Einsatz des Beamforming-Verfahrens im Bereich der akustischen Materialprufung und Qualitatssicherung – (PPT)

摘要

Zu bekannten Methoden, die Aussagen zur Schallintensitat, Schallleistung und Frequenzbereich ermoglichen, haben solche an Bedeutung gewonnen, die zur Lokalisierung von Schallquellen dienen, so z.B. das Delay-und-Sum-Beamforming. Grundlage des Verfahrens ist, Laufzeitunterschiede von einem Schallereignis zu verschieden Mikrofonen eines Arrays auszuwerten. In einer zeitlich gesehen invers ablaufenden Rekonstuktion des Ereignisses wird der Emissionsort in Focusabstand ermittelt. Der gefundene Schalldruck wird nach einer Farbpalette uber ein optisches Bild des Messszenarios kartiert. Dargestellt wird dann der effektive Schalldruck am Immissionsort. Der Anwender ist hierbei in der Lage, Emissionen im Kontext ihrer Entstehung und Ausbreitung zu betrachten. Dies sichert einen engen Realitatsbezug, der bei einer Beurteilung von Objekten unter akustischen Aspekten hilfreich ist. Auf diesem Wege lassen sich auch Ruckschlusse auf Materialparameter oder das Objektverhalten ziehen. Wird ein Prufling in geeigneter Weise mechanisch angeregt, so konnen aus seiner Schwingungsantwort Informationen entnommen werden, die Folgerungen auf seinen Zustand zulassen, wie Homogenitat, Bruchstellen oder Ahnliches. Dies ist insbesondere zutreffend, wenn dies orts-, zeit- und frequenzselektiv erfolgt. Akustische Kameras konnen als robuste Systeme aufgebaut und direkt im Produktionsumfeld eingesetzt werden. Die Betrachtung von Objekten von Spielwurfelgrosse bis hin zur Industrieanlage aus mehreren 100 Meter Abstand ist gangige Praxis. Der auswertbare Frequenzbereich liegt zwischen 100Hz und ca. 60kHz. Hinsichtlich der Beurteilung instationarer Gerausche, deren Analyse mit der Akustischen Kamera uberhaupt erst moglich geworden ist, sind Auflosungen um 100μs Stand der Technik. Funktionalitaten, wie spektrale Auswertungen, Ordnungsanalysen, die als Voraussetzungen zum Einsatz im Umfeld der Materialprufung vorhanden sein mussen, sind in den Systemen integriert. Eine der neuesten Entwicklungen ist die Emissionskartierung auf einem dreidimensionalen Oberflachenprofil. Das bringt neben dem nicht unerheblichen mathematischen Mehraufwand in der Algorithmik zur Ergebnisdarstellung eine signifikante Verbesserung des Kontrastes und eine Erweiterung des auswertbaren Frequenzbereiches mit sich.