Прибор из Омского политеха определит поломку оборудования на "слух"

Сотрудники Омского политеха разработали уникальную методику, которая позволяет в реальном времени получать информацию о техническом состоянии промышленного оборудования. Использующий ее прибор особым образом анализирует виброакустический сигнал, и изменения его параметров дают ученым сигнал о повреждениях при производстве.

По их словам, суть проблемы диагностики заключается в выборе и обосновании информативных параметров сигнала, которые с самой высокой точностью позволяли бы оценить состояние оборудования и определить вид и степень опасности дефекта. Для оценки работы промышленных аппаратов в ОмГТУ используют акустический сигнал — звук.

«При возникновении и развитии трещин высвобождается энергия, которая превращается в тепловую и механическую, ее можно „услышать“ специальным оборудованием», — рассказал руководитель исследования, профессор кафедры радиотехнических устройств и систем диагностики ОмГТУ Александр Науменко. Он добавил, что механическая энергия превращается в акустические волны.

«Вы ломали сухие ветки и слышали треск? Аналогично „трещит“ и металл при разрушении, но в неслышимом для человека диапазоне — от 20 кГц до 2 МГц. Измерения проводят с помощью акустических датчиков в диапазоне 60 кГц до 500 кГц, однако извлечение из этих сигналов полезной информации, как правило, очень затруднено наличием высокого уровня шума и помех самой различной природы», — пояснил профессор.

Сигнал, по которому оценивают состояние объекта, может быть описан целым набором характеристик и параметров.

«Обычно приборы для измерения и анализа вибрации рассчитывают среднее квадратичное отклонение, пиковые значения ускорения, скорости, перемещения, строят их спектры, — уточнил Александр Науменко. — В данном приборе дополнительно, в отличие от всех известных, строится кривая характеристической функции (ХФ) и рассчитывается площадь под кривой ХФ. Эти два параметра и позволяют более достоверно оценить состояние объекта контроля по критериям „Допустимо“, „Требует принятия мер“, „Недопустимо“».

Ученый считает, что это значительно уменьшает вероятность пропуска дефекта или неисправности. «Уже можно говорить о вероятности пропуска менее 1%, что превосходит показатель, требуемый ГОСТами (допустима вероятность пропуска 5%)», — сказал он.

По мнению исследователей, повысив достоверность при оценке состояния оборудования, можно будет перейти от планово-предупредительного ремонта к эксплуатации по фактическому состоянию. Для непрерывных производств это даст возможность увеличить межремонтный пробег с одного года до трех-пяти лет. Кроме того, по их словам, появляется существенная экономия затрат на ремонт, ведь персонал будет точно знать, что предстоит ремонтировать, какие запасные части нужны и сколько времени займет ремонт.

Сейчас разработанный прибор позволяет оценивать состояние оборудования, в котором есть движущиеся или вращающиеся элементы: например, центробежные и поршневые насосы и компрессоры, электродвигатели, турбины, редукторы. В ближайшее время коллектив вуза планирует расширить его функциональность за счет анализа параметров не только виброакустического сигнала, но и акустико-эмиссионного.

ОмГТУ — участник государственной программы поддержки вузов «Приоритет-2030».