StrobeCAM - Kamera System zur Schwingungsanalyse
Videostroboskop mit MehrwertMit der StrobeCAM werden periodische Vorgänge wie Schwingungen und Rotationen in Zeitlupe visualisiert und aufgezeichnet. Die StrobeCAM liefert dabei hochauflösende Videos und ist eine preiswerte Alternative zu Hochgeschwindigkeitskameras. Die integrierte Videoaufzeichnung und die optionale Videoauswertung mittels LIMtrack liefern einen hohen Mehrwert gegenüber einer einfachen Stroboskop-Beleuchtung. Die StrobeCAM wird am elektrodynamischen Shaker, am Motorprüfstand, zur Rotorblattprüfung, an unzugänglichen Stellen oder bei Miniaturobjekten eingesetzt. Die StrobeCAM kann ein Video über den gesamten Frequenzsweep aufzeichnen. Die Geschwindigkeit der Zeitlupenvisualisierung ist dabei konstant und unabhängig von der eigentlichen Schwingungsfrequenz des Bauteils. Durch dieses Prinzip kann die Bauteilbewegung bestmöglich für das menschliche Auge über einen Frequenzsweep von z.B. 5Hz bis 2kHz visualisiert werden und Resonanzen sind deutlich erkennbar. |
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Zeitlupen-Visualisierung und Video-Aufzeichnung von Bauteilschwingungen
Innovatives FunktionsprinzipBei der StrobeCAM wird der Belichtungszeitpunkt der Kamera präzise zum periodischen Vorgang gesteuert und es wird eine zeitlich konstante Beleuchtung verwendet. Die Bewegung wird durch die kurze Belichtungszeit, vergleichbar zur kurzen Leuchtdauer einer Stroboskoplampe, eingefroren. Die stroboskopische Steuerung basiert auf der Echtzeitanalyse (Frequenz und Phasenlage) eines Eingangssignals (COLA Signal) durch den StrobeCAM-Controller. Das Standard StrobeCAM System ist mit einer HD Kamera (2000x1200 Pixel) ausgestattet und hat eine Zeitauflösung von 2µs was einer Bildrate von 500kHz bei einer Hochgeschwindigkeitskamera entspricht. Dadurch erreicht die StrobeCAM eine qualitativ bessere Zeitlupendarstellung wie eine teure Highspeed-Kamera. (Eine leistungsstarke Hochgeschwindigkeitskamera hat bei 500kHz Bildrate nur 512x56 Pixel Auflösung) |
Eigenschaften
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Technische Spezifikation
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Frequenzbereich:
Signaleingang: Zeitauflösung: Lieferumfang: |
1Hz bis 60kHz Standardsystem: monochrome HD-Kamera COLA-Signal ab 0,2V Amplitude 2µs Kamera, Objektiv, Triggercontroller, LED Beleuchtung, Kabelsatz, StrobeCAM Software |
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Anwendungen
- Vibrationsprüfung, Schwingungsanalyse und Modalanalyse
- Verwendung mit Elektrodynamischen Shakern
- Mechanische Prüfung
- Optimierung von Dämpfungselementen
- Untersuchung von Betriebsschwingungen
- Berührungslose Bauteilprüfung
- Transportprüfung
- Umweltprüfung
- Zyklische Tests / Rotierende Objekte
- Ermüdungsprüfung (LCF/HCF/VHCF) in Kombination mit Q400-DIC
- Messung der Resonanzkurve (Frequenzantwort)
- Bestimmung der Resonanzfrequenz
Funktionsprinzip
Schnelle VorgängeDie Beobachtung und Messung von schnellen Vorgängen werden häufig Hochgeschwindigkeitskameras eingesetzt. VideostroboskopieDer Begriff Videostroboskopie stammt ursprünglich aus der diagnostischen Untersuchung von Stimmbändern. Wobei mit Kamera, Endoskop und Stroboskopbeleuchtung die Bewegung der Stimmlippen beobachtet wird. |
Synchronisierung der StrobeCAMDie StrobeCAM basiert auf der präzisen Synchronisierung einer digitalen Kamera mit dem periodischen Vorgang. Die Beleuchtung erfolgt dabei mit zeitlich konstanten LED-Lampen. Die Synchronisierung der digitalen Kamera erfordert ein periodisches Spannungssignal (COLA) von der Prüfeinrichtung (Frequenzgenerator/Shaker, Rotationsimpulsgeber, etc.). Unsere mikroprozessorgesteuerte Trigger-Controller analysiert dabei das Eingangssignal und erzeugt ein darauf präzise phasenynchrones Triggersignal für die Kamera. Die Schwingungsfrequenz darf dabei viel größer sein als die maximale Kamerabildrate. |
StandbildBeispiel: Zeichnet die Kamera mit max. 30Hz auf und beträgt die Schwingungsfrequenz 100Hz so liefert das Triggersystem jeweils nach 3 Perioden einen neuen Triggerimpuls für die Kamera. Die folgenden Diagramme verdeutlichen den zeitlichen Ablauf: Bei Triggerung mit konstanter Phasenlage zum Eingangssignal ist die Bewegung des schwingenden Bauteils eingefroren ("Standbild")
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PhasensweepBei Triggerung mit zeitlich variierender Phase (Phasensweep) wird die Bauteilbewegung in Zeitlupe visualisiert. Die Sweep-Geschwindigkeit lässt sich dabei variieren. |
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Software
| Software | Funktionalität |
| StrobeCAM |
Kamerasteuerung:
Video Aufzeichnung
Wiedergabe von Videos
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Dokumente-Downloads
Datenblätter:
Schwingungsmessung und Schwingungsanalyse in der Industrie
Die Schwingungsmessung und Schwingungsanalyse spielen in vielen Branchen eine wichtige Rolle, von der Überwachung des Zustands von Maschinen bis zur Gewährleistung der Sicherheit von Bauwerken. Ein Überblick über die Schwingungsmessung und -analyse, einschließlich ihrer Geschichte, ihrer heutigen Verwendung in der Industrie und künftiger Trends:
Quantifizierung von Schwingung bzw. Bewegung
Bei der Schwingungsmessung wird das Ausmaß der in einem System vorhandenen Schwingungen quantifiziert. Bei der Schwingungsanalyse geht es darum, die Ursachen dieser Schwingungen zu ermitteln. Schwingungsmessung und Schwingungsanalyse werden gemeinsam eingesetzt, um Schwachstellen und Probleme zu diagnostizieren und Lösungen zu finden.
Der erste Schritt bei der Schwingungsmessung besteht üblicherweise darin, die Quelle der Schwingungen und damit das zu untersuchende Bauteil zu ermitteln. Die häufigsten Quellen von Schwingungen sind rotierende oder sich hin- und herbewegende Maschinen wie Pumpen, Kompressoren und Ventilatoren. Andere Quellen sind elektrische Geräte, wie Transformatoren und Motoren, sowie Bauwerke wie Gebäude und Brücken, die extern beispielsweise durch den Wind in Schwingung versetzt werden.
Es gibt auch Verfahren bei der Schwingungsanalyse, welche helfen, Quellen von Schwingung zu ermitteln und einen Gesamtüberblick über ein schwingendes System zu bekommen - beispielsweise über kamerabasierte oder laserbasierte Systeme.
Erkenntnisse aus einer Schwingungsanalyse
Vibrationen können auch durch Ungleichgewichte in der Last oder Struktur, unausgewogene Kräfte, falsche Ausrichtung von Komponenten, lose Teile, Reibungskräfte oder aerodynamische Effekte verursacht werden. Sobald die Quelle der Schwingungen ermittelt wurde, besteht der nächste Schritt darin, die Frequenz und Amplitude der Schwingungen zu bestimmen. Die Frequenz wird in Hertz (Hz) gemessen und ist die Anzahl der Schwingungszyklen pro Sekunde. Die Amplitude ist die maximale Auslenkung eines schwingenden Objekts aus dem Gleichgewicht und wird in der Regel in Millimetern (mm) oder Mikrometern (µm) gemessen. Bei der Schwingungsanalyse spielen auch weitere Daten wie zum Beispiel die Temperatur, Materialkennwerte, die Feuchtigkeit oder auch die Einschaltzeit eine wichtige Rolle.
Messgeräte für die Schwingungsmessung
Es gibt viele verschiedene Arten von Instrumenten zur Messung von Schwingungen. Dazu gehören Beschleunigungsmesser, die messen die Beschleunigung eines Objekts, Wegsensoren messen die Bewegung eines Objekts, Geschwindigkeitssensoren messen die Geschwindigkeit eines Objekts und Dehnungsmessstreifen messen den Grad der Verformung eines Materials.
