Устройство контроля технического состояния объекта диагностики по остаточному ресурсу

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для прогнозирования отказавшего элемента, расчета надежности устройства по остаточному ресурсу и определения времени до полной потери работоспособности устройства. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит датчики пускового контроля, блок элементов ИЛИ, электронный ключ, блок регистрации отказавших элементов, датчик времени, цифроаналоговый преобразователь, генераторы изменяющегося и опорного напряжения, триггер, элемент ИЛИ, счетчик, блок регистрации остаточного ресурса, блок регистров, дешифратор, блок расчета надежности устройства с учетом остаточного ресурса, блок ранжирования отказов по остаточному ресурсу, блок принятия решения по выбору отказавшего элемента, блоки регистрации отказавшего элемента. 1 ил.

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для контроля технического состояния объекта диагностики путем поиска отказавшего элемента, расчета надежности устройства и прогноза следующего отказавшего элемента по остаточному ресурсу.

Известно устройство, содержащее логические датчики, элемент И и индикаторное устройство отображения, позволяющее проконтролировать работоспособность объекта и локализовать место отказа [1].

Недостатком устройства является невозможность определить другие характеристики объекта, в частности провести контроль технического состояния объекта диагностики путем прогноза отказов элементов и рассчитать надежность устройства с учетом остаточного ресурса.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство, содержащее датчики пускового контроля, блок элементов ИЛИ, электронный ключ, блок регистрации отказавших элементов, датчик времени, цифроаналоговый преобразователь, генераторы изменяющегося и опорного напряжения, триггер, второй элемент ИЛИ, счетчик, блок регистрации остаточного ресурса, блок регистров, первое и второе устройство сравнения, дешифратор [2].

Однако известное устройство также не позволяет провести контроль технического состояния объекта диагностики путем прогноза отказов элементов и рассчитать надежность устройства с учетом остаточного ресурса.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет ранжирования отказов по остаточному ресурсу и принятие решения по прогнозу отказавшего элемента, расчета надежности устройства в зависимости от остаточного ресурса и его индикация.

Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее датчики пускового контроля, блок элементов ИЛИ, электронный ключ и блок регистрации отказавших элементов, датчик времени, цифроаналоговый преобразователь, генераторы изменяющегося и опорного напряжения, триггер, второй элемент ИЛИ, счетчик, блок регистрации остаточного ресурса, блок регистров, дешифратор введены второй блок регистрации отказавших элементов, блок расчета надежности устройства с учетом остаточного ресурса, блок принятия решения по выбору отказавшего элемента, блок ранжирования отказов по остаточному ресурсу, входом подключенного к выходу блока регистрации остаточного ресурса, а выходом подключенного входу блока принятия решения по выбору отказавшего элемента, выходом подключенного к блоку расчета надежности устройства с учетом остаточного ресурса, выход которого подключен к входу второго блока регистрации отказавших элементов, входы сброса блока регистров, блока элементов ИЛИ и счетчика являются входом сброса устройства.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа наличием новых блоков регистрации отказавших элементов, расчета надежности устройства с учетом остаточного ресурса, принятия решения по выбору отказавшего элемента, ранжирования отказов по остаточному ресурсу и их связями с остальными элементами схемы. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна".

Требуемый технический результат достигается всей вновь введенной совокупностью существенных признаков, которая в известной патентной и научно-технической литературе не обнаружена на дату подачи заявки, следовательно, техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Заявляемое устройство содержит в своем составе стандартные блоки автоматики и вычислительной техники.

Следовательно, изобретение соответствует критерию "промышленная новизна".

Структурная схема устройства изображена на чертеже, где обозначено: функциональные элементы 1-5 объекта контроля 30, электронный ключ 6, датчик времени 1, датчики допускового контроля 8, 9, 10, 11, 12, второй элемент ИЛИ 13, триггер 14, блок элементов ИЛИ 15, блок регистров 17, генератор изменяющегося напряжения 18, генератор опорного напряжения 19, цифроаналоговый преобразователь 20, первое и второе устройства сравнения 21 и 16 соответственно, дешифратор 22, первый блок регистрации отказавших элементов 23, счетчик 24, блок регистрации остаточного ресурса 25, блок ранжирования отказов по остаточному ресурсу 26, блок принятия решения по выбору отказавшего элемента 27, блок расчета надежности устройства с учетом остаточного ресурса 28, второй блок регистрации отказавших элементов 29. При этом на вход функционального элемента 1 подается общий вход, выход функционального элемента 1 соединен с входом функционального элемента 2 и входом датчика допускового контроля 8, выход функционального элемента 2 соединен с входом функционального элемента 3 и входом датчика допускового контроля 9, выход функционального элемента 3 соединен с входом функционального элемента 4 и входом датчика допускового контроля 10, выход функционального элемента 4 соединен с входом функционального элемента 5 и входом датчика допускового контроля 11, выход функционального элемента 5 идет на общий выход и на вход датчика допускового контроля 12, выходы датчиков допускового контроля 8, 9, 10, 11, 12 соединены с входами блока регистра 17 и входами блока элементов ИЛИ 15, выход блока элементов ИЛИ 15 соединен с входами генератора изменяющегося напряжения 18, триггера 14 и датчиками допускового контроля 8, 9, 10, 11, 12, выходы блока регистра 17 соединены с входами цифроаналогового преобразователя 20 и дешифратора 22, выход дешифратора 22 соединен с входом первого блока регистрации отказавших элементов 23, выход цифроаналогового преобразователя 20 соединен с входами генератора изменяющегося напряжения 8 и первого устройства сравнения 21, выход первого устройства сравнения 21 соединен с входами счетчика 24 и второго элемента ИЛИ 14, выход датчика времени 7 соединен с входом электронного ключа 6, выход генератора изменяющегося напряжения 18 соединен с входом второго устройства сравнения 16, выход которого соединен с входом второго элемента ИЛИ 13, его выход соединен с входом триггера 14, выход триггера 14 соединен с входом электронного ключа 6, выход блока 6 соединен с входом счетчика 24, выход которого соединен с входом блока регистрации остаточного ресурса 25, выход блока 25 соединен с входом блока ранжирования отказов по остаточному ресурсу 26, выход которого соединен с входом блока принятия решения по выбору отказавшего элемента 27, выход блока 27 соединен с входом блока расчета надежности устройства с учетом остаточного ресурса, выход которого соединен с входом второго блока регистрации отказа элементов 28, выход генератора опорного напряжения 19 соединен с входом первого и второго устройства сравнения 21 и 16 соответственно, на 17, 24 и 15 блоки подается сигнал сброс.

Устройство работает следующим образом. При отказе одного функционального элемента объекта 30 на выходе соответствующего датчика допускового контроля 8, 9, 10, 11 или 12 появляется сигнал, который поступает на входы блока регистров 17 и блока элементов ИЛИ 15, выходной сигнал которого обеспечивает отключение датчиков допускового контроля 8-12 для исключения влияния вторичных отказов элементов 1-5 на работу устройства, а также переключает триггер 14 в единичное состояние, выходной сигнал которого открывает электронный ключ 6, через который импульсы от датчика времени 7 поступают на счетчик 24, где формируется код, поступающий на блок регистрации остаточного ресурса 25. В блоке регистров 17 осуществляется запись кода номера отказавшего элемента, который через дешифратор 22 поступает на первый блок регистрации отказавших элементов 23, являющийся первым выходом устройства (индикация номера отказавшего блока). Код номера отказавшего элемента с выхода блока регистров 17 поступает также на входы цифроаналогового преобразователя 20, на выходе которого появляется сигнал, амплитуда U₁ которого характеризует надежность объекта контроля после отказа функционального элемента. Этот сигнал задает начальное значение выходного напряжения генератора изменяющегося напряжения 18, который запускается выходным сигналом блока элемента ИЛИ 15. Выходное напряжение генератора изменяющегося напряжения 18, имитирующее измерение надежности объекта 30 во времени, после запуска падает по выбранному закону U₂=U₁-U(t) до уровня, задаваемого генератором опорного напряжения 19 и характеризующего предельный уровень надежности контролируемого объекта 30. При U₂=U₃ второе устройство сравнения 16 через элемент ИЛИ 13 возвращает триггер 14 в исходное состояние и закрывает электронный ключ 6, что обеспечивает прекращение выдачи импульсов на счетчик 24.

В случае, когда U₃>U₁, т.е. при полной потери работоспособности контролируемого объекта 30 из-за отказа функционального элемента, первое устройство сравнения 21 выдает сигнал на обнуление счетчика 24 и обеспечивает индикацию необходимости устранения возникшей неисправности в блоке регистрации остаточного ресурса, далее в блоке ранжирования отказов по остаточному ресурсу 26 происходит анализ поступившего сигнала и результат передается в блок принятия решения по выбору отказавшего элемента 27, где в зависимости от остаточного ресурса определяется номер следующего отказавшего элемента, в блоке расчета надежности устройства с учетом остаточного ресурса 28 рассчитывается надежность всего устройства, и информация о номере прогнозируемого следующего отказавшего блока, и значение уровня надежности всего устройства отражается во втором блоке регистрации отказавшего элемента 29.

Устройство переводится в исходное состояние после приведения выходных параметров функциональных элементов объекта контроля 29 в пределы поля допуска подачей импульса на вход сброса блока регистров 17, блока элементов ИЛИ 15 и счетчика 24.

Таким образом, устройство позволяет контролировать техническое состояние объекта диагностики путем фиксации номера отказавшего элемента объекта диагностики, расчета надежности всего устройства и прогноза номера следующего отказавшего элемента.

Литература

1. Давыдов П.С. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств и систем. М., Радио и связь, 1988 г.

2. Патент на изобретение №2192032, 2002 г. - прототип.

Устройство контроля технического состояния объекта диагностики по остаточному ресурсу, содержащее объект контроля, включающий функциональные элементы объекта контроля, соединенные последовательно, датчики допускового контроля, соединенные с выходами функциональных элементов объекта контроля, выходы датчиков допускового контроля соединены с входами блока регистров и входами блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с входом запуска генератора изменяющегося напряжения, единичным входом триггера и управляющими входами датчиков допускового контроля, выходы блока регистров соединены с входами цифроаналогового преобразователя и дешифратора, выход которого соединен с входом первого блока регистрации отказавших элементов, предназначенного для индикации номера отказавшего блока, и является первым выходом устройства, выход цифроаналогового преобразователя соединен с входом установки начального значения выходного напряжения генератора изменяющегося напряжения и входом первого устройства сравнения, выход которого соединен с входом счетчика и первым входом второго элемента ИЛИ, выход датчика времени соединен с информационным входом электронного ключа, выход генератора изменяющегося напряжения соединен с входом второго устройства сравнения, выход которого соединен с другим входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом триггера, выход триггера соединен с управляющим входом электронного ключа, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход которого соединен с входом блока регистрации остаточного ресурса, отличающееся тем, что в него введены второй блок регистрации отказавших элементов, блок расчета надежности устройства с учетом остаточного ресурса, предназначенный для формирования информации о номере прогнозируемого следующего отказавшего блока и значения уровня надежности всего устройства, блок принятия решения по выбору отказавшего элемента, предназначенный для определения номера следующего отказавшего элемента, и блок ранжирования отказов по остаточному ресурсу, вход которого подключен к выходу блока регистрации остаточного ресурса, выход которого подключен к блоку принятия решения по выбору отказавшего элемента, выход которого подключен к входу блока расчета надежности устройства с учетом остаточного ресурса, выход которого подключен к входу второго блока регистрации отказавших элементов, являющийся вторым выходом устройства, другой вход блока элементов ИЛИ, входы сброса блока регистров и счетчика являются входом сброса устройства.