DE3332941A1 - Verfahren und vorrichtung zur schallanalyse von maschinen und anlagen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur schallanalyse von maschinen und anlagen

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Eckhard Dipl.-Ing. 2863 Ritterhude Roeder
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Kletek Controllsysteme & GmbH
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Kletek Controllsysteme & GmbH
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • G01H1/003Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Schallanalyse von Maschinen und Anlagen Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 14.
  • Aus der DE-OS 29 50 869 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Qualitätsprüfung von Werkstoffen (Prüflingen) bebekannt, bei dem der Prüfling zur Schallemissionsanalyse einer Belastung unterworfen wird und die sich hieraus ergebenden Schallemissionen erfaßt werden, und zwar abschnittweise in Abhängigkeit vorgegebener Belastungsstufen. Da sich der Beginn einer Rißbildung bei belasteten Pruflingen durch Schall- emissionen deutlich bemerkbar macht, kann man so feststellen, bei welcher Belastungsstufe die Rißbildung anfängt, bzw. bei der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung untersuchen, ob der Prüfling bestimmte Belastungsstufen ohne Rißbildung aushält.
  • Die Einrichtung gemäß DE-OS 29 50 869 hat hierzu einen Schallaufnehmer und ein Meßgerät zur Ermittlung einer spezifischen Kenngröße des Prüflings, beispielsweise Belastung oder Durchbiegung. Die Signale des Schallaufnehmers werden aufeinanderfolgend einem Verstärker, einem Analysator, einem Impulsformer und einem Impulshöhenanalysator zugeführt, wobei die mehreren Ausgänge des Impulshöhenanalysators je einem Zähler zugeführt werden. Die Zähler werden über Signale des Meßgerätes für die Kenngröße des Prüflings gesteuert, wobei die Ausgänge der Zähler Speichern zugeführt werden.
  • Aus der DE-PS 30 12 773 ist ein Verfahren zur Überwachung von Maschinen und Bauteilen im Betriebszustand durch Erfassung ihrer Schallschwingungen bekannt, bei dem Schwankungen der Schallschwingungsamplituden über einen Integrator mit vorgegebener Entladesteilheit erfaßt werden. Die Zeitkonstante für die Entladekennlinie ist so gewählt, daß sich die Entladung zeitlich mindestens über die kleinste zu erwartende Periodendauer der Schallschwingung erstreckt, wobei der Integrierer von dem jeweils erfaßten Spitzenwert der Amplitude ausgehend entladen wird, bis die während der Entladezeit sich ändernde Amplitude der Schallschwingung den Entladewert des Integrierers erreicht hat. Es wird dann die Differenz zwischen dem Entladewert und dem jeweils erfaßten Spitzenwert der Amplitude ermittelt, und die aufeinanderfolgenden Differenzwerte werden zur Feststellung von Unregelmäßigkeiten der Maschine und deren Bauteile miteinander verglichen.
  • Aus einem Aufsatz von Dunegan und Green "Factors Affecting Acoustic Emission Response From Materials" (Acoustic emission ASTM STP.505. American Society for Testing and Materials, 1972, Seite 100 - 113) ist es ebenfalls bekannt, eine Schallemissionsanalyse auf die Beanspruchung bzw. Deformierung eines Prüflings zu beziehen.
  • Bei der Analyse von Schwingungs-Signalen, unabhängig davon, ob sie im Zeitbereich oder Frequenzbereich erfolgt, wird üblicherweise die Größe der Schwingung als Scheitelwert oder als Mittelwert oder auch die Energie der Schwingung als Effektivwert bzw. Integrationswert ermittelt.
  • Die verschiedenen Meßgrößen ergeben sich in vereinfachter Form dadurch, daß die Signale einfach oder doppelt gleichgerichtet werden und ein Kondensator mit aufeinander abgestimmter Bei und Entladezeit aufgeladen wird. Durch geschickte Abstimmung der Bei und Entladezeiten des Kondensators und die Abstimmung der Zeitkonstanten mit dem nachgeschalteten Meß- und Anzeigesystem ergeben sich dann unterschiedliche Informationen über die Schwingungsform der Signale.
  • Mit dieser Meßmethode lassen sich kontinuierliche Sinusschwingungen genau beschreiben. Je weiter die Signal form jedoch von einem Sinus abweicht und zusätzlich diskontinuierl ich bzw. stochastisch auftritt, desto weiter weichen die Meßwerte von den tatsächlichen Signalgrößen ab und reichen nicht mehr aus, um das charakteristische Verhalten eines Systems zu beschreiben.
  • Anstelle der analogen Meßtechnik besteht heute die Möglichkeit, das Signal mit genügend schnellen Analog-Digital-Wandlern mit einem vorgegebenen Abtasttakt zu digitalisieren und anschließend in Rechnern weiter zu verarbeiten.
  • Je nach Geschwindigkeit des A/D-Wandlers kann in einem Abtasttdkt der jeweilige Momentanwert der Schwingung übernommen und digitalisiert werden. Je weiter das untersuchte Signal von der Sinusform abweicht, d. h. um so mehr höherfrequente Anteile das Signal enthält, desto mehr digitale Meßwerte müssen abgetastet werden, um die Signalform noch genau wiedergeben zu können. Bei einer Echt-zeitmessung verhältnismäßig hochfrequenter Signale ist daher die Speicherkapazität selbst größerer Rechner schnell ausgelastet.
  • Mit der oben beschriebenen DE-PS 30 12 773 erhält man zwar eine Informationsverdichtung, d. h. es muß nicht mehr der vollständige Signalverlauf gespeichert und verarbeitet werden, andererseits geht durch diese Informationsverdichtung so viel Information verloren, daß nicht mehr alle gewünschten Prüfungen durchgeführt werden können.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Verfahren und die Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sie bei laufenden Maschinen so wenig Informationen wie möglich aufnehmen und speichern, um die gewünsch te Schallanalyse durchführen zu können.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Der Grundgedanke der Erfindung liegt somit darin, daß das Signal nicht mehr fortlaufend abgetastet und zwischengespeichert wird, sondern in größere Segmente zerlegt wird und für jedes Segment nur noch ein Wert gespeichert wird.
  • Die Breite der Segmente wird durch das Bewegungsverhalten des Prüflings bestimmt, beispielsweise bei Motoren durch einen vorgegebenen Kurbelwellenwinkel oder bei Getrieben durch den Drehwinkel einer Zahnbreite. Der einzige Meßwert eines Segmentes wird dann gespeichert und ausgewertet. Besonders günstig ist eine Kombination von analoger und digitaler Signalverarbeitung. Innerhalb jedes Segmentes wird der einzige zu erfassende Wert in Analogtechnik ermittelt und anschließend digitalisiert und in digitaler Form ge- speichert. Durch diese Kombination von analoger und digitaler Signalverarbeitung wird dem Problem der Abstimmung der Lade- bzw. Entladezeiten des Kondensators aus dem Wege gegangen. Die Ladezeit des Kondensators wird so schnell gewählt, daß die im zu analysierenden Frequenzbereich höchstfrequenten Signale noch sauber erfaßt werden. Am Ende jedes Segmentes wird der am Kondensator anstehende Wert digitalisiert, worauf der Kondensator sehr schnell gelöscht werden kann, da die Entladezeitkonstante keinen Einfluß auf das Analyfzenergebnis hat.
  • Durch Wahl der Segmentbreite kann man sich der Signal form anpassen. Hierdurch kann je nach gewünschter Analysegenauigkeit die Speicherkapazität entlastet werden.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert.
  • Es zeigen: Fig. 1 ein Beispiel eines Signalverlaufs zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung; Fig. 2 ein Prinzipschaltbild einer Vorrichtung zur Schallanalyse nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 3 ein Schaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels eines Analysators zur Verwendung bei dem Blockschaltbild gemäß Fig. 2; Fig. 4 den Signalverlauf einzelner Signale zur Erläuterung der Wirkungsweise des Schaltbildes der Fig. 2.
  • In Fig. 1 ist beispielhaft ein Schallgeräusch-Signal einer laufenden Maschine dargestellt. Hierbei sei angenommen, daß die Maschine gleichmäßig laufe, so daß ein exakt linearer Zusammenhang zwischen der Zeit t und einer Bewegungsgröße der Maschine, z. B. Kurbelwellenwinkel bestehe. Das zu analysierende Signal wird nun in einzelne Segmente S1-S10 aufgeteilt, wobei beispielsweise das Segment S1 vom Zeitpunkt to-t1 läuft, was bei dem Beispiel eines Verbrennungsmotors einem Kurbelwellenwinkel von ovo entspricht.
  • Innerhalb jedes Segmentes wird nur ein spezifischer Wert Am1 -Am1o ermittelt. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 handelt es sich hierbei um den Spitzenwert der Amplitude des Signales. Nach anderen Varianten der Erfindung kann statt dem Spitzenwert auch das Integral über das Segment ermittelt werden, der Effektivwert des Signales oder ein sonstiger Wert. Die ermittelten spezifischen Werte Am1-Am1o werden am Ende jedes zugeordneten Segmentes dann in digitaler Form abgespeichert. Bei der Auswertung werden die gespeicherten Digitalwerte von Am1-Am1o miteinander und/oder mit Schwellwerten verglichen Fig. 2 zeigt ein Schaltbild einer Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Ein Schallaufnehmer 10 empfängt die vom dem Prüfling erzeugten Schallsignale. Der Schallaufnehmer 10 kann ein Mikrofon, ein piezo-elektrischer Wandler sein und kann entweder direkt an den Prüfling angekoppelt sein zur Körperschallmessung,oder auch etwas weiter von ihm entfernt angeordnet sein zur Messung des Luftschalles. Für die Prüfung von Motoren ist der Schallaufnehmer für einen Frequenzbereich von ca. 4 Hz bis 100 kHz ausgelegt. Es können auch parallel ein Körperschallaufnehmer und ein Mikrofon vorgesehen sein.
  • Die elektrischen Ausgangssignale des Schallaufnehmers 10 werden in einem Vorverstärker 11 verstärkt und dann in einem Hochpass 12 und einem nachgeschalteten Tiefpass 13 ge- filtert, so daß ein bestimmtes Frequenzband ausgewählt wird. Dem Tiefpass 13 ist ein Verstärker 14 nachgeschaltet, dessen Ausgangssignale hier einem Doppelweggleichrichter 15 zugeführt werden. Über einen nachgeschalteten Umschalter 16, der über Signale auf einer Leitung 17 gesteuert wird, werden die Ausgangssignale des Gleichrichters 15 wahlweise auf einer Leitung 18 oder einer Leitung 19 eines 1. Meßkanals 20 bzw. eines 2. Meßkanales 21 gegeben. In einer praktischen Ausführungsform ist der Umschalter 16 selbstverständlich mit elektronischen Bauteilen aufgebaut und arbeitet somit kontaktlos.
  • Die beiden Kanäle 20 und 21 sind identisch aufgebaut, so daß es genügt, den 1.Kanal 20 detaillierter zu beschreiben. Der Analysator ist hier als Spitzenwertdetektor ausgebildet, der durch einen Kondensator 22 (23) realisiert ist, der zwischen der Leitung 18 (19) und Masse liegt. Da der Verstärker 14 und der Gleichrichter 15 einen geringen Innenwiderstand haben, hat der Kondensator 22 eine sehr kleine Ladezeitkonstante und speichert somit stets die höchste Spannung (Spitzenwert) des Signales auf der Leitung 18. Parallel zu dem Kondensator 22 (23) ist ein steuerbarer Schalter 24 (25) geschaltet, der über Signale auf einer Steuerleitung 26 (27) betätigbar ist. Wird der Schalter 24 geschlossen, so wird der Kondensator 22 nahezu schlagartig entladen. Oem Kondensator 22 (23) ist ein steuerbarer Analog/Digital-Wandler 28 (29) nachgeschaltet, der, gesteuert durch Signale auf einer Steuerleitung 33 (34), die an seinem Eingang anstehenden Analog-Signale in digitale Signale umwandelt und über eine Datenleitung 30 (31) an einen Steuerkreis 32 übermittelt. Dieser Steuerkreis 32 ist für beide Kanäle 20 und 21 gemeinsam vorhanden.
  • Von dem Steuerkreis 32 werden die digitalen Signale über eine Datenleitung 35 einem Speicher 37 übermittelt und dort abgespeichert.
  • Da der Steuerkreis 32 einen Rechner enthält, der die Auswertung durchführt, können von dem Speicher 37 über eine Datenleitung 36 auch die gespeicherten Daten zurück zu dem Steuerkreis übertragen werden.
  • Weiterhin ist ein Meßgerät 38 für die spezifische Bewegungsgröße des Prüflings, beispielsweise für den Kurbelwellenwinkel eines Motors, an den Steuerkreis 32 angeschlossen und schließlich auch ein Zeitgeber 39 für den Fall, daß die Segmente bei bestimmten Messungen eine konstante Zeitdauer haben sollen.
  • Im folgenden sei die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 2 erläutert.Es sei angenommen, daß eine Verbrennungskraftmaschine geprüft werden soll und daß das Meßgerät 38 den Kurbelwellenwinkel mißt. Ein Segment soll hierbei einem Kurbeiwellenwinkel von 10 entsprechen. Zum Zeitpunkt tO (Fig. 1), was dem Kurbelwellenwinkel von 0o entsprechen soll, wird der Meßvorgang gestartet und der Kanal 20 ausgewählt. Durch einen Impuls auf der Leitung 17 wird der Schalter 16 in die dargestellte Stellung gebracht. Die Spannung an dem Kondensator 22 stellt dann den Scheitelwert des erfaßten, gefilterten. verstärkten und gleichgerichteten Schallsignales dar. Zum Zeitpunkt t (Fig. 1), was einem Kurbelwellenwinkel von 10 entspricht, ist das erste Segment 51 beendet. Der Schalter 16 wird nun über ein Signal auf der Leitung 17 umgeschaltet, so daß nachfolgende Signale zu dem Kanal 21 geleitet werden. Gleichzeitig erscheint auf der Steuerleitung 33 ein Aktivierungssignal für den Analog/Digital-Wandler 28, der nun sein Eingangssignal, das dem Wert Aml (Fig. 1) entspricht, in ein digitales Signal umwandelt und über die Leitung 30 an den Steuerkreis 32 übermittelt, von wo es an den Speicher 37 weitergegeben wird. Sobald die Analog/Digital-Wandlung abgeschlossen ist, wird über ein Signal auf der Steuerleitung 26 der Schalter 24 geschlossen, so daß der Kondensator 22 kurzgeschlossen und damit sehr schnell ent- laden wird. Währenddessen hat bereits der Kanal 21 seine Arbeit aufgenommen, wo nun während des Segmentes S2 (t1-t2) in entsprechender Weise im Zusammenhang mit Kanal 20 beschrieben der Meßvorgang abläuft. Zum Zeitpunkt t2 (Kurbelwellenwinkel 2°) wird nun wieder auf den Kanal 20 umgeschaltet, wo der oben beschriebene Vorgang für das Segment S3 abläuft. Die beiden Kanäle 20 und 21 arbeiten also alternierend. Der Grund für die Anordnung von zwei Kanälen liegt darin, daß das Entladen der Kondensatoren, die Analog-Digital-Wandlung und die übertragung der digitalen Werte in den Speicher doch eine gewisse Zeitdauer beanspruchen, während welcher ein Meßkanal nicht aufnahmebereit ist. Während dieser Lücke könnten interessierende Meßwerte auftreten, so daß es zur Erhöhung der Genauigkeit günstig ist, die beiden Kanäle vorzusehen. Bei verhältnismäßig niedrigen Frequenzen des zu analysierenden Schallsignales kann man jedoch auch mit einem Meßkanal auskommen, wenn die Entladezeit Konstante des Kondensators und die Dauer der Analog-Digital-Wandlung sehr klein im Verhältnis zur Periodendauer der zu analysierenden Signale sind.
  • Bei der Motorenprüfung genügt es, die Messung für 7200 Kurbelwellenwinkel durchzuführen. Im Speicher 37 sind dann bei einer Segmentbreite von 10 Kurbenwellenwinkel insgesamt 720 Spitzenwerte in digitaler Form gespeichert, die anschließend ausgewertet werden. Für die Auswertung gibt es nun verschiedene Möglichkeiten: 1. Vorgaben zur Gut/Schlecht-Erkennung werden als Grenzwerte (Schwellwerte) bzw. Grenzkurven fest programmiert; 2. es wird eine adaptive Auswertung vorgenommen, bei der dem System bei der Messung einer größeren Anzahl von Aggregaten eingegeben wird, welches Aggregat akzeptiert und welches verworfen werden soll. Hieraus kann die Auswerteschaltung dann selbsttätig die dazugehorenden Geräuschmuster bzw. Grenzwerte oder Grenzkurven ermitteln und speichern; 3. die Grenzwerte und Grenzmuster werden nach statistischen Funktionen aus einer größeren Anzahl von Messungen selbsttätig berechnet oder programmiert.
  • Bei diesen drei Wegen gibt es nun verschiedene Untervarianten. Bei einer Untervariante werden die einzelnen Meßwerte jedes Segmentes mit einem Grenzwert für eben dieses Segment verglichen.
  • Weitere Informationen erhält man dann, wenn die gemessenen Werte der einzelnen Segmente miteinander verglichen werden, also beispielsweise die Differenz oder der Quotient der Werte Aml und Am2 gebildet wird.
  • Schließlich können die Meßwerte mehrerer Segmente auch zu einer Gruppe zusammengefaßt werden, indem beispielsweise die Segmente S1-S5 eine erste Gruppe und die Segmente S6-S10 eine zweite Gruppe bilden. Aus den Werten einer Gruppe kann dann ein spezieller Wert ausgewählt werden, beispielsweise der Maximalwert der Werte Am1 Am5 oder der Minimalwert der Werte Am1~ Am5 Letzterer stellt dann bei der beschriebenen Scheitelwerterfassung das Minimum der Maxima der Segmente S1-S5 dar. Die ausgewählten Werte der einzelnen Gruppen werden dann miteinander verglichen, beispielsweise durch Differenz- oder Quotientenbildung.
  • Fig. 3 zeigt einen abgewandelten Analysator, der hier in Form eines Integrierers ausgebildet ist. Die Kondensatoren 22 bzw. 23 der Fig. 2 sind hierbei durch einen Integrierer aus dem Widerstand 40 und dem Kondensator 41 ersetzt. Die Schalter 24 bzw. 25 sind hier über einen Transistor 43 mit Arbeitswiderstand 42 ersetzt, wobei die Basis 44 des Transistors dann mit den Steuerleitungen 26 bzw. 27 verbunden sind. Die übrigen Teile entsprechen denen der Fig. 2 und sind daher nicht mehr dargestellt.
  • Fig. 4 zeigt den Verlauf verschiedener Signale an einzelnen Meßpunkten der Vorrichtung der Fig. 2. Mit U38 sind Impulse des Meßgerätes 38 bezeichnet, welche die Segmentbreite bestimmen. Hieraus werden die Steuersignale U17 auf der Leitung 17 für den Schalter 16 abgeleitet. Die Spannung an dem Kondensator 22 ist mit U22 bezeichnet, während die Spannung an dem Kondensator 23 mit U23bezeichnet ist. Man sieht, daß die beiden Kondensatoren abwechselnd wirksam sind und als Spitzenwertdetektor arbeiten. Mit AD1 bzw. AD2 sind die Steuersignale für die Analog-Digital-Wandler 28 bzw. 29 bezeichnet. Diese Signale erscheinen kurz nach Beendigung des jeweiligen Segmentes. Nach Beendigung der Signale ADl bzw.
  • AD2 werden die Steuersignale U26 bzw. U27 erzeugt, welche die Schalter 24 bzw. 25 schließen und die Kondensatoren 22 bzw. 23 dann entladen. Für die Schallanalyse ist die Segmentbreite von besonderer Bedeutung. Wählt man die Segmentbreite relativ klein, bezogen auf die Periodendauer des zu analysierenden Signales, so erhält man praktisch eine Hüllkurvenbildung des zu analysierenden Signales, andererseits jedoch auch eine verhältnismäßig große Anzahl von Meßwerten, was Probleme mit der Speicherkapazität mit sich bringt.
  • Wählt man die Segmentbreite dagegen sehr groß, so verringert sich das Auflösungsvermögen, d. h. gewisse interessierende Signaländerungen können nicht mehr erfaßt werden.
  • Aus Obigem ist erkennbar, daß mit der Erfindung eine Zeitanalyse durchgeführt wird, die im Regelfall sogar in Realzeit ausführbar ist. Da die Speicherkapazität bei der Erfindung relativ gering belastet ist, kann die gesamte Analyse parallel in mehreren Kanälen durchgeführt werden, in denen die Signale jeweils unterschiedlich gefiltert werden.
  • Mit anderen Worten können Zeitanalysen für mehrere Frequenzkanäle durchgeführt werden, so daß man eine frequenzbewertete Analyse erhält. Obwohl oben mehrfach auf die Motorenprüfung hingewiesen wurde, sei hervorgehoben, daß jegliche laufende Maschinen oder Anlagen mit der Erfindung analysiert werden können; beispielsweise können bei der Getriebeprüfung die Abrollgeräusche von Zahnrädern analysiert werden und durch Zuordnung der Segmentbreite zu einer Zahn- breite die Abrollgeräusche der einzelnen Zähne des Zahnrades analysiert werden.
  • Mit der oben beschriebenen Auswertung können nicht nur Gut/ Schlecht-Informationen erhalten werden; es können vielmehr aus sehr komplexen Geräuschen ganz spezielle Fehler erkannt werden. Ist beispielsweise bei der Motorenprüfung der Spitzenwert innerhalb eines ganz bestimmten Segmentes, bei welchem gerade ein bestimmter Zylinder gezündet wird, zu hoch, so deutet dies auf einen Lagerfehler des Kurbenwellenlagers für diesen Zylinder hin (falsches Lagerspiel). Amplituden in anderen Segmenten weisen auf die Ventilsteuerung hin, während ein übermäßiger Grundgeräuschpegel (Minima der Meßwerte aller Segmente) auf fehlerhafte Spannung der Zahnriemen für den Nockenwellenantrieb hinweist. Liegen einzelne Maxima um ein Segment gegenüber dem Soll-Wert verschoben,so deutet dies auf eine falsche Zündzeitpunkteinstellung hin.
  • Auch lassen sich bestimmte Rhythmen oder zeitliche serschiebungen im Auftreten bestimmter Signalanteile erkennen oder auch Schwebungen, d. h. Überlagerungen mit anderen Störgeräuschen .
  • Bei der Einstellung der Segmentbreite ist als Untergrenze noch zu beachten, daß die Zeiten für das Entladen des Kondensators, das Analog-Digital-Wandeln und die Übermittlung des Signales an den Speicher kürzer sind als die Zeit für ein Segment. Kann diese Bedingung nicht erfüllt werden, so müssen noch weitere parallele Meßkanäle, z. B. drei oder mehr vorgesehen sein. Die Steuerung mit Auswerteschaltung 32 ist in der Praxis mit einem programmierbaren Mikrocomputer realisiert, der für beliebige Meßaufgaben umprogrammiert werden kann.
  • Sämtliche in den Patentdnsprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung dargestellten technischen Einzelheiten können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
  • Bezugszeichenl i ste 10 Schallaufnehmer 11 Vorverstärker 12 Hochpassfilter 13 Tiefpassfilter 14 Verstärker 15 Gleichrichter 16 Umschalter 17 Steuerleitung für 16 18 Signalleitung für Kanal 20 19 Signalleitung für Kanal 21 20 1. Kanal 21 2. Kanal 22 Kondensator (Analysator) 23 Kondensator (Analysator) 24 Schalter 25 Schalter 26 Steuerleitung für 24 27 Steuerleitung für 25 28 Analog-Digital-Wandler 29 Analog-Digital-Wandler 30 Datenleitung 31 Datenleitung 32 Steuerkreis/Auswerteschaltung 33 Steuerleitung für 28 34 Steuerleitung für 29 35 Datenleitung zu 37 36 Datenleitung von 37 37 Speicher/Anzeige 38 Meßgerät 39 Zeitgeber 40 Widerstand 41 Kondensator 42 Widerstand 43 Transistor 44 Steuerleitung (entspr .2627) - Leerseite-

Claims (20)

  1. Verfahren und Vorrichtung zur Schallanalyse von Maschinen und Anlagen Patentansprüche 1. Verfahren zur Schall analyse von Maschinen und Anla -gen (Prufling), bei dem die von dem Prüfling erzeugten Schallgeräusche gemessen und segmentweise (abschnittweise) analysiert werden, wobei die Segmente in Abhängigkeit vo spezifischen Kenngrößen des Pruflings bestimmt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dann die Segmente durch den Bewegungsablauf des Pruflinos bestint werden daß Innerhalb jedes Segments nur ein spezifischer Meßwert des Schallgeråusches ermittelt und zwischengespeichert wird und anschließend in digitaler Form abgespeichert wird, und daß die gespeicherten Digitalwerte mehrerer Segmente miteinander und/oder mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Meßwert jedes Segments analog ermittelt und dann analog-digital-gewandelt wird,worauf der zwischengespeicherte analoge Meßwert gelöscht wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Meßwert der Scheitelwert des Schallgeräusch-Signales während des Segmentes ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Meßwert das Integral des Schallgeräusch-Signales integriert über das Segment ist.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Meßwert die Hüllkurve des Schallgeräusch-Signales während des Segmentes ist.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment ein Teiler einer periodischen Bewegungsgröße des Prüflings ist.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment ein Teiler der Meßzeit ist.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die minimale Breite eines Segmentes 1800 (bzw. g) ) des Schallgeräusch-Signalanteiles mit der höchsten zu analysierenden Frequenz entspricht.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Meßwerte mehrerer Segmente gruppenweise zusammengefaßt werden, aus den Meßwerten einer Gruppe ein spezifischer Gruppenwert ermittelt wird und dieser spezifische Gruppenwert mit einem spezifischen Gruppenwert einer anderen Gruppe und/oder einem Schwellwert verglichen wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Gruppenwert der Maximalwert der Meßwerte einer Gruppe ist.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Gruppenwert der Minimalwert der Maxima der Meßwerte der Segmente einer Gruppe ist.
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es für verschiedene Frequenzbereiche des Schallgeräusches durchgeführt wird.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in mindestens zwei parallelen und alternierend arbeitenden Meßkanälen durchgeführt wird.
  14. 14. Vorrichtung zur Schallanalyse von Maschinen und Anlagen (Prüfling) mit einem Schallaufnehmer, der vom Prüfling ausgesandte Schallgeräusche erfaßt und in elektrische Schallgeräusch-Signale umwandelt, mit einem Meßgerät, das spezifische Kenngrößen des Prüflings erfaßt, mit einem dem Schallaufnehmer nachgeschalteten Analysator, mit einem Steuerkreis, der in Abhängigkeit von Signalen des Meßgerätes eine Auswerteschaltung steuert,und mit einem der Auswerteschaltung nachgeschalteten Speicher, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Meßgerät (38, 39) festgelegte Segmente (S1-S10) des Bewegungsablaufs des Prüflings erfaßt, daß der Analysator (22, 23) innerhalb jedes Segmentes nur einen spezifischen Wert (Am1 Am10) der Schallgeräusch-Sig- nale erfaßt, daß der Speicher (37) pro Segment nur diesen spezifischen Wert speichert und daß die Auswerteschaltung (32) die im Speicher (37) gespeicherten Werte miteinander und/oder mit einem Schwellwert vergleicht.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Analysator (22, 23) ein Spitzenwertdetektor ist.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwertdetektor aus einem Kondensator (22; 23) besteht, dem die Schallgeräusch-Signale zuführbar sind,sowie aus einem hierzu parallel geschalteten, steuerbaren Schalter (24, 25; 43) zum schnellen Entladen des Kondensators.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Analysator ein Integrierer (40, 41) ist.
  18. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß dem Analysator ein steuerbarer Analog-Digital-Wandler (28, 29) nachgeschaltet ist.
  19. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallel geschaltete, alternierend arbeitende Meßkanäle (20, 21) vorgesehen sind, die über einen Umschalter (16) abwechselnd mit dem Schallaufnehmer (10) verbindbar sind.
  20. 20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallel und gleichzeitig arbeitende Meßkanäle für verschiedene Frequenzbereiche vorgesehen sind.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3743560C1 (en) * 1987-12-22 1989-03-23 Opel Adam Ag Method for testing the noise development of safety belt retractors of motor vehicles and device for carrying out the method
WO1990009644A1 (en) * 1989-02-07 1990-08-23 Smiths Industries Public Limited Company Monitoring
DE4121227C1 (en) * 1991-06-27 1992-09-24 Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De Determining internal noise levels in vehicle caused by servo pump - measuring output pressure of pump pulses to determine loudness of hum, whistle and hiss for different pump speeds and pressures
DE4124302A1 (de) * 1991-07-23 1993-01-28 Hoesch Stahl Ag Verfahren zur erkennung und auswertung von schwingungsanregungen oder schwingungsaehnlicher zustaende
DE4308796A1 (de) * 1993-03-19 1994-09-22 Seeliger Andreas Prof Dr Ing Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung und Diagnose schwingungserregter Bauteile
DE4324179A1 (de) * 1993-07-19 1995-01-26 Bayerische Motoren Werke Ag Kraftfahrzeug zur Bestimmung des Reifenabrollgeräusches
EP0899553A2 (de) * 1997-07-04 1999-03-03 FINMECCANICA S.p.A. Verfahren zur Überwachung eines mit Beschleunigungssensoren versehenen Planetengetriebes in einem Fortbewegungsmittel, insbesondere in einem Helikopter
DE19843615A1 (de) * 1998-09-23 2000-04-20 Friedmund Nagel Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose von Verbrennungsantrieben
DE19926411C1 (de) * 1999-06-10 2001-02-15 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Ermittlung der Ursache von Störgeräuschen
DE19822908C2 (de) * 1997-05-23 2002-11-14 Daifuku Kk Fehlerdiagnosesystem für Kraftfahrzeugmotoren
DE10250739A1 (de) * 2002-10-31 2004-05-13 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Bewertung von Störgeräuschen
EP1850325A1 (de) * 2006-04-28 2007-10-31 Pratt & Whitney Canada Corp. Prognose und Zustandsüberwachung für Maschinen unter Verwendung von Spracherkennungsverfahren
GB2446035A (en) * 2007-01-26 2008-07-30 Csi Technology Inc Audio data representing vibration/fault characteristics in industrial machines
EP2685114A1 (de) 2012-07-12 2014-01-15 Institut Für Verbundwerkstoffe GmbH Gleitlager sowie Verfahren zur Bestimmung des Verschleißes eines Gleitlagers
DE102018133393A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-25 Paul Vahle Gmbh & Co. Kg Akustische berührungslose Überwachung von Stromschienenanlagen

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2049338A1 (de) * 1969-10-07 1971-04-22 Detude Dt De Construction De M Einrichtung zum Erfassen und Aus werten der Schwingungen von Verdichter Laufschaufeln oder dergleichen
DE3137016A1 (de) * 1981-09-17 1983-03-31 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und vorrichtung zur erkennung des klopfens bei brennkraftmaschinen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2049338A1 (de) * 1969-10-07 1971-04-22 Detude Dt De Construction De M Einrichtung zum Erfassen und Aus werten der Schwingungen von Verdichter Laufschaufeln oder dergleichen
DE3137016A1 (de) * 1981-09-17 1983-03-31 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und vorrichtung zur erkennung des klopfens bei brennkraftmaschinen

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3743560C1 (en) * 1987-12-22 1989-03-23 Opel Adam Ag Method for testing the noise development of safety belt retractors of motor vehicles and device for carrying out the method
WO1990009644A1 (en) * 1989-02-07 1990-08-23 Smiths Industries Public Limited Company Monitoring
DE4121227C1 (en) * 1991-06-27 1992-09-24 Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De Determining internal noise levels in vehicle caused by servo pump - measuring output pressure of pump pulses to determine loudness of hum, whistle and hiss for different pump speeds and pressures
DE4124302A1 (de) * 1991-07-23 1993-01-28 Hoesch Stahl Ag Verfahren zur erkennung und auswertung von schwingungsanregungen oder schwingungsaehnlicher zustaende
DE4308796A1 (de) * 1993-03-19 1994-09-22 Seeliger Andreas Prof Dr Ing Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung und Diagnose schwingungserregter Bauteile
DE4324179A1 (de) * 1993-07-19 1995-01-26 Bayerische Motoren Werke Ag Kraftfahrzeug zur Bestimmung des Reifenabrollgeräusches
DE19822908C2 (de) * 1997-05-23 2002-11-14 Daifuku Kk Fehlerdiagnosesystem für Kraftfahrzeugmotoren
EP0899553A2 (de) * 1997-07-04 1999-03-03 FINMECCANICA S.p.A. Verfahren zur Überwachung eines mit Beschleunigungssensoren versehenen Planetengetriebes in einem Fortbewegungsmittel, insbesondere in einem Helikopter
EP0899553A3 (de) * 1997-07-04 1999-04-14 FINMECCANICA S.p.A. Verfahren zur Überwachung eines mit Beschleunigungssensoren versehenen Planetengetriebes in einem Fortbewegungsmittel, insbesondere in einem Helikopter
DE19843615A1 (de) * 1998-09-23 2000-04-20 Friedmund Nagel Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose von Verbrennungsantrieben
DE19843615C2 (de) * 1998-09-23 2001-02-01 Friedmund Nagel Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose von Verbrennungsantrieben
DE19926411C1 (de) * 1999-06-10 2001-02-15 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Ermittlung der Ursache von Störgeräuschen
DE10250739A1 (de) * 2002-10-31 2004-05-13 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Bewertung von Störgeräuschen
US7995772B2 (en) 2002-10-31 2011-08-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for assessing interfering noise
EP1850325A1 (de) * 2006-04-28 2007-10-31 Pratt & Whitney Canada Corp. Prognose und Zustandsüberwachung für Maschinen unter Verwendung von Spracherkennungsverfahren
GB2446035A (en) * 2007-01-26 2008-07-30 Csi Technology Inc Audio data representing vibration/fault characteristics in industrial machines
US7538663B2 (en) 2007-01-26 2009-05-26 Csi Technology, Inc. Enhancement of periodic data collection by addition of audio data
GB2446035B (en) * 2007-01-26 2012-01-11 Csi Technology Inc Enhancement of periodic data collection by addition of audio data
EP2685114A1 (de) 2012-07-12 2014-01-15 Institut Für Verbundwerkstoffe GmbH Gleitlager sowie Verfahren zur Bestimmung des Verschleißes eines Gleitlagers
DE102012106295A1 (de) 2012-07-12 2014-10-30 Institut Für Verbundwerkstoffe Gmbh Gleitlager sowie Verfahren zur Bestimmung des Verschleißes eines Gleitlagers
DE102018133393A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-25 Paul Vahle Gmbh & Co. Kg Akustische berührungslose Überwachung von Stromschienenanlagen

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