Prinzip von Schwingungsmessungen
Bei der mechanischen Anregung von Maschinen und Strukturen wird Schwingungsenergie eingetragen. Sie breitet sich als Körperschall über die Festkörperstruktur aus und kann abseits der Anregungsstelle wieder als Luftschall abgestrahlt werden. Das Schwingverhalten ist im Allgemeinen frequenzabhängig zu betrachten. So kann insbesondere im Bereich der Eigenfrequenzen sowohl der Schwingungseintrag der angeregten Struktur als auch die Luftschallabstrahlung der emittierenden Struktur sehr hoch sein.
Um die Anregung und die Ausbreitung von Körperschall messtechnisch zu erfassen, kommen im Allgemeinen Beschleunigungssensoren, Schnellesensoren, Seismometer, Kraftsensoren und/oder Impedanzmessköpfe zum Einsatz. Zur Untersuchung von rotatorischen Anregungen erfolgt zumeist die zeitsynchrone Registrierung der Drehzahl.
Entgegen der Untersuchung im realen Betrieb (z. B. durch Betriebsschwingungsanalyse / Betriebsmodalanalyse OMA) lassen sich Strukturen von Maschinen und Geräten oder schwingungsmindernde Systeme (sogenannte Schwingungsisolatoren) mittels Modellshaker oder Impedanzhammer auch gezielt zum Schwingen anregen. Damit lassen sich ebenfalls Eigenfrequenzen (z. B. durch experimentelle Modalanalyse EMA), die Körperschallübertragung (z. B. durch Transferpfadanalyse TPA) und/oder der Abstrahlgrad oder die schwingungsmindernde Wirkung (Einfügungsdämmung / Einfügungsdämm-Maß) ermitteln.
Eine anwendungsorientierte Analysesoftware mit intuitiver graphischer Nutzeroberfläche ermöglicht zumeist die Analyse der Messsignale und die Bestimmung der verschiedenen Schwingungsparameter und -kenngrößen.
Parameter Schwingung
Das Schwingungsmesssystem erlaubt die messtechnische Bestimmung und Bewertung u. a. folgender, zumeist frequenzabhängiger Schwingungsparameter
- Kraft F, Kraftpegel LF
- Schwingbeschleunigung a, Beschleunigungspegel La
- Schwingschnelle v, Schnellepegel (Körperschall-Schnellepegel) Lv
- Schwingweg x, Wegpegel Lx
- Impedanz Z
und damit verbundener Kenngrößen
- Eigenfrequenz fr (f0)
- Abstrahlgrad σ
- Transferfunktion H
- Einfügungsdämmung De.
Komponenten Messsystem Schwingung
Das Messsystem Schwingung setzt sich u. a. aus den folgenden Komponenten zusammen:
Technische Daten (Auszug)
Beschleunigungssensoren und Zubehör
- Beschleunigungssensor einachsig
- IEPE-Speisung
- Frequenzbereich: je nach Typ zwischen 0,1 Hz bis 23 kHz
- Empfindlichkeit: je nach Typ zwischen 100 mV/g und 10 mV/g
- Messbereich: je nach Typ zwischen ±50 g pk und ±500 g pk
- Sensormasse: je nach Typ zwischen 3.2 g und 32 g
- Anschluss: 10-32
- je nach Typ TEDS
- Beschleunigungssensor dreiachsig
- IEPE-Speisung
- Frequenzbereich: je nach Typ zwischen 0,1 Hz bis 20 kHz
- Empfindlichkeit: je nach Typ zwischen 100 mV/g und 10 mV/g
- Messbereich: je nach Typ zwischen ±50 g pk und ±500 g pk
- Sensormasse: je nach Typ zwischen 6 g und 11 g
- Anschluss: microtech 4-28
- je nach Typ TEDS
- Beschleunigungssensor dreiachsig, mini
- IEPE-Speisung
- Frequenzbereich: 2 Hz bis 8 kHz (y, z); 2 Hz bis 5 kHz (x)
- Empfindlichkeit: je nach Typ zwischen 5 mV/g und 10 mV/g
- Messbereich: je nach Typ zwischen 1000 g pk und 500 g pk
- Sensormasse: je nach Typ zwischen 1 g und 1,2 g
- Anschluss: microtech 4-28
- je nach Typ TEDS
- Kalibrator Vibration
- für Schwingungssensoren
- Kalibrierfrequenz: je nach Typ 159 Hz oder umschaltbar zwischen 15,9 Hz und 1280 Hz
- Kalibrierwert Beschleunigung / Schwingschnelle / Schwingweg: je nach Typ 10 m/s² / 10 mm/s / 10 µm oder umschaltbar zwischen 1 m/s² und 20 m/s²
- weiteres erhältliches Zubehör
- Verbindungskabel / Kabelpeitschen Beschleunigungssensor-Datenakquisitionseinheit (z. B. 10-32 auf BNC / 4-28 auf 3x BNC)
- Montageplättchen, Haftmagnete
- Klebewachs
- u. a.
Schnellesensoren, Seismometer und Zubehör
- 3D-Seismometer
- Schnellesensor gemäß DIN 45669
- IEPE-Speisung
- Frequenzbereich: je nach Typ 1 Hz bis Typ 80 Hz oder 315 Hz
- Empfindlichkeit: 30V/(m/s)
- inkl. DAkkS-Kalibrierung
- inkl. Splitterkabel (3x BNC)
- IP 68
- weiteres erhältliches Zubehör
- Verbindungskabel / Kabelpeitschen Seismometer-Datenakquisitionseinheit
- Tastspitzen für verschiedene Prüfoberflächen (z. B. Laminat, Teppich)
- Montagesatz Plattenbefestigung
- u. a.
Kraftsensoren, Impedanzsensoren, Impedanzhammer und Zubehör
- Kraftsensor einachsig
- IEPE-Speisung
- Frequenzbereich: 0,001 Hz bis 36 kHz
- Empfindlichkeit: 11,2 mV/N
- Messbereich: 445 N
- Anschluss: 10-32
- Kraftsensor dreiachsig
- IEPE-Speisung
- Frequenzbereich: 0,01 Hz bis 10 kHz (z); 0,001 Hz bis 10 kHz (x, y)
- Empfindlichkeit: 0,56 mV/N (z); 1,12 mV/N (x, y)
- Messbereich: 4,45 kN (Fz); 4,45 kN (Fx, Fy)
- Impedanzmesskopf
- IEPE-Speisung
- Frequenzbereich: 1 Hz bis 5 kHz (a)
- Empfindlichkeit: 100 mV/g (a); 22,4 mV/N (F)
- Messbereich: ±50 g pk (a); ±222,4 N pk (F)
- Anschluss: 10-32
- Impedanzhammer
- instrumentierter Prüfhammer mit integriertem Kraftsensor
- IEPE-Speisung: 2 mA bis 20 mA
- Empfindlichkeit: je nach Typ zwischen 22,5 mV/N und 0,23 mV/N
- Messbereich: je nach Typ zwischen ±222 N pk und ±22,24 kN pk
- Eingangsspannung: 20 VDC bis 30 VDC
- Ausgangsspannung: 8 VDC bis 14 VDC
- Hammermasse: je nach Typ zwischen 4,8 g und 5,5 kg
- inkl. Aufschlagtips, Zusatzmasse und Transportkoffer
- weiteres erhältliches Zubehör
- Verbindungskabel Kraftsensor- / Impedanzsensor- / Impedanzhammer-Datenakquisitionseinheit
- Montageplättchen, Haftmagnete
- u. a.
spezielle Schwingungssensoren zur Humanschwingungsanalyse (HVMA) und Zubehör
- HVMA-Beschleunigungssensor dreiachsig
- IEPE-Speisung
- Frequenzbereich: 2 Hz bis 4 kHz
- Empfindlichkeit: je nach Typ zwischen 1 mV/g und 10 mV/g
- Messbereich: je nach Typ zwischen ±500 g pk und ±5000 g pk
- Sensormasse: 5,3 g
- Anschluss: microtech 4-28
- HVMA-Beschleunigungssensor dreiachsig (Sitz-Pad)
- IEPE-Speisung
- Frequenzbereich: 0,5 Hz bis 1 kHz
- Empfindlichkeit: 100 mV/g
- Messbereich: ±10 g pk
- Sensormasse: 272 g
- weiteres erhältliches Zubehör
- Verbindungskabel Schwingungssensor-Datenakquisitionseinheit
- Montageplättchen
- u. a.
Shaker und Zubehör
- Modal Shaker
- elektrodynamischer Shaker
- besonders geeignet zur experimentellen Modalanalyse und Strukturprüfung
- portable, kompakte und einfach zu installierende Systemlösung
- max. Kraft: je nach Typ zwischen 20 N und 267 N
- max. Frequenz: je nach Typ zwischen 6 kHz und 11 kHz (lastabhängig)
- Auslenkung: je nach Typ zwischen 5 mm und 36 mm
- inkl. integriertem Verstärker
- Stinger
- weiteres erhältliches Zubehör
- Verbindungskabel Shaker-Datenakquisitionseinheit
- u. a.
Modulare, skalierbare mehrkanalige Datenakquisitionseinheit
- NoisePAD™
- handgehaltener, mobil einsetzbarer 4-kanaliger Schall- und Vibrationsanalysator (inkl. PC)
- s. Messsystem Raumakustik Bauakustik
- Apollo Box
- flexibles und kostengünstiges 2- oder 4-kanaliges Datenerfassungssystem mit USB-Interface (erfordert zusätzlichen PC)
- s. Messsystem Raumakustik Bauakustik
- Soundbook MK2
- universell einsetzbares 2-/4- oder 8-kanaliges Messsystem (inkl. PC) für Akustik, Vibration und allgemeine ingenieurtechnische Messungen
- erweiterbar durch Soundbook MK2-Expander auf bis zu 40 synchron arbeitende Messkanäle
- s. Messsystem Schallleistung
- Soundbook MK2 Expander
- flexibles, portables 8-kanaliges Schall- und Schwingungsmessgerät (erfordert zusätzlichen PC) mit hohe Signalbandbreite, hohem Dynamikbereich und integrierter Sensorstromversorgung
- s. Messsystem Schallleistung
- Treiber / Bibliotheken zur Hardware-Steuerung
- zur externen Steuerung der Datenakquisitionseinheit zur individuellen Programmierung
- Unterstützung u. a. in MATLAB, Python, DASYLab, LabVIEW (erfordert die jeweilige Programmierumgebung)
Multifunktionale Datenerfassungs- und Analysesoftware Samurai
- Modul Oktav- und Terzbandfilter
- Modul Fraktionale Oktaven mit Echtzeitanalysator Klasse 1 gemäß IEC 61260
- Modul RMS Meter zur Bestimmung der RMS-Werte mit anpassbarem Hochpass- und Tiefpass-Filter
- Modul Transfer FRF zur Bestimmung von Transferfunktionen (Übertragungsfunktionen) sowie Messungen mit Impulshammer oder Shaker
- Modul Vibration Meter mit Einfach- und Doppel-Integration gemäß ISO 10816
- Modul Humanschwingungsanalyse (HVMA) zur Messung und Bewertung von Humanschwingungen gemäß ISO 8041 und ISO 2631 (mindestens Modul Oktav- und Terzbandfilter empfohlen)
- Modul Gebäudeschwingung zur Messung und Bewertung von Gebäudeschwingungen gemäß DIN 4150
- u. a.
Schulung und Auswertung
Wir schulen Sie und Ihre Mitarbeiter auf Anfrage in der Handhabung und Bedienung der Messtechnik und der Analysesoftware. Auch erstellen wir auf Wunsch definierte Auswertungsskripte und/oder Protokollvorlagen (z. B. im xlsx-Format).
Auslegung akustischer Prüfstände nach Norm, Implementierung von Software-Lösungen
Die Gesellschaft für Akustikforschung bietet Ihnen ebenso die Auslegung akustischer Prüfstände (z. B. End-of-Line-Tests) nach spezifischen Normen und/oder die Implementierung von zugeschnittenen Software-Lösungen an.
Kalibrierung
Auf Anfrage organisieren wir die Kalibrierung der Eingangskanäle der Datenakquisitionseinheit durch eine DAkkS-zertifizierte Stelle.
