ניטור גלי קול אולטראסוניים
תקציר
מכשירים המבוססים על טכנולוגית ניטור גלי קול אולטראסוניים המונעים באוויר או דרך מבנה (Airborne/structure borne), מאפשרים הזדמנות להקטנת בזבוז אנרגיה ושיפור זמינות המכונות במפעל, ע"י זיהוי התפתחות כשלים וטיפול בהם. המכשירים הנ"ל מרחיבים את עקרון ניטור המצב ליותר מאשר רק ניטור מצב כשלים מכאניים. מאחר והמכשירים הנ"ל מאתרים חיכוך, יינון חשמלי ומערבולות, יכולות הניטור שלהם יכולות להירתם לזיהוי חוסר סיכה במיסבים, זיהוי דליפות גזים בלחץ, זיהוי קשתות חשמליות ברכיבים חשמליים, זיהוי מגעים חשמליים רופפים, זיהוי כשלים במלכודות קיטור, זיהוי בעיות זרימה וקביטציה במשאבות ועוד.
מאמר זה מכיל סקירה כללית של תחום הניטור האולטראסוני, השימושים ואפשרויות החיסכון באנרגיה בעקבות השימוש בטכנולוגיה הנ"ל לניטור ומציע שיטות ניטור אולטראסוני שימושיים.
טכנולוגית ניטור אולטראסוני
מכשירים לקליטת גלי קול אולטראסוניים מונעים באוויר או מולכים בתוך מבנה (Airborne/structure borne), קולטים גלים בתדרים גבוהים המיוצרים ממכונות עובדות, פליטת אנרגיה חשמלית ודליפות. גלים אלה, הנמצאים בתחום התדרים 20–100 [KHz] נמצאים מעבר לתחום הגלים הנשמע ע"י אוזן האדם. המכשירים מתרגמים באופן אלקטרוני הגלים הללו, בעזרת תהליך הנקרא "ערבול גלי רדיו" (heterodyning), לגלי קול בתחום התדרים הנשמע ע"י בני האדם והמוצג ביחידות dB או אחרות.
מכשירי הניטור האולטראסוניים החדשים מסוגלים גם לשמור את המידע ולהעבירו לתוכנת מחשב, לשם תיעוד המידע, השוואתו לעבר וניתוחו. מספר מכשירים מסוגלים אף לבצע ניתוח ספקטראלי של גלי הקול האולטראסוניים, לשם ניתוח תדרי הקול ומקורם.
גלי הקול מתקבלים בשני אופנים:
- דרך האוויר (Airborne)- הולכת גלי קול באוויר, כגון דליפות גזים ופליטות חשמליות, נקלטים ע"י המכשירים בעזרת מודולי סריקה (Scanning Module), כגון מיקרופונים.
- דרך גופים קשיחים (מבנים) (Structure borne)- הולכת גלי קול דרך מוצקים, כגון רעש מיסבים, תקלות בשסתומים ומלכודות קיטור, נקלטים ע"י המכשירים בעזרת מודולי מגע (Contact Module), כגון חיישנים מגנטיים המוצמדים למבנה.
בעקרון כל המכונות העובדות, הציוד החשמלי ודליפות גזים, פולטות גלי קול בטווחי תדרים שונים ורבים.
רכיבי גלי הקול הללו בעלי התדרים הגבוהים הם קצרים מאוד במבניהם. תדר גל קצר יחסית נוטה להיות חד כיווני וממוקד לאותו הכיוון. לכן קל יחסית להבדיל בין גלי קול שונים מהרקע (רעש המכונות מסביב) ומגל הקול המנוטר באותו הרגע (דליפת גזים למשל), בכדי לאתר את מקור הרעש במדויק. בנוסף, ככל שכשל מכאני מתפתח במכונה, גלי הקול הקצרים והחד כיווניים יהיו נשמעים באופן מהותי יותר ומוקדם יותר בעזרת המכשור הנ"ל.
היתרונות העקרוניים של השימוש בטכנולוגית הניטור האולטראסוני הם:
גלי קול אולטראסוניים הם חד כיווניים וקל לעקוב אחרי כיוונם באוויר. (קל לזהות את האזור ממנו נובעים גלי הקול).
גלי קול אולטראסוניים הם ממוקדים וקלים לזיהוי מנקודת מוצא ברורה. (קל לזהות את נקודת המוצא של גלי הקול- חור עם דליפה ועוד, גם ממרחק רב).
גלי קול אולטראסוניים, עקב היותם התוצר הראשוני של תחילת שחיקה בציוד סובב, מהווים כלי מצויין לזיהוי מוקדם ביותר להתפתחות כשל ברכיבי ציוד סובב.
מכשירי ניטור אולטראסוני ניתנים לשימוש באזורים רועשים, עקב העובדה שהוא מסנן את כל גלי הקול הנשמעים מסביב ומאפשר לשמוע רק את גלי הקול האולטראסוניים.
מכשירי ניטור אולטראסוני יכולים להוות ציוד משלים לניטור מצב של מכונות או להוות פלטפורמה עצמאית לאותה המשימה ובכך לשמש כאמצעי לשיפור זמינות המכונות במפעל וחיסכון באנרגיה.
ניתן לשדר גלי קול אולטראסוניים ולנטרם בכדי לזהות דליפות במיכלי לחץ ללא השימוש בלחץ, אטימת חדרים נקיים ועוד.
להלן רשימת השימושים העיקריים במכשור ניטור גלי קול אולטראסוני:
- איתור וזיהוי מקור דליפות גזים בלחץ מקוי זרימה.
- ניטור מצב מלכודות קיטור.
- ניטור מצב ציוד סובב.
- יישום מדיניות סיכה יעילה בציוד סובב.
- ניטור מגעי חשמל רופפים.
- ביצוע בדיקת דליפה למכלי לחץ ללא הכנסת לחץ למיכלים.
- זיהוי צנרת סתומה במחליפי חום.
- זיהוי דליפה וחילחול החוצה ממיכלי מאגר.
- ניטור אטימת חדרים נקיים.
לסיכום
במשך השנים טכנולוגית הזיהוי האולטראסוני התקדמה מתחום ה"חיפוש ואיתור" הבסיסיות בלבד, אל מערכות ניטור, זיהוי ואבחון מקור גלי הקול ומידת חומרתם. כמו כן, בעזרת המערכות הנמצאות כיום בשוק ניתן לחשב את עלות הפסדי דליפות הגזים בכדי לקבוע את ההחזר על ההשקעה בשיטת הניטור האולטראסוני.
בעזרת הטכנולוגיה הנ"ל ניתן להגיע לחסכון ניכר בהוצאות האנרגיה של המפעל- איבודי אויר דחוס וגזים אחרים, איתור מוקדם של מגעי חשמל רופפים, הטמעת מדיניות סיכה יעילה במפעל וניטור מצב ציוד סובב כבדיקה משלימה או המערכת העיקרית ליישום מדיניות אחזקה חזויה במפעל.