Đạt hiệu suất cao và chi phí thấp với một trong những thiết bị nhỏ nhất thế giới! Lưu lượng kế siêu âm - Công cụ thiết yếu để tiết kiệm năng lượng

• #Tiết kiệm năng lượng
• #Giảm phát thải carbon

Để đạt được hiệu suất năng lượng cao hơn, nhu cầu đo lường và quản lý chính xác lượng chất lỏng chảy qua các đường ống khác nhau ngày càng tăng. Fuji Electric đã phát triển một lưu lượng kế siêu âm nhỏ gọn bằng lòng bàn tay, có thể lắp đặt trong các hệ thống đường ống hẹp và phức tạp. Nhờ nỗ lực của các chuyên gia lưu lượng kế tận tâm, sự cân bằng giữa việc giảm kích thước và hiệu suất cao đã đạt được. Chúng tôi đã phỏng vấn ba nhân viên tham gia vào quá trình phát triển.

Hướng tới một thiết bị có kích thước bằng lòng bàn tay

Lưu lượng kế siêu âm là thiết bị dùng để đo lượng chất lỏng chảy qua đường ống. Các thiết bị này từ lâu đã được sử dụng trong các nhà máy. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, phạm vi ứng dụng đã được mở rộng. Ví dụ, hiện nay chúng được sử dụng để giảm chi phí bằng cách đo lượng nước tinh khiết và hóa chất sử dụng trong các nhà máy sản xuất chất bán dẫn, hoặc để kiểm soát lượng nhiệt trên mỗi tầng bằng cách điều chỉnh lượng nước lạnh và nước nóng chảy vào máy điều hòa không khí trong các tòa nhà và văn phòng.

Với khả năng đo lường ở các ống cuối, vốn bị bỏ qua trong quá khứ, các thiết bị này đã đảm nhiệm vai trò thiết yếu trong việc đạt được mục tiêu trung hòa carbon và tiết kiệm năng lượng.

Tuy nhiên, vì các ống cuối hẹp và gần nhau nên việc lắp đặt các sản phẩm hiện có ở nhiều vị trí rất khó khăn.

Để giải quyết vấn đề này, Fuji Electric đã bắt đầu nghiên cứu giảm kích thước của lưu lượng kế siêu âm. Mục tiêu là tạo ra một thiết bị có kích thước bằng lòng bàn tay.

Không bao giờ mệt mỏi sau 36 năm cống hiến

Sau khi hoàn thành nguyên mẫu, một sự kiện bất ngờ xảy ra

Có hai thách thức trong việc giảm lưu lượng kế siêu âm xuống kích thước bằng lòng bàn tay: (1) tích hợp hai thiết bị trước đây tách biệt (bộ truyền lưu lượng và bộ dò) và (2) đơn giản hóa mạch để giảm diện tích bảng mạch xuống còn chưa đến một phần mười diện tích trước đây.

“Thông thường, phải mất ba năm để phát triển một sản phẩm, nhưng vì các công ty khác cũng đang sản xuất các sản phẩm tương tự, nên chúng tôi được yêu cầu giao hàng sớm nhất là một năm rưỡi”, Kishiro nói. “Thật khó khăn vì chúng tôi phải sản xuất bảng mạch và cảm biến mới, nhưng giai đoạn phát triển ban đầu đã diễn ra suôn sẻ”, Kishiro nhớ lại.

Một nguyên mẫu đã được chế tạo bảy tháng sau đó, vào tháng 1 năm 2022. Nhưng rồi họ gặp phải một vấn đề bất ngờ. Độ chính xác của phép đo không như mong đợi. Dường như không có vấn đề gì về hiệu suất với từng bộ phận riêng lẻ, nhưng khi kết hợp chúng lại, cả bảng mạch lẫn cảm biến đều không hoạt động như mong đợi.

Một tháng trôi qua mà vẫn chưa tìm ra giải pháp. Kishiro hướng dẫn nhóm chia nhỏ vấn đề thành nhiều phần để bắt đầu tìm hiểu từng phần.

Độ chính xác phụ thuộc vào khả năng tương thích của cảm biến!

Trong lưu lượng kế siêu âm, hai cảm biến được lắp bên ngoài đường ống truyền xung siêu âm theo đường chéo từ phía thượng lưu và hạ lưu, và lưu lượng được đo dựa trên sự chênh lệch thời gian do chuyển động của chất lỏng gây ra.

Khoảnh khắc Eureka trong bồn tắm

Trong khi đó, Kishiro đang đau đầu vì một vấn đề khó khăn khác.

Một sản phẩm chỉ bằng một phần mười kích thước của các sản phẩm hiện có sẽ giữ nhiệt. Họ đã thành công trong việc giảm mức tiêu thụ điện năng xuống còn một phần ba bằng cách hạ điện áp xuống mức giới hạn. Về lý thuyết, điều này có thể hiệu quả, nhưng nhiệt vẫn còn đó. "Tôi đã quá lạc quan", Kishiro suy ngẫm.

Một ngày tháng Hai, Kishiro về nhà mà vẫn chưa tìm ra giải pháp. Phải đi bộ mất 30 phút. Gió lạnh buốt buốt. Về đến nhà, anh đi tắm ngay. Rồi, trong bồn tắm, anh chợt nghĩ nên lắp thêm một mạch điện nữa.

“Việc lắp thêm mạch điện rất tốn kém, nên tôi đã tránh không suy nghĩ nhiều. Nhưng dù nhìn nhận theo cách nào đi nữa, lắp thêm mạch điện vẫn là lựa chọn tốt nhất. Tôi đã đưa ra đề xuất ngay ngày hôm sau,” Kishiro nhớ lại.

Khi các bộ phận được sửa đổi và lắp ráp lại vào tháng 6 năm 2022, độ chính xác đã vượt quá mong đợi, mang lại một số kết quả tốt nhất trong ngành. Chúng tôi cũng đã có thể giảm thiểu chi phí, vốn là một mối lo ngại trước đây.

Cảm giác phát triển cá nhân thông qua việc tham gia vào toàn bộ quá trình

Khám phá các cách làm việc sau khi nghỉ chăm sóc trẻ em

Vào tháng 6 năm 2024, sau khi hoàn thành việc phát triển lưu lượng kế siêu âm, Miyamoto đã nghỉ thai sản và chăm sóc con nhỏ. Mười tháng sau, khi trở lại làm việc, cô đã chứng kiến những điều chưa từng thấy trước đây.

"Khi trở lại làm việc sau một thời gian dài vắng mặt, tôi cảm nhận được sự giúp đỡ của mọi người. Ngay cả khi tôi đi vắng, cấp trên và đồng nghiệp vẫn theo dõi công việc của tôi, và lòng tốt của họ thực sự đã chạm đến trái tim tôi."

Phát triển bao gồm rất nhiều công việc chỉ có thể thực hiện tại chỗ. Tuy nhiên, hiện tại, Miyamoto làm việc từ xa một ngày mỗi tuần để giải quyết những thách thức trong việc cân bằng giữa công việc và chăm sóc con cái. Các nhân viên có con nhỏ đang tìm hiểu các phương pháp làm việc trong khi trao đổi thông tin và tham khảo ý kiến lẫn nhau.

“Một nhân viên nam trong phòng tôi đang có kế hoạch nghỉ phép chăm con. Nếu có thể giúp được gì, tôi rất muốn giúp”, Miyamoto kể lại.

Không có vạch đích trong nghiên cứu

Lưu lượng kế siêu âm S-Flow nhỏ gọn trong lòng bàn tay, dễ dàng lắp đặt. Không cần cắt ống, bất kỳ ai cũng có thể dễ dàng lắp đặt chỉ bằng một tua vít.

Bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu hiện đang phát triển một lưu lượng kế siêu âm cho đường ống của hệ thống điều hòa không khí trong các tòa nhà và văn phòng. Lưu lượng kế mới sẽ được trang bị Bluetooth. Điều này sẽ cho phép bảo trì được thực hiện thông qua truyền dữ liệu không dây bằng máy tính bảng và các thiết bị khác, loại bỏ nhu cầu công nhân phải kiểm tra đường ống trần thủ công.

Nhóm tiếp tục nỗ lực mỗi ngày, đặt mục tiêu hoàn thành phát triển vào cuối năm tài chính 2025.

Chúng tôi đã yêu cầu ba nhân viên này viết tin nhắn cho sinh viên và chia sẻ suy nghĩ của họ.
Kishiro (trái), tác giả của cuốn “Planning and Full Effort”, kể lại, “Hạn chót khiến công việc trở nên khó khăn, nhưng việc lập kế hoạch và nỗ lực hết mình sẽ là điểm mạnh của bạn.” Miyamoto (giữa) đã viết cuốn “Keep Thinking Together”, giải thích rằng, “Nơi làm việc có rất nhiều chuyên gia, vì vậy khi mọi việc không diễn ra tốt đẹp, bạn có thể tìm ra cách bằng cách tiếp tục cùng nhau suy nghĩ.” Masuda (phải), tác giả của cuốn “Just Try”, trả lời, “Khi có điều gì đó mà lúc đầu tôi không hiểu, điều đầu tiên tôi làm là thử nghiệm để hiểu rõ hơn.”

Với 36 năm kinh nghiệm phát triển lưu lượng kế, Kishiro chia sẻ: “Dự án phát triển này đã cho chúng tôi thấy lưu lượng kế siêu âm có thể nhỏ gọn đến mức nào. Hiện tại, nó là một trong những thiết bị nhỏ nhất thế giới cùng loại. Thật bổ ích và thú vị khi được tiếp tục thử thách bản thân trong công việc.”

Nghiên cứu không có đích đến. Những thách thức mới mà xã hội sẽ phải đối mặt trong tương lai cũng sẽ được giải quyết bằng sự ham học hỏi không ngừng nghỉ của các chuyên gia.

Khuyến khích

Đầu trang