Wie man akustische Signale erfasst und analysiert

+ Datenerfassungssystem

Dynamische akustische Signale erfassen

Die Erfassung akustischer Signale beginnt mit der Umwandlung von Schall oder mechanischen Schwingungen in ein elektrisches Signal mithilfe eines geeigneten Wandlers und der anschließenden Erfassung des Signalverlaufs über synchronisierte Messkanäle. Das Datenerfassungssystem (DAQ) muss schnell genug abtasten, um die relevanten Frequenzanteile zu erhalten und gleichzeitig eine konsistente Zeitsynchronisation zwischen den Kanälen zu gewährleisten. Ein simultaner Abtastdigitalisierer ermöglicht die gleichzeitige Erfassung mehrerer Sensorsignale und somit den Vergleich von akustischen oder Schwingungsantworten an verschiedenen Positionen. Bei Sensoren mit IEPE-Schnittstellen (Integrated Electronics Piezo-Electric) kann der Messkanal auch den für einen kompatiblen Wandler benötigten Anregungsstrom liefern. Die resultierenden dynamischen Datenaufzeichnungen liefern die für die Signalverlaufsanalyse, die Erfassung akustischer Signale und die Schwingungsmessung erforderlichen Zeitbereichsinformationen.

Die akustische Signalanalyse ermöglicht die Übertragung der erfassten Zeitwellenform in den Frequenzbereich. Mithilfe einer schnellen Fourier-Transformation (FFT) wird das abgetastete Signal in ein Spektrum umgewandelt, sodass Ingenieure dominante Töne, harmonische Komponenten und Breitbandanteile innerhalb der gemessenen Antwort identifizieren können. Konstante Abtastraten und Erfassungseinstellungen erlauben den Vergleich von Messungen zwischen verschiedenen Betriebszuständen, Sensorpositionen oder Konstruktionskonfigurationen. Mehrere Kanäle können gleichzeitig ausgewertet werden, um die Variationen der akustischen oder mechanischen Reaktionen innerhalb eines Geräts zu ermitteln. Diese Kombination aus synchronisierter Datenerfassung, FFT-Analyse, Schwingungsmessung und PC-basierter Visualisierung bietet einen reproduzierbaren Arbeitsablauf zur Untersuchung des akustischen Verhaltens von Motoren, Kompressoren, Lüftern, Pumpen und anderen elektromechanischen Baugruppen.

Lösung für dynamische akustische Messungen

Akustische Messungen erfordern die Erfassung schwacher Sensorsignale mit ausreichender Bandbreite, synchronisierter Abtastung und Signalintegrität, um die relevanten Frequenzanteile zu erhalten. Die Keysight-Lösung kombiniert ein Datenerfassungssystem mit einem Simultanabtast-Digitalisierer, um mehrere akustische oder Vibrationskanäle gleichzeitig zu erfassen. So können Ingenieure die Messwerte an verschiedenen Sensorpositionen oder unter verschiedenen Betriebsbedingungen vergleichen. Die integrierte Anregung unterstützt kompatible IEPE-Sensoren und reduziert den Bedarf an separater Sensor-Stromversorgung. Hochauflösende Digitalisierung und konfigurierbare Abtastraten ermöglichen die dynamische Datenerfassung sowohl von Zeitsignalformen als auch von höherfrequenten Signalanteilen. Nach der Erfassung können die aufgezeichneten Daten im Zeitbereich analysiert und mittels FFT-Analyse transformiert werden, um dominante Töne, Obertöne und Breitbandrauschen zu identifizieren. Dieser Workflow unterstützt die Erfassung und Analyse akustischer Signale, Vibrationsmessungen und den wiederholbaren Vergleich elektromechanischer Geräuschquellen über verschiedene Betriebszustände oder Konstruktionsänderungen hinweg.

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