علماء روس يبتكرون طريقة لـ"سماع" تلف المعدات الصناعية

أفادت الخدمة الصحفية في جامعة أومسك الحكومية "أو إم غي تي أو" بأن العلماء الروس طوروا وطبقوا طريقة فريدة للحصول على معلومات حول الحالة التقنية، في الوقت الحقيقي، للمعدات الصناعية في أثناء تشغيلها، باستخدام تحليل الإشارة الصوتية الاهتزازية.

يعتقد خبراء من جامعة أومسك التقنية أن المشكلات المتعلقة بالتقييم الموثوق للحالة الآنية للمعدات، خاصة في الصناعات الخطرة والمستمرة، موجودة في جميع أنحاء العالم ولها أهمية قصوى. ويعد تطوير مناهج تشخيصية جديدة للكشف عن عطل في معدات تشغيل الجهاز أحد أهم مجالات البحث في العلوم التقنية.

ووفقًا لرئيس الدراسة، الأستاذ في قسم أجهزة هندسة الراديو وأنظمة التشخيص في جامعة أومسك التقنية الحكومية، ألكسندر نومينكو، فإن جوهر مشكلة التشخيص يكمن في اختيار وتبرير معلمات الإشارة الإخبارية التي من شأنها تقييم حالة الآلة، بأكثر دقة ممكنة، وتحديد وجود العيب ونوعه ودرجة خطورته.

وأوضح نومينكو أنه:

"عند ظهور أعطال أو كسور في الآلة، يتم إطلاق طاقة، تتحول إلى طاقة حرارية وميكانيكية"، مضيفًا أن "الطاقة الميكانيكية تتحول إلى موجات صوتية، يمكن سماعها بمعدات خاصة".

وتابع نومينكو مفسرا: "هل كسرت الأغصان الجافة وسمعت صوت الطقطقة؟ على نحو مماثل، "شقوق معدنية" أثناء تكسر المعدات من الداخل، ولكن في النطاق غير المسموع للإنسان، من 20 كيلوهرتزا إلى 2 ميغاهرتز. ويتم إجراء القياسات باستخدام أجهزة استشعار صوتية في نطاق 60-500 كيلوهرتز، ومع ذلك، فإن استخراج المعلومات المفيدة من هذه الإشارات، كقاعدة عامة، صعب للغاية بسبب وجود مستوى عالٍ من الضوضاء والتداخل من الطبيعة المتنوعة".

وبيّن نومينكو: "عادةً ما تقوم أدوات قياس وتحليل الاهتزاز بحساب الانحراف المعياري وقيم ذروة التسارع والسرعة والإزاحة وبناء أطيافها. وبالإضافة إلى ذلك فإن هذا الجهاز، على عكس جميع الأجهزة المعروفة، يتم إنشاء منحنى الوظيفة المميزة (إتش إف) ويتم حساب المنطقة الواقعة أسفل المنحنى. تتيح هاتان المعلمتان إمكانية تقييم حالة المعدات، بشكل أكثر موثوقية ضمن معايير "مسموح بها".

وفقًا لتقديرات نومينكو، فإن هذا يقلل بشكل كبير من احتمال حدوث عيب أو تلف، وأضاف: "يمكننا التحدث بالفعل عن احتمال تلف أقل من 1%، وهو أقل من المؤشر الذي تتطلبه معايير الدولة (5%)".

يعتقد علماء جامعة أومسك (التي هي عضو في برنامج الدعم الجامعي الحكومي "أولوية 2030") أن زيادة موثوقية تقييم حالة المعدات سيسمح بالانتقال من "الصيانة الوقائية" المجدولة إلى "التشغيل وفقًا للحالة الفعلية"، ما سيجعل من الممكن زيادة العمر الافتراضي للإنتاج المستمر من سنة واحدة إلى ثلاث أو خمس سنوات. بالإضافة إلى ذلك، يقولون إن هناك وفورات كبيرة في تكاليف الإصلاح، إذ سيعرف الموظفون بالتحديد ما يحتاجون إلى إصلاحه، وما هي الأجزاء المطلوبة والمدة التي سيستغرقها الإصلاح.

حاليا، يسمح الجهاز المطور بتقييم حالة المعدات التي تحتوي على عناصر متحركة أو دوارة: على سبيل المثال، مضخات وضواغط الطرد المركزي. وفي المستقبل القريب، يخطط موظفو الجامعة لتوسيع وظائف الجهاز من خلال تحليل معلمات ليس فقط الإشارة الصوتية الاهتزازية، بل وأيضًا إشارة الانبعاث الصوتي.