StrobeCAM - System zur Visualisierung in Zeitlupe und zur Schwingungsanalyse
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Visualisierung und Aufzeichnung  |
| Die StrobeCAM ermöglicht es periodische Vorgänge wie Schwingungen und Rotationen in Zeitlupe zu visualisieren und aufzuzeichnen. Die StrobeCAM ist eine unkomplizierte und preiswerte Alternative zu Hochgeschwindigkeitskameras und bietet zugleich eine Vielzahl von Möglichkeiten, die über die visuelle Betrachtung mittels Stroboskop-Beleuchtung hinausgehen. Die StrobeCAM eignet sich für elektrodynamische Shaker, Motorprüfstand, unzugänglichen Stellen oder bei Miniaturobjekten. Die Zeitlupenvisualisierung erfolgt dabei anwenderfreundlich mit einer einstellbaren Geschwindigkeit, z.B. 1 Durchlauf/Sekunde und ist unabhängig von der Schwingungsfrequenz des Bauteils. Durch dieses innovative Prinzip kann die Bauteilbewegung auch über einen gesamten Frequenzsweeps von z.B. 5Hz bis 2kHz deutlich visualisiert werden. |
ArbeitsprinzipBei der StrobeCAM wird der Belichtungszeitpunkt präzise zum periodischen Vorgang gesteuert und es wird eine zeitlich konstante Beleuchtung verwendet. Die Bewegung wird durch die kurze Belichtungszeit, vergleichbar zur Leuchtdauer einer Stroboskoplampe, eingefroren. Die stroboskopische Steuerung basiert auf der Echtzeitanalyse (Frequenz und Phasenlage) eines Eingangssignals (COLA Signal) durch den StrobeCAM-Controller. Das Standardsystem ist mit einer HD Kamera (2000x1200 Pixel) ausgestattet und besitzt eine Zeitauflösung von 500kHz. Dadurch hat die StrobeCAM eine qualitativ bessere Zeitlupendarstellung wie eine teure Highspeed-Kamera die bei 480kHz Bildrate nur eine reduzierte Auflösung von 512x56 Pixel erreicht. |
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Frequenzbereich: Kameras: Signaleingang: Lieferumfang: |
1Hz bis 60kHz 0,3 MPixel bis 29 MPixel COLA-Signal ab 0,2V Amplitude Kamera, Objektiv, Triggerelektronik, Beleuchtung, StrobeCAM Software |
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- Vibrationsprüfung, Schwingungsanalyse und Modalanalyse
- Verwendung mit Elektrodynamischen Shakern
- Darstellung, Aufzeichnung und Dokumentation von Bauteilbewegungen
- Messung der Resonanzkurve (Frequenzantwort)
- Bestimmung der Resonanzfrequenz
- Berührungslose Bauteilprüfung
- Transportprüfung
- Umweltprüfung
- Zyklische Tests / Rotierende Objekte
- Ermüdungsprüfung (LCF/HCF/VHCF) in Kombination mit Q400-DIC
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. |
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 | Funktionalität |
| StrobeCAM |
Kamerasteuerung:
Video Aufzeichnung
Wiedergabe von Videos
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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 videografische Verfahren wie Motion Amplification.
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.
