DE102022123277A1

DE102022123277A1 - Verfahren zur Auswertung von Schwingungen in einem Strömungssystem

Info

Publication number: DE102022123277A1
Application number: DE102022123277.8A
Authority: DE
Inventors: Markus Humm; Marco Weckert
Original assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date: 2022-09-13
Filing date: 2022-09-13
Publication date: 2024-03-14
Also published as: WO2024056369A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung einer Ventilatorschwingung (OV) und einer Anlagenschwingung (OA) an einem Strömungssystem (10) aufweisend einen Ventilator (11) sowie eine an den Ventilator (11) angeschlossene Leitanlage (12). Die Anlagenschwingung (OA) wird unabhängig von der Ventilatorschwingung (OV) aufgenommen, insbesondere mittels eines mobilen Endgeräts (17). Die Ventilatorschwingung (OV) wird vorzugsweise mittels eines Schwingungssensors (16) des Ventilators (11) erfasst. Die Ventilatorschwingung (OV) wird gemeinsam mit der Anlagenschwingung (OA) ausgewertet, um festzustellen, ob zwischen der Ventilatorschwingung (OV) und der Anlagenschwingung (OA) ein Zusammenhang besteht und Schwingungen mit großer Amplitude der Anlagenschwingung (OA) auf große Amplituden der Ventilatorschwingung (OV) zurückzuführen sind oder eventuell eine andere Ursache aufweisen. Durch das Auswerten der Anlagenschwingung (OA) basierend auf der Ventilatorschwingung (OV) steht somit eine zusätzliche Information zur Verfügung, die das Einleiten einer geeigneten Maßnahme vereinfacht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Schwingungen in einem Strömungssystem. Das Strömungssystem kann beispielsweise ein Kühlungssystem, ein Klimatisierungssystem, ein Lüftungssystem oder ein Bestandteil davon sein. Bei dem Strömungssystem kann es sich grundsätzlich um ein beliebiges System handeln, bei dem es mittels eines Ventilators eine Gasströmung erzeugt und abgegeben wird.
Zu dem erfindungsgemäßen Strömungssystem gehören ein Ventilator sowie eine an den Ventilator angeschlossene Leitanlage zur Kanalisierung der vom Ventilator erzeugten Strömung. Der Ventilator erzeugt insbesondere eine Luftströmung.
Es ist generell bekannt, Schwingungen sensorisch zu erfassen. Beispielsweise offenbart US 2007/0062284 A1 einen Beschleunigungssensor, der einen über Federn an einem Rahmen angeordneten Körper aufweist. Die Position oder Bewegung des Körpers kann über eine Kamera beobachtet werden. Anhand der Position des Körpers in den aufgenommenen Bildern kann die Beschleunigung ermittelt werden.
KR 10-2066744 A offenbart ein Verfahren zur Schwingungsüberwachung eines mechanischen Systems, beispielsweise eines Rohres. Mittels eines Lasers wird eine Markierung auf das Rohr projiziert und die Ablenkung der Markierung im Falle einer Schwingung mittels einer Kamera beobachtet, so dass daraus die Schwingung des Rohres ermittelt werden kann.
DE 10 2009 028 547 B4 betrifft eine Vibrationsbestimmungseinrichtung zur Ermittlung der Vibrationsbelastung von Personen durch den Betrieb eines durch die Person gehaltenen Werkzeugs. Am Werkzeug ist eine Mess- und Übermittlungseinrichtung vorhanden, die sensorisch die Vibrationen misst und an eine Auswerteeinrichtung übermittelt. Die Auswerteeinrichtung selbst ist separat vom Werkzeug angeordnet und misst ebenfalls eine Schwingung. Aus der in der Auswerteeinrichtung gemessenen Schwingung sowie der von der Mess- und Übermittlungseinrichtung übermittelten Schwingung kann dann eine Gesamtschwingungsbelastung der Bedienperson ermittelt werden.
Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2022 105 681.3 und dem Titel „Verfahren zur Ermittlung einer Schwingung eines Lüftungssystems“ ist es bekannt, die Schwingung eines Lüftungssystems mittels eines mobilen Endgeräts zu ermitteln, indem mittels der Kamera eine Bildsequenz des Lüftungssystems aufgenommen und die Schwingungsbewegung des Lüftungssystems relativ zu einem ortsfesten Referenzpunkt ermittelt wird.
Bei Strömungssystemen mit einem Ventilator und einer an den Ventilator angeschlossenen Leitanlage für die erzeugte Strömung können Schwingungen auftreten, die beispielsweise durch eine Unwucht an einem Rotor bzw. an Ventilatorflügeln hervorgerufen werden können. Schwingungen können beispielsweise auch durch die Ausführung der Leitanlage selbst entstehen, durch die die Luft bzw. das Gas strömt. Auch die Kommutierung eines Elektromotors, der den Ventilator antreibt, kann eine Ursache für das Auftreten von Schwingungen in einem Strömungssystem sein.
Während Schwingungen mit kleineren Amplituden in der Regel problemlos sind, können aber in einem Strömungssystem abhängig von der Anregung, zum Beispiel im Bereich von Resonanzfrequenzen des Strömungssystems, zu unerwünschten Schwingungsanregungen mit großen Amplituden führen. Auch können beispielsweise Fehler oder Störungen zu solchen großen Schwingungsamplituden führen. Schwingungsanregungen mit großen Amplituden können wiederum einen erhöhten Verschleiß, eine unerwünschte Geräuschentwicklung oder auch Schäden nach sich ziehen. Solche größeren Schwingungsamplituden können beispielsweise dann auftreten, wenn eine Unwucht von rotierenden Komponenten auftritt, wie tewa durch abgebrochene Teile oder eine fehlerhafte Kommutierung des antreibenden Elektromotors. Es ist daher wünschenswert, unerwünschte Schwingungen in einem Strömungssystem frühzeitig zu erkennen und die Ursache für diese Schwingung zu beseitigen.
Durch das Integrieren eines Schwingungssensors in einen Ventilator können Schwingungen, die unmittelbar am Ventilator auftreten, erfasst werden. In vielen Fällen ist dies allerdings unzureichend. Denn in der angeschlossenen Leitanlage können aufgrund des konstruktionsbedingten Resonanzverhaltens Schwingungen des Ventilators eine Resonanz in der angeschlossenen Leitanlage verursachen, die zu lokal großen Schwingungsamplituden in der Leitanlage führen kann. Abhängig von der Ursache bzw. der Art einer Störung, die speziellen konstruktiven Gegebenheiten eines Strömungssystems und den möglichen Betriebszuständen lassen sich Schwingungsanregungen, die durch eine Störung verursacht werden, praktisch nicht vorhersagen. Auch die Stellen, an denen mögliche hohe Schwingungsamplituden auftreten könnten, lassen sich nicht ohne Weiteres im Voraus ermitteln, so dass das Integrieren mehrerer Schwingungssensoren im Strömungssystem nicht erfolgversprechend ist.
Es kann daher als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, ein Verfahren zur Auswertung von Schwingungen in einem Strömungssystem zu schaffen, das eine verbesserte Schwingungsanalyse mit einfachen Mitteln ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dazu eingerichtet, Schwingungen in einem Strömungssystem auszuwerten. Das Strömungssystem weist einen Ventilator auf, der dazu eingerichtet ist, eine Gasströmung, insbesondere eine Luftströmung, im Strömungssystem zu erzeugen. Die an den Ventilator angeschlossene Leitanlage ist dazu eingerichtet, die vom Ventilator erzeugte Strömung zu leiten. Zu diesem Zweck kann die Leitanlage eine oder mehrere der folgenden Komponenten aufweisen: wenigstens einen Strömungskanal, wenigstens eine Drossel, wenigstens eine Düse, wenigstens einen Diffusor, wenigstens eine bewegbare Klappe, wenigstens ein Ventil oder wenigstens eine andere beliebige bewegliche oder unbewegliche Strömungsleitkomponente.
Am Ventilator ist ein Schwingungssensor angeordnet, insbesondere an einem nicht rotierend antreibbaren Teil des Ventilators. Der Schwingungssensor des Ventilators ist vorzugsweise dazu eingerichtet, durch die Schwingung auftretende Beschleunigungen in eine oder mehrere Raumrichtungen als Ventilatorschwingung zu erfassen. Zusätzlich wird an wenigstens einer Messstelle der Leitanlage eine Anlagenschwingung mittels eines mobilen Endgeräts erfasst. Hierzu kann insbesondere die Kamera des mobilen Endgeräts verwendet werden. Die durch die Schwingung der Leitanlage verursachte Bewegung kann in einer Bildsequenz erfasst und daraus die Anlagenschwingungen ermittelt werden. Das Ermitteln der Anlagenschwingung kann entsprechend dem in der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2022 105 681.3 beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. Insoweit wird der Inhalt der deutschen Patentanmeldung 10 2022 105 681.3 durch Verweis aufgenommen.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich die Anlagenschwingung mittels eines an der Messstelle lösbar oder fest angebrachten Sensors zu messen und die Messdaten an das mobile Endgerät zu übermitteln, insbesondere drahtlos. Der Sensor und das mobile Endgerät können hierfür geeignete -vorzugsweise standardisierte - Schnittstellen aufweisen, beispielsweise jeweils eine Schnittstellen für die Kommunikation gemäß dem „Bluetooth“- oder dem „Bluetooth-Low-Energy“-Standard. Mit einem solchen Sensor lassen sich insbesondere auch andere (vorzugsweise höhere) Frequenzbereiche der Anlagenschwingung überwachen bzw. messen als mit einer Standard-Kamera eines mobilen Endgerätes.
Die von dem Schwingungssensor des Ventilators erfasste Ventilatorschwingung wird mittels einer geeigneten Kommunikationsschnittstelle an das mobile Endgerät übermittelt. Das mobile Endgerät ist daraufhin in der Lage, die an der Messstelle erfasste Anlagenschwingung der Leitanlage basierend auf der Ventilatorschwingung auszuwerten. Es ist dabei möglich, mittels des mobilen Endgeräts mehrere Anlagenschwingungen an unterschiedlichen Messstellen der Leitanlage zu erfassen und jeweils basierend auf der übermittelten Ventilatorschwingung auszuwerten. Optional kann außerdem die empfangene Ventilatorschwingung im mobilen Endgerät ausgewertet werden.
Das Übermitteln der Ventilatorschwingung an das mobile Endgerät kann bei noch andauernder Messung erfolgen (sozusagen „online“). Alternativ dazu ist es auch möglich, die Ventilatorschwingung in einem Speicher des Ventilators zunächst zu speichern und anschließend an das mobile Endgerät zu übermitteln (sozusagen „offline“). Die Auswertung der Anlagenschwingung unter Berücksichtigung der Ventilatorschwingung kann daher während der andauernden Erfassung (sozusagen „online“) oder zeitversetzt (sozusagen „offline“) erfolgen.
Im mobilen Endgerät können daher die Ventilatorschwingung des Ventilators und die Anlagenschwingung der Leitanlage miteinander in Verbindung gebracht werden, um Zusammenhänge zu erkennen.
Wenn unzulässig hohe Schwingungsamplituden der Anlagenschwingung identifiziert werden, kann anhand der Kenntnis der Ventilatorschwingung geprüft werden, ob die Ventilatorschwingung mit unzulässig hohen Amplituden für die Anregung der übermäßigen Anlagenschwingung infrage kommt. Ist dies nicht der Fall kann auch durch eine konstruktive Maßnahme, beispielsweise Dämpfung der Leitanlage, den hohen Amplituden der Anlagenschwingung entgegengewirkt werden.
Zusätzlich oder alternativ können Betriebsbereiche des Ventilators identifiziert werden, in denen die Ventilatorschwingung und/oder die Anlagenschwingung Amplituden annimmt, die im Betrieb nicht über längere Zeit auftreten sollten. Zur Verhinderung unerwünscht hoher Schwingungsamplituden kann der Betriebszustand des Ventilators, der eine solche unerwünschte Ventilatorschwingung und/oder die Anlagenschwingung anregt, identifiziert und als stationärer Betriebszustand ausgeschlossen werden. Beispielsweise kann eine bestimmte Drehzahl oder ein bestimmter Drehzahlbereich des Ventilators als stationärer Betriebszustand ausgeschlossen werden. Zusätzlich oder alternativ zur Drehzahl können auch andere Parameter den Betriebszustand kennzeichnen, wie beispielsweise das für das Antreiben der Ventilatorschaufel bzw. des Rotors erforderliche Drehmoment.
Es ist vorteilhaft, wenn die Ventilatorschwingung und/oder die Anlagenschwingung kontinuierlich oder zeitdiskret zu mehreren Erfassungszeitpunkten innerhalb eines Erfassungszeitraumes erfasst wird. Zu jedem Erfassungszeitpunkt können charakteristische Parameter der Ventilatorschwingung und/oder der Anlagenschwingung erfasst bzw. ermittelt und/oder gespeichert werden, wie etwa die Frequenz und die Amplitude der betreffenden Schwingung.
Es ist vorteilhaft, wenn der Ventilator während des Erfassungszeitraumes mehrere unterschiedliche Betriebszustände annimmt und insbesondere mit mehreren unterschiedlichen Drehzahlen betrieben wird. Dadurch ist es möglich, die erfassten charakteristischen Parameter der Ventilatorschwingung und/oder der Anlagenschwingung dem Betriebszustand und insbesondere einer Drehzahl des Ventilators zuzuordnen. Dadurch lässt sich beispielsweise eine drehzahlabhängige Ventilatorschwingung und/oder eine drehzahlabhängige Anlagenschwingung ermitteln.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Ventilator während des Erfassungszeitraumes von einer Startdrehzahl bis zu einer Zieldrehzahl beschleunigt. Die Startdrehzahl kann beispielsweise gleich Null sein (Stillstand des Ventilators) und die Zieldrehzahl kann beispielsweise der maximal zulässigen Drehzahl des Ventilators entsprechen. Während des Erfassungszeitraumes kann der Ventilator vorzugsweise genau einmal, alternativ auch mehrmals von der Startdrehzahl bis zur Zieldrehzahl beschleunigt werden.
Insbesondere werden für mehrere oder alle Erfassungszeitpunkte innerhalb des Erfassungszeitraumes zumindest eine Amplitude der Ventilatorschwingung und/oder der Anlagenschwingung ermittelt. Optional kann zusätzlich auch die Frequenz der jeweiligen Schwingung ermittelt werden. Es ist zusätzlich optional auch möglich, eine Phasenverschiebung zwischen der Anlagenschwingung und der Ventilatorschwingung zu ermitteln.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Amplitude der Ventilatorschwingung ermittelt und mit einem Amplitudenschwellenwert für die Ventilatorschwingung verglichen. Analog hierzu kann alternativ oder zusätzlich eine Amplitude der Anlagenschwingung ermittelt und mit einem Amplitudenschwellenwert für die Anlagenschwingung verglichen werden. Dieser Vergleich kann bzw. diese Vergleiche können für einen, mehrere oder alle zulässigen Betriebszustände, insbesondere Drehzahlen, des Ventilators durchgeführt werden. Beispielsweise kann die drehzahlabhängige Ventilatorschwingung und/oder die drehzahlabhängige Anlagenschwingung für mehrere oder alle zulässigen Drehzahlen jeweils mit einem vorgegebenen Amplitudenschwellenwert verglichen werden.
Bevorzugt ist der Amplitudenschwellenwert für die Ventilatorschwingung über den gesamten Drehzahlbereich bzw. Betriebsbereich des Ventilators konstant. Zusätzlich oder alternativ kann der Amplitudenschwellenwert für die Anlagenschwingung über den gesamten Drehzahl- bzw. Betriebsbereich des Ventilators konstant sein. Alternativ hierzu ist es auch möglich, einen oder beide Amplitudenschwellenwerte nicht konstant, sondern sich drehzahlabhängig ändernd vorzugeben.
Eine Drehzahl oder ein Drehzahlbereich, an bzw. in dem die Ventilatorschwingung den Amplitudenschwellenwert für die Ventilatorschwingung überschreitet und/oder an dem die Amplitude der Anlagenschwingung den Amplitudenschwellenwert für die Anlagenschwingung überschreitet, kann identifiziert und beispielsweise gespeichert werden. Während des regulären Betriebs können dann Betriebszustände des Ventilators vermieden werden, die zu unzulässig hohen Amplituden der Ventilatorschwingung und/oder der Anlagenschwingung führen.
Die Auswertung der Amplitude der Ventilatorschwingung und die Auswertung der Amplitude der Anlagenschwingung kann optional dazu verwendet werden, Betriebszustände des Ventilators zuzulassen, die an sich bei ausschließlicher Betrachtung der Ventilatorschwingung wegen der Überschreitung des Amplitudenschwellenwertes für die Ventilatorschwingung unzulässig bzw. unerwünscht wären. Beispielsweise kann ein Toleranzbereich oberhalb des Amplitudenschwellenwertes für die Ventilatorschwingung definiert werden, innerhalb dem ein stationärer Betrieb des Ventilators zugelassen werden kann, sofern für diesen Betriebszustand (beispielsweise Drehzahl) des Ventilators keine Überschreitung des Amplitudenschwellenwertes für die Anlagenschwingung festgestellt wird.
Den Betrieb des Ventilators in einem Betriebszustand zu erlauben, bei dem die Amplitude der Ventilatorschwingung den zugeordneten Amplitudenschwellenwert überschreitet, kann von der Zustimmung des Betreibers abhängig gemacht werden. Denn dieser Betriebszustand des Ventilators kann zu erhöhtem Verschleiß führen.
Wie bereits erläutert ist es bevorzugt, wenn die Anlagenschwingung mittels des mobilen Endgeräts gemäß einem Verfahren erfasst wird, wie es in der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2022 105 681.3 erläutert ist, wobei auf diese Offenbarung vollinhaltlich Bezug genommen wird. Vorzugsweise umfasst das Erfassen der Anlagenschwingung das Lokalisieren einer Messstelle an der Leitanlage. Die Messstelle kann entweder zufällig ausgewählt werden oder anhand eines vorgegebenen Kriteriums. Beispielsweise kann mittels des mobilen Endgeräts oder eines anderen Messgeräts eine durch eine Schwingung verursachte Lautstärke erfasst werden. Erfüllt die Lautstärke ein Lautstärkekriterium, kann die betreffende Stelle an der Leitanlage als Messstelle verwendet werden. Vorzugsweise wird die Stelle als Messstelle ausgewählt, an der das Geräusch am lautesten ist.
Anschließend wird mittels des mobilen Endgeräts an dieser Messstelle durch Aufnahme und Auswerten einer Bildsequenz die Anlagenschwingung ermittelt. Hierzu kann entweder das Endgerät an der Messstelle angeordnet und auf einen Referenzpunkt außerhalb der Leitanlage gerichtet werden oder umgekehrt, das mobile Endgerät außerhalb der Leitanlage angeordnet und auf einen Referenzpunkt an der Messstelle gerichtet werden. In beiden Fällen ist es möglich, eine Relativbewegung zwischen dem mobilen Endgerät und dem Referenzpunkt zu erfassen und dadurch wiederum auf die Schwingung der Leitanlage an der Messstelle zu schließen.
Bei dem mobilen Endgerät kann es sich insbesondere um ein Smartphone, einen Tablet-PC, ein Notebook oder ähnliches handeln. Jedes mobile Endgerät ist anwendbar, das eine Recheneinheit, eine Kamera und eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, die zur drahtgebundenen und/oder drahtlosen Kommunikation mit dem Schwingungssensor des Ventilators eingerichtet ist, um die Ventilatorschwingung kennzeichnenden Daten vom Schwingungssensor zum mobilen Endgerät übertragen zu können. Insbesondere kann die Kommunikation bidirektional erfolgen, so dass vom mobilen Endgerät auch Informationen oder Daten zum Ventilator übertragen werden können, beispielsweise ein nicht zulässiger Betriebszustand für den stationären Betrieb.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung eines Strömungssystems sowie eines mobilen Endgeräts, wobei das Strömungssystem und das mobile Endgerät dazu eingerichtet sind, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen,
3 eine schematische Darstellung zur Ermittlung einer Messstelle an einer Leitanlage des Strömungssystems gemäß 2,
4 und 5 jeweils schematische Darstellungen von Möglichkeiten zur Erfassung einer Anlagenschwingung an einer Messstelle der Leitanlage,
6 eine beispielhafte Darstellung einer Drehzahländerung eines Ventilators des Strömungssystems gemäß 2 während eines Erfassungszeitraumes,
7 eine beispielhafte Amplitude der Ventilatorschwingung abhängig von einer Drehzahl des Ventilators und
8 eine beispielhafte Amplitude der Anlagenschwingung an einer Messstelle abhängig von der Drehzahl des Ventilators.

In 2 ist stark schematisiert ein Ausführungsbeispiel eines Strömungssystems 10 veranschaulicht. Das Strömungssystem 10 hat einen Ventilator 11 sowie eine an den Ventilator 11 angeschlossene Leitanlage 12. Der Ventilator 11 hat einen Ventilatorrotor 13, der mittels eines Motors 14 rotierend antreibbar ist, um eine Fluidströmung in der Leitanlage 12 zu erzeugen. Die Fluidströmung ist beispielsgemäß eine Gas- oder Luftströmung L.
Der Motor 14 des Ventilators 11 wird über eine Steuereinrichtung 15 gesteuert, um den Ventilator 11 in einem gewünschten Betriebszustand zu betreiben. Der Steuereinrichtung 15 können hierfür Sensordaten der Luftströmung L bzw. der Umgebung übermittelt werden, was in 2 nicht veranschaulicht ist.
Der Ventilator 11 hat außerdem einen Schwingungssensor 16, der mit der Steuereinrichtung 15 kommunikationsverbunden ist. Der Schwingungssensor 16 ist unmittelbar an einer Komponente des Ventilators 11 angeordnet, insbesondere an einer nicht drehend antreibbaren Komponente. Beispielsweise kann der Schwingungssensor 16 an einem Stator des Ventilators 11 angeordnet sein, an dem der Ventilatorrotor 13 drehend gelagert ist.
Die Steuereinrichtung 15 und der Schwingungssensor 16 können eine gemeinsame elektrische und/oder elektronische Baueinheit bilden.
Der Ventilator 11 und beispielsgemäß die Steuereinrichtung 15 ist dazu eingerichtet, eine Kommunikationsverbindung mit einem mobilen Endgerät 17 herzustellen, insbesondere eine drahtlose Kommunikationsverbindung. Diese Kommunikationsverbindung ist vorzugsweise bidirektional. Zur Herstellung der Kommunikationsverbindung weist sowohl die Steuereinrichtung 15, als auch das mobile Endgerät 17 eine Kommunikationsschnittstelle 18 auf. Die Kommunikationsschnittstellen 18 sind beispielsgemäß zur drahtlosen Kommunikation eingerichtet und können eine Kommunikation entsprechend einem standardisierten Kommunikationsprotokoll ermöglichen, beispielsweise „Bluetooth“ oder „Bluetooth Low Energy“.
Die Leitanlage 12 ist an den Ventilator 11 angeschlossen und dient dazu, die Luftströmung L zu führen. Die Art und die Ausgestaltung der Leitanlage 12 können anwendungsabhängig stark variieren und im Wesentlichen beliebig ausgestaltet sein. Die Leitanlage 12 kann beispielsweise wenigstens einen Strömungskanal aufweisen, der vom Ventilator 11 zu einer Abgabestelle führt, an der die Strömung (z.B. Luftströmung L) in die Umgebung austritt. Die Strömung kann beispielsweise zur Kühlung oder Klimatisierung verwendet werden.
Das mobile Endgerät 17 hat eine mit der Kommunikationsschnittstelle 18 kommunikationsverbundene Recheneinheit 19. Die Recheneinheit 19 ist außerdem mit einer Kamera 20 des mobilen Endgeräts 17 kommunikationsverbunden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das mobile Endgerät 17 außerdem ein Mikrofon 21 aufweisen (3), das ebenfalls mit der Recheneinheit 19 kommunikationsverbunden ist.
Der Schwingungssensor 16 ist dazu eingerichtet, eine Ventilatorschwingung OV des Ventilators 11 zu erfassen. Die Ventilatorschwingung OV ist gekennzeichnet durch eine Amplitude und eine Frequenz der Ventilatorschwingung OV. Zumindest die Amplitude der Ventilatorschwingung OV wird bei der Auswertung berücksichtigt. Die Frequenz der Ventilatorschwingung OV kann insbesondere vom Betriebszustand des Ventilators 11 abhängen, insbesondere von dessen Drehzahl n. Nachfolgend wird der Betriebszustand des Ventilators 11 im Hinblick auf seine Drehzahl n gekennzeichnet. Zusätzlich oder alternativ können auch andere Parameter den Betriebszustand des Ventilators 11 kennzeichnen, wie beispielsweise das Drehmoment des Motors 14. Die Drehzahl n des Ventilators 11 ist die Drehzahl des Ventilatorrotors 13, die mit der Drehzahl des Rotors des Motors 14 übereinstimmen kann, wenn der Ventilatorrotor 13 drehfest mit dem Rotor des Motors 14 verbunden ist. Beispielsgemäß ist zwischen dem Motor 14 und dem Ventilatorrotor 13 kein Getriebe vorhanden, was optional in Abwandlung hierzu vorgesehen werden kann.
Das mobile Endgerät 17 ist dazu eingerichtet, eine Anlagenschwingung OA an einer Messstelle M zu erfassen. Das Erfassen einer Anlagenschwingung OA an einer einzigen Messstelle M kann ausreichend sein. Alternativ zum dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, an mehreren Messstellen M der Leitanlage 12 jeweils eine Anlagenschwingung OA mittels des mobilen Endgeräts 17 zu erfassen.
Die Erfassung der Anlagenschwingung OA kann mit einem oder mehreren beliebigen Sensoren des mobilen Endgeräts 17 erfolgen. Beim Ausführungsbeispiel werden Sensoren verwendet, über die das mobile Endgerät 17 ohnehin verfügt. Die Anlagenschwingung OA kann beispielsweise mit Hilfe der Kamera 20 und/oder des Mikrofons 21 erfasst werden. Vorzugsweise wird die Anlagenschwingung OA mittels der Kamera 20 optisch durch Aufnahme einer Bildsequenz erfasst.
Das Mikrofon 21 kann beim Ausführungsbeispiel zur Identifikation einer geeigneten Messstelle M an der Leitanlage 12 verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann über das Mikrofon 21 auch ein Schwingungsgeräusch der Anlagenschwingung an der Messstelle erfasst und optional ausgewertet werden. Zum Einen ist das Schwingungsgeräusch ist charakteristisch für die enthaltenen Frequenzen der Schwingung. Zum Anderen ist die Lautstärke charakteristisch für die Amplitude der Schwingung. Also kann über das Schwingungsgeräusch die Frequenz und/oder die Amplitude der Anlagenschwingung OA an der Messstelle M ermittelt werden.
Das Auffinden einer geeigneten Messstelle M an der Leitanlage 12 ist schematisch in 3 veranschaulicht. Eine Schwingung der Leitanlage 12 verursacht ein Geräusch. Mittels des Mikrofons 21 können von unterschiedlichen Stellen der Leitanlage 12 emittierte Geräusche erfasst werden. Die erfassten Geräusche können mit einem Kriterium bzw. untereinander verglichen werden. Überschreitet die von einer Stelle der Leitanlage 12 emittierte Schallwelle einen Geräuschpegel, kommt die betreffende Stelle der Leitanlage 12 als Messstelle M in Betracht. Es ist beispielsweise möglich, die Stelle der Leitanlage 12 als Messstelle M auszuwählen, an der das Geräusch bei einer definierten Frequenz bzw. einem definierten Frequenzbereich am lautesten ist. Es ist optional auch möglich, mehrere Messstellen M auszuwählen, an denen das abgegebene Geräusch einen Lautstärkenschwellenwert überschreitet.
Während der Suche nach der geeigneten Messstelle M kann das mobile Endgerät 17 durch eine Bedienperson P mit dem Mikrofon 21 auf die Leitanlage 12 ausgerichtet werden, um eine geeignete Messstelle M zu identifizieren.
Nach dem Lokalisieren einer Messstelle M wird anschließend mittels des mobilen Endgeräts 17 die Anlagenschwingung OA an dieser wenigstens einen Messstelle M erfasst. Die Erfassung der Anlagenschwingung OA an der Messstelle M erfolgt, wie vorstehend erläutert, vorzugsweise optisch mittels der Kamera 20. Die Kamera 20 kann dazu Bilder aufnehmen, um eine an der Messstelle M verursachte Bewegung der Leitanlage 12 relativ zu einem Koordinatensystem K der Umgebung zu ermitteln. Das Koordinatensystem K ist unbeweglich und bewegt sich bei einer Schwingung des Ventilators 11 oder der Leitanlage 12 nicht.
Um diese Relativbewegung bzw. Relativschwingung mittels des mobilen Endgeräts 17 zu erfassen, können beispielsweise die in den 4 und 5 schematisch dargestellten Vorgehensweisen gewählt werden. Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das mobile Endgerät 17 an der Messstelle M an der Leitanlage 12 befestigt, beispielsweise mittels einer Halterung 22. Die Befestigung mittels der Halterung 22 ist derart, dass sich das mobile Endgerät 17 gemeinsam mit der Leitanlage 12 an der Messstelle M bewegt bzw. schwingt. In einem Erfassungsbereich E der Kamera 20 ist relativ zum Koordinatensystem K unbeweglich eine Markierung 23 angeordnet. Die Markierung 23 dient sozusagen als Referenz des Koordinatensystems K. Schwingt die Leitanlage 12 an der Messstelle M, bewegt sich die Kamera 20 entsprechend der Schwingung relativ zur Markierung 23. Durch die Aufnahme einer Bildsequenz mittels der Kamera 20 kann somit die für die Schwingung charakteristische Bewegung der Kamera 20 bzw. des mobilen Endgeräts 17 gegenüber dem Koordinatensystem K ermittelt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Anlagenschwingung OA zu ermitteln.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, das mobile Endgerät 17 außerhalb der Leitanlage 12 anzuordnen und den Erfassungsbereich E der Kamera 20 auf die Messstelle M an der Leitanlage 12 zu richten (5). Das mobile Endgerät 17 kann dabei wie dargestellt durch eine Bedienperson P gehalten werden oder alternativ an einem Stativ, einer Wand oder dergleichen befestigt werden. Das Anordnen an einem Stativ oder einer Wand hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Bewegungen des mobilen Endgeräts 17 durch die Bedienperson P entstehen. Solche durch die Bedienperson P verursachten Bewegungen des mobilen Endgeräts 17 relativ zum Koordinatensystems K lassen sich aber durch das Ermitteln der Bewegung des mobilen Endgeräts 17 gegenüber einem Fixpunkt im Koordinatensystem K rechnerisch eliminieren. Beispielsweise kann eine den Fixpunkt F kennzeichnende Markierung außerhalb der Leitanlage 12 im Erfassungsbereich E der Kamera 20 angeordnet werden, wie es schematisch in 5 veranschaulicht ist. Dann kann die Bewegung der Leitanlage 12 an der Messstelle M relativ zum Fixpunkt F in der Bildsequenz ausgewertet werden.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Bewegung, die die Bedienperson P beim Halten des mobilen Endgeräts 17 relativ zum Koordinatensystem K ausführt, einmal oder mehrmals zu erfassen und abzuspeichern. Anschließend kann bei nachfolgenden Messungen durch mathematische Methoden die gespeicherte Bewegung, die durch die Bedienperson P verursacht wurde, aus der Messung der Anlagenschwingung OA rechnerisch eliminiert werden.
Wenn die Kamera 20 des mobilen Endgeräts 17, wie es in 5 veranschaulicht ist, auf die Messstelle M gerichtet wird, kann die Bewegung der Leitanlage 12 an der Messstelle M in der Bildsequenz erkannt und daraus die Anlagenschwingung OA relativ zum Koordinatensystem K ermittelt werden. Die Messstelle M kann dabei durch einen charakteristischen Punkt, beispielsweise eine Kante oder eine Ecke, an der Leitanlage 12 in den Bildern der Bildsequenz identifiziert werden. Optional ist es auch möglich, eine Markierung 23 an der Messstelle M anzubringen, die sich an der Messstelle M gemeinsam mit der Leitanlage 12 bewegt bzw. schwingt.
In 1 ist ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens V veranschaulicht. Unter zusätzlicher Bezugnahme auf die 6-8 wird nachfolgend der Verfahrensablauf näher erläutert.
In einem ersten Verfahrensschritt V1 werden sowohl die Ventilatorschwingung OV (7), als auch die Anlagenschwingung OA (8) erfasst bzw. ermittelt, beispielsgemäß die Amplitude der jeweiligen Schwingung OV, OA jeweils abhängig vom Betriebszustand des Ventilators 11 (hier: Drehzahl n). Die Schwingungsbewegung wird dazu zunächst abhängig von einer Zeit t während eines Erfassungszeitraums D ermittelt. Innerhalb dieses Erfassungszeitraums D nimmt der Ventilator 11 unterschiedliche Betriebszustände an und wird beispielsgemäß bei unterschiedlichen Drehzahlen n betrieben (6).
Bei dem hier veranschaulichten Ausführungsbeispiel des Verfahrens V wird der Ventilator 11 während des Erfassungszeitraums D wenigstens einmal zwischen einer von einer Startdrehzahl n_min bis zu einer Zieldrehzahl n_max beschleunigt (6). Die Startdrehzahl n_min ist beim Ausführungsbeispiel gleich Null und die Zieldrehzahl n_max entspricht der maximal zulässigen Drehzahl des Ventilators. Somit nimmt der Ventilator während des Erfassungszeitraums D mehrere und beispielsgemäß alle zulässigen Betriebszustände (hier durch die Drehzahl n gekennzeichnet) zumindest einmal an. Der Ventilator könnte zusätzlich oder alternativ auch von einer höheren Startdrehzahl (z.B. maximal zulässigen Drehzahl) zu einer Zieldrehzahl (z.B. etwa Null) verzögert werden.
Das Durchlaufen von der Startdrehzahl n_min bis zur Zieldrehzahl n_max und/oder umgekehrt kann einmal ausgeführt werden oder alternativ auch mehrfach wiederholt werden. Es ist daher auch möglich, den Ventilator 11 während des Erfassungszeitraums D zu verzögern (negative Beschleunigungswerte) und beispielsweise von der maximal zulässigen Drehzahl bis in den Stillstand zu verzögern.
Alternativ oder zusätzlich könnte anstelle des linearen Verlaufs gemäß 6 auch eine beliebige gekrümmte Kurve und/oder stufenweise Änderungen der Drehzahl n verwendet werden. Von Bedeutung ist hierbei lediglich, dass der Ventilator während des Erfassungszeitraums D mehrere unterschiedliche und vorzugsweise alle zulässigen Betriebszustände bzw. Drehzahlen n mindestens einmal annimmt. Die Art und Weise der Durchführung kann variieren.
Dadurch, dass während des Erfassungszeitraums D die Ventilatorschwingung OV durch den Schwingungssensor 16 und die Anlagenschwingung OA durch das mobile Endgerät 17 (zunächst zeitabhängig) erfasst werden, kann daraus eine Ventilatorschwingung OV und eine Anlagenschwingung OA ermittelt werden, die von den während des Erfassungszeitraums D unterschiedlichen Betriebszuständen des Ventilators 11 abhängt, beispielsgemäß der Drehzahl n. Somit kann jedem Betriebszustand bzw. jeder Drehzahl n des Ventilators 11 eine Frequenz und eine Amplitude der Ventilatorschwingung OV und der Anlagenschwingung OA zugeordnet werden, wie es schematisch in den 7 und 8 veranschaulicht ist.
Der Ventilatorschwingung OV ist beispielsgemäß ein Amplitudenschwellenwert zugeordnet, der hier zur besseren Unterscheidbarkeit als erster Amplitudenschwellenwert S1 bezeichnet wird. Der Anlagenschwingung OA ist ein Amplitudenschwellenwert zugeordnet, der hier als zweiter Amplitudenschwellenwert S2 bezeichnet wird. Die beiden Amplitudenschwellenwert S1, S2 sind beispielsgemäß konstant, könnten abweichend hiervon aber auch einen betriebszustandsabhängigen bzw. drehzahlabhängigen Verlauf aufweisen.
An dieser Stelle sei nochmals ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die in den 7 und 8 dargestellten Schwingungen OV, OA lediglich beispielhaft sind und nur Prinzipdarstellungen sind, die der Erläuterung der Erfindung dienen.
Nach dem Ermitteln der Ventilatorschwingung OV und der Anlagenschwingung OA kann die Ventilatorschwingung OV in einem zweiten Verfahrensschritt V2 und die Anlagenschwingung OA in einem dritten Verfahrensschritt V3 ausgewertet werden. Hierzu werden beispielsweise die Amplituden der jeweiligen Schwingung OV, OA mit den zugeordneten Amplitudenschwellenwert S1, S2 verglichen.
Es ist zu erkennen, dass die Ventilatorschwingung OV den zugeordneten ersten Amplitudenschwellenwert S1 in einem ersten Drehzahlbereich a überschreitet (7). Demgegenüber ist die Anlagenschwingung OA auch im ersten Drehzahlbereich a innerhalb des zulässigen Bereichs für die Anlagenschwingung OA, der durch den zweiten Amplitudenschwellenwert S2 definiert ist. Allerdings existiert beim Ausführungsbeispiel ein zweiter Drehzahlbereich b, an dem durch die Anregung einer Resonanz oder anderer konstruktiver Effekte die Anlagenschwingung OA eine Amplitude aufweist, die größer ist als der zweite Amplitudenschwellenwert S2, obwohl dort die Ventilatorschwingung OV eine geringere Amplitude aufweist als im ersten Drehzahlbereich a.
Die Auswertung der Ventilatorschwingung OV und der Anlagenschwingung OA und insbesondere der Vergleich mit den Amplitudenschwellenwerten S1 bzw. S2 wird beispielsgemäß in der Recheneinheit 19 des mobilen Endgeräts 17 durchgeführt. Hierfür übermittelt der Ventilator 11 und beispielsgemäß die Steuereinrichtung 15 die Ventilatorschwingung OV an das mobile Endgerät 17.
In einem optionalen vierten Verfahrensschritt V4 kann dann mittels der Recheneinheit 19 des mobilen Endgeräts 17 wenigstens ein Betriebsparameter des Ventilators 11 bzw. des Strömungssystems 10 definiert und der Steuereinrichtung 15 vorgegeben werden. Beispielsweise ist es möglich, den wenigstens einen Betriebsparameter vom mobilen Endgerät 17 über die Kommunikationsschnittstelle 18 an die Steuereinrichtung 15 zu übermitteln. Alternativ könnte der wenigstens eine Betriebsparameter auch auf einem Bildschirm des mobilen Endgeräts 17 für die Bedienperson P ausgegeben werden, die dann wiederum die Steuereinrichtung 15 durch eine geeignete Bedienschnittstelle programmieren kann.
Zusätzlich oder alternativ zum Einstellen des Betriebsparameters des Ventilators 11 kann wenigstens ein anderer Parameter des Strömungssystems 10 eingestellt werden, wie beispielsweise eine Position („Öffnungsgrad“) wenigstens einer Klappe, mittels eines steuerbaren Antriebs oder alternativ manuell.
Der wenigstens eine Betriebsparameter kann derart vorgegeben werden, dass unzulässige stationäre Zustände vermieden werden, also ein stationärer Betrieb des Ventilators im ersten Drehzahlbereich a und/oder im zweiten Drehzahlbereich b. Dadurch lässt sich vermeiden, dass ein übermäßiger Verschleiß oder ein Schaden am Strömungssystem 10 einschließlich des Ventilators 11 auftritt.
Es kann dabei zugelassen werden, dass die unerwünschten Drehzahlbereiche a, b kurzzeitig durchlaufen werden, um den Ventilator 11 zwischen zulässigen Betriebszuständen bzw. Drehzahlen n umzuschalten. Lediglich der dauerhafte Betrieb in einem Drehzahlbereich a, b, der zu einer unerwünschten Amplitude der Ventilatorschwingung OV bzw. der Anlagenschwingung OA führt, wird beispielsgemäß unterbunden.
In einer weiteren Abwandlung ist es auch möglich, die wenigstens eine Drehzahl bzw. den wenigstens einen Drehzahlbereich, in dem die Ventilatorschwingung OV den ersten Amplitudenschwellenwert S1 überschreitet (hier erster Drehzahlbereich a), durch ein zusätzliches Kriterium zu bewerten, das von der Anlagenschwingung OA bei jeweils derselben Drehzahl (hier erster Drehzahlbereich a) abhängt. Wie es beispielhaft veranschaulicht ist, bleibt die Anlagenschwingung OA im ersten Drehzahlbereich a innerhalb der durch den zweiten Amplitudenschwellenwert S2 definierten Grenze. Im Hinblick auf die Leitanlage 12 könnte der Ventilator 11 daher auch im ersten Drehzahlbereich a stationär betrieben werden, ohne übermäßigen Verschleiß oder eine Beschädigung der Leitanlage 12 befürchten zu müssen.
In einem solchen Fall kann die Überschreitung der Amplitude der Ventilatorschwingung OV in dem betreffenden Drehzahlbereich (hier erster Drehzahlbereich a) beispielsweise dahingehend ausgewertet werden, ob die Amplitude der Ventilatorschwingung OV innerhalb eines Toleranzbereichs oberhalb des ersten Amplitudenschwellenwertes S1 bleibt. Der Toleranzbereich kann abhängig vom Ventilator 11 und dessen Empfindlichkeit auf schwingungsabhängigen Verschleiß bzw. schwingungsabhängige Schäden definiert werden und beispielsweise bis zu 3% oder bis zu 5% des ersten Amplitudenschwellenwertes S1 betragen. Der Toleranzbereich ist so gewählt, dass ein möglicherweise erhöhter Verschleiß am Ventilator 11 auftreten kann, jedoch keine unmittelbare Beschädigung des Ventilators 11 auftritt.
Beispielsgemäß kann festgelegt werden, dass der Ventilator 11 auch im an sich nicht zulässigen Drehzahlbereich (hier erster Drehzahlbereich a) betrieben werden kann, wenn dadurch die Anlagenschwingung OA der Leitanlage 12 in einem zulässige Bereich bleibt, wie es beispielhaft in den 7 und 8 für den ersten Drehzahlbereich a veranschaulicht ist. Ob der Betrieb des Ventilators 11 in einem solchen Drehzahlbereich zugelassen wird oder nicht, kann entweder automatisch durch das Verfahren V im optionalen vierten Verfahrensschritt V4 festgelegt werden oder von einer ausdrücklichen Zustimmung der Bedienperson P abhängig gemacht werden. Beispielsweise könnte auf dem mobilen Endgerät 17 die Zustimmung der Bedienperson P für einen solchen Betrieb gefordert werden.
Überschreitet die Anlagenschwingung OA den zweiten Amplitudenschwellenwert S2 bei einer Drehzahl oder in einem Drehzahlbereich (hier zweiter Drehzahlbereich b), kann durch die vergleichende Auswertung der Anlagenschwingung OA und der Ventilatorschwingung OV beispielsweise auch erkannt werden, ob eine unzulässige Anlagenschwingung OA auf eine unzulässige Ventilatorschwingung OV zurückgeht oder nicht. Eine unzulässig hohe Amplitude der Ventilatorschwingung OV oberhalb des ersten Amplitudenschwellenwertes S1 liegt beim dargestellten Ausführungsbeispiel im zweiten Drehzahlbereich b nicht vor. Wenn der Ventilator 11 in diesem zweiten Drehzahlbereich b betrieben werden soll, kann nach Ursachen für die unzulässige Amplitude der Anlagenschwingung OA im zweiten Drehzahlbereich b gesucht werden und diese eventuell durch konstruktive Maßnahmen, wie beispielsweise das Anbringen von wenigstens einem Dämpfungselement an der Leitanlage 12, eliminiert werden.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass ein stationären Betriebs im entsprechenden Betriebszustand des Ventilators 11 ausgeschlossen wird, wenn die Anlagenschwingung OA den zweiten Amplitudenschwellenwertes S2 überschreitet.
Allgemein gibt es folgende Fälle:

a) Die Anlagenschwingung OA hat eine zu große Amplitude an einer Messstelle M und die Anregung ist auf die Ventilatorschwingung OV zurückzuführen und zwar unabhängig, ob die Ventilatorschwingung OV selbst einen Schwellenwert überschreitet oder nicht. D.h. die Ventilatorschwingungsfrequenz liegt in einem Resonanzbereich der Anlage. Dann kann konstruktiv versucht werden, die Anlagenresonanz zu verschieben oder zu verringern und/oder es wird ein entsprechender Betrieb des Ventilators 11 ausgeschlossen.
b) Die Anlagenschwingung OA hat eine zu große Amplitude an einer Messstelle M, wobei die Anregung aber nicht vom Ventilator 11 stammt. In diesem Fall kann es zwar sein, dass durch die Anlagenschwingung OA auch den Ventilator 11 zum Schwingen angeregt wird, jedoch sollte diese dann nicht oder nur in einem unerheblichen Maß von der Drehzahl n abhängen.
c) Die Ventilatorschwingung OV hat eine zu große Amplitude, aber die Amplitude der Anlagenschwingung OA ist im zulässigen Bereich. Falls die Messstelle gut gewählt wurde, regt die Ventilatorschwingung OV in diesem Fall die Anlage nicht an. Dann kann ein entsprechender Betrieb des Ventilators 11 zur Minderung seiner eigenen Schwingungen und zur Vermeidung von Schäden und/oder Geräuschen ausgeschlossen werden.

In jedem Fall steht durch die Korrelation der beiden Schwingungen OV, OA eine Zusatzinformation zur Verfügung, die bei der Bewertung des gesamten Strömungssystems 10 und der wenigstens einen daraus abgeleiteten Maßnahme berücksichtigt werden kann.
Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel kann ein stationärer Betrieb des Ventilators 11 bei einer Drehzahl oder in einem Drehzahlbereich erlaubt werden, in dem die Anlagenschwingung OA den zweiten Amplitudenschwellenwert S2 überschreitet (hier zweiter Drehzahlbereich b). Diese Erlaubnis kann zusätzlich von der Ventilatorschwingung OV in diesem Drehzahlbereich abhängig gemacht werden. Auch für den zweiten Amplitudenschwellenwert S2 kann z.B. ein Toleranzbereich definiert werden, wie es vorstehend bereits für die Ventilatorschwingung OV beschrieben wurde, in dem der stationäre Betrieb automatisch oder nach ausdrücklicher Bestätigung durch eine Bedienperson zugelassen werden kann.
Eine weitere Abwandlung besteht darin, für die Zulassung des stationären Betriebs bei einem zweiten Amplitudenschwellenwertes S2, dessen Überschreitung innerhalb der Toleranz liegt, neben der Bewertung der Ventilatorschwingung OV weitere Zusatzkriterien heranzuziehen, wie beispielsweise eine Geräuschentwicklung durch die Anlagenschwingung OA oder Ähnliches.
Bei allen Ausführungsbeispielen kann die während des Erfassungszeitraums D erfasste Ventilatorschwingung OV in einem Speicher der Steuereinrichtung 15 zwischengespeichert werden und zeitversetzt an das mobile Endgerät 17 übertragen werden (sozusagen „offline“). Wenn eine ausreichend geringe Latenz gegeben ist oder eine ausreichend konstante, bekannte Latenz vorliegt, kann der vom Schwingungssensor 16 aktuell gemessene, die Ventilatorschwingung OV beschreibende Messwert auch während der laufenden Messung der Ventilatorschwingung OV an das mobile Endgerät 17 übermittelt werden (sozusagen „online“).
In jedem Fall der zeitliche Zusammenhang zwischen den gemessenen bzw. ermittelten Schwingungen OV, OA kann, muss aber in der Recheneinheit 19 des mobilen Endgeräts 17 nicht bekannt sein. Beispielsweise können für die Schwingungen OV, OA jeweils frequenzabhängige Amplituden ermittelt werden. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die Änderung des Betriebszustandes (beispielsweise der Drehzahl n) während des Erfassungszeitraumes D für die Schwingungen OV, OA gleich ist.
Die zeitabhängige Änderung des Betriebszustandes (bzw. der Drehzahl n) während des Erfassungszeitraums D ist vorgegeben und in der Recheneinheit 19 des mobilen Endgeräts 17 bekannt. Somit lassen sich die Schwingungen OV, OA dem Betriebszustand und beispielsgemäß der Drehzahl n zuordnen und/oder miteinander in Beziehung setzen.
In Abwandlung zum beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, die Zuordnung der Amplituden und/oder der Frequenz der Ventilatorschwingung OV zu den unterschiedlichen Betriebszuständen (beispielsgemäß Drehzahl n) in der Steuereinrichtung 15 des Ventilators 11 vorzunehmen und anschließend an das mobile Endgerät 17 zu übermitteln, damit dort eine Korrelation zwischen der Ventilatorschwingung OV und der Anlagenschwingung OA geprüft werden kann.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung einer Ventilatorschwingung OV und einer Anlagenschwingung OA an einem Strömungssystem 10 aufweisend einen Ventilator 11 sowie eine an den Ventilator 11 angeschlossene Leitanlage 12. Die Anlagenschwingung OA wird unabhängig von der Ventilatorschwingung OV aufgenommen, insbesondere mittels eines mobilen Endgeräts 17. Die Ventilatorschwingung OV wird vorzugsweise mittels eines Schwingungssensors 16 des Ventilators 11 erfasst. Die Ventilatorschwingung OV wird gemeinsam mit der Anlagenschwingung OA ausgewertet, um festzustellen, ob zwischen der Ventilatorschwingung OV und der Anlagenschwingung OA ein Zusammenhang besteht und Schwingungen mit großer Amplitude der Anlagenschwingung OA auf große Amplituden der Ventilatorschwingung OV zurückzuführen sind oder eventuell eine andere Ursache aufweisen. Durch das Auswerten der Anlagenschwingung OA basierend auf der Ventilatorschwingung OV steht somit eine zusätzliche Information zur Verfügung, die das Einleiten einer geeigneten Maßnahme vereinfacht.
Bezugszeichenliste:

10: Strömungssystem
11: Ventilator
12: Leitanlage
13: Ventilatorrotor
14: Motor
15: Steuereinrichtung
16: Schwingungssensor
17: mobiles Endgerät
18: Kommunikationsschnittstelle
19: Recheneinheit
20: Kamera
21: Mikrofon
22: Halterung
23: Markierung
a: erster Drehzahlbereich
b: zweiter Drehzahlbereich
D: Erfassungszeitraum
E: Erfassungsbereich
F: Fixpunkt
K: Koordinatensystem
L: Luftströmung
M: Messstelle
n: Drehzahl des Ventilators
nmax: Zieldrehzahl
nmin: Startdrehzahl
OA: Anlagenschwingung
OV: Ventilatorschwingung
P: Bedienperson
S1: erster Amplitudenschwellenwert
S2: zweiter Amplitudenschwellenwert
t: Zeit
V: Verfahren
V1: erster Verfahrensschritt
V2: zweiter Verfahrensschritt
V3: dritter Verfahrensschritt
V4: vierter Verfahrensschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20070062284 A1 [0003]
KR 102066744 A [0004]
DE 102009028547 B4 [0005]
DE 1020221056813 [0006, 0013, 0029]

Claims

Verfahren (V) zur Auswertung von Schwingungen in einem Strömungssystem (10), das einen Ventilator (11) mit einem Schwingungssensor (16) und eine an den Ventilator (11) angeschlossene Leitanlage (12) aufweist, umfassend folgende Schritte: - Erfassen einer Ventilatorschwingung (OV) des Ventilators (11) mittels des Schwingungssensors (16) und Erfassen einer Anlagenschwingung (OA) der Leitanlage (12) mittels eines mobilen Endgeräts (17), - Übermitteln der Ventilatorschwingung (OV) an das mobile Endgerät (17), - Auswerten der Anlagenschwingung (OA) der Leitanlage (12) basierend auf der Ventilatorschwingung (OV).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ventilatorschwingung (OV) und/oder die Anlagenschwingung (OA) kontinuierlich oder zeitdiskret zu mehreren Erfassungszeitpunkten innerhalb eines Erfassungszeitraums (D) erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Ventilator (11) während des Erfassungszeitraums (D) mit mehreren unterschiedlichen Drehzahlen (n) betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Ventilator (11) während des Erfassungszeitraums (D) von einer Startdrehzahl (n_min) bis zu einer Zieldrehzahl (n_max) beschleunigt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Startdrehzahl (n_min) gleich null ist und/oder wobei die Zieldrehzahl (n_max) die Maximaldrehzahl des Ventilators (11) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei für mehrere oder alle Zeitpunkte innerhalb des Erfassungszeitraums (D) eine Amplitude und/oder eine Frequenz der Ventilatorschwingung (OV) und/oder der Anlagenschwingung (OA) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Amplitude der Ventilatorschwingung (OV) ermittelt und mit einem Amplitudenschwellenwert (S1) für die Ventilatorschwingung (OV) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine Drehzahl oder ein Drehzahlbereich des Ventilators (11), an der bzw. in dem die Amplitude der Ventilatorschwingung (OV) den Amplitudenschwellenwert (S1) für die Ventilatorschwingung (OV) überschreitet gespeichert und während des Betriebs des Strömungssystems (10) nicht zum stationären Betrieb des Ventilators (11) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei eine Amplitude der Anlagenschwingung (OA) ermittelt und mit einem Amplitudenschwellenwert (S2) für die Anlagenschwingung (OA) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei Drehzahlen oder Drehzahlbereiche des Ventilators (11), an der bzw. in dem die Amplitude der Anlagenschwingung (OA) den Amplitudenschwellenwert (S2) für die Anlagenschwingung (OA) überschreitet gespeichert und während des Betriebs des Strömungssystems (10) nicht zum stationären Betrieb des Ventilators (11) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei anhand des Vergleichs der Anlagenschwingung (OA) mit der Ventilatorschwingung (OV) festgestellt wird, ob die Zunahme der Amplitude der Anlagenschwingung (OA) bei einem bestimmten Betriebszustand des Ventilators (11) auf eine Zunahme der Amplitude der Ventilatorschwingung (OV) zurückgeführt werden kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erfassen der Anlagenschwingung (OA) umfasst: - Lokalisieren einer Messstelle (M) an der Leitanlage (12), an der eine Anlagenschwingung (OA) auftritt, die ein vorgegebenes Kriterium erfüllt, - Anordnen eines mobilen Endgeräts (17) aufweisend eine Kamera (20) an der Messstelle (M) und Ausrichten der Kamera auf einen Referenzpunkt mit Abstand zur Leitanlage (12) oder Anordnen des mobilen Endgeräts (17) mit Abstand zur Leitanlage (12) und Ausrichten der Kamera (20) des mobilen Endgeräts (17) auf einen Referenzpunkt an der Messstelle (M), - Aufnehmen einer Bildsequenz aufweisend mehrerer Bilder mittels der Kamera (20), - Auswerten der Bildsequenz zur Ermittlung der Anlagenschwingung (OA).
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Lokalisieren der Messstelle (M) das Ausrichten eines Mikrofons (21) des mobilen Endgeräts (17) auf eine Aufnahmestelle an der Leitanlage (12) und das Aufnehmen eines Geräuschs an der Aufnahmestelle mittels des Mikrofons (21) umfasst, wobei das Geräusch zur Lokalisierung der Messstelle (M) analysiert wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Analysieren des Geräuschs das Ermitteln der Lautstärke des aufgenommenen Geräuschs umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Messstelle (M) die Aufnahmestelle ist, an der die Lautstärke des Geräuschs das vorgegebene Kriterium erfüllt.