預(yù)測(cè)電氣設(shè)備壽命的傳感器誕生

訊：美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)對(duì)他們的緝私艇進(jìn)行了一次不同尋常的檢查。從外表來(lái)看，“斯潘塞”號(hào)上的主發(fā)動(dòng)機(jī)似乎一切正常，但是，經(jīng)過(guò)最新研制的探測(cè)器掃描后，這臺(tái)裝備在美國(guó)海岸警衛(wèi)隊(duì)緝私艇上的發(fā)動(dòng)機(jī)卻暴露了它的問(wèn)題：一組用來(lái)預(yù)熱設(shè)備的加熱器已經(jīng)壞了。當(dāng)船員們打開(kāi)加熱器的金屬外殼后，發(fā)現(xiàn)了電線已被腐蝕，電線上還冒著煙。

出問(wèn)題的不止是加熱器，“發(fā)動(dòng)機(jī)的絕緣層已經(jīng)有磨損和破裂的跡象，這很容易引發(fā)火災(zāi)，”麻省理工學(xué)院的斯蒂文·利布教授補(bǔ)充道。今年3月，利布教授在電氣與電子工程師協(xié)會(huì)旗下的《工業(yè)信息學(xué)會(huì)刊》（transactions on industrial informatics）上發(fā)表有關(guān)這套探測(cè)器的最新研究。利布說(shuō)，“我們的探測(cè)裝置有能力探測(cè)多種電氣設(shè)備在一年以內(nèi)的連續(xù)變化，并且預(yù)估它可能出現(xiàn)嚴(yán)重故障的時(shí)間。”

這套探測(cè)儀之所以如此厲害， 全靠一種叫作“非干預(yù)式負(fù)荷監(jiān)測(cè)”（nilm）的先進(jìn)技術(shù)。無(wú)論是在船舶或者建筑物中，大量設(shè)備常常是由單電源集中供電的，每臺(tái)設(shè)備都會(huì)在通電后發(fā)生獨(dú)特的變化，只要把非干預(yù)式負(fù)荷監(jiān)測(cè)傳感器安裝在電網(wǎng)中任意一點(diǎn)，就能夠提取這些設(shè)備獨(dú)一無(wú)二的“指紋”?；谶@些信息，工程師可以判斷對(duì)應(yīng)設(shè)備的損耗情況。盡管非干預(yù)式負(fù)荷監(jiān)測(cè)技術(shù)在上世紀(jì)80年代左右就已經(jīng)問(wèn)世，但在近幾年才在智能電表上投入使用。

在海岸警衛(wèi)隊(duì)的緝私艇上，配套的探測(cè)系統(tǒng)會(huì)及時(shí)處理非干預(yù)式負(fù)荷監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，然后反饋到艦艇控制部門(mén)的儀表板上。戴維·歐文是馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校電氣及計(jì)算機(jī)工程系的助理教授，他稱贊說(shuō)，“這些研究人員做出了一套非常實(shí)用的工具。”歐文還說(shuō)，關(guān)于非干預(yù)式負(fù)荷監(jiān)測(cè)技術(shù)的學(xué)術(shù)研究非常深?yuàn)W，利布教授的團(tuán)隊(duì)能進(jìn)一步聚焦社會(huì)的實(shí)際需求，成功將一種傳感器投入商業(yè)應(yīng)用，非常了不起。

還有一種類似的控制面板，能在設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)提醒管理者。這類設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)和軍事設(shè)施中都可以發(fā)揮重要的作用。利布說(shuō)：“當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，診斷工作非常依賴監(jiān)測(cè)到的信息，而監(jiān)測(cè)信息也能預(yù)測(cè)設(shè)備可能發(fā)生故障的時(shí)間。”由于及時(shí)發(fā)現(xiàn)了“斯潘塞”號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)有部件損壞的問(wèn)題，海岸警衛(wèi)隊(duì)可以在艦船停靠時(shí)及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行整修和更換。

“大家都不喜歡有東西損壞，”利布說(shuō)。無(wú)論是在巡邏艇，或者精煉廠、化工生產(chǎn)、建筑業(yè)中，設(shè)備損壞都有牽一發(fā)而動(dòng)全身的影響。一個(gè)部件出問(wèn)題往往會(huì)拖累整套設(shè)備，進(jìn)而影響整個(gè)工作效率，造成大范圍的嚴(yán)重后果。這個(gè)傳感器的誕生，為提前預(yù)判電氣設(shè)備損壞提供了很大幫助。