光纤阀位回讯器的可靠性分析.pdf

华中科技大学
硕士学位论文
光纤阀位回讯器的可靠性分析
姓名:王月明
申请学位级别:硕士
专业:工业工程
指导教师:易传云
20040325
华中科技大学硕士学位论文要摘光纤传感技术是二十世纪七十年代末发展起来的一门新兴技术,光纤既可作为光传输的介质又可作为传感元件。与传统的电类传感器、磁类传感器、射线或声学传感器相比,具有灵敏度高、响应速度快、抗电磁干扰能力强、耐高温、耐腐蚀许多独特的优点,克服了传统的机械式、电磁式阀位回讯器诸如准确性不高、可靠性低、防爆性能差等很多缺陷。阀门在流程控制中使用较为普遍,其开关信号是否准确对安全生产很重要,对其进行可靠性分析,有利于市场推广应用,有利于提高工业自动化的程度。本文阐述了光纤传感器和光纤阀位回讯器的工作原理以及光纤阀位回讯器的结构,分别从机械、电气、光路等几个部分,对弹簧、光电转换器、光纤等建立了可靠性模型,列出了可靠度的计算公式,通过对工作环境和元件质量要求对工作失效率进行了分析和预计,从整体上对光纤阀位回讯器的可靠性进行了理论分析,预运动进行了加速疲劳寿命的可靠性实验室试验,并在工业现场进行了可靠性试验,等许多优点。光纤阀位回讯器就是光纤传感技术在工业自动化中的一个应用,它有测在正常工作条件下光纤阀位回讯器的使用寿命不低于辍N恼禄鼓D馄追У验证了光纤阀位回讯器的使用寿命不低于辍关键词:光纤传感技术光纤阀位回讯器可靠性预计失效率
华中科技大学硕士学位论文曲·篎琱,甅垂—.“瓼,瓼,,’..猻’琲,,一.●
日期:摊岁月保密口,在——年解密后适用本授权书。学位论文作者签名:巩∞唧弘窆三色叼日期:协驴年独创·性声明学位论文版权使用授权书不保密烈个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。/本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:朐谝陨戏娇蚰诖颉”日期:Ⅵ妒辍墼拢指导教师签名:弓本论文属于月日
华中科技大学硕士学位论文论课题的目的和意义在炼油、化工、冶金等企业,各种流体的转运都需要通过管道输送,而各种工企业的阀门运行基本正常,但阀位回讯器的运行状况却很差,在工业自动化日益普人的劳动强度,而且给生产带来许多不安全因素,例如:在炼油厂的石油罐区中,号不正确,系统就无法操作。因此,阀位回讯器是整个控制系统中一种重要的传感目前,许多企业大量使用的阀位回讯器是机械式、电磁式回讯器,它们存在许这种回讯器的核心部分都是一种触点微动开关,其位移十分微小,而气缸阀的片也易疲劳损坏。虽然近年来国外也有人研究磁力式点开关,采用磁力式点开关是非接触式测量,可解决欠位、超位和材料疲劳的问题,但磁力式开关定位不易准确,而且,永磁材料的自然退磁也影响精度,对材料的要求很高,难以推广。总之,机械式、电磁式回讯器由于其本身工作原理所决定,受机械老化、电路干扰等影响容机械式和电磁式阀位回讯器,由于阀体汽缸顶杆直接顶到阀位回讯器上,在安艺流程都需要通过控制管道上的各种阀门来实现,因此阀位的控制显得尤为重要。据调查,一般较小企业有上千台阀门,大型企业使用的阀门达到上万台。目前,各及的今天,阀位回讯器这种使用状况不仅给工业自动控制带来很大困难,增大了工阀门开关信号不正确就会出现跑油事故;在装油台和一些工艺过程中,阀门开关信器。多缺陷,经常失灵,不能让用户准确判断现场汽缸阀的开关状态。主要有以下问题准确性不高开和关都不易精确定位,时常有欠位和超位的现象出现。欠位时,回讯器没有信号:超位时,易损坏回讯器;即使安装、调试、使用都十分精确,其接触式点开关的弹易出现误报,其准确性不高。亟待解决:可靠性不高
华中科技大学硕士学位论文国内外研究现状适,易出现机械部分老化或损坏电路的问题,造成使用寿命短,可靠性不高。因此,利用光纤传感技术的优点,研制出可以克服传统阀位回讯器缺陷的新型光纤传感技术是一种通过调制、检测光纤中传输的光波的特征参量实现对各种发展为光纤传感技术的发展和广泛应用打下了雄厚的技术基础。光纤是二十世纪七十年代为适应光通讯的要求而发展的一种新型材料,它与其哂辛己玫拇涮匦对光波的损耗,目前可达/以下位、偏振态等将随检测对象而相应变化,它既可作为光传输的介质又可作为传感元件⋯~保因此,与传统的传感器,如电类传感器、磁类传感