Беспроводный датчик способный определять анормальные вибрации на расстоянии

Автор статьи:Oil & Gas Engineer - Communications

Автор перевода:Мельничук А. С.

Аномальные колебания могут быть в числе первых признаков того, что машина на грани поломки. Однако контроль за ними может быть сложной процедурой, особенно на расстоянии

Помощь в настоящее время под рукой в виде нового датчика, который разрабатывается в рамках исследовательского проекта Vivib на базе главного офиса SINTEF в Тронхейме, Норвегия. SINTEF является крупнейшей независимой исследовательской организацией в Скандинавии, и каждый год поддерживает развитие свыше 2000 компаний дома и за рубежом через свои компаний R и D деятельности. Она насчитывает около 1900 сотрудников, 1300 из которых находятся в Тронхейме и 450 в Осло. Остальные работают в офисах в Берген, Ставангер и Олесунд, в дополнение к отделениям в Хьюстоне, Скопье, Варшава, Краков (Польша) и в лаборатории в Hirtshals, Дания.

Со своей стороны, проект Vivib проводится в рамках сотрудничества с ABB и SKF. Это интересная связь с ABB, которые являлись пионером в технологии анализа состояния машин и сейчас, имеющих свыше 40 лет опыта оценки их состояния .На сегодняшний день компания предлагает широкий спектр продуктов и решений для контроля вибрации и оценки состояния вращающегося оборудования. Начиная с измерения вибрационных данных до диагностических экспертных систем, ABB имеет решение для выполнения работ по оценки данного состояния, позволяющее экономическому планированию ремонтных работ.

SKF Group является одним из ведущих глобальных поставщиков продуктов, решений и услуг в области прокатки подшипников, уплотнений, мехатроники, услуг и системы смазки. Предложение услуг группы также включает в себя техническую поддержку, техническое обслуживание, мониторинг состояния подшипников и подготовки кадров.

Новый датчик способен регистрировать анормальные вибрации машины на борту морских платформ.

Первоначально датчик предназначен для использования на морских механизмах платформы, и будет установлен в качестве пакета в составе батареи, антенны и печатной платы.

«Вместе эти компоненты дадут нам сенсорный узел, который может иметь беспроводную связь с другими узлами датчика и центрального блока. Это позволяет оставаться на суше и следить за сотнями машин в километрах от берега », объясняет Maaike Taklo, работающий в Sintefs MiNaLab.

«В настоящее время , нефтекомпании вынуждены посылать персонал вплоть до платформы, чтобы проверить каждую машину поодиночке, если бы только исправленные датчики были закреплены канатами», добавил он.

Датчиковые узлы должны быть экономически эффективными, так что это вынуждает применять микропроцессорную технику, что приводит к тому, что их массовое производство выгодно. Ученые работают над кремниевыми пластинами, на которые добавляется большое количество сенсорных чипов одновременно, один слой за один раз. Вместо расположения на каждом индивидуальном чипе, стеклянный диск прилагается к верхним и более низким поверхностям всех чипов одновременно, перед тем, как стеклянный диск будет вырезаться в индивидуальных чипах.

Датчики и беспроводной блок связи были проверены, а результаты являются весьма многообещающими.

«Если шары в шарикоподшипнике, неисправны, они генерируют высокочастотные колебания, а машины производят низкочастотные колебания с другими видами износа. Новый датчик позволяет измерять оба типа колебаний одновременно », говорит Taklo.

Проект Vivib реализуется при финансовой поддержке Норвежского исследовательского совета с помощью Петромакс программы, которая направлена на нефтяную промышленность. SINTEF несет ответственность за обеспечение сенсорными чипами, в то время как ABB и SKF несут ответственность за беспроводную часть системы связи и интерпретации сигналов вибрации. Проект был начат в 2006 году и продолжается до конца 2008 года. Некоторые нефтяные компании, включая BP, являющиеся членами консорциума, которые помогают финансировать проект.

Более подробная информация о новых датчиках должна была быть представлена Taklo, как современный датчик вибрации для беспроводного мониторинга состояния машин, и показан на Pan Pacific симпозиуме по микроэлектронике, на курорте Sheraton Кауаи в Кауаи, Гавайи, в январе 2008.

Такие датчики необходимы для нефтяных скважин, для двигателей и для промышленного контроля производства. Кремниевые micromachined чувствительные элементы организации имеют преимущества в таких приложениях из-за их длительной работоспособности и компактности. В частности, опыт SINTEF основывается на: 1. Многолетнем опыте в комплексном дизайне интегрированных кремниевых датчиков. Это, в свою очередь, сводит к минимуму воздействия окружающей среды на чувствительный элемент. 2. Имеет большой опыт по применению конкретных интегральных схем (ASIC) для высокотемпературных приложений (HT-ASIC). 3. Термоядерные связывающие процессы, которые создают очень долговечные и сильные печати между кремниевыми слоями. Исход - чувствительные элементы, которые могут выдержать как механически жесткие условия, так и высокие температуры. 4. Опыт в упаковке датчиков для использования в высокотемпературных средах. 5. С компанией Клоуз было организовано сотрудничество по разработке и производству кремния высокого давления, для датчиков. 6. Успешное проектирования и изготовление комплексной измерительной системы для мониторинга нефтяных скважин. 7. Успешное развитие высокотемпературных пьезоэлектрических датчиков давления на базе кремния на изоляторе (SOI) технологии.

Еще одним недавним событием является проект кремневого датчика давления, который работает при высоких температурах (200 ° C). Он будет компактным, и выдерживать грубые механические условия эксплуатации. Датчик является частью больших нефтяных мониторинга системы, разработанной в сотрудничестве SINTEF департаментов, которая уже успешно опробована клиента морской Нy Services.