19/01/2021
Door Ad Spijkers
Minstens een derde van de elektriciteitskosten voor persluchtsystemen is te wijten aan lekkages die lange tijd onopgemerkt blijven. Dat moet anders kunnen, vond Fraunhofer-IPA.
De meer dan 60.000 persluchtsystemen die in Duitsland in gebruik zijn, verbruiken samen zeven procent van het totale elektriciteitsverbruik in de industrie. Minstens dertig procent van deze kosten kan worden bespaard als lekkages in de systemen direct worden herkend en verholpen.
Tot nu toe worden bij de meeste bedrijven lekken maximaal één keer per jaar geconstateerd, meestal met behulp van een ultrasoon meetapparaat. Het registreert de voor menselijke oren onhoorbare frequentiebereiken waarmee de lucht ontsnapt uit kleine gaatjes en lekkende verbindingen.
Warmtebeeldcamera detecteert lekken
Om lekkages sneller op te sporen en te verhelpen, maken onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart gebruik van warmtebeeldcamera's en beeldherkenningsapps. Het systeem is permanent gemonteerd op een persluchtsysteem dat ze voor demonstratiedoeleinden hebben opgezet. Elke seconde fotografeert de camera gebieden die gevoelig zijn voor lekkage.
Overal waar lucht naar buiten stroomt, daalt de temperatuur met twee tot drie graden Celcius. Een industriële pc, die is aangesloten op het demonstratiesysteem, evalueert de opnames van de warmtebeeldcamera en meldt eventuele abnormale temperatuurveranderingen.
App herkent defecte onderdeel
Persluchtsystemen bestaan vaak uit duizenden verschillende componenten, waarvan vaak niemand de juiste benaming kent. Aan het moeizame doorzoeken van databases en catalogi kan binnenkort een einde komen. Een app voor beeldherkenning kan het getroffen onderdeel binnen enkele seconden identificeren.
Hiervoor hoeft de gebruiker alleen het betreffende onderdeel te fotograferen met de camera van de mobiele telefoon, idealiter vanaf een afstand van niet meer dan tien centimeter. Een kunstmatig neuraal netwerk vergelijkt de opname met foto's die zijn opgeslagen in een beelddatabase en geeft de juiste productnaam weer.
De onderzoekers hebben twintig componenten in de beeldbank opgenomen. Om dit te doen, plaatsten ze die op een draaitafel en fotografeerden ze vanuit verschillende hoeken. Omdat een onrustige beeldachtergrond in de praktijk onvermijdelijk is, hebben ze de beelden in een database gecombineerd met elk 50 verschillende achtergronden. Hiermee hebben de wetenschappers de algoritmes zo getraind, dat ze niet van streek kunnen raken als er naast het defecte onderdeel nog meer te zien is op de per telefoon gemaakte foto.
Elke seconde fotografeert een warmtebeeldcamera de punten in een persluchtsysteem die gevoelig zijn voor lekkage. Overal waar lucht naar buiten stroomt, daalt de temperatuur.
Startpunt voor augmented reality
Het moet mogelijk zijn om aan de beeldherkenningsapp een online shop toe te voegen, waarmee met een paar muisklikken de betreffende reserveonderdelen kunnen worden besteld. Maar de onderzoekers hebben nog iets anders in gedachten. Ze zien hun app als het startpunt voor augmented reality. Een slimme bril kan bijvoorbeeld de kosten van het lek laten zien dat maand na maand wordt ontdekt als het niet direct wordt gerepareerd. Er zou ongetwijfeld een beer besef ontstaan van de omvang van de verspilling van energie en geld.
Foto: Rainer Bez, Fraunhofer IPA