Die Akustische Kamera im Einsatz bei Umweltlärmanalysen und schweren Maschinen

Freifeldmessung eines Kohletagebaus

Eine der Herausforderungen im Bereich der Freifeldmessungen ist der Transport der Ausrüstung zum Ort der Messung. Außerdem muss das System in der Lage sein, eine Messung über große Entfernungen durchzuführen, ohne dabei die Komplexität des Objekts zu vernachlässigen.

Die Akustische Kamera kann als autarkes System die Zeit und die Frequenz von breit- und schmalbandigen Emissionen lokalisieren und analysieren.

In diesem Fall wurde die Messung der Lärmemissionen eines Schaufelbaggers in einem Kohlebergwerk durchgeführt, um die Lärmbelästigung in einem nahe gelegenen Dorf zu verringern.

Verwendetes System

Mikrofonarray Star48 AC Pro

  • 48 Mikrofone
  • 3.4 m Durchmesser
  • Aluminium-Array-Struktur 
  • Dynamik der Mikrofone: 35 dB -130 dB
  • Empfohlene Abbildungsfrequenzen: 100 Hz - 13 kHz
  • Typische Messentfernung: 7 m - 500 m

Datenrekorder mcdRec

  • 192 kHz Abtastfrequenz
  • 48 bis 168 Kanäle pro 10-Zoll-Rack (24 Kanäle pro Messkarte)
  • Ethernet-Schnittstelle > hoch
  • Übertragungsrate > 80 MByte/s, netzwerktauglich
  • Digitale Karte mit 12 zusätzlichen Kanälen zur Aufzeichnung von Drehzahl, Drehwinkel, Umkehrpunkt etc.
  • Integrierter PC mit Windows XP Embedded

Software

NoiseImage 4: Spektralanalyse , Akustischer Film

Stromversorgung

Die mobile Stromversorgung Slim MPS ermöglicht den unabhängigen Betrieb der Akustischen Kamera für bis zu 4 Stunden.

Messung

Messaufgabe

Akustische Analyse von großen Objekten im freien Feld während des Betriebs.

Messobjekt

Schaufelradbagger eines Kohletagebaus.

Messaufbau

Um bei der ersten Messung den gesamten Tagebaubagger zu erfassen, wurde die Akustische Kamera in 150 m Entfernung von der Lärmquelle aufgestellt. Um eine Nahaufnahme des Auslegers zu bekommen, wurde eine zweite Messung durchgeführt. Dazu wurde die Akustische Kamera in 100 m Entfernung aufgestellt.

Für eine detaillierte Analyse der Oberseite des Auslegers wurde eine dritte Messung durchgeführt. Die gesamte Messung und die Hauptanalyse wurden innerhalb von 3 Stunden direkt auf dem Bergbaugelände durchgeführt.

Als Stromversorgung wurde eine tragbare Hochleistungsbatterie verwendet, die einen Dauerbetrieb von mehr als 4 Stunden ermöglichte.
Alle Daten wurden mit einem A-Bewertungsfilter behandelt, um die Hintergrundgeräusche zu minimieren, die durch Wind und andere Maschinen in der Nähe des Tagebaus entstehen.

Ergebnisse

Bei der ersten Messung wurde das Kraftwerk als die lauteste Quelle identifiziert. Die zweitstärkste Quelle wurde bei der zweiten Messung am Ausleger des Bohrturms erkannt. Die Messung zeigt die Hauptemissionen an der Umlenkung an der Spitze des Auslegers und einige Reflexionen am Boden, die ebenfalls zum Gesamtlärmpegel im Tagebau beitragen.

Die dritte Messung auf der Arbeitsebene des Auslegers ergab, dass ein breitbandiges Rasseln durch die Führungen der Schaufeln beim Auffahren auf den Führungsblock direkt unter der Umlenkung verursacht wird. Dieses Phänomen ist im Spektrogramm zu erkennen. Die detaillierte Analyse des breitbandigen Rasselns wird aus den markierten Bereichen des Spektrogramms berechnet.

Die zeit- und frequenzselektive Filterung ermöglicht auch die Analyse der Quietschgeräusche, die um 900 Hz auftreten. Die Quellen dieser Emissionen sind die Schaufeln selbst, die kurz nach dem Drehen an der Umlenkung quietschen.