南乌拉尔国立大学国际实验室正在开发新的数字计量方法

自我诊断技术及自动控制系统和设备实验室于2016年在南乌拉尔国立大学成立。科学家们在测量理论与自动控制的交叉点上研究并应用了先进的数字计量技术,人工智能技术和大数据机器学习。

实验室负责人— 马努斯·亨利 教授 (英国牛津大学)。在南乌拉尔国立大学方面,实验室由大学负责人,技术科学博士,亚历山大·舍斯塔科夫 教授监督。

照片:自我诊断技术及自动控制系统和设备 实验室负责人,教授 马努斯·亨利

实验室面临着为下一代设备开发算法和原型的任务,符合工业4.0的要求。

电子与计算机科学高等学校“信息与测量技术”系副教授,自我诊断技术及自动控制系统和设备实验室高级研究员,技术科学副博士 奥列格·布什韦夫 谈到了实验室的工作。

-您最近的工作有什么新变化?

-目前,工作的主要重点是温度,压力,流量传感器的开发,这些传感器执行复杂的自我控制和自我诊断功能。这不仅让您知道某个值的确切值,而且还知道传感器的准确性。最近,我们开始更广泛地应用神经网络和人工智能理论的其他方法来解决监视和预测工业设备和工艺过程状态的问题。

 -是否已经开发了这种智能传感器?

-研究的科学问题在于,从大规模应用新型数字传感器(包括工业物联网中的传感器网络)的实践出发,对测量技术和计量支持新手段的理论理暂且滞后。 研究同时在多个方向上进行。

-目前哪个正在进行的项目最有前途?

-在温度测量领域有一个项目。该项目的目标是开发一种温度传感器诊断系统,以提高铸造,冶金,化学和能源行业的经济效率和合适产品的产量。工艺过程的温度与所需温度的偏差是造成工艺缺陷的主要原因之一。例如,2018年的铸造产量250亿美元,因为技术事故,违反温度规定造成的损失总计超过3亿美元。此外,违反温度状态会导致加速磨损和设备过早失效。 例如,锅炉设备的蒸汽管道过热5 ... 10℃会使总蒸汽管道资源减少20-30%。违反温度制度的原因-操作过程中温度传感器的误差不受控制地增加,这与传感器的退化以及与测量对象的热接触的破坏有关。

-在进行此类复杂项目时,实验室的合作伙伴是哪些公司?

-我们主要的长期工业合作伙伴是股份公司ПГ Метран。为了Метран的利益,我们开展研发工作并实施项目培训。我们认为ОДК彼尔姆发动机公司(在彼尔姆),ОДК СТАР(在彼尔姆),ОДК Кузнецов(在萨马拉市),Фортум(在车里雅宾斯克市)是该项目潜在的合作伙伴。该项目还将广泛使用实验室资源:再现温度在-50 ...1600С之间的设备(温度校准器,烤箱,恒温器),用于精确温度测量的设备(参考测量仪器),用于电子设备原型制作的设备(数据采集系统,调试板,焊接设备)。

照片:自我诊断技术及自动控制系统和设备实验室,高级研究员,技术科学副博士 奥列格·布什韦夫

-自我诊断技术及自动控制系统和设备 实验室是否与其他科学实验室以及科学和教育中心合作?

-与实验力学实验室一起,正在进行创建数字科里奥利流量计原型的工作,该流量计可能成为多相流量计的基础。在流量测量领域,当前需要创建用于三相液体非分离流量测量的技术手段,我们正在努力完成这一任务。

-目前在实验室工作的主要领域有哪些成就?做过什么实验?

好的 例如,建立了以一模式和两模式控制模式运行的科里奥利流量计的模型,开发了用于基于神经网络来校正测量两相流体流量时流量计读数误差的方法。在实验室中,对有故障的压力模块样品进行了实验测试,揭示了传感器技术状况的诊断标志,并提出了诊断压力传感器的方法。

证实了使用可控电流暴露方法诊断热阻状态的可能性;开发了一个实验室工作台来研究温度范围为50 ...500℃,300 ...1600С的热电偶的诊断方法;进行了热电偶测试,开发了一种利用热冲击模拟热电偶故障的方法。

-您能列举哪些科学期刊发表了有关实验室研究的重要文章?

-在过去的两年中,我们在顶级科学期刊中发表了16种出版物,并在SCOPUS科学计量数据库(第2季度,第1季度)中建立了索引。在最近的出版物中,我想指出以下几篇文章:《应用物理学快报》(SCOPUS,TOP 10%)中通过静电引入不稳定性技术表征微观结构中尺寸依赖性的实验研究,《静电微型扬声器在产生声音方面的应用》 《国际应用力学杂志》(SCOPUS,Q2)中的定向声音,流量测量和仪器仪表(SCOPUS,Q2)中由环境空气和流体温度差引起的科里奥利仪表密度误差。

棱镜: 在杂志仪器和测量交易在杂志上(SCOPUS,前10%)发表的应用仪表的递归FIR的信号处理

目前,有三名外国科学家在实验室工作。 此外,实验室还雇用正在研究生院学习的年轻研究人员。关于实验室的研究主题,文章在高级科学期刊上发表,进行了项目培训,并且由信息与测量技术系的学生发表了“仪器工程”方向的ВКР机构的科学著作。

科学家计划通过与牛津大学(英国)的同事实施联合项目来发展国际合作,吸引行业合作伙伴与南乌拉尔国立大学学生和博士生一起开展项目。

叶琳娜·基里亚科娃 照片:奥列格·伊戈辛
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