентилятор 4 прогоняет воздух с пылевой смесью, скорость которого регулирует­ся наклоном шибера 9 заслонки. Стол вращается в горизонтальной плоскости с частотой 9 мин-1, что позволяет проводить опыление изделий равномерно со всех сторон.



Билет 18    

1.    Планы испытаний на надежность 

При контроле готовой продукции необходимо одно­значно определить такие данные, как время испытаний tи,  объем выборки n и приемочное число С — максималь­ное число отказавших изделий за время испытания вы­борки, при котором партия принимается. Совокупность этих данных составляет план контроля, для фор­мирования которого пользуются, как правило, специаль­ными таблицами и графиками. Продолжительность tи определенного испытания на надежность и число n ис­пытываемых изделий связаны соотношением:

n*tи = k*T,  (7.1)

где k — коэффициент, зависящий от вида испытаний; T— среднее время безотказной работы.

Большой объем является одной из характерных особенностей испытаний на надежность. Эта особенность обусловлена статистическим подходом к определению количественных показателей надежности, значения которые с ростом надежности растут, а следовательно, увеличивается объем испытаний на надежность с целью подтверждения заданного или определения неизвестного показателя. При планировании определительных испы­таний на надежность принципиально невозможно однозначно указать объем испытаний, так как точность оценок показателей надежности при заданной достоверности зависит от объема полученной при ис­пытаниях информации, т.е. от числа отказов. Следовательно, зна­чение Vи может быть определено лишь ориентировочно исходя из априорного уровня надежности ЭС. Ошибки планирования приводят к завышению или занижению требуемого объема испытаний, что выявляется при обработке их результатов.

Время проведения контрольного испытания ЭС на на­дежность обычно регламентировано  гарантированным временем безотказной работы или выбирается произволь­но при известном законе распределения наработки на отказ испытываемых изделий. При планировании конт­рольных испытаний учитывают интересы либо постав­щика и заказчика — планирование по приемочному и бра­ковочному уровням, либо только заказчика— планирова­ние по браковочному уровню. В первом случае контроль осуществляют по двум заданным значениям P1 и Р2 вероятности безотказной работы и соответствующим им рискам альфа и бета поставщика и заказчика. Планирование по браковочному (гарантированному) значению Р2 вероят­ности безотказной работы, т. е. минимальному значению вероятности Р2 безотказной работы, применяют внутри предприятий-поставщиков для подтверждения соответ­ствия производственной надежности изделий требовани­ям заказчика. В этом случае учитывают только интере­сы заказчика, которому с доверительной вероятностью Р*=1—бета гарантируется, что в принятой партии надеж­ность изделий не хуже браковочного уровня Р2.

План контроля должен позволять быстро оценивать с определенным риском заказчика или поставщика и за­казчика надежность принимаемой партии. Время испы­таний не должно быть слишком длительным, а стремле­ние достигнуть минимальных значений альфа или бета

 не долж­но приводить к чрезмерному увеличению объема выборки.

В настоящее время применяют различные методы контрольных испытаний на надежность. При выборе то­го или иного метода испытаний следует учитывать закон распределения контролируемого показателя надежности (вероятности безотказной работы, наработки на отказ, интенсивности отказов), ограничивающий фактор или критерий прекращения испытаний, порядок замены или восстановления отказавшего изделия

2.    Термовакуумные испытания 

Эксплуатация ЭС в условиях космоса оказывает су­щественное влияние на тепловой режим работы изделий.

Термовакуумные испытания проводят для исследова­ния работоспособности ЭС в зависимости от их теплово­го режима в условиях космоса. Для обеспечения тепло­вого режима ЭС в лабораторных условиях, аналогичных условиям их эксплуатации в космосе, достаточно воспро­извести основные факторы космического пространства: глубокий вакуум; солнечное излучение; излучения пла­нет солнечной системы, влияющие на условия эксплуа­тации ЭС (например, Земли, если ЭС эксплуатируются на околоземной орбите); «холод» и «черноту» пространст­ва за пределами телесных углов, занимаемых Солнцем и рассматриваемой планетой. Цикл отработки теплово­го режима ЭС включает; проверку работоспособности ЭС и их составных частей в условиях реальных нестацио­нарных градиентов температуры; исследование поля тем­ператур в отсеках космического  аппарата   (КА),  где

размещены ЭС, и взаимного влияния температурных по­лей различных тепловыделяющих устройств КА на рабо­тоспособность ЭС; выбор оптимального размещения ЭС и тепловыделяющих устройств КА; определение факти­ческих температурных пределов работоспособности ЭС; проверку эффективности работы системы терморегулиро­вания в условиях, максимально приближающихся к ре­альным; исследование работы системы терморегулирова­ния в аварийных ситуациях; определение ресурса ЭС и их составных частей; исследование деформаций конст­рукций ЭС, вызванных температурными воздействиями.

Моделирование теплового режима ЭС производят в вакуумной камере, в которой устанавливают имитаторы лучистых потоков Солнца, планеты и орбиты КА. Для испытания выбирают КА, аналогичный предназначенно­му для полета в космос. На нем устанавливают датчи­ки температуры в точках, наиболее полно характеризу­ющих его тепловое поле, и датчики других величин (дав­ления, расхода теплоносителя и др.).

Качество имитатора солнечного излучения характе­ризуется плотностью потока лучистой энергии и углом расхождения лучей в рабочей зоне, соответствием спект­ра лучистого потока спектру естественного излучения Солнца и поляризацией лучей. Для весьма совершенного имитатора не должны быть превышены следующие зна­чения: неоднородность плотности потока лучистой энер­гии но всем объеме рабочей зоны ±5%, расхождение лучей ±2°, среднее квадратическое отклонение спект­ральных плотностей энергии излучения имитатора от со­ответствующих спектральных плотностей солнечного из­лучения ±5% в диапазоне длин волн 0,2 ..3 мкм, сте­пень поляризации 3...5 %.

  3.    Основные разновидности биологических испытаний       

Испытание на биологические воздействия проводят для проверки способности изделий сохранять свои па­раметры в пределах, установленных НТД, при воздейст­вии и после него биологических факторов (биофакто­ров). В настоящее время ГОСТами регламентируется учет следующих биофакторов: плесневых грибов, насе­комых, грызунов и почвенных микроорганизмов. Наи­большие разрушения ЭС наблюдаются при воздействии грибковой плесени. Поэтому испытание на грибоустойчивость — самый распространенный вид испытания на биологические воздействия.

 

Испытание на грибоустойчивость проводят с целью определения способности материалов и покрытий, при­меняемых при изготовлении ЭС, противостоять грибко­вой плесени в среде, зараженной плесневыми грибами. Это испытание осуществляют на образцах, которые не подвергались каким-либо другим воздействиям. В каче­стве образцов допускается использовать изделия, за­бракованные по электрическим параметрам. Число об­разцов устанавливают в соответствии с НТД или ПИ. Для испытания выбирают широко распространенные ви­ды плесневых грибов, которые быстро растут, обладают высокой стойкостью к фунгицидам (противогрибковым препаратам) и способны наносить наибольший вред ЭС. Виды грибов, применяемых при испытании, установлены ГОСТ 9.048—75.

Для испытания на грибоустойчивость используют следующее оборудование: камеры грибообразования (например, типа КВТ/Г) или термостаты (например, ти­па ТС-80), обеспечивающие температуру нагрева 29+/-2 градуса цельсия и относительную влажность в рабочем объеме более 90%; эксикаторы; сушильные шкафы; ав­токлавы, биологические микроскопы; пульверизаторы; чашки Петри; пробирки и т.д.

Различают два метода испытаний на грибоустойчи­вость. При первом методе образцы ЭС, отобранные для испытания, тщательно очищают от загрязнений этило­вым спиртом, при втором — выборку из четного числа образцов делят на две равные части. Для выявления причин поражения изделий грибами подвергают очистке от загрязнений этиловым спиртом только первую группу образцов. Таким образом, при использовании первого метода устанавливается, содержат ли ЭС источники пи­тания для развития и роста грибов; при втором методе, кроме того, устанавливается наличие фунгицидных свойств у изделий и влияние внешних загрязнений на грибоустойчивость ЭС, т.е. он является более информа­тивным.

 

Испытание на устойчивость материалов к воздейст­вию термитов. В лабораторных условиях испытание осу­ществляют в термостатах при температуре 26+/- 0,5градуса С и влажности воздуха, близкой 100 %.

Испытание проводят следующим образом. На образец материа­ла, имеющий форму пластины размером 40X80 мм, накладывают по­лоску фильтровальной бумаги так, чтобы она закрывала половину поверхности образца. Смачиваемая бумага является источником питания и влаги. Затем на каждый образец устанавливают по два стеклянных садка и прижимают их  к образцу пружинами или рези­новыми кольцами. В каждый садок помещают по 50 термитов. Для наблюдения за жизнеспособностью термитов готовят контрольные садки. Садки с образцами и контрольные садки вводят в термоста­ты. Три раза в неделю визуально учитывают степень повреждения термитами образцов (отверстия, царапины, разрыхление и т.д.) и заменяют погибших термитов равным числом жизнеспособных. Продолжительность испытания составляет 30 сут.

 

Испытание изделий и материалов на устойчивость к воздействию грызунов. Для проведения испытания используют взрослых особей грызунов, которых заранее дрессируют, чтобы приучить доставать пищу, преодолевая преграду — картон толщиной 2...3 мм. Клетки для проведения испытания изготовляют из каркаса и сетчатых ме­таллических стенок с размером ячейки не более 5...8 мм. В середине клетки имеется перегородка с отверстиями 70X70 мм, которое закры­вают преградой—испытываемыми образцами. Продолжительность испытания 24 ч. По окончании испытания образцы осматривают, от­мечают характер и размеры повреждений. Образцы считают выдер­жавшими испытание, если они не повреждены (0 баллов) или на их поверхности имеются следы зубов грызунов в виде неглубоких ца­рапин (1 балл).

Билет 19   

 1.  Общие принципы обработки результатов испытаний и принятия решений по ним  

Для последующего анализа и подготовки заключения по результатам испытаний ЭС проводят статистическую обработку измеренных значений параметров — критери­ев годности. Достоверность полученных результатов опре­деляется погрешностью измерения каждого параметра, объемом исходных статистических данных и качеством их обработки. Для математической обработки наблюдений применяют методы теории вероятности и математической статистики. Существует специфика в обработке данных, полученных при выборочном и сплошном (100%-ном) контроле параметров ЭС.

Выборочный метод является основным, но не единст­венным при контроле готовой продукции. В условиях опытного и серийного производства ЭС подвергают и сплошному контролю. На первый взгляд может показаться, что проблема риска поставщика и риска заказ­чика, связанная с выборочным методом контроля, при 100 %-ном контроле готовой продукции отсутствует. Од­нако это не так. Риск и поставщика и заказчика остается и при 100 % контроле, хотя оба имеют иной смысл, чем при выборочном контроле, поскольку обусловлены существенными погрешностями намерений контролируе­мых параметров.



На рис. 8.1 показана плотность распределения веро­ятностей параметра Х изделий до и после их разбраковки при пренебрежимо малых погрешностях измерений. Процесс контроля и измерения в этом случае сводится к разделению площади, ограниченной исходной (в дан­ном случае гауссовская) плотностью распределения ве­роятностей ф(Х) параметра X и осью абсцисс, на три области. При этом в область 2 входят изделия, значения параметра которых находятся в пределах заданного по­ля допуска ±е: в области 1 и 3 — изделия со значения­ми параметра, выходящими да левую и правую границы поля допуска соответственно.

Иначе проводят контроль при наличии существенной погрешности измерении ПКГ. В этом случае, хотя изде­лия при разбраковке также разбивают на области 1-3, распределение значений параметра в каждой из них, установленное по результатам измерений, не будет сов­падать с распределением истинных значении этого пара­метра. Если отклонение значений параметра от границ ноля допуска (±в) превышает ошибку У измерения, мож­но считать, что отбраковка выполнена правильно. Если же это отклонение меньше ошибки измерения, отбраков­ка выполнена неверно, т. е. изделие является фактически годным. При существенных погрешностях измерении оп­ределенная часть годных изделий попадает в забракован­ные (риск поставщика), тогда как часть негодных изде­лий принимается (риск заказчика).

На рис. 8 2 представлена плотность распределения ве­роятностей ПКГ после разбраковки при наличии сущест­венных погрешностей измерений

 






На рис.8.3 построены зависимости рисков поставщика и заказчика (Qфг/Qотб) от производственного допуска Е при за­данном гарантированном допуске Ег и различной точно­сти измерении ПКГ изделий.

Под гарантированным полем допуска +/- Ег понимают допуск, превышение которого не гаранти­рует работоспособности изделия в период его эксплуата­ции. Под производст­венным полем допуска +/-Еп понимают допуск, которым руководствуется поставщик в процессе произ­водства изделий. Очевидно, что Еп<=Eг/

С помощью графиков, представленных на рис. 8.3, можно решить ряд практических задач, например:

- при заданном гарантированном допуске на ПКГ из­делия и с учетом конкретного значения точности измери­тельных средств определить риски поставщика и заказ­чика;

- при запланированном риске поставщика или заказчи­ка и заданном гарантированном допуске определить точ­ность измерительных средств и необходимый производ­ственный допуск;

- при запланированных рисках поставщика и заказчи­ка и заданных гарантированном и производственном до­пусках определить необходимую точность измерительных средств.

2.  Испытания на воздействие радиации  

Радиационное испытание ЭС. Испытание проводят с целью проверки работоспо­собности и сохранения внеш­него вида ЭС в соответст­вии с НТД (требования ТЗ и ТУ) во время и после воз­действия радиации. Испы­тание проводят в электри­ческих режимах, оговорен­ных в стандартах и програм­мах испытаний, по специ­ально разработанной мето­дике, которая составляется на каждый вид радиоактив­ного излучения. При выборе контролируемых парамет­ров необходимо исходить из требования получения максимального объема информа­ции и из технологических возможностей методов изме­рения параметров ЭС в условиях облучения.

Испытательный комплекс, схема одного из возмож­ных вариантов которого приведена на рис. 6.17, дол­жен обеспечивать одновременное испытание выбранного числа образцов, дистанционное измерение и регистра­цию контролируемых параметров. Состав блоков комп­лекса и их функции определяются видом испытаний, ти­пом моделирующего источника радиоактивного излуче­ния и характеристиками контролируемого параметра.

 



Рис. 6 17. Структурная схема

испытательного комплекса-

1 — испытываемые изделия; 1а — дозиметры и датчики температуры; 2 — блок датчиков; 3 — блок ком­мутации и согласования; 4 — реги­стрирующая аппаратура; 5 — ко­мандный блок, 6 — вспомогатель­ная аппаратура; 7 —блок измере­ний, 8 — блок питания

// Блок датчиков содержит датчик формы импульса гамма-излу­чения и датчик импульса запуска регистрирующей аппаратуры (электронных осциллографов). Этот блок необходим только при импульсных источниках излучения. В качестве датчика формы им­пульса служит фотоэлектронный умножитель с фотолюминесцентным кристаллом. Датчик импульса запуска электронных осциллографов вместе с блоком согласования обеспечивают запуск разверток с опе­режением сигнала реакции ЭС на излучение, что необходимо для качественной записи импульса реакции и его фронта. Опережение определяется временем срабатывания схемы развертки осциллографа и длительностью фронта импульса воздействующего излучения

Блок коммутации и согласования обеспечивает переключение каналов регистрации параметров ЭС на одно регистрирующее уст­ройство при проведении испытания на статическом ядерном реакторе и временное согласование сигналов от испытываемых изделий и сиг­налов на запуск регистрирующей аппаратуры при испытании на им­пульсной моделирующей установке. Командный блок предназначен для программного автоматического или ручного управления работой аппаратуры и1мерительного комплекса. Вспомогательная аппаратура служит для градуировки осциллографов и проверки измерительных трактов.

Измерение температуры окружающей среды или корпусов изде­лий следует проводить в случае ожидаемого нарушения температур­ного режима изделий за счет радиационного разогрева или повышен­ной температуры в доне облучения Датчики и блок измерении тем­пературы обеспечивают одновременное измерение и регистрацию ее в заданном диапазоне. Они должны быть нечувствительны или мало чувствительны к воздействию проникающих излучений Обычно для этих целей используют термопары.

3.  Испытания на повышенное гидравлическое давление

Цель испытания на воздействие повышенного гидро­статического давления — определение работоспособно­сти ЭС в условиях нахождения их под водой. Это испы­тание часто проводят в сочетании с испытанием на гер­метичность с целью проверки способности корпусов ЭС или их отдельных блоков и частей не допускать проник­новения воздуха или воды в изделия. Оба вида испыта­ния осуществляют, погружая изделия и резервуар с во­дой.

Испытание на воздействие повышенного гидростати­ческого давления проводят в такой последовательности. Сначала в течение 15 мин ЭС выдерживают под водой при давлении, в 1,5 раза превышающем давление пре­дельной глубины погружения. Затем давление снижают до нормального и повышают до значения, соответствую­щего предельной глубине погружения. В этих условиях ЭС выдерживают в течение 24 ч. По окончании испытания давление снижают до нормального и, не извлекая ЭС из воды, оценивают их качество по соответствию из­меряемых выходных параметров значениям, заданным в ТУ и ПИ.

Испытание на герметичность в зависимости от требо­ваний, предъявляемых к ЭС, реализуют одним из сле­дующих методов :

1)    по утечке жидкости — для изделий, наполненных жидкостью или содержащих наполнитель, находящийся в твердом состоянии при нормальных климатических ус­ловиях и превращающийся в жидкость при температуре испытания;

2)    по утечке газа с применением индикаторного газа и масс-спектрометра — для изделий, имеющих свобод­ный внутренний объем и не обладающих повышенной адсорбцией, но способных выдерживать без остаточных деформации повышенное и пониженное давление отно­сительно нормального атмосферного;

3)    по проникновению газа или жидкости — для из­делий, проникновение агрессивной среды в которые при­водят к изменению их параметров;

4)    по обнаружению утечки газа путем наблюдения его пузырьков при помещении ЭС в жидкость — для изделий, содержащих внутри некоторый объем газа и способных выдерживать без остаточных деформаций понижение и повышение давления;

5)    по обнаружению утечки воздуха, подаваемого на изделия под давлением;

6)    по проникновению влаги («влажный» метод) — для изделий, электрические характеристики которых из­меняются от проникновения в корпус жидкости.

Для проведения испытания указанными методами используют камеры тепла, цветовые индикаторы, гелие­вые камеры, масс-спектрометры, барокамеры, жидкост­ные ванны, контрольно-измерительную аппаратуру, уст­ройства подачи сжатого воздуха.

При испытании ЭС по четвертому методу, одному и наиболее распространенных, в корпуса изделии через штуцера нагнетают воздух до избыточного давления .После этого изделия погружает не менее чем на 5 мин в резервуар с водой, имеющей температуру 25+/-10 градусов С. Изделия считают выдержавшими испытание, если во время нахождения их в воде под избыточным давлением не наблюдается выделения пузырьков воздуха из корпусов ЭС.

Количественную характеристику герметичности определяют од­ним из двух способов. При первом способе ЭС помешают в испыта­тельную камеру под колпаком. Внутреннюю полость испытываемого образца соединяют с коленом жидкостного манометра. Для этого в испытываемых ЭС должна быть предусмотрена возможность уста­новки штуцера, который по окончании испытания заменяют заглуш­кой. Другое колено манометра соединяют с окружающей атмосфе­рой. Для повышения чувствительности манометра его заполняют маслом вместо ртути. В камере создают избыточное давление воз­духа или разрежение (в зависимости от условий эксплуатация ЭС), что обеспечивает перепад давлений между внутренней полостью ис­пытываемого образца  и объемом камеры не менее 3*104 Па. Негерметичность натекания определяют по разности уровней жидкости в манометре через 15 мин после установлении заданного перепада давлений.