泵测量不确定度及可靠性的试验研究

【摘要】： 水泵作为重要的机电产品,广泛应用于从工农业生产到人们日常生活的各个领域。虽然它们的使用条件和技术标准不同,但质量与运行可靠性却是其共同的要求。关于水泵产品质量评价所涉及的抽样方案、性能测试及其测量不确定度、可靠性试验技术的研究,对于水泵产品质量与可靠性的提高无疑具有重要意义。 本文以概率论、数理统计为基础,分析了抽样检验两种错误的产生原因,论述了监督型抽检与验收型抽检的特点。在抽样检验中两类错误判定客观存在的情况下,提出了监督型抽样检验应重点控制生产方风险。以概率统计学中的小概率原理为方案的数学模型,设计了泵类产品常用的以不合格项次率为批质量指标的监督型抽样方案表,解决了目前泵类产品抽样检验以不合格项次为考核指标时无章可循的问题。 以误差分析为基础,分析了目前水泵试验的测试精度,提出了采用当代高精度仪表,并对其进行原位校正,应用16位A/D转换,采用微机对试验数据进行自动采集与处理,可以大大提高泵的测试精度,使泵效率测试误差控制在±0.3～0.5%范围内。由于流体的流动状态影响涡轮流量计的测量精度,尤其是流体的粘度和下游直管段长度对流体的流动性影响较大,为此,本文用标准体积管作为基准,通过实验研究了流体粘性变化对涡轮流量计仪表系数的影响,分析并通过实验确定了流量计精度与直管段的长度关系。探讨了泵性能数据的处理方法,提出了采用正交多项式并转化为一般多项式来拟合水泵性能曲线,可避免解联立方程组的繁琐和其它拟合方法所产生的方程组不稳定的弊端,并且可通过显著性检验来确定拟合的多项式次数,避免了其凭经验取值的问题。 探讨了泵性能参数常用测试方法的测量不确定度来源,分析了不确定度的灰评定方法,在此基础上提出并论证了不确定度灰评定的简化方法,提出了泵各性能参数测量不确定度评定的具体方法,建立了泵性能参数测试的不确定度评定程序。 通过对测量系统现行的量值分析方法及可靠性分析方法的分析,指出了测量系统现行的量值分析方法在适用范围及对系统误差分析上存在局限,而现行的测量系统可靠性分析方法没有充分考虑测量系统进行量值传递的特点,造成测量系统可靠性分析与量值分析脱离的状况。为此,提出将测量不确定度引入测量系统的分析,使测量系统的量值分析与可靠性分析密切联系起来。通过对测量系统的失效原理分析,提出了测量系统的均匀设计方法。 由于潜水电泵属于一种长寿命的可修复的复杂机电产品,其可靠性试验方法有其自身的特点,本文验证了潜水电泵的故障分布,实验得出了潜水电泵三个失效期的时间分布,提出了其可靠性考核的可靠性特征量及其故障判据,给出了其可靠性验证试验的试验方案与试验程序。