Ultraschall erforschen...

PROSARIS arbeitet im Ultraschallbereich und nutzt hochfrequente Druckwellen, um Leckagen und elektrische Fehler zu erkennen, die für das menschliche Ohr völlig unhörbar sind. Mit diesem akustischen Fundament können wir besser verstehen, was Ultraschallprüfung tatsächlich beinhaltet und warum sie ein so leistungsstarkes Diagnosewerkzeug ist.

In unserem vorherigen Blogbeitrag haben wir kurz verschiedene Schallquellen in unterschiedlichen Frequenzbereichen angesprochen. Hier wollen wir uns genauer ansehen, wodurch Ultraschallfrequenzen erzeugt werden können. Tiere können zwar häufig dazu beitragen, wir konzentrieren uns aber auf Beispiele, die für uns relevanter sind: mechanische, fluidische und elektrische Systeme sowie deren jeweilige Probleme und Fehler.

Eine Reihe von fluidischen, elektrischen und mechanischen Systemen, die bei Fehlfunktionen oder ineffizientem Betrieb verschiedene Ultraschallanomalien ausstoßen können.

Unterschiedliche Quellen, unterschiedliche Ultraschallfrequenzen

20 kHz

• Hochtourige Elektromotoren: Lagerdefekte oder Reibungsverschleiß in Motoren können Ultraschallharmonische in diesem Bereich erzeugen.

• Elektrische Koronaentladung: Unter bestimmten Bedingungen kann eine Korona breitbandiges Ultraschallrauschen in diesem Bereich erzeugen.

• Ultraschallreiniger: Einsteiger-Ultraschallbäder zur Reinigung von Schmuck oder Laborgeräten verwenden häufig Frequenzen von 20 bis 25 kHz.

• Rotierende Maschinen mit einer Drehzahl unter 300 U/min emittieren Frequenzen im Bereich von 20–25 kHz. Maschinen mit einer Drehzahl über 300 U/min können Frequenzen von 28–32 kHz erzeugen.

30 kHz

• Leckagen von Luft und anderen Gasen (Hochdruck): Aus Öffnungen austretende Druckluft/Gase erzeugen breitbandige Ultraschallgeräusche mit einem guten Anteil im Bereich von 30 - 40 kHz bei mittleren bis größeren Leckagen.

• Lagerreibung oder -verschleiß: Defekte oder schlecht geschmierte Lager senden Ultraschallsignale aus. 30 kHz wird häufig zur Erkennung mechanischer Fehler verwendet, insbesondere bei der Verwendung von taktilen (sondenbasierten) Ultraschallsensoren.

40 kHz

• Elektrische Teilentladung: Lichtbögen und Koronaentladungen können impulsartige Geräusche im Frequenzbereich von 20 bis 60 kHz erzeugen, wobei 40 kHz üblicherweise als Detektionsreferenzpunkt verwendet wird.

• Ultraschallwandler: Viele kommerzielle Ultraschallsensoren (wie sie beispielsweise zur Entfernungsmessung, Objekterkennung oder Robotik eingesetzt werden) senden und empfangen mit genau 40 kHz.

• Vakuum-, Luft- und andere Gaslecks (Klein/Hochdruck): Hochdrucklecks aus sehr kleinen Öffnungen emittieren oft die stärksten Signale bei 35 - 45 kHz, wobei 40 kHz oft genau im optimalen Bereich liegt.

• Lagerfehler/Reibung an Förderbändern (Hochgeschwindigkeitsmaschinen): Geringfügige Reibung oder Kavitation bei höheren Drehzahlen können Ultraschallfrequenzen von über 40 kHz verursachen.

• Teilentladungsereignisse in elektrischen Systemen (Koronaentladungen, Oberflächenentladungen, Kriechströme, Lichtbögen): Hochfrequente elektrische Emissionen können Komponenten umfassen, deren Spitzenwert in diesem Bereich liegt.

• Dampflecks und starke Strömungsturbulenzen: Austretender Dampf oder turbulente Strömungen in Rohrleitungen können Breitbandultraschall mit 40-kHz-Komponenten erzeugen (achten Sie darauf, beim Aufspüren des Dampflecks einen sicheren Abstand einzuhalten!).

• Netzverzerrungen, lose Verbindungen und Paneele, Kühlkörperlüfter und andere menschengemachte Geräusche können in diesem Bereich aufgrund des Fehlens von 50/60-Hz-Oberschwingungen schnell identifiziert werden.