Akustische Überwachung von Maschinen und Anlagen

3.6.2019

Defekte oder fehlerhaft montierte Komponenten in Großmaschinen und Anlagen können zu deren Ausfall führen. Umso wichtiger sind eine Montageendkontrolle und die Qualitätsüberwachung im laufenden Betrieb. Häufig ist das Montagepersonal mit einem guten Gehör und langer Erfahrung mit dieser Prüfaufgabe betraut. Das menschliche Gehör unterliegt allerdings einer gewissen Subjektivität: Es ermüdet nach einer bestimmten Zeit oder wird durch Umgebungslärm negativ beeinflusst. Als zuverlässigere Alternative hat das Fraunhofer IZFP das »hörende« Sensorsystem »AcoustiX« entwickelt.

Fehler oder Unregelmäßigkeiten in den Anlagen verursachen charakteristische Schwingungen. Diese Schallmuster kann AcoustiX schnell, automatisch und zuverlässig erfassen und bewerten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Überwachungssystemen erfordert AcoustiX keine aufwendige Anpassung oder Kalibrierung.

Algorithmen erkennen Fehler zuverlässig

Mit akustischen Sensoren oder Mikrofonen werden die Schalldaten konstant erfasst und anschließend analysiert und protokolliert. Innerhalb weniger Minuten liegen Informationen über die Funktionalität des Systems vor. Mittelfristiges Ziel der weiteren Entwicklung ist die exakte Fehlerlokalisierung sowie die detaillierte Bestimmung der Fehlerart. Die zugrundeliegenden Algorithmen können in bestehende Prüfsysteme integriert und kundenspezifisch angepasst werden.

Industrielle Anwendung

AcoustiX ist bereits bei John Deere zur permanenten Montageendkontrolle von Mähdrescher-Schneidwerken im Einsatz und wird zurzeit auf weitere Serienanwendungen übertragen. Das System soll zukünftig auch bei der Überwachung autonomer Großmaschinen oder der Qualitätsbewertung von Baugruppen auf Prüfständen zum Einsatz kommen.

© Fraunhofer IZFP / Uwe Bellhäuser

Schallsensor in Detailansicht.

© Fraunhofer IZFP / Uwe Bellhäuser

Bei der Signalauswertung werden die Fehler im System sichtbar.

© Fraunhofer IZFP / Uwe Bellhäuser

Das Sensorsystem prüft das rotierende Schneidwerk eines Mähdreschers mithilfe von Körperschallsensoren und Mikrofonen auf fehlerhafte Schwingungen.