Авторы: Ковалев А.В., Самокрутов А.А.
Как и во всех областях человеческой деятельности, так и в неразрушающем контроле компьютеризация оказывает влияние, как на средства неразрушающего контроля, так и на общую методологию работ в данной отрасли. Компьютер, микропроцессор, микроконтроллер являются средствами обработки информации. При рассмотрении задачи НК как информационного процесса и абстрагировании от используемых физических методов неразрушающего контроля, можно выделить следующие три характерные части этого процесса:
- Получение первичной измерительной информации с помощью преобразователей и приведение ее в форму удобную для дальнейшей обработки;
- Обработка информации и представление результатов обработки в форме пригодной для анализа и дальнейшей интерпретации;
- Проведение анализа полученной информации и формирование решения о состоянии контролируемого объекта, возможности его нормального функционирования или прогнозирование его остаточного ресурса.
Рассмотрим более подробно эти составляющие.
- Получение первичной измерительной информации с помощью преобразователей и приведение ее в форму удобную для дальнейшей обработки. Под преобразователями могут подразумеваться любые устройства как активного, так и пассивного принципа действия, которые обеспечиают взаимосвязь контролируемого физического параметра (или нескольких параметров) с поддающимся регистрации выходным параметром преобразователя (откликом). В ряде методов НК отклик может регистрироваться в форме образа, который может непосредственно подвергаться анализу (капиллярные, оптические методы). В других методах НК используется отклик в форме электрического сигнала, который наиболее удобен для регистрации и дальнейшей обработки. Первичная информация, как правило, регистрируется в виде пространственно-временного распределения откликов. Дальнейшая обработка информации может осуществляться как в аналоговом виде, так и цифровом видах в зависимости от сложности алгоритма и ценовой целесообразности. В настоящее время преобладает тенденция использования цифровой обработки информации обеспечивающей ряд преимуществ.
Методы и устройства получения первичной информации применительно к задаче НК в настоящее время широко развиты и глубоко проработаны как в техническом, так и в научном планах [1].
- Обработка информации и представление результатов обработки в форме пригодной для анализа и дальнейшей интерпретации. В зависимости от используемого метода контроля алгоритмы обработки первичной информации могут отличаться, но в пределе, конечным результатом, наиболее пригодным с точки зрения человеческого восприятия, является изображение контролируемого объекта (в плане, схематичное или в виде трехмерной проекции) на которое нанесено распределение искомой физической величины (например, карта дефектов и их физические параметры). Предполагается, что значения искомой величины достаточно точно реконструируются на основании полученной первичной информации. Кроме визуального представления необходимо иметь количественные значения параметров дефектов, которые необходимы для дальнейших прочностных и ресурсных расчетов, т.е. попутно решить задачу дефектометрии.
При всем разнообразии используемых методов контроля, типов контролируемых параметров и дефектов, количество алгоритмов получения конечного результата не так велико. Оно сводится в основном к различным типам комплексных преобразований, решений систем уравнений и методам обратной реконструкции (типа преобразование Радона, метод SAFT-C и т.п.). Следует отметить, что при использовании нескольких методов НК и сопоставлении полученных результатов возможно получить сверхсуммарный эффект.
В настоящее время реализация практически любых алгоритмов может быть осуществлена с помощью современных средств вычислительной и микропроцессорной техники, как на базе стандартных вычислительных средств, так и в виде специализированных автономных малогабаритных устройств с требуемой производительностью работы. Выбор варианта реализации определяется имеющимися материальными ресурсами для решения задачи НК и категориями целесообразности.
- Проведение анализа полученной информации и формирование решения о состоянии контролируемого объекта, возможности его нормального функционирования или прогнозирование его остаточного ресурса. Конечной целью НК является не только получение информации о наличии дефектов и их физических параметрах, но и формирование решения о состоянии контролируемого объекта, возможности его нормального функционирования или прогнозирование его остаточного ресурса. Для ряда объектов можно провести прочностные расчеты и на основании их сделать выводы. Для однотипных объектов (котлы, сварные швы) выработаны методические рекомендации, формализующие процесс принятия решения. В других случаях требуется эвристически подход или использование ассоциативных решений, принимаемых на основании выборочных тестовых разрушающих испытаний. Часто решение принимается человеком субъективно, на основании накопленного эмпирического опыта.
Данное звено информационного процесса является наименее поддающимся формализации и алгоритмизации. Это обусловлено большим многообразием контролируемых объектов и их физических свойств. Но в ряде случаев, где существуют отработанные методические рекомендации, целесообразно реализовать их в форме программного обеспечения, которое непосредственно использует результаты предыдущей обработки информации и автоматически генерирует заключение о состоянии объекта контроля. В перспективе для этой цели можно использовать самообучающиеся структуры на основе нейронных процессоров, которые при наличии обратной связи подтверждающей или опровергающей правильность принятого решения (на основании дальнейших разрушающих испытаний замененных конструкций) могут повышать достоверность принятия решений на окончательном этапе НК. Причем при пространственном разнесении мест получения первичной информации, ее обработки и принятия решений связующим элементом выступаетInternet, который должен эволюционировать применительно к данной проблеме от средства передачи информации к распределенной базе знаний.
Отталкиваясь от вышесказанного, можно сделать следующие выводы о сегодняшнем состоянии и перспективах применения компьютерных технологий в областях НК.
Выводы:
- Аппаратные реализации различных методов НК имеет тенденцию к сближению и сводятся структуре включающей следующие основные узлы:
- преобразователь физической величины в электрический сигнал;
- преобразователь электрического сигнала в цифровую форму;
- универсальный блок обработки информации и представления ее в графическом виде.
- Развитие методов НК наряду с существующими направлениями должно охватывать вопросы автоматизированного формирования решения о соответствии данного объекта требуемым кондициям или о его пригодности к дальнейшей эксплуатации.
- Для решения проблемы формализации принятия решения о состоянии контролируемого объекта по результатам обследований необходимы организационные меры - формирование единого методического центра для систематизации существующих методик в том числе и зарубежных, накопления статистической информации, определения тенденций и разработке новых методических рекомендаций. Создание подобного центра возможно на базе мощной научной организации, занимающейся проблемами НК и имеющей большой научный потенциал и практический опыт в подобных вопросах.
Литература:
В.В.Клюев, Ф.Р.Соснин, В.Н.Филинов и др. под ред. В.В.Клюева.
Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник
1995, Москва, Машиностроение, 448 с., илл.
(495) 800-74-62
