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Dynamische Bewegungen und Schwingungen optisch messen
Schwingungsmessung per Kamera
Viele Anwender sehen sich Messwerte von Beschleunigungssensoren, Dehnungsmessstreifen oder ODS-Analysen an, verstehen aber trotzdem nicht, worin das eigentliche Problem besteht. Könnten sie 'sehen', was wirklich vorgeht, würde das helfen. Eine kamerabasierte Schwingungsmessung macht dies jetzt möglich.
Bild 2 | Jedes Pixel der Kamera wird als Sensor genutzt und ein Bewegungsfilm erzeugt, der Schwingungsform und Amplitude von Bewegungen erkennen lässt.
Bild 2 | Jedes Pixel der Kamera wird als Sensor genutzt und ein Bewegungsfilm erzeugt, der Schwingungsform und Amplitude von Bewegungen erkennen lässt.Bild: Vims sp. z o. o.

Die Firma RDI Technologies bietet mit dem Kamerasystem Iris M bzw. Iris MX die erste nicht-invasive Methode, um Schwingungen und dynamische Bewegungen zu visualisieren. Mit den Produkten, kann der Betrachter mikroskopische Bewegungen eines Objektes sichtbar machen. Die kamerabasierte Schwingungsmessung und -visualisierung wird in Deutschland von der polnischen Firma VIMS unter dem Namen Motion Amplification vermarktet. Iris M führt per Kamera Millionen von Messungen im Bruchteil einer Sekunde durch, ohne Kontakt mit der Maschine oder einer notwendigen Sensorverkabelung. Unzulässige Schwingungen und Bewegungen werden so sichtbar gemacht. Damit können alle beweglichen Aggregate, egal ob rotierende Maschinen, Anlagen, Rohre oder Fundamente, untersucht werden. Die Frequenzbereiche in denen Bewegungen sichtbar gemacht werden können, reichen je nach Kamera von sehr langsamen Vorgängen bis in den hohen kHz-Bereich.

Funktionsweise

Das patentierte Verfahren beruht auf der Messung von kleinsten s/w-Kontrasten, die das menschliche Auge nicht erkennt. Die Highspeed-Kamera erkennt diese minimalen Bewegungen und eine Software verstärkt sie derart, dass die mit dem Auge sichtbar werden. Jedes Pixel der Kamera wird dabei als Sensor genutzt und als Ergebnis ein Bewegungsfilm erzeugt, der Schwingungsform und Amplitude von langsamen und schnellen Bewegungen deutlich erkennen lässt. Für eine Messung wird die Kamera auf ein beleuchtetes Objekt gerichtet und nach einer kurzen Messzeit und anschließender on-the-fly Auswertung sieht der Nutzer die Bewegung. Der gewünschte Verstärkungsfaktor ist frei einstellbar. Messobjekte können nah (wenige cm) oder weit entfernt sein, d.h. von der einzelnen Schraube bis hin zur Windkraftanlage ist alles mit einem System messbar. Die Auflösung und Genauigkeit des Systems liegt – je nach Abstand zum Messobjekt – im µm-Bereich.

Analysefunktionen und Komponenten

Die Auswertung der Schwingungen erfolgt im Zeit- und Frequenzbereich mittels Rohsignal-Trend, FFT-Analyse, Orbit oder als farbige Motion-Map. Filterfunktionen ermöglichen es einzelne Frequenzen visuell zu isolieren und so deren Auswirkung und Fortpflanzung innerhalb einer Maschine zu erkennen. Iris M liefert ein Videobild in Echtzeit, und ermöglicht Entscheidungen die sich auf konkrete Analysen stützen. Die Software Iris M Motion Amplification erzeugt ein Video der Bewegung während des normalen Betriebes der Maschine. Die Kommunikation zwischen dem technischen und nicht-technischen Personal erfolgt effektiver, was den Entscheidungsprozess für mögliche Abhilfemaßnahmen deutlich vereinfacht. Ein Komplettsystem besteht aus einer Highspeed-Kamera mit verschiedenen Objektiven, einem Auswertungsrechner und einer proprietären Software, für Darstellung und Analyse. Alles wird in einem Transportkoffer mit dem notwendigen Zubehör geliefert. Um die Anwender für den Einsatz zu qualifizieren, besteht die Möglichkeit einer dreitägigen Schulung mit Theorie- und Praxisteil. Weltweit sind bereits viele Systeme im Einsatz und eine große Anzahl an Applikationsvideos auf YouTube verfügbar.

AVIBIA GmbH
http://www.avibia.de
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