Lärm und Vibrationen sichtbar darstellen

Lärm und Vibrationen beeinflussen den Betrieb von Maschinen, verkürzen ihre Lebensdauer und mindern die Produktivität. Die Ursachen sind oft schwer zu finden, aber eine präzise Diagnose ist unerlässlich, um hohe Reparaturkosten und Ausfallzeiten zu vermeiden. 

Mit der Akustischen Kamera Octagon und der Video-Schwingungsanalyse-Software WaveCam hat die gfai tech zwei moderne Werkzeuge entwickelt, die sowohl akustische als auch mechanische Störungen sichtbar machen. Maschinenbetreibern und Wartungsteams werden mit wenig Aufwand umfassende Daten an die Hand gegeben, um gezielt Wartungsmaßnahmen einzuleiten und Betriebszeiten der Anlagen zu maximieren. 

Präzise Lokalisierung von Geräuschquellen 

Die Akustische Kamera Octagon kann Geräuschquellen millimetergenau und in nur wenigen Minuten lokalisieren. Eine ihrer zentralen Funktionen ist die Erstellung einer akustischen Karte, die Störgeräusche direkt auf einem Bild oder Video der Maschine oder deren Einzelteile visualisiert. Schall- und Bilddaten werden dabei in Echtzeit zusammengeführt, um präzise aufzuzeigen, wo Geräusche entstehen und mit welcher Intensität sie auftreten. Dadurch lassen sich problematische Bereiche exakt identifizieren, sodass gezielte Maßnahmen ergriffen werden können. Dies ist in lauten und komplexen Umgebungen von großem Vorteil, in denen sich Störquellen für den Menschen schwer lokalisieren lassen.  

Die Schallkamera erfasst akustische Emissionen im hörbaren und unteren Ultraschallbereich von 30 bis 24 000 Hz. Sie ist mit einem integrierten Mikrofonarray sowie der leistungsstarken Software NoiseImage ausgestattet. Das Mikrofonarray basiert auf einer Fibonacci-Spirale und umfasst 192 MEMS-Mikrofone. Dank der hohen Mikrofondichte ist das Octagon hervorragend geeignet, um in den tiefen Frequenzen mittels Holographie und den hohen Frequenzen mittels Beamforming Schallquellen zu lokalisieren. 

Das Octagon ermöglicht nicht nur die Lokalisierung der Hauptlärmquellen im Frequenzbereich, sondern auch die Erfassung von kurzzeitigen, transienten Störgeräuschen im Zeitbereich. Diese transienten Geräusche, wie sie etwa durch mechanische Störungen oder schnelle Druckschwankungen verursacht werden, sind mit herkömmlichen Methoden oft schwer zu erfassen. Die Akustische Kamera bietet hier einen entscheidenden Vorteil, da sie auch solche kurzlebigen Störungen zuverlässig analysieren kann. 

Vergrößern von Schwingungen 

Während Octagon auf akustische Signale fokussiert, bietet WaveCam eine Lösung für die Analyse von Schwingungen. Oftmals sind Vibrationen, die auf mechanische Probleme hindeuten, für das bloße Auge unsichtbar. Diese können jedoch schwerwiegende Auswirkungen auf die Maschinenleistung und -stabilität haben, wenn sie nicht rechtzeitig erkannt werden. 

Anstatt aufwendige und teure Messaufbauten zu erfordern, basiert WaveCam auf der Analyse von Videoaufnahmen der Maschine oder der zu analysierenden Bauteile. Diese Videos können mit einfachen Smartphones oder hochentwickelten High-Speed-Kameras aufgenommen werden. Anhand dieser Aufnahmen vergrößert die Software mit KI-gestützter Bildverarbeitungstechniken kleinste Vibrationen und Schwingungen und stellt sie visuell in einer Messauflösung von 1/10 000 dar. Dadurch können Ingenieure Bewegungsmuster analysieren, die ohne diese Technologie unbemerkt bleiben würden. 

Neue Features wie das Importieren von Sensordaten, das gleichzeitige Verarbeiten von Aufgaben und eine einfachere Benutzerführung optimieren die Arbeitsabläufe und reduzieren sowohl Zeit als auch Kosten. Besonders hilfreich: Die neue Phasendarstellung zeigt die Bewegungsrichtung von Schwingungen zuverlässig an, was gezielte Korrekturmaßnahmen noch einfacher macht. 

Durch die Kombination dieser beiden Systeme ermöglichen regelmäßige Analysen der Maschinenzustände, langfristige Verschleißerscheinungen frühzeitig zu erkennen und gezielt gegenzusteuern. 

Bilder: gfai tech GmbH