لماذا يُعد اختيار نظام اختبار الاهتزاز المعتمد من CNAS أمرًا مهمًا لمختبرات الاختبار الحديثة؟

الملخص
مع التطور السريع لصناعات الطيران والفضاء، والنقل بالسكك الحديدية، ومعدات الطاقة الجديدة، يفرض التحقق من موثوقية البيئات الميكانيكية للمنتجات متطلبات أعلى على أجهزة المختبرات، وإمكانية تتبع البيانات، والامتثال للمعايير. يعمل نظام اختبار الاهتزاز المعتمد من CNAS كجهاز أساسي يفي بمعايير اعتماد المختبرات. يحاكي نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي ظروف اهتزاز معقدة متنوعة بناءً على مبدأ الإثارة الكهرومغناطيسية لتقييم موثوقية اهتزاز المكونات والمنتجات النهائية. LISUN تتناول هذه الورقة البحثية، التي تتناول نظام اختبار الاهتزازات المعتمد من CNAS، ضرورة وجود نظام اختبار اهتزازات معتمد من CNAS في مختبرات الاختبار الحديثة، وذلك بالرجوع إلى خصائص نظام اختبار الاهتزازات الكهروديناميكي LVD-AT10 (النسخة المعتمدة من CNAS). وتصف الورقة التركيب الهيكلي والميزات التقنية والصناعات القابلة للتطبيق وقدرة الاختبار لنظام مولد الاهتزازات الكهروديناميكي، وتقارن نطاق التطبيق بين المعدات المعتمدة مسبقًا والأجهزة المعتمدة من CNAS، وتوضح الأهمية العملية لاختيار الأجهزة ومعايرتها وتتبع البيانات لتوسيع نطاق اعتماد CNAS في المختبرات وإصدار التقارير المعتمدة، مما يوفر مرجعًا لوكالات التفتيش الخارجية ومختبرات الشركات الداخلية لإجراء اختبارات الاهتزازات البيئية.

المقدمة

يُعدّ الاهتزاز بيئة ميكانيكية شائعة للمنتجات الصناعية أثناء النقل والتركيب والصيانة. وقد يؤدي الاهتزاز الجيبي المستمر، والاهتزاز العشوائي، وأحمال الصدمات إلى ارتخاء الهيكل، وفشل وصلات اللحام، وانزياح المكونات، وتدهور الأداء الكهربائي. والهدف الأساسي من اختبار الاهتزاز هو محاكاة الإجهاد الميكانيكي الحقيقي في ظروف المختبر لتقييم مقاومة الاهتزاز، والاستقرار الهيكلي، والموثوقية التشغيلية للمنتجات طوال دورة حياتها. لا يُمكن استخدام معدات الاهتزاز العادية المعتمدة مسبقًا إلا لاختبارات الفحص الداخلي للبحث والتطوير في الشركات، إلا أنها لا تفي بمتطلبات اعتماد مختبرات CNAS الصارمة فيما يتعلق بدقة القياس، وإمكانية تتبع البيانات، والمعايرة المترولوجية. لذا، يجب أن تكون مختبرات الاختبار الحديثة التابعة لجهات خارجية، والمختبرات المملوكة للشركات التي تحتاج إلى إصدار تقارير معتمدة من CNAS، مجهزة بنظام اختبار اهتزاز معتمد من CNAS ومتوافق مع معاييرها.

يمثل نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي الجهاز الرئيسي لاختبار الاهتزازات في الوقت الحالي. فهو يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية وفقًا لقانون أمبير. عند تنشيط الملف المتحرك الموجود في الفجوة المغناطيسية، تتولد قوة إثارة كهرومغناطيسية لإخراج أشكال موجية اهتزازية متنوعة، بما في ذلك الموجات الجيبية والعشوائية والصدمية. LISUN LVD-AT10 نظام اختبار الاهتزاز الكهروديناميكي (إصدار معتمد من CNAS) يُوفر هذا النظام العديد من المزايا، مثل نطاق تردد واسع، وسهولة التشغيل والصيانة. ويمكن ضبط قوة الدفع من 1 كيلو نيوتن إلى 60 كيلو نيوتن. تشمل سلسلة المنتجات طرازات LVD-AT01 وLVD-AT10 وLVD-AT30 وLVD-AT60، والتي تُستخدم على نطاق واسع في الاختبارات الميكانيكية البيئية في صناعات الطيران والفضاء، وبناء السفن، والنقل بالسكك الحديدية، والطاقة المتجددة، وغيرها. يتكون نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي الكامل من جسم هزاز، ومضخم طاقة، ووحدة تبريد قسري، وطاولة انزلاق أفقية-رأسية قابلة للتمدد، ونظام تحكم مزود ببرنامج اختبار متخصص، وتجهيزات مُخصصة، ومستشعرات تسارع عالية ومنخفضة الحرارة. يدعم تصميم الأجهزة المتكامل اختبارات إجهاد الاهتزاز، واختبارات البحث عن الرنين، وقياسات الخصائص الديناميكية، ومعايرة المستشعرات، وغيرها من عناصر الاختبار.

مبدأ العمل والمعايير الفنية المتسلسلة لنظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي

يُعدّ تجميع الملف المتحرك جوهر تحويل الطاقة في نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي. يوضع لفّ الملف المتحرك داخل فجوة مغناطيسية ذات كثافة تدفق مغناطيسي عالية. تُضخّم الإشارات المُولّدة من نظام التحكم بواسطة مُضخّم الطاقة، ثم تُنقل إلى الملف المتحرك. يُولّد الموصل الحامل للتيار قوة كهرومغناطيسية في المجال المغناطيسي، مما يُحرّك طاولة الاهتزاز وعينات الاختبار المُثبّتة عليها لإنتاج اهتزاز ميكانيكي ترددي. يدمج نظام التحكم حاسوبًا مزودًا ببرنامج مُخصّص لتحرير معلمات الاختبار والتحكم في شكل الموجة. كما يقوم النظام بجمع وتخزين جميع بيانات الاختبار الأولية. يُبدّد نظام التبريد الحرارة المُتولّدة أثناء تشغيل الجهاز باستمرار لضمان أداء مستقر في ظل ظروف اختبار طويلة الأمد وعالية الطاقة. تُمكّن طاولات التمديد الأفقية والرأسية من تحميل الاهتزاز على طول ثلاثة محاور متعامدة X/Y/Z لتلبية متطلبات الاهتزاز متعدد المحاور المُحدّدة في مختلف المعايير.

نظام مولد الاهتزازات الكهروديناميكي (معتمد من CNAS)

استخدم LISUN تُشكّل سلسلة أنظمة اختبار الاهتزاز المعتمدة من CNAS، LVD-AT، مجموعة منتجات متكاملة تتراوح بين نماذج ذات قوة دفع منخفضة وأخرى ذات قوة دفع عالية، لتناسب أوزان العينات المختلفة ومستويات شدة الاختبار. يلخص الجدول أدناه المواصفات الفنية الرئيسية لنظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي في سلسلة LVD-AT.

ضرورة نشر نظام اختبار الاهتزاز المعتمد من قبل CNAS في المختبرات الحديثة

يفرض نظام اعتماد المختبرات التابع للهيئة الوطنية للاعتماد (CNAS) متطلبات إلزامية على أجهزة الاختبار. يجب أن تكون دقة القياس قابلة للتتبع، وإجراءات الاختبار قابلة للتكرار، والبيانات الأولية مؤرشفة بالكامل، وأن تُجرى معايرة دورية. حتى لو كانت معدات الاهتزاز المعتمدة مسبقًا قادرة على إخراج أشكال موجية للاهتزاز، فإنها تفتقر إلى سلسلة تتبع قياسية كاملة. لا يمكن استخدام نتائج الاختبار التي تُنتجها هذه الأجهزة لإصدار تقارير معتمدة من الهيئة الوطنية للاعتماد، وهي صالحة فقط لتقييم البحث والتطوير الداخلي.

أولًا، يفي نظام مولد الاهتزازات الكهروديناميكي، المُجهز بنظام اختبار اهتزازات معتمد من CNAS، بالمواصفات الفنية الرسمية للأجهزة. وهو متوافق تمامًا مع معايير الاهتزازات المحلية والدولية، بما في ذلك GB/T13309-91، وJJG189-97، وIEC 60068، وGB/T 2423، وGB/T 4857، وASTM D999. يُسلّم الجهاز مع شهادة معايرة، ويدعم القياس الدوري المستمر. وتفي مؤشرات أدائه بمتطلبات الأجهزة اللازمة للتقييم المختبري. عندما تتولى مؤسسات اختبار خارجية مشاريع بتكليف من قطاعات الطيران والفضاء، والنقل بالسكك الحديدية، والطاقة الجديدة، يطلب العملاء عادةً تقارير معتمدة من CNAS. ولا تستطيع المختبرات التي لا تمتلك نظام اختبار اهتزازات معتمدًا من CNAS قبول هذه المهام.

ثانيًا، يوفر نظام التحكم في نظام اختبار الاهتزاز المعتمد من CNAS وظائف شاملة لإدارة البيانات. يسجل برنامج نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي معلمات الاختبار، ومنحنيات التاريخ الزمني، وبيانات الاهتزاز الخام بشكل كامل. ويمكن تدقيق سجلات التشغيل، ولا يمكن التلاعب بالبيانات المخزنة بشكل تعسفي، بما يتوافق مع لوائح CNAS المتعلقة بسجلات الاختبار وتتبع البيانات. وبالمقارنة مع الأجهزة غير المعتمدة، تعتمد الأنظمة المعتمدة من CNAS مواصفات أكثر صرامة لدقة مطابقة طيف الاهتزاز العشوائي، والتحكم بالتغذية الراجعة ذي الحلقة المغلقة، وقابلية تكرار القياس في ظل ظروف الحمل المتغيرة، وذلك لمنع تشويه النتائج الناتج عن انحراف التحكم.

ثالثًا، يفرض الوصول إلى السوق للمعدات الصناعية المتطورة متطلبات إلزامية على تقارير الاختبار المعتمدة. فعادةً ما تكون تقارير اختبار الاهتزازات البيئية الصادرة عن مختبرات معترف بها من قبل الهيئة الوطنية للاعتماد (CNAS) مطلوبة للحصول على الموافقة النوعية وترخيص التسويق لمكونات صناعة الطيران، ومعدات النقل بالسكك الحديدية، ووحدات بطاريات الطاقة الجديدة. وتقوم المختبرات ببناء منصات اختبار باستخدام LISUN يُمكن لنظام اختبار الاهتزازات المعتمد من CNAS من سلسلة LVD-AT إجراء اختبارات الاهتزاز الجيبي، واختبارات مسح الرنين، والاهتزاز العشوائي، واختبارات الصدمات. كما يُمكن دمج غرفة بيئية مُدمجة لاختبارات درجة الحرارة والرطوبة والاهتزاز، وذلك لمحاكاة ظروف التشغيل الشاملة. يُعدّ طراز LVD-100KG المُعتمد مُسبقًا مناسبًا للفحص الأولي في البحث والتطوير، ولكنه لا يُغني عن نظام اختبار الاهتزازات المعتمد من CNAS في أعمال التفتيش المُوجّهة نحو الاعتماد.

رابعًا، الاستقرار طويل الأمد ودعم صيانة المعدات. يوفر نظام اختبار الاهتزاز الكهروديناميكي LVD-AT10 (الإصدار المعتمد من CNAS) خدمات صيانة مريحة. يتميز نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي بتصميم عالي التوحيد القياسي مع توفير قطع غيار كافية. تعمل أجهزة المختبر عادةً بشكل مستمر لفترات طويلة. يقلل سهولة صيانة الأجهزة من تكاليف التشغيل اللاحقة ويضمن استمرارية العمل. كما تتوفر طاولات اهتزاز مخصصة للتكيف بمرونة مع العينات ذات الأبعاد والأوزان الخاصة، مما يوسع نطاق خدمات المختبر.

إرشادات اختيار وتشغيل نظام اختبار الاهتزاز المعتمد من CNAS

يتعين على المختبرات التي تُهيئ نظام اختبار اهتزاز معتمد من CNAS اختيار نموذج مناسب من نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي وفقًا لنطاق عملها. أولًا، يتم حساب وزن عينات الاختبار النموذجية. يجب ألا تتجاوز الكتلة الإجمالية للعينة مع التجهيزات سعة التحميل القصوى. ثانيًا، يتم التأكد من متطلبات الدفع، وعرض نطاق التردد، وذروة الإزاحة بناءً على معايير الاختبار المطبقة. يُوصى باستخدام LVD-AT01 للأجزاء الصغيرة الحجم وتجهيزات الإضاءة. يُناسب LVD-AT10 التجميعات متوسطة الحجم وحزم البطاريات. أما طرازات LVD-AT30 أو LVD-AT60 عالية الدفع، فيُفضل استخدامها لمكونات النقل بالسكك الحديدية والفضاء واسعة النطاق.

بعد شراء المعدات، يتعين على المختبرات إنشاء ملفات خاصة بالأجهزة وإجراء معايرة دورية لها، مع الاحتفاظ بشهادات المعايرة لاستيفاء متطلبات التحقق من الوثائق أثناء تقييم CNAS. يجب تحديد حدود واضحة في وثائق إدارة جودة المختبر بين المعدات المعتمدة مسبقًا والمعدات المعتمدة من CNAS. تقتصر استخدامات الأجهزة المعتمدة مسبقًا على التقييم الداخلي لأغراض البحث والتطوير، ولا يجوز استخدامها لإعداد تقارير معتمدة من CNAS. يجب على المشغلين إتقان وظائف برنامج نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي، وتصميم تجهيزات صلبة لتثبيت العينات لتجنب الرنين غير المتوقع الناتج عن تشوه التجهيزات. عند إجراء اختبارات بيئية مشتركة، يجب اختيار غرفة متطابقة من حيث درجة الحرارة والرطوبة لتحقيق تحميل متزامن لدرجة الحرارة والرطوبة والاهتزاز.

خاتمة

بالنسبة لمختبرات الاختبار الحديثة، سواءً كانت منظمات تفتيش تابعة لجهات خارجية أو مختبرات مملوكة للشركات وتخضع لمتطلبات الاعتماد، يُعد نظام اختبار الاهتزاز المعتمد من CNAS جهازًا أساسيًا لإجراء اختبارات موثوقية الاهتزاز المتوافقة مع المعايير. يُعيد نظام مولد الاهتزاز الكهروديناميكي إنتاج بيئات اهتزاز ميكانيكية متنوعة باستخدام المبادئ الكهرومغناطيسية. وإلى جانب أداء الجهاز، فإن النسخة المعتمدة من CNAS تُلبي تمامًا متطلبات اعتماد المختبر من حيث التتبع القياسي، وسلامة البيانات، وقابلية تكرار القياس. LISUN سلسلة LVD-AT نظام اختبار الاهتزاز المعتمد من CNAS يغطي هذا النظام مستويات دفع متعددة، تشمل LVD-AT01 وLVD-AT10 وLVD-AT30 وLVD-AT60. يتميز نظام اختبار الاهتزاز الكهروديناميكي LVD-AT10 (الإصدار المعتمد من CNAS) بنطاق تردد واسع، وسهولة التشغيل والصيانة. يمكن ضبط قوة الدفع فيه من 1 كيلو نيوتن إلى 60 كيلو نيوتن لإجراء اختبارات بيئية ميكانيكية في قطاعات الطيران والفضاء، وبناء السفن، والنقل بالسكك الحديدية، والطاقة المتجددة، وغيرها. يساهم اختيار المعدات المناسبة، والإدارة المترولوجية، وتدريب المشغلين في تعظيم قيمة نظام اختبار الاهتزاز المعتمد من CNAS، وتوفير بيانات قياس اهتزاز موثوقة، ودعم التحقق من موثوقية منتجات المعدات المحلية عالية الجودة.