DE102022105681A1

DE102022105681A1 - Method for determining vibration of a ventilation system

Info

Publication number: DE102022105681A1
Application number: DE102022105681.3A
Authority: DE
Inventors: Markus Humm; Susanne Lohmann
Original assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date: 2022-03-10
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2023-09-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Schwingung (OL) eines Lüftungssystems 10 an einer Messstelle (P). Hierzu wird zunächst die Position am Lüftungssystem (10) identifiziert, die als Messstelle (P) verwendet werden soll, beispielsweise durch Auswertung der vom Lüftungssystem (10) emittierten Geräusche. Anschließend wird ein mobiles Endgerät (15) an der Messstelle (P) angeordnet und eine Kamera (16) des mobilen Endgeräts (15) auf einen mit Abstand zum Lüftungssystem (10) stationär angeordneten Referenzpunkt (X) gerichtet oder alternativ das mobile Endgerät (15) mit Abstand zum Lüftungssystem (10) angeordnet und auf einen Referenzpunkt (X) an der Messstelle (P) gerichtet. Anschließend wird eine Bildsequenz (B) aufgenommen, wobei sich der Referenzpunkt (X) im Erfassungsbereich (E) der Kamera (16) befindet. Diese Bildsequenz (B) kann anschließend ausgewertet werden, um die Schwingung (OL) des Lüftungssystems (10) an der Messstelle (P) zu ermitteln, insbesondere durch den Vergleich mit bereitgestellten Modellen (M).The invention relates to a method for determining a vibration (OL) of a ventilation system 10 at a measuring point (P). For this purpose, the position on the ventilation system (10) that is to be used as a measuring point (P) is first identified, for example by evaluating the noises emitted by the ventilation system (10). A mobile terminal (15) is then arranged at the measuring point (P) and a camera (16) of the mobile terminal (15) is directed at a stationary reference point (X) at a distance from the ventilation system (10) or, alternatively, the mobile terminal (15 ) arranged at a distance from the ventilation system (10) and directed towards a reference point (X) at the measuring point (P). An image sequence (B) is then recorded, with the reference point (X) located in the detection area (E) of the camera (16). This image sequence (B) can then be evaluated to determine the vibration (OL) of the ventilation system (10) at the measuring point (P), in particular by comparing it with models (M) provided.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Schwingung eines Lüftungssystems. Das Lüftungssystem weist wenigstens einen Ventilator sowie eine Luftleitanlage auf. Die Luftleitanlage ist dazu eingerichtet, die von dem wenigstens einen Ventilator erzeugte Luftströmung zu führen. Der Ventilator kann ein Radialventilator oder ein Axialventilator sein.The invention relates to a method for determining vibration of a ventilation system. The ventilation system has at least one fan and an air control system. The air control system is set up to guide the air flow generated by the at least one fan. The fan can be a centrifugal fan or an axial fan.

Verfahren und Vorrichtungen zur Schwingungsermittlung mittels Beschleunigungssensoren sind bekannt. Zum Beispiel beschreibt US 2007/0062284 A1 einen Beschleunigungssensor, der einen über Federn an einem Rahmen angeordneten Körper aufweist. Die Position oder Bewegung des Körpers wird über eine Kamera beobachtet. Anhand der Position des Körpers in den aufgenommenen Bildern kann die Beschleunigung ermittelt werden.Methods and devices for determining vibrations using acceleration sensors are known. For example describes US 2007/0062284 A1 an acceleration sensor having a body arranged on a frame via springs. The position or movement of the body is observed via a camera. The acceleration can be determined based on the position of the body in the captured images.

DE 10 2019 122 740 A1 beschreibt ein Verfahren zur Fahrzeugfehlerdiagnose mittels eines mobilen Endgeräts. Unter Verwendung des mobilen Endgeräts werden verschiedene Sensordaten erfasst, beispielsweise ein Geräusch, eine Beschleunigung, eine Schwingung, eine Temperatur oder ein Bild. Die Sensordaten können fusioniert und ausgewertet werden. Zur Aufnahme der Sensordaten kann das mobile Endgerät beispielsweise auf dem Motor des Fahrzeugs angeordnet werden. Anhand der Auswertung der Sensordaten kann eine Fehlerdiagnose erfolgen. DE 10 2019 122 740 A1 describes a method for vehicle fault diagnosis using a mobile device. Using the mobile device, various sensor data is recorded, for example a noise, an acceleration, a vibration, a temperature or an image. The sensor data can be merged and evaluated. To record the sensor data, the mobile terminal can be arranged, for example, on the engine of the vehicle. An error diagnosis can be made based on the evaluation of the sensor data.

Das aus KR 10-2066744 A bekannte Verfahren betrifft die Schwingungsüberwachung eines mechanischen Systems, beispielsweise eines Rohres. Mittels eines Lasers wird eine Markierung auf das mechanische System projiziert und die Ablenkung der Markierung im Falle einer Schwingung des Systems wird mittels einer Kamera beobachtet. Daraus kann auf die Schwingung des mechanischen Systems geschlossen werden.The end KR 10-2066744 A Known method relates to the vibration monitoring of a mechanical system, for example a pipe. A marking is projected onto the mechanical system using a laser and the deflection of the marking in the event of the system oscillating is observed using a camera. From this we can draw conclusions about the vibration of the mechanical system.

Bei dem aus CN 207036417 U bekannten Verfahren wird eine Hochgeschwindigkeitskamera verwendet, um harmonische Schwingungen eines Getriebes im Labor zu überwachen.With that out CN 207036417 U Known methods use a high-speed camera to monitor harmonic vibrations of a gearbox in the laboratory.

US 2016/0364699 A1 betrifft ein Verfahren, bei dem ein mobiles Endgerät drahtlos über eine erste Kommunikationsverbindung mit einer Erfassungsanordnung verbunden ist. Über eine zweite Kommunikationsverbindung ist das mobile Endgerät mit einem Netzwerk verbunden. Die von der Erfassungsanordnung erfassten Daten werden an das mobile Endgerät übermittelt. Die Daten betreffen eine im Hinblick auf die Instandhaltung zu überwachende Einrichtung, z.B. ein Fahrzeug. Mit einer Kamera des mobilen Endgeräts können auch direkt Bilder von der Instand zu haltenden Einrichtung aufgenommen werden, z.B. von einem Reifen eines Fahrzeugs, um dessen Zustand zu ermitteln. US 2016/0364699 A1 relates to a method in which a mobile terminal is wirelessly connected to a detection arrangement via a first communication connection. The mobile terminal is connected to a network via a second communication connection. The data captured by the capture arrangement is transmitted to the mobile terminal. The data relates to a device to be monitored with regard to maintenance, for example a vehicle. A camera on the mobile device can also be used to take direct images of the device to be maintained, for example of a tire of a vehicle, in order to determine its condition.

Aus US 10 712 738 B2 sind verschiedene Verfahren und Systeme zur Datenerfassung im Internet der Dinge für vibrationsempfindliche Ausrüstungen bekannt. Generell wird die Möglichkeit beschrieben, mittels einer Kamera Vibrationen zu erfassen. Die im Internet der Dinge gesammelten Daten können mittels Algorithmen und Strukturen unter Verwendung von künstlicher Intelligenz verarbeitet werden.Out of US 10,712,738 B2 Various methods and systems for data acquisition in the Internet of Things for vibration-sensitive equipment are known. In general, the possibility of recording vibrations using a camera is described. The data collected in the Internet of Things can be processed using algorithms and structures using artificial intelligence.

Lüftungssysteme mit wenigstens einem Ventilator und einer daran angeschlossenen Luftleitanlage können zum Schwingen neigen. Solche Schwingungen werden beispielsweise durch eine Unwucht an einem Rotor und/oder an Ventilatorflügeln oder abhängig von der Ausführung der Luftleitanlage auch durch die Luftströmung selbst hervorgerufen. Eine weitere Ursache für das Auftreten von Schwingungen kann eine Kommutierung eines den Ventilator antreibenden Elektromotors sein.Ventilation systems with at least one fan and an air control system connected to it can tend to vibrate. Such vibrations are caused, for example, by an imbalance on a rotor and/or fan blades or, depending on the design of the air control system, also by the air flow itself. Another cause of vibrations can be a commutation of an electric motor driving the fan.

Schwingungen mit kleineren Amplituden sind in der Regel problemlos. Durch Fehler oder Störungen können jedoch unzulässig große Schwingungen auftreten, beispielsweise wenn ein Teil eines Ventilatorflügels abbricht oder wenn eine fehlerhafte Kommutierung des antreibenden Elektromotors auftritt. Schwingungen mit unzulässig großen Amplituden können nicht nur laute Geräusche erzeugen, sondern auch zu Schäden in der Anlage führen. Derartige unerwünschte Schwingungen eines Lüftungssystems sollen frühzeitig erkannt werden, um den Grund für die Schwingung zu beseitigen.Oscillations with smaller amplitudes are usually problem-free. However, impermissibly large oscillations can occur due to errors or malfunctions, for example if part of a fan blade breaks off or if incorrect commutation of the driving electric motor occurs. Vibrations with impermissibly large amplitudes can not only produce loud noises, but can also lead to damage to the system. Such undesirable vibrations in a ventilation system should be detected early in order to eliminate the cause of the vibration.

Es hat sich allerdings gezeigt, dass das Integrieren eines Schwingungssensors in einen Ventilator des Lüftungssystems unzureichend ist. Zwar können Schwingungen, die unmittelbar am Ventilator auftreten, erfasst werden. Jedoch treten auch Fälle auf, in denen eine Störung dazu führt, dass die mechanischen Schwingungen über die Luftleitanlage weitergeleitet werden und abhängig vom Resonanzverhalten eine unzulässig starke Schwingung lokal an einer oder mehreren Stellen auftritt. Abhängig von der Art der Störung, der durch die Störung verursachten Anregung und der konkreten Realisierung des Lüftungssystems lässt sich nicht vorhersagen, an welchen Stellen möglicherweise unerwünschte Schwingungen auftreten. Das Integrieren eines oder mehrerer Schwingungssensoren in das Lüftungssystem ist deswegen nicht erfolgversprechend.However, it has been shown that integrating a vibration sensor into a fan of the ventilation system is insufficient. Vibrations that occur directly on the fan can be detected. However, cases also occur in which a fault causes the mechanical vibrations to be passed on via the air control system and, depending on the resonance behavior, an impermissibly strong vibration occurs locally at one or more points. Depending on the type of disturbance, the excitation caused by the disturbance and the specific implementation of the ventilation system, it is impossible to predict at which points unwanted vibrations may occur. Integrating one or more vibration sensors into the ventilation system is therefore not promising.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ermittlung einer Schwingung zu schaffen, das eine einfache Möglichkeit bietet, unerwünschte Schwingungen am Lüftungssystem zu erkennen.It is therefore the object of the present invention to create a method for determining a vibration that is simple The ability to detect unwanted vibrations in the ventilation system.

Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens nach Patentanspruch 1 gelöst.This task is achieved using a method according to claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine Messstelle am Lüftungssystem lokalisiert, an der eine Schwingung auftritt, die ein vorgegebenes Kriterium erfüllt. Beispielsweise kann hierfür eine charakteristische Größe der Schwingung ermittelt und mit einem Kriterium verglichen werden, wie etwa eine Frequenz und/oder eine Schwingungsamplitude und/oder eine Lautstärke eines durch die Schwingung verursachten Geräuschs, usw. Bevorzugt wird zum Lokalisieren der Messstelle eine Lautstärke ermittelt und mit einem vorgegebenen Lautstärkekriterium verglichen. Das Geräusch der Schwingung kann beispielsweise mittels eines Mikrofons eines mobilen Endgeräts erfasst werden. Bei einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann als Messstelle die Stelle ausgewählt werden, an der das durch die Schwingung des Lüftungssystems verursachte Geräusch am lautesten ist.In the method according to the invention, a measuring point on the ventilation system is first located where an oscillation occurs that meets a predetermined criterion. For example, a characteristic size of the vibration can be determined and compared with a criterion, such as a frequency and/or a vibration amplitude and/or a loudness of a noise caused by the vibration, etc. To locate the measuring point, a loudness is preferably determined and used compared to a given loudness criterion. The sound of the vibration can be detected, for example, using a microphone on a mobile device. In one exemplary embodiment of the method, the point at which the noise caused by the vibration of the ventilation system is loudest can be selected as the measuring point.

Im Anschluss an das Lokalisieren der Messstelle wird das mobile Endgerät, beispielsweise ein Smartphone oder ein Tablet-PC, zur genaueren Erfassung der Schwingung verwendet. Das mobile Endgerät hat eine Kamera. Entweder wird das mobile Endgerät an der Messstelle am Lüftungssystem befestigt, so dass das mobile Endgerät gemeinsam mit dem Lüftungssystem schwingt, wobei die Kamera des mobilen Endgeräts auf einen Referenzpunkt mit Abstand zum Lüftungssystem gerichtet wird. Alternativ wird das mobile Endgerät mit Abstand zum Lüftungssystem angeordnet, so dass seine Position nicht durch die Schwingung des Lüftungssystems verändert wird und die Kamera wird auf einen Referenzpunkt an der Messstelle gerichtet, der aufgrund der Schwingung des Lüftungssystems ebenfalls schwingt. In beiden Fällen findet eine der Schwingung des Lüftungssystems entsprechende Relativbewegung zwischen dem Referenzpunkt und dem mobilen Endgerät statt, die mittels der Kamera erfasst werden kann.After locating the measuring point, the mobile device, for example a smartphone or a tablet PC, is used to record the vibration more precisely. The mobile device has a camera. Either the mobile device is attached to the ventilation system at the measuring point, so that the mobile device oscillates together with the ventilation system, with the camera of the mobile device being directed at a reference point at a distance from the ventilation system. Alternatively, the mobile terminal is arranged at a distance from the ventilation system so that its position is not changed by the vibration of the ventilation system and the camera is aimed at a reference point at the measuring point, which also oscillates due to the vibration of the ventilation system. In both cases, a relative movement corresponding to the vibration of the ventilation system takes place between the reference point and the mobile device, which can be detected by the camera.

In dieser Anordnung werden mit der Kamera des mobilen Endgeräts mehrere Bilder aufgenommen, die eine Bildsequenz darstellen. Die Bildsequenz wird anschließend zur Ermittlung der Schwingung des Lüftungssystems ausgewertet. Anhand der Bildsequenz kann die Relativbewegung des Referenzpunktes relativ zur Kamera des mobilen Endgeräts durch Bildauswertung ermittelt werden. Die Ermittlung der Schwingungsbewegung ist umso genauer, je größer die Auflösung der Kamera des mobilen Endgeräts ist und je mehr Bilder pro Sekunde aufgenommen werden. Es ist vorteilhaft, wenn die Kamera zumindest 450 oder 500 Bilder pro Sekunde aufnimmt.In this arrangement, the camera of the mobile device takes several images that represent an image sequence. The image sequence is then evaluated to determine the vibration of the ventilation system. Using the image sequence, the relative movement of the reference point relative to the camera of the mobile device can be determined by image evaluation. The determination of the oscillatory movement is more precise the greater the resolution of the mobile device's camera and the more images are recorded per second. It is advantageous if the camera records at least 450 or 500 images per second.

Anhand der ermittelten Schwingung des Lüftungssystems können Handlungsempfehlungen ausgegeben oder unmittelbar notwendige Maßnahmen angefordert oder automatisch ausgelöst werden. Beispielsweise können Empfehlungen zur Wartung, Instandsetzung oder Reparatur des Lüftungssystems ausgegeben werden. Hierzu kann zu der ermittelten Schwingung vorhandenes Expertenwissen verwendet werden. Das Expertenwissen kann durch Modelle oder andere geeignete Datenstrukturen erstellt werden, die bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel unter Verwendung von Künstlicher Intelligenz erstellt werden, beispielsweise durch Trainieren von Künstlichen Neuronalen Netzen mit Lerndaten.Based on the determined vibration of the ventilation system, recommendations for action can be issued or immediately necessary measures can be requested or triggered automatically. For example, recommendations for maintenance, repair or maintenance of the ventilation system can be issued. For this purpose, existing expert knowledge of the determined vibration can be used. The expert knowledge can be created by models or other suitable data structures, which in a preferred embodiment are created using artificial intelligence, for example by training artificial neural networks with learning data.

Wie erwähnt, wird zur Lokalisierung der Messstelle vorzugsweise ein Mikrofon des mobilen Endgeräts verwendet. Das Mikrofon des mobilen Endgeräts wird auf eine Prüfstelle am Lüftungssystem gerichtet und ein Geräusch des Lüftungssystems aufgenommen, das aufgrund der Schwingung des Lüftungssystems von der Prüfstelle emittiert wird. Das durch das Mikrofon erfasste Geräusch kann anschließend analysiert werden, um festzustellen, ob das Geräusch das vorgegebene Kriterium erfüllt. Insbesondere kann das Geräusch im Hinblick auf seine Lautstärke analysiert werden. Die Lautstärke des Geräuschs kann mit dem vorgegebenen Kriterium verglichen werden, insbesondere dahingehend, ob es innerhalb eines definierten Frequenzbereichs lauter ist als ein vorgegebener Schwellenwert und/oder lauter ist als wenigstens ein Geräusch, das an wenigstens einer anderen Prüfstelle des Lüftungssystems aufgenommen wurden.As mentioned, a microphone on the mobile device is preferably used to locate the measuring point. The microphone of the mobile device is aimed at a test point on the ventilation system and a noise of the ventilation system is recorded, which is emitted by the test point due to the vibration of the ventilation system. The sound captured by the microphone can then be analyzed to determine whether the sound meets the specified criterion. In particular, the noise can be analyzed with regard to its loudness. The loudness of the noise can be compared with the predetermined criterion, in particular as to whether it is louder than a predetermined threshold value within a defined frequency range and/or is louder than at least one noise that was recorded at at least one other test point of the ventilation system.

Zur Lokalisierung der Messstelle ist es möglich, jeweils ein Geräusch an einer von mehreren Prüfstellen aufzunehmen und einen Vergleich zwischen den Geräuschen durchzuführen. Die Messstelle kann dann die Prüfstelle sein, an der die am stärksten ausgeprägte Schwingung auftritt, beispielsweise die Lautstärke des Geräuschs am größten ist. Zusätzlich oder alternativ dazu ist es auch möglich, die Lautstärke des Geräuschs an jeder Prüfstelle mit einem Schwellenwert zu vergleichen und nur eine, mehrere oder alle Prüfstellen als Messstelle in Betracht zu ziehen oder zu verwenden, an denen die Lautstärke des Geräuschs den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.To locate the measuring point, it is possible to record a noise at one of several test points and to carry out a comparison between the noises. The measuring point can then be the test point where the most pronounced vibration occurs, for example the loudness of the noise is greatest. Additionally or alternatively, it is also possible to compare the loudness of the noise at each test point with a threshold value and to consider or use only one, several or all test points as measuring points at which the loudness of the noise exceeds the specified threshold value.

Auf diese Weise kann eine einzige oder es können auch mehrere Messstellen am Lüftungssystem lokalisiert werden.In this way, a single or multiple measuring points on the ventilation system can be located.

Wie bereits erläutert, kann es vorteilhaft sein, an mehreren mit Abstand zueinander angeordneten Prüfstellen am Lüftungssystem jeweils ein Geräusch aufzunehmen. Die Geräusche können dann, wie vorstehend erläutert, einzeln mit einem vorgegebenen Kriterium verglichen und/oder miteinander verglichen werden. Es ist optional möglich, wenigstens ein Bild von jeder Prüfstelle mittels der Kamera des mobilen Endgeräts aufzunehmen, vor, während oder nach der Aufnahme des Geräuschs. Das Bild der Prüfstelle wird dem dort aufgenommenen Geräusch zugeordnet. Auf diese Weise kann anschließend die Prüfstelle sehr schnell und einfach identifiziert werden, die dann als Messstelle dienen soll. Dem Benutzer des mobilen Endgeräts kann nach der Auswahl einer der Prüfstellen als Messstelle das entsprechende Bild der Messstelle über das mobile Endgerät angezeigt werden, so dass der Benutzer das mobile Endgerät zur weiteren optischen Erfassung der Schwingung korrekt anordnen kann.As already explained, it can be advantageous to have several arranged at a distance from one another Each test point on the ventilation system records a noise. The noises can then, as explained above, be compared individually with a predetermined criterion and/or compared with one another. It is optionally possible to take at least one image of each test point using the camera of the mobile device, before, during or after recording the noise. The image of the test site is assigned to the noise recorded there. In this way, the test point can then be identified very quickly and easily, which will then serve as a measuring point. After selecting one of the test points as a measuring point, the user of the mobile terminal can be shown the corresponding image of the measuring point via the mobile terminal, so that the user can correctly arrange the mobile terminal for further optical detection of the vibration.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird anhand der aufgenommenen Bilder an bzw. von der Messstelle eine charakteristische Größe der Schwingung ermittelt. Vorzugsweise handelt es sich bei der wenigstens einen charakteristischen Größe um die Amplitude und/oder die Frequenz der Schwingung und/oder die Raumrichtung der Schwingung. Dabei können die Amplitude und/oder die Frequenz in unterschiedliche Raumrichtungen unterschiedlich groß sein.In a preferred embodiment of the method, a characteristic magnitude of the vibration is determined based on the images recorded at or from the measuring point. Preferably, the at least one characteristic variable is the amplitude and/or the frequency of the oscillation and/or the spatial direction of the oscillation. The amplitude and/or the frequency can be of different sizes in different spatial directions.

Das Auswerten der aufgenommenen Bilder der Bildsequenz zur Ermittlung der Schwingung des Lüftungssystems kann durch eine Recheneinheit des mobilen Endgeräts ausgeführt werden. Die Recheneinheit des mobilen Endgeräts kann optional auch dazu eingerichtet sein, die wenigstens eine charakteristische Größe der Schwingung zu ermitteln. Es ist auch möglich, dass die Recheneinheit des mobilen Endgeräts die Schwingung und/oder die wenigstens eine charakteristische Größe der Schwingung basierend auf Expertenwissen auswertet. Das Expertenwissen kann im mobilen Endgerät in einem Speicher abgelegt sein. Eine oder mehrere der vorbeschriebenen Rechenoperationen kann bzw. können auch in einer mit dem mobilen Endgerät kommunikationsverbundenen externen Recheneinheit ausgeführt werden.The evaluation of the recorded images of the image sequence to determine the vibration of the ventilation system can be carried out by a computing unit of the mobile terminal. The computing unit of the mobile terminal can optionally also be set up to determine the at least one characteristic size of the vibration. It is also possible for the computing unit of the mobile terminal to evaluate the vibration and/or the at least one characteristic size of the vibration based on expert knowledge. The expert knowledge can be stored in a memory in the mobile device. One or more of the above-described arithmetic operations can also be carried out in an external arithmetic unit that is communicatively connected to the mobile terminal.

Eine Auswertung der wenigstens einen charakteristische Größe der Schwingung kann die räumliche Position der Messstelle am Lüftungssystem berücksichtigen. Beispielsweise können an unterschiedlichen Positionen am Lüftungssystem unterschiedlich starke Schwingungen erlaubt sein, so dass eine Auswertung abhängig von der räumlichen Position eine genauere Bewertung der ermittelten Schwingung ermöglicht.An evaluation of the at least one characteristic magnitude of the vibration can take into account the spatial position of the measuring point on the ventilation system. For example, vibrations of different strengths can be permitted at different positions on the ventilation system, so that an evaluation depending on the spatial position enables a more precise assessment of the vibration determined.

Das Expertenwissen, das optional zur Auswertung der aufgenommenen Bilder verwendet werden kann, kann basierend auf Künstlicher Intelligenz (KI) erzeugt und dann dem mobilen Endgerät zur Auswertung bereitgestellt werden. Das Expertenwissen kann beispielsweise durch KI-Algorithmen und/oder ein Künstliches Neuronales Netz erzeugt werden. Beispielsweise werden Lerndaten in Form von ermittelten Schwingungen des Lüftungssystems und/oder der daraus abgeleiteten charakteristischen Größe der Schwingung bereitgestellt und daraus Modelle erzeugt. Jedes Modell kann beispielsweise einen zeitlichen Verlauf einer ermittelten Schwingung und/oder wenigstens einen daraus abgeleiteten Modellparameter aufweisen. Diese Daten oder Teile dieser Daten jedes Modells können mit der ermittelten Schwingung des Lüftungssystems und/oder der daraus abgeleiteten charakteristischen Größe der Schwingung verglichen werden, um ein identisches oder ähnliches Modell zu finden. Insbesondere werden die charakteristische Größe der Schwingung und der Modellparameter des Modells auf dieselbe Weise ermittelt, so dass sie miteinander verglichen werden können. Beispielsweise stellen die charakteristische Größe der Schwingung und der Modellparameter jeweils eine Frequenz oder eine Amplitude der Schwingung dar.The expert knowledge, which can optionally be used to evaluate the captured images, can be generated based on artificial intelligence (AI) and then made available to the mobile device for evaluation. The expert knowledge can be generated, for example, by AI algorithms and/or an artificial neural network. For example, learning data is provided in the form of determined vibrations of the ventilation system and/or the characteristic size of the vibration derived therefrom and models are generated from them. Each model can, for example, have a time course of a determined vibration and/or at least one model parameter derived from it. This data or parts of this data of each model can be compared with the determined vibration of the ventilation system and/or the characteristic size of the vibration derived therefrom in order to find an identical or similar model. In particular, the characteristic magnitude of the vibration and the model parameter of the model are determined in the same way so that they can be compared with each other. For example, the characteristic size of the oscillation and the model parameter each represent a frequency or an amplitude of the oscillation.

Vorzugsweise ist jedem Modell eine Information zugeordnet bzw. im Modell enthalten. Die Information kann beispielsweise als Meldung an einen Benutzer ausgegeben werden, beispielsweise an den Benutzer des mobilen Endgeräts oder an einen anderen Benutzer über eine andere geeignete Schnittstelle. Die Meldung kann akustisch und/oder optisch und/oder haptisch sein. Zusätzlich oder alternativ kann basierend auf der Information auch automatisch eine Maßnahme ausgelöst werden, beispielsweise ein Notstopp eines, mehrerer oder aller Ventilatoren des Lüftungssystems oder eine Einschränkung des Betriebs des Lüftungssystems, beispielsweise eine Begrenzung der Drehzahl und/oder des Drehmoments des Elektromotors eines, mehrerer oder aller Ventilatoren. Zusätzlich oder alternativ kann die Information auch eine Handlungsempfehlung für einen Benutzer enthalten. Die Handlungsempfehlung kann zum Beispiel Empfehlungen für eine bevorstehende Wartung und/oder Instandsetzung und/oder Reparatur enthalten.Information is preferably assigned to each model or contained in the model. The information can, for example, be output as a message to a user, for example to the user of the mobile terminal or to another user via another suitable interface. The message can be acoustic and/or visual and/or haptic. Additionally or alternatively, a measure can also be triggered automatically based on the information, for example an emergency stop of one, several or all fans of the ventilation system or a restriction of the operation of the ventilation system, for example a limitation of the speed and / or the torque of the electric motor of one, several or of all fans. Additionally or alternatively, the information can also contain a recommendation for action for a user. The recommendation for action can, for example, contain recommendations for upcoming maintenance and/or maintenance and/or repairs.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens hält der Benutzer das mobile Endgerät beim Aufnehmen der Bilder der Bildsequenz von der Messstelle in einer Hand. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens werden keine zusätzlichen Halterungen für das mobile Endgerät benötigt.In one embodiment of the method, the user holds the mobile device in one hand while recording the images of the image sequence from the measuring point. In this embodiment of the method, no additional holders are required for the mobile device.

Wenn das Aufnehmen der Bildsequenz erfolgt während der Benutzer das mobile Endgerät in einer Hand hält, kann es vorkommen, dass der Benutzer das mobile Endgerät und damit die Kamera relativ zu einem stationären Punkt in der Umgebung bewegt, so dass die Bewegung des mobilen Endgeräts mit der Schwingung des Lüftungssystems in den aufgenommenen Bildern der Bildsequenz überlagert ist. Es ist vorteilhaft, wenn die Bewegung des mobilen Endgeräts relativ zu einem stationären Fixpunkt in der Umgebung aus einer aus den aufgenommenen Bildern ermittelten Messschwingungen eliminiert wird. Das Eliminieren kann beispielsweise durch eine Filterung, insbesondere Hochpassfilterung der Messschwingung erfolgen, so dass eine niederfrequente Bewegung des mobilen Endgeräts relativ zu einem stationären Fixpunkt aus der Messschwingung entfernt und dadurch die Schwingung des Lüftungssystems an der Messstelle erhalten wird. Alternativ hierzu ist es auch möglich, im Rahmen einer Kalibrierung die Kamera des mobilen Endgeräts zunächst auf einen stationären Kalibrierpunkt zu richten und mehrere Bilder aufzunehmen, anhand derer die Frequenz und die Amplitude der Bewegung des mobilen Endgeräts während der Aufnahme von mehreren Bildern ermittelt werden kann. Diese Bewegung des mobilen Endgeräts kann zumindest temporär gespeichert und anschließend von einer ermittelten Messschwingung subtrahiert werden, um aus der ermittelten Messschwingung, die auf den aufgenommenen Bildern der Bildsequenz basiert, die Schwingung des Lüftungssystems an der Messstelle zu erhalten. Die ermittelte Bewegung des mobilen Endgeräts kann vor dem Speichern und Subtrahieren vorverarbeitet werden, beispielsweise durch Mittelwertbildung für die Frequenz und/oder Amplitude. Zusätzlich oder alternativ können im Rahmen der Vorverarbeitung auch andere bekannte statistische Verfahren angewandt werden.If the image sequence is recorded while the user is holding the mobile device in one hand, it may happen that the user is holding the mobile device and thus the camera relative to a stationary point in the environment moves so that the movement of the mobile device is superimposed on the vibration of the ventilation system in the recorded images of the image sequence. It is advantageous if the movement of the mobile terminal relative to a stationary fixed point in the environment is eliminated from measuring vibrations determined from the recorded images. The elimination can be carried out, for example, by filtering, in particular high-pass filtering, of the measuring vibration, so that a low-frequency movement of the mobile terminal relative to a stationary fixed point is removed from the measuring vibration and the vibration of the ventilation system at the measuring point is thereby preserved. Alternatively, as part of a calibration, it is also possible to first point the camera of the mobile device at a stationary calibration point and take several images, from which the frequency and amplitude of the movement of the mobile device can be determined while taking several images. This movement of the mobile terminal can be stored at least temporarily and then subtracted from a determined measurement vibration in order to obtain the vibration of the ventilation system at the measuring point from the determined measurement vibration, which is based on the recorded images of the image sequence. The determined movement of the mobile terminal can be preprocessed before saving and subtracting, for example by averaging the frequency and/or amplitude. Additionally or alternatively, other known statistical methods can also be used as part of the preprocessing.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung basierend auf den beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 eine schematische Prinzipdarstellung zur Lokalisierung einer Messstelle an einem Lüftungssystem,
3-5 jeweils eine schematische Prinzipdarstellung zur Anordnung eines mobilen Endgeräts während einer Aufnahme einer Bildsequenz zur Ermittlung der Schwingung des Lüftungssystems,
6 eine schematische Prinzipdarstellung zur Ermittlung einer Bewegung des mobilen Endgeräts, wenn es durch einen Benutzer in einer Hand gehalten wird,
7 eine schematische Prinzipdarstellung, bei der das mobile Endgerät während der Aufnahme einer Bildsequenz zur Ermittlung einer Schwingung durch den Benutzer in einer Hand gehalten wird und
8 schematische, beispielhafte zeitliche Verläufe einer basierend auf einer Bildsequenz ermittelten Messschwingung, einer Bewegung des mobilen Endgeräts sowie einer daraus ermittelten Schwingung des Lüftungssystems.

Advantageous embodiments of the method result from the dependent claims, the description and the drawings. Preferred exemplary embodiments of the invention are explained in detail below based on the accompanying drawings. Shown in the drawings:

1 a flowchart of an exemplary embodiment of a method according to the invention,
2 a schematic representation of the principle for locating a measuring point on a ventilation system,
3-5 each a schematic representation of the principle of the arrangement of a mobile device while recording an image sequence to determine the vibration of the ventilation system,
6 a schematic representation of the principle for determining a movement of the mobile device when it is held in one hand by a user,
7 a schematic representation of the principle in which the mobile device is held in one hand by the user while recording an image sequence to determine a vibration and
8th schematic, exemplary time courses of a measurement vibration determined based on an image sequence, a movement of the mobile device and a vibration of the ventilation system determined from this.

In den 2-5 und 7 ist stark vereinfacht, lediglich schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Lüftungssystems 10 veranschaulicht. Das Lüftungssystem 10 weist wenigstens einen und beispielsgemäß zwei Ventilatoren 11 auf. Die Ventilatoren 11 sind dazu eingerichtet, eine Luftströmung zu erzeugen, die mittels einer Luftleitanlage 12 des Lüftungssystems 10 geführt wird. Die Luftleitanlage 12 kann hierfür beispielsweise wenigstens einen Strömungskanal bilden. In der Zeichnung ist von der Luftleitanlage 12 lediglich schematisch und beispielhaft das Außengehäuse gezeigt.In the 2-5 and 7 is greatly simplified, only a schematic example of an exemplary embodiment of a ventilation system 10 is illustrated. The ventilation system 10 has at least one and, for example, two fans 11. The fans 11 are set up to generate an air flow that is guided by an air control system 12 of the ventilation system 10. For this purpose, the air control system 12 can, for example, form at least one flow channel. In the drawing, the outer housing of the air control system 12 is shown only schematically and as an example.

Die Luftleitanlage 12 kann zur Führung der Luft zum Beispiel Luftführungsrohre und/oder Luftführungsplatten aufweisen. Die Luftführungsrohre können im Querschnitt rund oder polygonal sein. Zum Lüftungssystem 10 kann optional auch wenigstens ein Luftfilter gehören, der stromaufwärts oder stromabwärts des wenigstens einen Ventilators 11 in der Luftströmung angeordnet sein kann.The air control system 12 can have, for example, air guide tubes and/or air guide plates to guide the air. The air ducts can be round or polygonal in cross section. The ventilation system 10 can optionally also include at least one air filter, which can be arranged in the air flow upstream or downstream of the at least one fan 11.

Abhängig von der konkreten Konstruktion des Lüftungssystems 10 kann es durch äußere Einflüsse, Beschädigungen, Verschleiß, eine Störung oder andere Effekte dazu kommen, dass an einer oder mehreren Stellen des Lüftungssystems 10 unerwünscht ausgeprägte mechanische Schwingungen auftreten, beispielsweise an einer oder mehreren Stellen der Luftleitanlage 12.Depending on the specific design of the ventilation system 10, external influences, damage, wear, a malfunction or other effects can cause undesirably pronounced mechanical vibrations to occur at one or more points of the ventilation system 10, for example at one or more points of the air control system 12 .

Erfindungsgemäß wird einer Schwingung OL des Lüftungssystems 10 an einer Messstelle P des Lüftungssystems 10 ermittelt. Die vorliegende Erfindung verwendet dazu ein mobiles Endgerät 15 aufweisend eine Kamera 16 und optional ein Mikrofon 17. Die Kamera 16 hat einen Erfassungsbereich E, der in den 2-7 schematisch durch gestrichelte Linien veranschaulicht ist. Mittels der Kamera 16 können mehrere Bilder einer Bildsequenz B aufgenommen und im mobilen Endgerät 15 zumindest temporär gespeichert werden. Die Bildsequenz B kann zur Ermittlung der Schwingung OL des Lüftungssystems 10 mittels einer Recheneinheit ausgewertet werden, die beim Ausführungsbeispiel Bestandteil des mobilen Endgeräts 15 ist, beispielsweise ein Mikroprozessor des mobilen Endgeräts 15. Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, das Auswerten der Bildsequenz B in einer Recheneinheit außerhalb des mobilen Endgeräts 15 durchzuführen. Hierzu kann die Bildsequenz B beispielsweise an eine externe Recheneinheit übertragen werden, wobei die Übertragung drahtlos und/oder drahtgebunden erfolgen kann.According to the invention, a vibration OL of the ventilation system 10 is determined at a measuring point P of the ventilation system 10. For this purpose, the present invention uses a mobile terminal 15 having a camera 16 and optionally a microphone 17. The camera 16 has a detection area E, which is in the 2-7 is schematically illustrated by dashed lines. Using the camera 16, several images of an image sequence B can be recorded and at least temporarily stored in the mobile terminal 15. The image sequence B can be evaluated to determine the vibration OL of the ventilation system 10 by means of a computing unit, which in the exemplary embodiment is part of the mobile terminal 15, for example a microprocessor of the mobile terminal 15. Additionally or alternatively, it is also possible to evaluate the image sequence B in a computing unit outside the mobile terminal 15. For this purpose, the image sequence B can be transmitted, for example, to an external computing unit, whereby the transmission can take place wirelessly and/or wired.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens V ist im Flussdiagramm gemäß 1 veranschaulicht. Während der Durchführung des Verfahrens V ist das Lüftungssystem 10 in Betrieb.An exemplary embodiment of a method V according to the invention is shown in the flowchart 1 illustrated. While method V is being carried out, the ventilation system 10 is in operation.

In einem ersten Verfahrensschritt V1 wird zunächst eine Messstelle P lokalisiert, an der eine Schwingung OL des Lüftungssystems 10 ermittelt werden soll. Das Lokalisieren der Messstelle P kann durch die Auswertung der von der Schwingung des Lüftungssystems 10 verursachten Geräusche erfolgen. Hierzu kann beispielsweise das mobile Endgerät 15 verwendet werden, wie es schematisch in 2 veranschaulicht ist. Ein Benutzer U kann das Mikrofon 17 des mobilen Endgeräts 15 auf eine oder mehrere Prüfstellen R am Lüftungssystem 10 richten und jeweils ein Geräusch aufnehmen. Anschließend kann geprüft werden, ob das aufgenommene Geräusch ein vorgegebenes Kriterium erfüllt. Ist dies der Fall, kommt die Prüfstelle R am Lüftungssystem 10, ausgehend von der das Geräusch emittiert wurde, als Messstelle P in Betracht.In a first method step V1, a measuring point P is first located, at which a vibration OL of the ventilation system 10 is to be determined. The measuring point P can be located by evaluating the noise caused by the vibration of the ventilation system 10. For this purpose, for example, the mobile terminal 15 can be used, as shown schematically in 2 is illustrated. A user U can direct the microphone 17 of the mobile terminal 15 at one or more test points R on the ventilation system 10 and record a sound in each case. It can then be checked whether the recorded noise meets a specified criterion. If this is the case, the test point R on the ventilation system 10, from which the noise was emitted, can be considered as the measuring point P.

Beim Ausführungsbeispiel wird als Kriterium ein Lautstärkekriterium verwendet. Das von einer Prüfstelle R emittierte Geräusch wird im Hinblick auf seiner Lautstärke in einem vorgegebenen Frequenzbereich ausgewertet. Dabei besteht die Möglichkeit, die Lautstärke innerhalb des vorgegebenen Frequenzbereichs mit einem vorgegebenen Lautstärkenschwellenwert zu vergleichen. Die Prüfstelle R kann als Messstelle P identifiziert werden, wenn die Lautstärke des aufgenommenen Geräuschs innerhalb des vorgegebenen Frequenzbereichs den Lautstärkenschwellenwert überschreitet. Zusätzlich oder alternativ kann die Lautstärke von Geräuschen miteinander verglichen werden, die von mehreren voneinander beabstandeten Prüfstellen R am Lüftungssystem 10 emittiert und aufgenommen wurden. Als Messstelle P kann dann die Prüfstelle R ausgewählt werden, von der das lauteste Geräusch im vorgegebenen Frequenzbereich emittiert wurde. Es ist auch möglich nicht nur eine, sondern mehrere Prüfstellen R als jeweils eine Messstelle P auszuwählen, an denen die Geräusche lauer waren als an allen anderen Prüfstellen R waren.In the exemplary embodiment, a volume criterion is used as a criterion. The noise emitted by a test center R is evaluated with regard to its loudness in a predetermined frequency range. It is possible to compare the volume within the specified frequency range with a specified volume threshold value. The test point R can be identified as measuring point P if the loudness of the recorded noise within the specified frequency range exceeds the loudness threshold value. Additionally or alternatively, the volume of noises that were emitted and recorded by several spaced-apart test points R on the ventilation system 10 can be compared. The test point R from which the loudest noise was emitted in the specified frequency range can then be selected as the measuring point P. It is also possible to select not just one, but several test points R as a measuring point P at which the noises were louder than at all other test points R.

Abhängig von dem gewählten Kriterium ist es daher möglich, dass eine einzige Messstelle P oder mehrere Messstellen P am Lüftungssystem 10 lokalisiert bzw. identifiziert werden, an der jeweils eine Ermittlung der Schwingung OL des Lüftungssystems 10 ausgeführt wird.Depending on the selected criterion, it is therefore possible for a single measuring point P or several measuring points P to be located or identified on the ventilation system 10, at which a determination of the vibration OL of the ventilation system 10 is carried out.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird genau eine Messstelle P durch relativen Vergleich der Lautstärke der aufgenommenen Geräusche ermittelt und für das nachfolgende Verfahren verwendet, auch wenn abweichend hiervon mehrere Messstellen P im ersten Verfahrensschritt V1 ausgewählt werden können. Im letzteren Fall werden dann die nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte an jeder Messstelle P durchgeführt.In the exemplary embodiment described here, exactly one measuring point P is determined by relative comparison of the loudness of the recorded noises and used for the subsequent method, even if, deviating from this, several measuring points P can be selected in the first method step V1. In the latter case, the method steps described below are then carried out at each measuring point P.

In einem zweiten Verfahrensschritt V2 wird entweder das mobile Endgerät 15 mittels einer Halterung 20 an der Messstelle P des Lüftungssystems 10 angeordnet. Die Halterung 20 stellt dabei eine lösbare Verbindung sowohl zum mobilen Endgerät 15 als auch zum Lüftungssystem 10 her. Die Halterung 20 stellt eine mechanische Verbindung zwischen dem mobilen Endgerät 15 und der Messstelle P des Lüftungssystems 10 her, so dass an der Messstelle P auftretende die mechanische Schwingung auf das mobile Endgerät 15 übertragen wird. Die Halterung 20 weist beispielsgemäß keine zwischen dem Lüftungssystem 10 und dem mobilen Endgerät 15 wirksamen schwingungsdämpfenden Materialien auf, insbesondere keine Materialien, die sich aufgrund der Schwingung OL des Lüftungssystems 10 elastisch verformen. Die erste Halterung 20 besteht sozusagen aus schwingungshartem Material, beispielsweise einem durch die Schwingung nicht verformbaren Kunststoff und/oder metallischen Material. Die Eigenresonanz der Halterung 20 ist vorzugsweise wesentlich höher als die des zu untersuchenden Teils des Lüftungssystems 10 an der Messstelle P, um zu vermeiden, dass die Schwingung der Halterung 20 einen Einfluss auf die Messung hat. Zudem sollte die Halterung 20 auch die Resonanz des zu untersuchenden Teils des Lüftungssystems 10 an der Messstelle P nicht beeinflussen. Die Halterung 20 kann beispielsweise derart ausgestaltet, dass ihr Gewicht möglichst gering ist und insbesondere geringer als das Gewicht des mobilen Endgeräts 15.In a second method step V2, either the mobile terminal 15 is arranged at the measuring point P of the ventilation system 10 by means of a holder 20. The holder 20 creates a detachable connection to both the mobile terminal 15 and the ventilation system 10. The holder 20 establishes a mechanical connection between the mobile terminal 15 and the measuring point P of the ventilation system 10, so that the mechanical vibration occurring at the measuring point P is transmitted to the mobile terminal 15. For example, the holder 20 has no vibration-damping materials that are effective between the ventilation system 10 and the mobile terminal 15, in particular no materials that deform elastically due to the vibration OL of the ventilation system 10. The first holder 20 consists, so to speak, of vibration-resistant material, for example a plastic and/or metallic material that is not deformed by the vibration. The natural resonance of the holder 20 is preferably significantly higher than that of the part of the ventilation system 10 to be examined at the measuring point P in order to avoid that the vibration of the holder 20 has an influence on the measurement. In addition, the holder 20 should not influence the resonance of the part of the ventilation system 10 to be examined at the measuring point P. The holder 20 can, for example, be designed in such a way that its weight is as low as possible and in particular less than the weight of the mobile terminal 15.

Die Halterung 20 kann auf unterschiedliche Weise ausgeführt sein, um eine lösbare Befestigung mit dem Lüftungssystem 10 und dem mobilen Endgerät 15 herzustellen. Dabei werden insbesondere kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindungen hergestellt, beispielsweise durch Verwendung von wenigstens einer Schraubverbindung und/oder wenigstens einer Klemmverbindung und/oder wenigstens einer magnetischen Verbindung.The holder 20 can be designed in different ways to produce a detachable attachment to the ventilation system 10 and the mobile terminal 15. In particular, non-positive and/or positive connections are produced, for example by using at least one screw connection and/or at least one clamp connection and/or at least one magnetic connection.

Wird das mobile Endgerät 15 mittels der Halterung 20 an der Messstelle P angeordnet, wird der Erfassungsbereich E der Kamera 16 auf einen Referenzpunkt X gerichtet, der mit Abstand zum Lüftungssystem 10 stationär angeordnet ist. Der Referenzpunkt X kann beispielsweise an einer Wand 21 (3) oder einen Stativ 22 angeordnet bzw. vorhanden sein. Als Referenzpunkt X kommt jeder Fixpunkt in Betracht, der gegenüber einem Koordinatensystem K der Umgebung des Lüftungssystems 10 unbeweglich ist. Der Referenzpunkt X kann, wie beim Ausführungsbeispiel dargestellt, durch eine separate Markierung 23 oder einen anderen identifizierbaren Punkt an der Wand 21 oder dem Stativ 22 gebildet sein. Beispielsweise kann das Stativ 22 als Lineal oder Maßstab ausgebildet sein, dessen Skala eine Markierung 23 darstellt und daher ein Skalenteil als Referenzpunkt X verwendet werden kann.If the mobile terminal 15 is arranged at the measuring point P using the holder 20, the detection area E of the camera 16 is directed to a reference point X, which is stationary at a distance from the ventilation system 10. The reference point X can, for example, be on a wall 21 ( 3 ) or a tripod 22 may be arranged or present. Any fixed point that is opposite a coordinate can be considered as a reference point Tensystem K the surroundings of the ventilation system 10 is immovable. As shown in the exemplary embodiment, the reference point For example, the tripod 22 can be designed as a ruler or scale, the scale of which represents a marking 23 and therefore a scale part can be used as a reference point X.

Alternativ zu der Ausrichtung, die anhand der 3 und 4 beschrieben wurde, kann das mobile Endgerät 15 auch mit Abstand zum Lüftungssystem 10 angeordnet und der Erfassungsbereich E der Kamera 16 auf die Messstelle P am Lüftungssystem 10 gerichtet werden, wie es beispielhaft in 5 veranschaulicht ist. Zum Anordnen des Endgeräts 15 unbeweglich relativ zu einem stationären Koordinatensystem in der Umgebung des Lüftungssystems 10 kann das Stativ 22 oder eine andere geeignete Halterung eingesetzt werden, das bzw. die beispielsweise auf dem Untergrund abgestellt oder an der Wand 21 angeordnet werden kann. Das mobile Endgerät 15 wird in diesem Fall derart angeordnet, dass seine Position unbeeinflusst ist durch die Schwingung OL des Lüftungssystems 10. Die Kamera 16 des mobilen Endgeräts 15 ist auf einen aufgrund der Schwingung OL des Lüftungssystems 10 an der Messstelle P schwingenden Referenzpunkt X gerichtet (5). Der Referenzpunkt kann eine im Bild erkennbare Geometrie oder ein im Bild erkennbarer Bestandteil des Lüftungssystems 10 sein, beispielsweise eine Kante, eine Ecke, ein Vorsprung, eine Vertiefung, ein Befestigungselement, etc. Zur Bildung des Referenzpunktes X kann alternativ auch die separate Markierung 23 an der Messstelle P angebracht werden.Alternatively to the alignment based on the 3 and 4 has been described, the mobile terminal 15 can also be arranged at a distance from the ventilation system 10 and the detection area E of the camera 16 can be directed towards the measuring point P on the ventilation system 10, as exemplified in 5 is illustrated. To arrange the terminal 15 immovably relative to a stationary coordinate system in the surroundings of the ventilation system 10, the tripod 22 or another suitable holder can be used, which can be placed on the ground or arranged on the wall 21, for example. In this case, the mobile terminal 15 is arranged in such a way that its position is unaffected by the vibration OL of the ventilation system 10. The camera 16 of the mobile terminal 15 is directed at a reference point 5 ). The reference point can be a geometry that can be seen in the image or a component of the ventilation system 10 that can be seen in the image, for example an edge, a corner, a projection, a depression, a fastening element, etc. Alternatively, the separate marking 23 can also be used to form the reference point X be attached to the measuring point P.

Jedenfalls findet durch die Anordnung im zweiten Verfahrensschritt V2 eine Relativbewegung zwischen der Kamera 16 des mobilen Endgeräts 15 und dem Referenzpunkt X statt, die durch die Schwingung OL des Lüftungssystems 10 an der Messstelle P verursacht wird.In any case, due to the arrangement in the second method step V2, a relative movement takes place between the camera 16 of the mobile terminal 15 and the reference point X, which is caused by the vibration OL of the ventilation system 10 at the measuring point P.

In einem nachfolgenden dritten Verfahrensschritt V3 wird eine Bildsequenz B mit mehreren Bildern aufgenommen. Die Wiederholrate der Bildsequenz B ist insbesondere so gewählt, dass sie das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem bzw. das WKS-Abtasttheorem in Bezug auf die Schwingung OL des Lüftungssystems 10 erfüllt und insbesondere auf eine erwartete Maximalfrequenz der Schwingung OL des Lüftungssystems 10. Die Bildwiederholrate beim Aufnehmen der Bildsequenz B ist daher größer als die doppelte Maximalfrequenz der Schwingung OL des Lüftungssystems 10, die erwartet wird bzw. ermittelt werden soll.In a subsequent third method step V3, an image sequence B with several images is recorded. The repetition rate of the image sequence B is chosen in particular so that it fulfills the Nyquist-Shannon sampling theorem or the WKS sampling theorem in relation to the oscillation OL of the ventilation system 10 and in particular to an expected maximum frequency of the oscillation OL of the ventilation system 10. The image repetition rate at Recording the image sequence B is therefore greater than twice the maximum frequency of the oscillation OL of the ventilation system 10, which is expected or should be determined.

Die im dritten Verfahrensschritt V3 aufgenommene Bildsequenz B wird in einem Speicher 24 des mobilen Endgeräts zumindest temporär gespeichert.The image sequence B recorded in the third method step V3 is at least temporarily stored in a memory 24 of the mobile terminal.

In einem vierten Verfahrensschritt V4 wird die Bildsequenz B ausgewertet bzw. analysiert. Durch die Relativbewegung zwischen der Kamera 16 und dem Referenzpunkt X wird der Referenzpunkt X in den aufeinanderfolgenden Bildern der Bildsequenz B an unterschiedlichen Pixelpositionen dargestellt. Diese Positionsveränderung ist charakteristisch für die Schwingung OL des Lüftungssystems 10 an der Messstelle P. Somit kann basierend auf der Auswertung der Bilder der Bildsequenz B die Schwingung OL des Lüftungssystems 10 an der Messstelle P ermittelt werden. Lediglich schematisch und beispielhaft ist in 8 eine in etwa sinusförmige Schwingung OL des Lüftungssystems 10 an einer Messstelle P veranschaulicht. Aus dieser Schwingung OL kann wenigstens eine charakteristische Größe der Schwingung OL abgeleitet werden, beispielsweise eine Raumrichtung der Schwingung OL und/oder eine Amplitude A der Schwingung OL und/oder eine Frequenz f bzw. eine Periodendauer T der Schwingung OL des Lüftungssystems 10.In a fourth method step V4, the image sequence B is evaluated or analyzed. Due to the relative movement between the camera 16 and the reference point X, the reference point X is displayed at different pixel positions in the successive images of the image sequence B. This change in position is characteristic of the vibration OL of the ventilation system 10 at the measuring point P. The vibration OL of the ventilation system 10 at the measuring point P can therefore be determined based on the evaluation of the images of the image sequence B. Only schematic and exemplary is in 8th an approximately sinusoidal oscillation OL of the ventilation system 10 at a measuring point P is illustrated. From this oscillation OL, at least one characteristic quantity of the oscillation OL can be derived, for example a spatial direction of the oscillation OL and/or an amplitude A of the oscillation OL and/or a frequency f or a period T of the oscillation OL of the ventilation system 10.

Bei dem hier beschriebenen Verfahren findet eine Auswertung der ermittelten Schwingung OL des Lüftungssystems 10 und/oder wenigstens einer daraus abgeleiteten charakteristischen Größe statt, um zu ermitteln, ob ein Bedarf an einer Wartung, Instandsetzung oder Reparatur besteht. Zusätzlich oder alternativ könnte auch ein baulicher Änderungsbedarf an der Anlage ermittelt werden, um in Zukunft das Auftreten der schädlichen Schwingungen zu vermeiden. Hierzu wird auf Modelle M zurückgegriffen, die auf Basis von Expertenwissen und beispielsgemäß auf Basis von künstlicher Intelligenz ermittelt wurden, was insbesondere außerhalb des mobilen Endgeräts 15 durch leistungsfähige Recheneinheiten erfolgt. Jedes Modell M weist eine Modellschwingung und/oder wenigstens einen Modellparameter auf, wobei die Modellschwingung mit der ermittelten Schwingung OL des Lüftungssystems 10 und/oder der wenigstens eine Modellparameter mit der wenigstens einen charakteristischen Größe der Schwingung OL des Lüftungssystems 10 verglichen werden kann. Durch diesen Vergleich wird ein Modell M identifiziert, das identisch oder zumindest ausreichend ähnlich ist zu der ermittelten Schwingung OL des Lüftungssystems 10 und/oder wenigstens einer daraus abgeleiteten charakteristischen Größe (z.B. Amplitude A, Frequenz f, Periodendauer T). Im Rahmen dieses Vergleichs kann auf bekannte Algorithmen und mathematische Methoden zurückgegriffen werden, die beispielsweise aus dem Bereich der Mustererkennung bzw. des Mustervergleichs bekannt sind, wenn die Schwingung OL des Lüftungssystems 10 mit einer Modellschwingung eines Modells M verglichen werden soll. Der Vergleich zwischen der wenigstens einen charakteristischen Größe der Schwingung OL des Lüftungssystems 10 mit dem wenigstens einen Modellparameter kann ein einfacher numerischer Vergleich sein. Als Kriterium für eine ausreichende Ähnlichkeit können beispielsweise zulässige Abweichungen definiert werden.In the method described here, an evaluation of the determined vibration OL of the ventilation system 10 and/or at least one characteristic variable derived therefrom takes place in order to determine whether there is a need for maintenance, repair or servicing. Additionally or alternatively, a need for structural changes to the system could also be determined in order to avoid the occurrence of harmful vibrations in the future. For this purpose, models M are used, which were determined on the basis of expert knowledge and, for example, on the basis of artificial intelligence, which is done in particular outside the mobile terminal 15 by powerful computing units. Each model M has a model vibration and/or at least one model parameter, wherein the model vibration can be compared with the determined vibration OL of the ventilation system 10 and/or the at least one model parameter with the at least one characteristic size of the vibration OL of the ventilation system 10. This comparison identifies a model M that is identical or at least sufficiently similar to the determined vibration OL of the ventilation system 10 and/or at least one characteristic variable derived therefrom (eg amplitude A, frequency f, period T). As part of this comparison, known algorithms and mathematical methods can be used, which are known, for example, from the field of pattern recognition or pattern comparison, if the vibration OL of the ventilation system 10 is related to a model vibration Model M should be compared. The comparison between the at least one characteristic size of the vibration OL of the ventilation system 10 with the at least one model parameter can be a simple numerical comparison. For example, permissible deviations can be defined as a criterion for sufficient similarity.

Jedem Modell M kann eine Information I zugeordnet sein bzw. die Information I kann Bestandteil des Modells M sein. Die Information I kann beispielsweise in Form einer Meldung an den Benutzer U ausgegeben werden, beispielsweise über ein Display oder einen Lautsprecher des mobilen Endgeräts 15. Die Information I kann auch mittels des mobilen Endgeräts 15 an eine externe Einrichtung übermittelt und dort gespeichert und/oder über eine geeignete Schnittstelle ausgegeben werden. Anhand der Information I kann dem Benutzer U zum Beispiel mitgeteilt werden, welche Wartungs-, Instandsetzungs- oder Reparaturarbeiten durchzuführen sind und optional der zur Verfügung stehende Zeitraum, bis die Arbeit erledigt sein muss. Zusätzlich oder alternativ kann die Information I auch ein Signal beinhalten, das an eine Steuerung des Lüftungssystems 10 übermittelt wird und dort eine Maßnahme auslösen kann, beispielsweise Betriebsparameter verändern bzw. begrenzen und/oder einen Not-Stopp auslösen. Beispielsweise kann die Drehzahl eines Elektromotors, der den wenigstens einen Ventilator 11 antreibt, (und somit die Drehzahl des Rotors des Ventilators 11) auf einen vorgegebenen Drehzahlbereich begrenzt werden, um einer zu starken Schwingung OL des Lüftungssystems 10 an der Messstelle P entgegenzuwirken.Each model M can be assigned information I or the information I can be part of the model M. The information I can, for example, be output to the user U in the form of a message, for example via a display or a loudspeaker of the mobile terminal 15. The information I can also be transmitted to an external device by means of the mobile terminal 15 and stored there and/or via a suitable interface can be output. Using the information I, the user U can be informed, for example, which maintenance, servicing or repair work needs to be carried out and, optionally, the time period available until the work has to be completed. Additionally or alternatively, the information I can also contain a signal that is transmitted to a controller of the ventilation system 10 and can trigger a measure there, for example changing or limiting operating parameters and/or triggering an emergency stop. For example, the speed of an electric motor that drives the at least one fan 11 (and thus the speed of the rotor of the fan 11) can be limited to a predetermined speed range in order to counteract excessive vibration OL of the ventilation system 10 at the measuring point P.

Die Modelle M können beispielsweise unter Verwendung von künstlicher Intelligenz, wie z.B. künstlichen neuronalen Netzen erzeugt werden. Das Lernen oder Trainieren kann durch Eingeben von Lerndaten und/oder durch automatisiertes maschinelles Lernen während des Betriebs eines Lüftungssystems 10 durchgeführt werden. Die Modelle M können kontinuierlich geändert bzw. ergänzt werden, wenn neues Wissen vorliegt, das beispielsweise beim Betrieb eines Lüftungssystems 10 generiert wurde.The models M can be generated, for example, using artificial intelligence, such as artificial neural networks. The learning or training may be performed by inputting learning data and/or by automated machine learning during operation of a ventilation system 10. The models M can be continuously changed or supplemented when new knowledge is available, which was generated, for example, during the operation of a ventilation system 10.

Anhand der 6 und 7 ist außerdem eine weitere Möglichkeit zur Ausführung des Verfahrens V gemäß 1 veranschaulicht. Bei dieser Variante wird im zweiten Verfahrensschritt V2 das mobile Endgerät 15 durch den Benutzer U in der Hand gehalten und auf den Referenzpunkt X an der Messstelle P gerichtet. Der Benutzer U wird dabei üblicherweise nicht in der Lage sein, die Kamera 16 unbeweglich relativ zum stationären Koordinatensystem K der Umgebung zu halten. Dabei stellt die anhand der Bildsequenz B erfasste Bewegung oder Schwingung eine Messschwingung OM dar, die einer Überlagerung der Schwingung OL des Lüftungssystems 10 an der Messstelle P und der Bewegung OH des mobilen Endgeräts 15 relativ zum stationären Koordinatensystem K in der Umgebung des Lüftungssystems 10 ist (8).Based on 6 and 7 is also another option for carrying out method V according to 1 illustrated. In this variant, in the second method step V2, the mobile terminal 15 is held in the hand by the user U and directed at the reference point X at the measuring point P. The user U will usually not be able to keep the camera 16 immobile relative to the stationary coordinate system K of the environment. The movement or vibration detected using the image sequence B represents a measurement vibration OM, which is a superposition of the vibration OL of the ventilation system 10 at the measuring point P and the movement OH of the mobile terminal 15 relative to the stationary coordinate system K in the surroundings of the ventilation system 10 ( 8th ).

Aus der ermittelten Messschwingung OM wird im vierten Verfahrensschritt V4 die Schwingung OL des Lüftungssystems 10 ermittelt. Die Bewegung OH des mobilen Endgeräts 15 hat gegenüber der Schwingung OL des Lüftungssystems 10 eine deutlich niedrigere Frequenz. Daher kann aus der Messschwingung OM durch eine Filterung, insbesondere Hochpassfilterung, die Schwingung OL des Lüftungssystems 10 ermittelt werden. Durch eine solche Filterung wird die Bewegung OH des mobilen Endgeräts 15 aus der Messschwingung OM eliminiert.In the fourth method step V4, the vibration OL of the ventilation system 10 is determined from the determined measurement vibration OM. The movement OH of the mobile terminal 15 has a significantly lower frequency than the vibration OL of the ventilation system 10. Therefore, the vibration OL of the ventilation system 10 can be determined from the measurement vibration OM by filtering, in particular high-pass filtering. Through such filtering, the movement OH of the mobile terminal 15 is eliminated from the measuring vibration OM.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der Benutzer U vor dem Aufnehmen der Bildsequenz B zur Kalibrierung mehrere Bilder eines gegenüber dem Koordinatensystem K der Umgebung stationären Kalibrierpunktes C aufnimmt (6). Dabei hält er das mobile Endgerät 15 vorzugsweise in derselben Position und Ausrichtung wie später bei der Aufnahme der Bildsequenz B im dritten Verfahrensschritt V3 (7). Aus den mehreren Bildern, die während der Aufnahme des Kalibrierpunktes C gemacht wurden, kann dann eine Bewegung OH des mobilen Endgeräts 15 relativ zum Koordinatensystem K ermittelt werden. Die ermittelte Bewegung OH des mobilen Endgeräts 15 kann dann im Hinblick auf eine oder mehrere charakteristischen Eigenschaften ausgewertet werden, wie z.B. eine oder mehrere der nachfolgend genannten charakteristischen Eigenschaften: minimale Frequenz, maximale Frequenz, durchschnittliche Frequenz, minimale Amplitude, maximale Amplitude, durchschnittliche Amplitude. Basierend darauf kann optional die aus den Bildern ermittelte Bewegung OH modifiziert und für das weitere Verfahren verwendet werden. Beispielsweise kann für das weitere Verfahren eine modifizierte Bewegung OH basierend auf der durchschnittlichen Frequenz und der durchschnittlichen Amplitude verwendet werden.Another possibility is that before taking the image sequence B for calibration, the user U takes several images of a calibration point C that is stationary relative to the coordinate system K of the environment ( 6 ). In doing so, he preferably holds the mobile terminal 15 in the same position and orientation as later when recording the image sequence B in the third method step V3 ( 7 ). From the several images that were taken while recording the calibration point C, a movement OH of the mobile terminal 15 relative to the coordinate system K can then be determined. The determined movement OH of the mobile terminal 15 can then be evaluated with regard to one or more characteristic properties, such as one or more of the following characteristic properties: minimum frequency, maximum frequency, average frequency, minimum amplitude, maximum amplitude, average amplitude. Based on this, the movement OH determined from the images can optionally be modified and used for the further method. For example, a modified movement OH based on the average frequency and the average amplitude can be used for the further method.

Basierend auf dieser Analyse kann z.B. eine Frequenzfilterung der ermittelten Messschwingung OM erfolgen, um die Bewegung OH des mobilen Endgeräts 15 zu eliminieren. Dazu kann eine Hochpassfilterung der Messschwingung OM durchgeführt werden, die als Grenzfrequenz die durchschnittliche Frequenz oder die maximale Frequenz der ermittelten der Bewegung OH des mobilen Endgeräts 15 verwendet. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die ermittelte modifizierte Bewegung OH des mobilen Endgeräts 15 von der ermittelten Messschwingung OM zu subtrahieren.Based on this analysis, the determined measurement vibration OM can, for example, be frequency filtered in order to eliminate the movement OH of the mobile terminal 15. For this purpose, a high-pass filtering of the measuring vibration OM can be carried out, which uses the average frequency or the maximum frequency of the determined movement OH of the mobile terminal 15 as the cutoff frequency. Alternatively, it is also possible to subtract the determined modified movement OH of the mobile terminal 15 from the determined measurement vibration OM.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Schwingung OL eines Lüftungssystems 10 an einer Messstelle P. Hierzu wird zunächst die Position am Lüftungssystem 10 identifiziert, die als Messstelle P verwendet werden soll, beispielsweise durch Auswertung der vom Lüftungssystem 10 emittierten Geräusche. Anschließend wird ein mobiles Endgerät 15 an der Messstelle P angeordnet und eine Kamera 16 des mobilen Endgeräts 15 auf einen mit Abstand zum Lüftungssystem 10 stationär angeordneten Referenzpunkt X gerichtet oder alternativ das mobile Endgerät 15 mit Abstand zum Lüftungssystem 10 angeordnet und auf einen Referenzpunkt X an der Messstelle P gerichtet. Anschließend wird eine Bildsequenz B aufgenommen, wobei sich der Referenzpunkt X im Erfassungsbereich E der Kamera 16 befindet. Diese Bildsequenz B kann anschließend ausgewertet werden, um die Schwingung OL des Lüftungssystems 10 an der Messstelle P zu ermitteln, insbesondere durch den Vergleich mit bereitgestellten Modellen M.The invention relates to a method for determining a vibration OL of a ventilation system 10 at a measuring point P. For this purpose, the position on the ventilation system 10 that is to be used as the measuring point P is first identified, for example by evaluating the noises emitted by the ventilation system 10. A mobile terminal 15 is then arranged at the measuring point P and a camera 16 of the mobile terminal 15 is directed at a reference point Measuring point P directed. An image sequence B is then recorded, with the reference point X being in the detection area E of the camera 16. This image sequence B can then be evaluated in order to determine the vibration OL of the ventilation system 10 at the measuring point P, in particular by comparing it with models M provided.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

1010: LüftungssystemVentilation system
1111: Ventilatorfan
1212: Luftleitanlage Air control system
1515: mobiles Endgerätmobile device
1616: Kameracamera
1717: Mikrofon microphone
2020: Halterungbracket
2121: WandWall
2222: Stativtripod
2323: Markierungmark
2424: Speicher des mobilen Endgeräts Mobile device memory
AA: Amplitude der Schwingung des LüftungssystemsAmplitude of the vibration of the ventilation system
ff: Frequenz der Schwingung des LüftungssystemsFrequency of vibration of the ventilation system
CC: KalibrierpunktCalibration point
EE: Erfassungsbereich der KameraCamera detection range
II: Informationinformation
KK: stationäres Koordinatensystemstationary coordinate system
MM: ModellModel
OHOH: Bewegung des mobilen EndgerätsMovement of the mobile device
OLOIL: Schwingung des LüftungssystemsVibration of the ventilation system
OMOM: MessschwingungMeasuring vibration
PP: MessstelleMeasuring point
RR: Prüfstellecheckpoint
tt: ZeitTime
TT: Periodendauer der Schwingung des LüftungssystemsPeriod of vibration of the ventilation system
UU: Benutzeruser
Vv: VerfahrenProceedings
V1V1: erster Verfahrensschrittfirst step of the process
V2V2: zweiter Verfahrensschrittsecond procedural step
V3V3: dritter Verfahrensschrittthird step of the process
V4V4: vierter Verfahrensschrittfourth step of the process
XX: Referenzpunktreference point

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 20070062284 A1 [0002]
DE 102019122740 A1 [0003]
KR 102066744 A [0004]
CN 207036417 U [0005]
US 20160364699 A1 [0006]
US 10712738 B2 [0007]

Claims

Method for determining a vibration (OL) of a ventilation system (10), comprising the following steps: - Locating a measuring point (P) on the ventilation system (10) at which a vibration occurs that meets a predetermined criterion, - Arranging a mobile terminal (15) having a camera (16) at the measuring point (P) on the ventilation system (10) and aligning the camera to a reference point (X) at a distance from the ventilation system (10) or arranging the mobile terminal (15) at a distance from the ventilation system (10) and aligning the camera (16) of the mobile terminal (15) to a reference point (X) at the measuring point (P), - Recording an image sequence (B) containing several images using the camera (16), - Evaluate the image sequence (B) to determine the vibration of the ventilation system (10).

Procedure according to Claim 1 , wherein locating the measuring point (P) on the ventilation system (10) involves aligning a microphone (17) of the mobile terminal (15) to a test point (R) on the ventilation system (10) and recording a noise from the ventilation system (10) at the Test point (R) by means of the microphone (17), the noise being analyzed to locate the measuring point (P).

Procedure according to Claim 2 , wherein analyzing the sound includes determining the loudness of the recorded sound.

Procedure according to Claim 3 , where the measuring point (P) is the test point (R) at which the loudness of the noise within a defined frequency range meets the specified criterion.

Procedure according to one of the Claims 2 until 4 , whereby a noise is recorded at several test points (R) and at least one image of each test point (R) is recorded by means of the camera (16) of the mobile terminal (15).

Method according to one of the preceding claims, wherein the image sequence (B) is evaluated by means of the mobile terminal (15) to determine the vibration (OL) of the ventilation system (10).

Method according to one of the preceding claims, wherein at least one characteristic size of the vibration (OL) of the ventilation system (10) is determined based on the image sequence (B).

Procedure according to Claim 7 , whereby the at least one characteristic variable is evaluated taking into account the position of the measuring point (P) on the ventilation system (10).

Method according to one of the preceding claims, wherein several models (M) which were generated using artificial intelligence are used to evaluate the image sequence (B) to determine the vibration of the ventilation system (10).

Procedure according to Claim 9 , wherein the evaluation carries out a comparison between at least one stored model (M) on the one hand and the recorded images (B) and / or at least one model parameter derived therefrom on the other hand in order to find an identical or similar model (M).

Procedure according to Claim 10 , whereby each stored model (M) is assigned information (I), which is output as a message to a user (U) and / or automatically triggers a measure.

Procedure according to Claim 11 , where the information (I) has a recommendation for action.

Method according to one of the preceding claims, wherein a user (U) holds the mobile terminal (15) in one hand when taking the images of the measuring point (P).

Procedure according to Claim 13 , wherein the mobile terminal (15) is calibrated before the images are recorded at the measuring point (P), the user (U) pointing the camera (16) of the mobile terminal (15) at a stationary calibration point (C) for calibration and takes several images, which are used to determine the movement (OH) of the mobile terminal (15) while taking images.

Procedure according to Claim 13 or 14 , whereby a measuring vibration (OM) is determined at the measuring point (P) based on the recorded images, a movement of the mobile terminal (OH) being eliminated from the measuring vibration (OM) and from this the vibration (OL) of the ventilation system (10). the measuring point (P) is determined.