论文部分内容阅读
摘要:通过对测试某点火具点火压力—时间时出现的输出曲线异常问题进行分析、试验,得出导致该问题的主要原因是:传感器多次使用后,响应迟滞,信号传递失真。然后,根据问题原因采取了相应的防范措施。
关键词:曲线异常;传感器;响应迟滞
中图分类号:TB
文献标识码:A
doi:10.19311/j.cnki.16723198.2016.21.132
1问题描述
2016年3月4日9时,2016-1批某点火具在测试压力—时间时,示波器输出如图1所示的压力信号,不同于往常试验所得曲线,观察图1发现压力信号上升后下降缓慢或未有下降,连续测试5发,所得压力信号输出曲线均如图1所示,获取图1中压力信号的峰值及作用时间。所测数据不符合产品性能要求。
2测试系统组成及测试原理
2.1测试系统工作状态确认
上述问题出现后,对测试系统进行现场检查,检查情况如下:
(1)此次试验用仪器、设备均检验合格(具体见表1)。
(2)连接线路按图2所示连接正确可靠,且各仪器有效接地。
(3)仪器参数设置:智能雷管电参数测试仪(简称发火仪)参数设置:电流1.5A,持续时间3ms;示波器参数设置:通道“1”(发火触发同步信号)纵坐标1V/格,横坐标1ms/格;通道“2”(压力信号)纵坐标500mV/格;稳压稳流直流电源参数设置:24V电压。各仪器参数设置符合点火具验收规范及操作规程。
(4)压力罐完好无损,无泄漏现象。
2.2测试原理
(1)测试原理:如图2所示对装在5ml压力罐内的产品(即点火具)施加1.5A、3ms的直流电流,产品发火,产生的气体作用在传感器上,使其输出一个和压力变化相对应的电压信号,示波器接收、转换后以图形的方形式输出此电压信号(如图3)。
(2)压力(P):读取图3中的电压值△U,因压力(P)与电压值(△U)成线性关系,即P=△U/比例因子,得到产品作用后产生的最大压力值P。
(3)时间(t):读取图3中△t,即为点火具点火到最大压力值的时间。
3原因分析
经对测试系统现场检查及其工作原理、线路连接的分析了解可知,导致测试系统压力信号输出异常的原因有:
(1)HP54602B示波器输出信号失真;
(2)07092111传感器信号传递失真;
(3)2016-1批点火具发火后产生的压力不足而导致曲线异常。
为确定点火具点火压力-时间曲线异常的具体原因,进行了试验排查,设定试验方案如下:
在保持原有测试系统状态即线路连接、仪器参数设置不变的基础上:
方案一:更换示波器:用TDS3034C示波器替代HP54602B示波器,取2016-1批点火具进行试验,连续测试发20,测试曲线均如图1所示,试验结果不符合产品性能指标要求。
方案三:更换点火具批次:取已经验收合格的2015-3批点火具进行试验,连续测试20发,测试曲线均如图1所示,试验结果均不符合产品性能指标要求。
综合以上三种方案的试验结果可知:(1)更换示波器,输出曲线显示仍旧异常,因此可排除试验时HP54602B示波器输出失真的情况;(2)更换传感器,测试曲线显示正常,因此07092111传感器是否正常工作有待进一步确定;(3)更换验收合格的2015-3批点火具进行试验,示波器输出曲线仍异常,从而可排除2016-1批点火具输出压力不足而导致曲线异常的情况。
将07092111、091110115两个传感器再次检测,全自动智能压力校验仪检验过程如图5所示,检验结果两个传感器均合格,且符合0.5级的精度等级。仔细观察图5,发现在2MPa校验点处压力趋于平缓且此过程保持有约(1~2)S的时间,其它校验点4(6、8、10)MPa处亦存在此现象。考虑到点火具发火时产生的最大压力是一个瞬间值,且从点火到产生最大压力值的时间不超过3ms。对比传感器校验过程与试验过程发现:压力产生及其持续时间长短存在差异,由此当传感器因多次使用而响应迟滞时,就会出现这种曲线异常的情况,且因工厂现有检测技术有限,不能对传感器响应时间进行检测,因此传感器仍有可能被检验合格,而这种状态的传感器应用于生产试验时,此时所得到的试验曲线失真。
查阅传感器使用记录,传感器于2015年6月检测合格后用于压力-时间曲线测试试验,其检定周期为6个月/1次,2015年11月再次检测合格,至2016年3月4日,已经多次用于试验。因传感器为精密仪器,其响应时间随着使用次数的增加而有增大的趋势,当响应时间增大到临近或超过点火具点火到最大压力的时间时,传感器测试信号失真,直接导致示波器输出曲线失真。
4结论
点火具点火压力—时间测试时出现输出曲线异常问题,其原因是压力传感器多次使用后,响应迟滞,信号传递失真。
5采取措施
因工厂生产试验需要,但现有检测技术有限,无法及时发现传感器响应迟滞的情况发生,为确保试验的正常进行,试验结果正确、可靠,采取以下措施进行控制:
(1)根据传感器使用次数定期更换传感器或当试验数据压力值(P)呈现逐渐下降趋势时,立即更换传感器。
(2)加强对传感器作用原理的了解和认知,合理使用传感器。
同时希望工厂更新试验设备,引进先进检测技术,从而及时发现、有效防范同类问题的发生。
参考文献
[1]王凯民,张学舜.火工品工程设计与试验[M].北京:国防工业出版社,2010.
[2]GJB5309.24-2004火工品试验方法第24部分:点火压力—时间曲线测定[Z].
[3]压力变送器检定规程(JJG882-2004)[S].
[4]刘靳,刘笃仁,韩保君.传感器原理及应用技术(第三版)[M].西安:西安电子科技大学出版社,2013.
关键词:曲线异常;传感器;响应迟滞
中图分类号:TB
文献标识码:A
doi:10.19311/j.cnki.16723198.2016.21.132
1问题描述
2016年3月4日9时,2016-1批某点火具在测试压力—时间时,示波器输出如图1所示的压力信号,不同于往常试验所得曲线,观察图1发现压力信号上升后下降缓慢或未有下降,连续测试5发,所得压力信号输出曲线均如图1所示,获取图1中压力信号的峰值及作用时间。所测数据不符合产品性能要求。
2测试系统组成及测试原理
2.1测试系统工作状态确认
上述问题出现后,对测试系统进行现场检查,检查情况如下:
(1)此次试验用仪器、设备均检验合格(具体见表1)。
(2)连接线路按图2所示连接正确可靠,且各仪器有效接地。
(3)仪器参数设置:智能雷管电参数测试仪(简称发火仪)参数设置:电流1.5A,持续时间3ms;示波器参数设置:通道“1”(发火触发同步信号)纵坐标1V/格,横坐标1ms/格;通道“2”(压力信号)纵坐标500mV/格;稳压稳流直流电源参数设置:24V电压。各仪器参数设置符合点火具验收规范及操作规程。
(4)压力罐完好无损,无泄漏现象。
2.2测试原理
(1)测试原理:如图2所示对装在5ml压力罐内的产品(即点火具)施加1.5A、3ms的直流电流,产品发火,产生的气体作用在传感器上,使其输出一个和压力变化相对应的电压信号,示波器接收、转换后以图形的方形式输出此电压信号(如图3)。
(2)压力(P):读取图3中的电压值△U,因压力(P)与电压值(△U)成线性关系,即P=△U/比例因子,得到产品作用后产生的最大压力值P。
(3)时间(t):读取图3中△t,即为点火具点火到最大压力值的时间。
3原因分析
经对测试系统现场检查及其工作原理、线路连接的分析了解可知,导致测试系统压力信号输出异常的原因有:
(1)HP54602B示波器输出信号失真;
(2)07092111传感器信号传递失真;
(3)2016-1批点火具发火后产生的压力不足而导致曲线异常。
为确定点火具点火压力-时间曲线异常的具体原因,进行了试验排查,设定试验方案如下:
在保持原有测试系统状态即线路连接、仪器参数设置不变的基础上:
方案一:更换示波器:用TDS3034C示波器替代HP54602B示波器,取2016-1批点火具进行试验,连续测试发20,测试曲线均如图1所示,试验结果不符合产品性能指标要求。
方案三:更换点火具批次:取已经验收合格的2015-3批点火具进行试验,连续测试20发,测试曲线均如图1所示,试验结果均不符合产品性能指标要求。
综合以上三种方案的试验结果可知:(1)更换示波器,输出曲线显示仍旧异常,因此可排除试验时HP54602B示波器输出失真的情况;(2)更换传感器,测试曲线显示正常,因此07092111传感器是否正常工作有待进一步确定;(3)更换验收合格的2015-3批点火具进行试验,示波器输出曲线仍异常,从而可排除2016-1批点火具输出压力不足而导致曲线异常的情况。
将07092111、091110115两个传感器再次检测,全自动智能压力校验仪检验过程如图5所示,检验结果两个传感器均合格,且符合0.5级的精度等级。仔细观察图5,发现在2MPa校验点处压力趋于平缓且此过程保持有约(1~2)S的时间,其它校验点4(6、8、10)MPa处亦存在此现象。考虑到点火具发火时产生的最大压力是一个瞬间值,且从点火到产生最大压力值的时间不超过3ms。对比传感器校验过程与试验过程发现:压力产生及其持续时间长短存在差异,由此当传感器因多次使用而响应迟滞时,就会出现这种曲线异常的情况,且因工厂现有检测技术有限,不能对传感器响应时间进行检测,因此传感器仍有可能被检验合格,而这种状态的传感器应用于生产试验时,此时所得到的试验曲线失真。
查阅传感器使用记录,传感器于2015年6月检测合格后用于压力-时间曲线测试试验,其检定周期为6个月/1次,2015年11月再次检测合格,至2016年3月4日,已经多次用于试验。因传感器为精密仪器,其响应时间随着使用次数的增加而有增大的趋势,当响应时间增大到临近或超过点火具点火到最大压力的时间时,传感器测试信号失真,直接导致示波器输出曲线失真。
4结论
点火具点火压力—时间测试时出现输出曲线异常问题,其原因是压力传感器多次使用后,响应迟滞,信号传递失真。
5采取措施
因工厂生产试验需要,但现有检测技术有限,无法及时发现传感器响应迟滞的情况发生,为确保试验的正常进行,试验结果正确、可靠,采取以下措施进行控制:
(1)根据传感器使用次数定期更换传感器或当试验数据压力值(P)呈现逐渐下降趋势时,立即更换传感器。
(2)加强对传感器作用原理的了解和认知,合理使用传感器。
同时希望工厂更新试验设备,引进先进检测技术,从而及时发现、有效防范同类问题的发生。
参考文献
[1]王凯民,张学舜.火工品工程设计与试验[M].北京:国防工业出版社,2010.
[2]GJB5309.24-2004火工品试验方法第24部分:点火压力—时间曲线测定[Z].
[3]压力变送器检定规程(JJG882-2004)[S].
[4]刘靳,刘笃仁,韩保君.传感器原理及应用技术(第三版)[M].西安:西安电子科技大学出版社,2013.