“Bắt mạch” từ xa bằng 4G
Tại Festival Sáng tạo trẻ với chủ đề “Chuyển đổi số - Không gian khởi nghiệp đổi mới sáng tạo” vừa diễn ra của ĐH Đà Nẵng, hệ thống chẩn đoán đa vị trí rò rỉ trong đường ống nước và điều chỉnh áp suất đầu ra thông qua mạng 4G nhận được sự quan tâm của đông đảo các chuyên gia, doanh nghiệp. Đây là thành quả sau 2 năm nghiên cứu của nhóm sinh viên Đoàn Anh Văn, Nguyễn Quang Vinh, Nguyễn Tấn Quý, Phạm Thanh Vỹ và Dương Thị Thanh Hà, đến từ ngành Tự động hóa, khoa Điện - Điện tử (trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật - ĐH Đà Nẵng).
Nhóm nghiên cứu giới thiệu hệ thống “chẩn bệnh” đường ống tại Festival Sáng tạo trẻ năm 2024 của ĐH Đà Nẵng Ảnh: Giang Thanh
Thông qua hệ thống phần mềm giám sát trên máy tính, Phạm Thanh Vỹ (thành viên nhóm nghiên cứu) có thể đo điểm rò rỉ hệ thống ống nước được lắp đặt tại phòng thí nghiệm của trường, cách địa điểm tổ chức Festival hơn 6km. “Hiện việc tìm kiếm các điểm rò rỉ nước đều được thực hiện bằng mắt thường hoặc bằng thiết bị cầm tay đo tần số âm thanh. Việc này có nhược điểm là mất rất nhiều thời gian đối với hệ thống đường ống lớn, không hiệu quả đối với hệ thống đường ống ngầm, chôn sâu dưới mặt đất”, Vỹ nói.
“Chúng tôi mong muốn đây không chỉ là sản phẩm nghiên cứu khoa học trên giảng đường của sinh viên mà có thể chuyển giao cho các doanh nghiệp, áp dụng vào trong thực tế sản xuất”.
Bạn Đoàn Anh Văn - Trưởng nhóm nghiên cứu
Để bắt tay nghiên cứu, bên cạnh xây dựng phần mềm chẩn đoán rò rỉ nước ứng dụng công nghệ 4G, các bạn sinh viên còn thiết kế hệ thống đường ống nước thực nghiệm với chiều dài khoảng 40m, có các van xả để giả lập điểm rò rỉ và cảm biến hai đầu đường ống. Qua nhiều lần thực nghiệm, tính toán và thay đổi lập trình phần mềm, hệ thống phần mềm đã cho kết quả chính xác về các điểm rò rỉ với sai số khoảng 0,4%.
“Ưu điểm lớn nhất của hệ thống là ứng dụng công nghệ 4G để giám sát và truyền thông tin rò rỉ theo thời gian thực về máy chủ đặt ở trung tâm giám sát. Với hệ thống “bắt mạch” đường ống từ xa này, dù ở bất kỳ đâu, người giám sát cũng được cảnh báo về sự cố rò rỉ. Bên cạnh đó, hệ thống còn xác định chính xác vị trí rò rỉ để có thể tiến hành sửa chữa, khắc phục sự cố nhanh chóng”, Đoàn Anh Văn - Trưởng nhóm nghiên cứu cho hay.
Ứng dụng vào sản xuất với chi phí thấp
Trong quá trình nghiên cứu, khó khăn lớn nhất của nhóm là xây dựng hệ thống đường ống mẫu để thử nghiệm. Vì hệ thống được xây dựng theo chuẩn công nghiệp nên việc tìm kiếm vật liệu, thiết bị và linh kiện mất rất nhiều tiền bạc và thời gian. Quá trình thi công, cơ khí và lắp đặt hệ thống tốn công sức hơn. Chi phí để hoàn thành hệ thống phần cứng và phần mềm khoảng 60 - 70 triệu đồng.
Tuy nhiên, theo nhóm sinh viên, khi ứng dụng vào hệ thống của doanh nghiệp, công ty, chi phí sẽ được tối ưu hóa bởi tất cả đường ống đều có sẵn với hệ thống cảm biến được lắp đặt ở hai đầu các đoạn. “Nếu thương mại hóa, chúng tôi chỉ cần tối ưu hóa phần mềm, hoàn toàn tận dụng được hệ thống phần cứng có sẵn của doanh nghiệp nên chi phí giảm thiểu tối đa”, Văn nói.
Hiện, hệ thống “chẩn bệnh” đường ống được nhóm sinh viên sáng chế và thử nghiệm dựa trên hệ thống ống chứa chất lỏng là nước. Việc áp dụng hệ thống trên đường ống chứa xăng, dầu hay các loại chất lỏng khác cũng rất dễ dàng khi chỉ cần thay đổi thông số của chất lỏng trên hệ thống phần mềm. Hệ thống này có thể chuyển giao và ứng dụng vào nhà máy nước, nhà máy sản xuất xăng, công ty hóa dầu.
Vừa qua, “Nghiên cứu thuật toán chuẩn đoán đa vị trí rò rỉ trong đường ống nước và điều chỉnh áp suất đầu ra thông qua mạng 4G” của nhóm đã xuất sắc giành giải nhất Cuộc thi Sinh viên nghiên cứu khoa học ĐH Đà Nẵng năm học 2023 - 2024. Hiện nhóm sinh viên tiếp tục thử nghiệm hệ thống với đa dạng các loại chất lỏng để đảm bảo tính tối ưu; đồng thời, nghiên cứu nâng cấp phần mềm, thuật toán để sai số trong quá trình tính toán, xác định điểm rò rỉ ở mức tối thiểu.