6 Dinge, die eine Kamera für akustische Bildgebung haben sollte

Druckluftlecks, Vakuumsystemlecks, elektrische Teilentladung – diese kostspieligen Systemfehler verursachen Leistungsverluste mit unvorhersehbaren Kosten und potenzielle Probleme bei der Fertigung/Termineinhaltung. Die Ultraschall-Bildgebung mit einer Kamera für akustische Bildgebung ist eine effektive Möglichkeit, diese Ausstattungsfehler im Rahmen eines umfassenden Asset-Management-Plans zu ermitteln. Dank dieser benutzerfreundlichen Technologie kann das zuständige Fachpersonal seine Inspektionen 10-mal schneller durchführen als mit herkömmlichen Methoden.

Worauf sollten Sie bei der Wahl einer akustischen Bildgebungskamera also achten? Hier sind sechs Aspekte, auf die Sie beim Kauf achten sollten.


Wirksamer Frequenzbereich

Eines der ersten Merkmale, auf das Sie achten sollten, ist der Frequenzbereich der Kamera. Man würde meinen, dass ein möglichst großer Bereich erforderlich ist, um den größtmöglichen Frequenzbereich abzudecken. Tatsächlich liegt der effektivste Frequenzbereich für die Ermittlung eines Druckluftlecks zwischen 20 und 30 kHz. Der Bereich von 20 bis 30 kHz hilft dabei, Druckluftlecks von den Umgebungsgeräuschen in einer Anlage zu unterscheiden. Die Amplitude von Maschinengeräuschen hat in der Regel Spitzenwerte unter 10 kHz und pendelt sich im unteren Bereich bei 60 kHz ein, wohingegen Luftlecks Spitzen zwischen 20 und 30 kHz haben. Da zwischen 20 und 30 kHz ein größerer Unterschied zwischen dem Luftaustrittsgeräusch und den Umgebungsgeräuschen liegt, ist es im Vergleich zu höheren Frequenzen einfacher, den Luftaustritt in diesem Frequenzbereich zu ermitteln.

 

 

Die Amplitude sowohl von Druckluft- als auch von Maschinengeräuschen folgt demselben Abwärtstrend im Frequenzbereich von 30 bis 60 kHz, was eine Unterscheidung schwierig gestaltet. Daher ist der Bereich von 20 bis 30 kHz effektiver. 

Für die Suche nach Teilentladung aus sicherer Entfernung ist der Bereich von 10 bis 30 kHz optimal. Dies liegt daran, dass höhere Frequenzbereiche kürzere Distanzen zurücklegen. Um die Teilentladung von Hochspannungsanlagen im Außenbereich zu ermitteln, muss eine Kamera auf niedrigere Klangfrequenzen abgestimmt sein, die weitere Strecken zurücklegen.

ERFAHREN SIE MEHR ÜBER DIE FLIR SI124


Optimale Anzahl von Mikrofonen

Auf der Suche nach leisen Geräuschen gilt: je mehr, desto besser. Kameras für akustische Bildgebung nutzen üblicherweise dutzende Mikrofone mit mikroelektrisch-mechanischem System (MEMS), um Geräusche zu erfassen und einzuordnen. Auch wenn MEMS klein, sparsam und sehr stabil sind, erzeugen sie eigene Störfrequenzen, die sich darauf auswirken, wie gut ein einzelnes Mikrofon sehr leise Geräusche erfasst. Die Lösung besteht darin, mehr Mikrofone zu verwenden. Durch die Verdopplung der Mikrofone wird das Verhältnis zwischen Signal und Störung ausreichend verbessert, um drei Dezibel an ungewollten Geräuschen zu beseitigen. 

Beispielsweise könnte ein Mikrofon einen so hohen Eigengeräuschpegel haben, dass es unmöglich wird, damit Druckluftlecks mit einem Signal von 16,5 kHz zu erfassen. 

Eine Kamera für die akustische Bildgebung mit 32 Mikrofonen könnte diese Undichtheit erkennen, doch das Verhältnis zwischen Signal und Störung wäre noch immer zu schlecht, um leisere Geräusche zu erkennen.

Eine Kamera mit 124 Mikrofonen hingegen kann sowohl das Leck mit 16,5 kHz als auch das mit 18,5 kHz erkennen, wodurch das kleine Leck mühelos erkannt, lokalisiert und quantifiziert werden kann. 


AKUSTISCHER ERFASSUNGSBEREICH

Nutzt man bei einer Kamera für die akustische Bildgebung die genau richtige Anzahl von Mikrofonen, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass sehr leise Geräusche über große Entfernungen erfasst werden können. Dies ist besonders bei der Untersuchung von Hochspannungssystemen wichtig, da hierbei ein Sicherheitsabstand zu den unter Spannung stehenden Geräten erforderlich ist. Die Akustiksignalstärke fällt mit steigender Entfernung deutlich ab. Die Lösung besteht in einer höheren Anzahl von Mikrofonen: Durch die Vervierfachung der Mikrofone wird der akustische Erfassungsbereich ungefähr verdoppelt.


MIKROFONPOSITION

Die Lage der Mikrofone einer Kamera für die akustische Bildgebung wirkt sich darauf aus, wie die Kamera die Richtung und die Lage von Geräuschen bestimmt. Die Kamera sammelt Daten von jedem Mikrofon, misst das Timing sowie die Phasenunterschiede der Signale und berechnet den Ursprung. Diese Mikrofone müssen nahe beieinander liegen, um sicherzustellen, dass ausreichend Klangwellendaten gesammelt werden, um deren Ursprung korrekt bestimmen zu können. 


MIKROFONLEISTUNG

Wie auch bei der Frequenz gibt es eine optimale Anzahl von Mikrofonen, die für die akustische Bildgebung eingesetzt werden sollten. Ein möglicher Nachteil von zu vielen Mikrofonen ist, dass jedes Mikrofon Prozessorleistung beansprucht, um Akustikdatensignale in Bilder umzuwandeln. Deshalb können sich zu viele Mikrofone negativ auf das Ergebnis auswirken. Manche Hersteller gleichen dies durch eine geringere Auflösung der akustischen Bildpixel oder „Tonpixel“ aus. Dies beeinträchtigt jedoch die Gesamtleistung der Kamera. Ausreichende Tonpixel sind wichtig, um Koronaentladungen sowie Teilentladungen zuverlässig aus sicherer Entfernung zu erkennen und den genauen Ursprung zu bestimmen. 

Mit 124 Mikrofonen und erweiterter Prozessorleistung liefert die FLIR Si124 eine branchenführende Erkennungsgenauigkeit, ausgezeichnete akustische Bildauflösung und optimale Reichweite.


INTELLIGENTE ANALYSEFUNKTIONEN

Die letzten zu beachtenden Funktionen und Merkmale sind die Rechenleistung sowie die Analysefunktionen der akustischen Bildgebungskamera und der begleitenden Software. Eine Kamera wie die FLIR Si124 bietet integrierte Analysefunktionen, verständliche Berichte und eine vorausschauende Analyse mithilfe eines KI-/Web-Tools. Ein Prüfer kann während einer Untersuchung die Schwere der Leckage einstufen, eine Leckagekostenanalyse durchführen und eine Analyse des Teilentladungsmusters in Echtzeit erstellen. Sobald die Untersuchung abgeschlossen ist, muss der Prüfer das Gerät lediglich mit seinem WLAN-Netzwerk verbinden, um Bilder für weitere Analysen in der Cloud automatisch in den FLIR Acoustic Camera Viewer hochzuladen. Dazu gehört die Schätzung der jährlichen Energiekosten durch Druckluft- oder Vakuumlecks und die Bestimmung, ob hinsichtlich einer Teilentladung Wartungs- oder Austauscharbeiten anfallen. Mit dem Viewer lassen sich auch Berichte erstellen, die mit dem Wartungsteam oder dem Kunden geteilt werden können.

 

Klicken Sie hier, um einen ausführlichen Artikel über die Auswahl von Geräten für die akustische Bildgebung herunterzuladen.

Zugehörige Artikel