Wie funktioniert die Ultraschallerkennung?

In der Welt der Ultraschalldetektion vermittelt Schall viele wichtige Informationen. Wir müssen nur zuhören.

Kernstück der PROSARIS-Lösung ist ein Ultraschallsensor , der Ultraschallemissionen erkennt. Dieser Sensor, den wir „Puck“ nennen, verfügt über 24 MEMS-Mikrofone (mikroelektromechanische Systeme), die Ultraschallanomalien erfassen und dank ihrer speziellen Anordnung und Verarbeitung eine überdurchschnittliche Leistung erbringen. Der Puck wird mit Ihrem Tablet oder Mobilgerät verbunden, wo die erfassten Ultraschallfrequenzen visualisiert werden. So können Sie die genaue Quelle der Ultraschallemission lokalisieren. Es ist entscheidend, dass Ihr Ultraschall-Erkennungsgerät auf den richtigen Frequenzbereich eingestellt ist, der dem jeweiligen Problemtyp entspricht (z. B. emittieren Druckluftlecks eine Frequenz von ca. 36–42 kHz). Für die Lecksuche sind jedoch die Dezibelwerte wichtig, um den Schweregrad des Problems zu bestimmen. Beispielsweise weisen sowohl ein kleines als auch ein großes Luftleck eine Frequenz von ca. 39 kHz auf, die Dezibelwerte sind jedoch beim kleinen Leck niedriger und beim großen Leck höher. Ultraschallprobleme haben keine objektiven Dezibelwerte – sie hängen vollständig von Entfernung und Winkel der Messung ab. Beispielsweise liefert die direkte Messung desselben Lecks aus einem Meter Entfernung einen deutlich höheren Dezibelwert als aus acht Metern Entfernung in einem Winkel von 45° (dies liegt am inversen Abstandsgesetz der Dämpfung). PROSARIS eignet sich besonders gut zur Erkennung von Ultraschallproblemen ab einer Entfernung von etwa zehn Metern. Für genaue Messungen sollte jedoch ein Mindestabstand von 30 cm eingehalten werden.

Der OL2 Puck und die PROSARIS App

PROSARIS bietet zahlreiche intelligente Funktionen, mit denen Sie den Erfassungsfrequenzbereich anpassen, dB-Werte aufzeichnen, finanzielle Verluste berechnen und vieles mehr tun können. Auf unseren Produktseiten erfahren Sie mehr über die PROSARIS-Lösung und all diese Funktionen. Eine Funktion, die wir hier genauer betrachten, ist der visuelle Erfassungsmodus von PROSARIS. Wie in der Abbildung oben zu sehen, wird die Richtung der Ultraschallfrequenzen im Kamerabild Ihres Tablets angezeigt. So können Sie die Spur verfolgen und die Emissionsquelle lokalisieren. Zusätzlich bieten wir einen zweiten Erfassungsmodus an: den Audiomodus .

Der Down-Conversion-Prozess

Wie wir in unserem vorherigen Blogbeitrag gelernt haben, können wir Töne im Ultraschallbereich nicht hören. Wie funktioniert also der Audiomodus? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir uns mit der heterodynen Abwärtsmischung beschäftigen.

Vereinfacht gesagt, ermöglicht die heterodynbasierte Abwärtskonvertierung die Verschiebung eines Teils des Schallwellenspektrums von einem Frequenzbereich in einen niedrigeren. Beispielsweise kann aufgezeichneter Schall im Bereich von 25 kHz bis 45 kHz (Ultraschall) in den Bereich von 0 Hz bis 20 kHz (hörbar) verschoben werden, sodass er effektiv hörbar wird. Der Frequenzbereich ist weiterhin 20 kHz breit, wurde aber nach unten in den hörbaren Bereich verschoben.

Eine visuelle Darstellung des Abwärtskonvertierungsprozesses

Die Möglichkeit des Puck, zwischen visuellem und akustischem Modus umzuschalten, ermöglicht es dem Benutzer, genau zu hören, was in einem Bereich von Ultraschallfrequenzen geschieht, die normalerweise außerhalb unseres Hörbereichs liegen.

Es gibt zwar auch andere Verfahren, aber wir haben festgestellt, dass unser Heterodynverfahren zu einer hohen Audioqualität führt, die die spektrale Qualität bewahrt und somit eine weiterführende Nachbearbeitung der harmonischen Indikatoren für den Fehlerzustand ermöglicht. Und es klingt hervorragend.