Microsoft Word Viewer 97 - 7. Identyfikacja defektów badanego

7. Identyfikacja defektów badanego obiektu
Pierwszym krokiem na drodze do identyfikacji defektów było
przygotowanie tzw. odcisku palca poszczególnych defektów. W tym celu
został napisany program Gaussian [45], którego okno przedstawia
rysunku 7.1.
Wszystkie
parametry
opisujące
rozkłady
częstościowo–
amplitudowe zostały poddane takiej samej procedurze. W kolumnę
o nazwie Seria liczb zostały wpisane wszystkie wartości danego
parametru, które znajdują się w Załączniku 1. Wynikiem działania
programu na wprowadzonej serii liczb były parametry statystyczne
opisujące tę serię.
Parametry opisujące wprowadzoną serię liczb:
- współczynnik koncentracji serii – iloraz dolnego i górnego kwantylu
serii liczb rzędu 0,15,
- średnia arytmetyczna serii,
- odchylenie standardowe serii,
- procentowe odchylenie standardowe serii.
Rys. 7.1. Okno programu Gaussian [45]
Wartość rzędu kwantylu została narzucona a priori w celu
zminimalizowania wpływu na wartość współczynnika koncentracji
69
przypadkowej wartości liczby w serii. Dla celów identyfikacji defektów
przyjęto, że wartość współczynnika koncentracji serii jest równoznaczna
wadze danego parametru.
Program Gaussian umożliwia również porównanie dodatkowo
wprowadzonej liczby z serią, podając jej gęstość prawdopodobieństwa.
Analiza wszystkich rozkładów czasowych impulsów wyładowań
niezupełnych doprowadziła do zredukowania liczby parametrów
opisujących rozkłady fazowe do jednego: Qmax+/Qmax-. Wartość kąta
fazowego, przy którym rejestrowano impulsy wnz, nie pozwalała na
jednoznaczne
uzależnienie
wartości
parametrów
kątowych
(kąt początkowy, kąt końcowy i kąt średni dla dodatniej i ujemnej połowy
sinusoidy napięcia) od rodzaju defektu.
Odcisk palca wszystkich badanych defektów jest przedstawiony
w Załączniku 2.
Kolejnym krokiem pracy było wyselekcjonowanie i usunięcie
z odcisku palca tych parametrów, które nie nosiły informacji pozwalającej
odróżnić poszczególne defekty. Po selekcji pozostały tylko te parametry,
które choć dla jednego defektu spełniały kryterium braku części wspólnej
zakresu zmienności parametru tego defektu z zakresami zmienności
innych defektów. Zakres zmienności parametru należy rozumieć jako
zakres od średniej arytmetycznej tego parametru pomniejszonej
o odchylenie standardowe do średniej arytmetycznej tego parametru
powiększonej o odchylenie standardowe.
W ten sposób z odcisku palca zostały usunięte następujące
parametry:
- minimalna liczba wyładowań,
- maksymalna liczba wyładowań,
- dominanta ładunku,
- współczynnik asymetrii ładunku,
- współczynnik ekscesu liczby wyładowań,
- współczynnik ekscesu ładunku,
Dodatkowo z odcisku palca został usunięty parametr – ładunek
minimalny –, którego wartość była w dużej części uzależniona od nastaw
czułości aparatury pomiarowej.
Załącznik 3 przedstawia odcisk palca wszystkich defektów po
usunięciu wyżej wymienionych parametrów. Komórki zaznaczone
kolorem oznaczają parametry, których zakres zmienności dla
wskazywanego defektu nie pokrywa się z zakresem zmienności tego
parametru dla pozostałych defektów.
70
Kolejnym krokiem było nadanie wagi zerowej tym wszystkim
parametrom każdego defektu, których obszar zmienności choć częściowo
pokrywał się z obszarami zmienności innych defektów. W ten sposób,
do celów identyfikacji defektów, zostały wykorzystane tylko te
parametry, których wartość pozwalała jednoznacznie zidentyfikować
jeden
z czterech defektów.
Dodatkowym zabiegom poddano dwa ostatnie parametry: liczba
mod oraz Qmax+/Qmax-. Z pomiarów wynika, że liczba mod rozkładu
częstościowo–amplitudowego tylko i wyłącznie dla defektu drugiego ma
wartość równą dwa. We wszystkich pozostałych rozkładach stwierdzono
pojedynczą modę. Niestety pewna, niewielka liczba zarejestrowanych
rozkładów częstościowo–amplitudowych tego defektu nie posiadała
drugiej mody. Fakt ten został uwzględniony w odcisku palca w ten
sposób, że zmodyfikowano wagę tego parametru. Jeśli badany rozkład
miał dwie mody to waga tego parametru została ustalona na 100 %,
natomiast w przypadku, gdy rozpoznana była tylko jedna moda, to waga
tego parametru została ustalona na zero.
Podobnie został rozwiązany problem parametru Qmax+/Qmax-.
Defekt 4 ma zwykle zerową wartość tego parametru, co oznacza brak
wyładowań niezupełnych w dodatniej połowie sinusoidy napięcia. Jednak
zauważono, że sporadycznie takie wyładowania mogły się pojawić w obu
połowach sinusoidy napięcia. Możliwość tę uwzględniono w ten sposób,
że waga parametru Qmax+/Qmax- została ustalona na 100 % wtedy, gdy
wartość tego parametru jest zerowa. Jeśli jednak wartość tego parametru
była różna od zera to jego waga zostanie ustalona na zero.
Na komentarz jeszcze zasługuje wartość parametru Qmax+/Qmaxdla defektu trzeciego. Została ona ustalona na więcej niż 12,4. Wynika
ona z tego, że mikrowyładowania między stykami w badanych komorach
gaszeniowych były rejestrowane przede wszystkim w dodatniej połowie
sinusoidy napięcia. Jednak czasami były rejestrowane pojedyncze
impulsy w ujemnej części sinusoidy napięcia co implikowało
zmniejszeniem wartości Qmax+/Qmax- z nieskończoności do
kilkudziesięciu lub kilkunastu. Wartość tego parametru równa 12,4 jest
najmniejszą zarejestrowaną wartością podczas wszystkich pomiarów.
Tablica z ostateczną zawartością odcisku palca przedstawiona jest
w Załączniku 4. Na podstawie tej tablicy napisano program do
identyfikacji defektów. Okno startowe programu Identyfikacja defektów
[46] jest pokazane na rysunku 7.2.
71
Rys. 7.2. Okno startowe programu Identyfikacja defektów [46]
W celu zidentyfikowania defektu należy przejść następujące kroki:
- zbadanie zdefektowanej komory gaszeniowej przy użyciu WAA oraz
karty przetwornika A/C i uzyskanie plików wynikowych
z obu urządzeń,
- wprowadzenie plików wynikowych do programu Statys i AnSin oraz
zapisanie wyników na pliku,
- wskazanie programowi Identyfikacja defektów położenia pliku
wynikowego z programu Statys oraz wskazanie obliczonej przez
AnSin wartości w polu wyboru,
- uruchomienie procedury identyfikacji defektów.
Po wykonaniu obliczeń program generuje okno końcowe
z hipotezą końcową rozpoznania defektów. Okno to, wraz z
przykładowym rozwiązaniem, przedstawione jest na rysunku 7.3.
Program rozpoznaje defekt wypisując w procentach stopień rozpoznania.
Stopień rozpoznania jest liczony według wzoru:
R =
n
∑ (r ⋅ w )
n
n
∑w
,
(7.1)
n
gdzie: Rn – stopień rozpoznania defektu numer n,
rn – rozpoznanie parametru dla defektu n; gdy parametr
nieznanego defektu zawiera się w zakresie
wyznaczonym przez średnią arytmetyczną parametru
i jej odchylenie standardowe, to rn=1, w przeciwnym
wypadku rn=0,
72
∑wn – suma wartości wszystkich wag odcisku palca dla
defektu n,
∑(rn⋅wn) – suma
wartości
wszystkich
iloczynów
rozpoznania parametru i wagi dla defektu n,
Stopień rozpoznania dla poszczególnych defektów nie musi po
zsumowaniu wynosić 100%, gdyż są to wartości niezależne od siebie.
Rys. 7.3. Okno programu Identyfikacja defektów z przykładowym wynikiem
rozpoznania [46]
Program Identyfikacja defektów może również pokazać szczegóły
rozpoznania wszystkich defektów. Jest to przedstawione na rysunku 7.4.
– wraz z przykładowymi wartościami.
73
Rys. 7.4. Przykładowy stopień rozpoznania poszczególnych
wygenerowany przez program Identyfikacja defektów [46]
defektów,
74