Приложение А (справочное). Метод испытания по оценке влияния точечного дефекта

Приложение А
(справочное)

Метод
испытания по оценке влияния точечного дефекта

А.1 Общие требования к схеме испытания

Испытание проводят с целью контроля влияния точечного дефекта в чувствительном элементе датчика на измерения температуры. К точечным дефектам относят следующие ситуации: точечные оптические потери, возникающие при плохой сварке волокон, составляющих чувствительный элемент датчика; обратное отражение сигнала от конца чувствительного элемента датчика; локализованная область высоких потерь в области сильного изгиба или перекручивания чувствительного элемента датчика; неоднородность чувствительного элемента датчика на стыке между двух волокон, составляющих чувствительный элемент датчика, с разными диаметрами сердцевин.

Ввиду сложности создания испытуемого точечного дефекта, который соответствовал бы реальным дефектам и был бы воспроизводимым, рекомендуется использовать характеристики, измеренные методом, приведенным в настоящем приложении, и применяемые только для сравнения влияния одного и того же точечного дефекта на различные устройства. По этой причине влияние точечного дефекта на работоспособность датчика является рекомендуемой характеристикой спецификации датчика.

Влияние точечного дефекта на измерение датчика имеет следующие характеристики:

- мертвая зона измерения температуры, вызванная точечным дефектом, которая определяется как часть термограммы, где погрешность измеренной температуры выходит за пределы ожидаемых границ для работы датчика с чувствительным элементом без каких-либо дефектов;

- сдвиг температуры, вызванный точечным дефектом, который определяется как разница между средними измеренными температурами для двух соседних участков термограммы относительно точечного дефекта;

- уменьшение погрешности измерения температуры, которое определяется как уменьшение погрешности измерения температуры для двух соседних участков термограммы относительно точечного дефекта, за исключением области точечного дефекта.

Испытания применяют в случае любого типа точечного дефекта.

А.2 Проведение испытания

Испытуемый точечный дефект формируют посредством сварки волокон между двумя равными длинами волокна, каждая из которых должна составлять более 1 км. Каждый отрезок волокна должен быть слабо намотан на разборные катушки. Отрезки волокон с точечным дефектом помещают в термокамеру с контролируемой температурой.

Тип и длину волокон, описание точечного дефекта и результаты измерений (например, оптические потери и обратное отражение) регистрируют в протоколе. Для датчика кольцевой конфигурации - оба конца волокна подсоединяют к устройству опроса датчика таким образом, чтобы точечный дефект был помещен в центре контура.

Настройку, в т.ч. калибровку, датчика выполняют так же, как и чувствительного элемента датчика без дефектов. Настройка датчика должна быть выполнена таким образом, чтобы была обеспечена возможность измерения термограмм для всех точек выборки температуры, включая те, которые расположены на месте точечного дефекта. Применяемое значение пространственного разрешения указывают в протоколе испытаний.

Выполняют стабилизацию температуры волокна, включая точечный дефект.

Регистрируют 20 последовательных термограмм с двумя временами измерения: наименьшее время измерения, обеспечиваемое датчиком, и 10 мин.

А.3 Обработка результатов

Обработку результатов выполняют в следующем порядке.

Этап 1. Для термограмм, полученных с наименьшим временем измерения, обеспечиваемым датчиком, определяют сглаженное среднее значение путем вычисления центрированного равномерно взвешенного скользящего среднего значения по 51 точке по формуле (6) из участков термограмм по 25 м с каждой стороны от реального положения точечного дефекта. Для каждого участка вычисляют среднюю температуру. Пример участка термограммы для определения характеристик точечного дефекта приведен на рисунке А.1.

- область термограммы для расчета погрешности вызванной точечным дефектом

Рисунок А.1 - Пример участка термограммы для определения характеристик точечного дефекта

Этап 2. Повторяют расчет двух средних температур для всех 20 термограмм.

Этап 3. Вычисляют общее среднее значение для каждого участка по всем измеренным термограммам.

Этап 4. Вычисляют значение сдвига температуры, вызванного точечным дефектом, как разницу между двумя общими средними значениями.

Этап 5. Вычисляют значение среднего квадратического отклонения центрированного равномерно взвешенного среднего значения по 51 точки в каждом из двух отрезков.

Этап 6. Повторяют вычисления значений двух средних квадратических отклонений для всех 20 термограмм.

Этап 7. Вычисляют среднее значение среднего квадратического отклонения для каждого участка по всем полученным термограммам.

Этап 8. Для каждой термограммы на каждой стороне от реального положения точечного дефекта вычисляют области погрешностей с границами от средней температуры минус три средних квадратических отклонения до средней температуры плюс три средних квадратических отклонения.

Этап 9. Вычисляют координату первой точки выборки в пределах  25 м от реального положения точечного дефекта, лежащего вне области погрешности для левой области.

Этап 10. Вычисляют координату последней точки выборки в пределах  25 м от реального положения точечного дефекта, лежащего вне области погрешности для правой области.

Этап 11. Повторяют вычисления двух координат точек выборок для всех 20 термограмм.

Этап 12. Определяют мертвую зону измерения температуры, вызванную точечным дефектом как среднее значение между соответствующими координатами точек измерения.

Этап 13. Для определения погрешности измерения температуры испытуемого волокна применяют метод по 5.1, за исключением области по 25 м с каждой стороны от реального положения точечного дефекта.

Повторяют этапы 1-13 для времени измерения 10 мин.

В протоколе испытания регистрируют следующую информацию:

- тип вызванного точечного дефекта и его положение; измерения потерь, обратного отражения или других характеристик, если они имеются;

- используемое время измерения и пространственное разрешение;

- мертвую зону измерения температуры, вызванную точечным дефектом;

- сдвиг температуры, вызванный точечным дефектом;

- погрешность измерения температуры.

В случае измерений в аналогичной схеме (с волокном такой же марки и длины) в протокол испытания включают изменения в значениях калибровочных коэффициентов и погрешность измерения температуры.