Optische Schwingungsanalyse mit Motion Magnification, wie funktioniert sie?

In der Schwingungsanalyse sind optische Messverfahren (bspw. Laser-Doppler-Vibrometrie oder Digital Image Correlation) seit Jahren etabliert und für bestimmte Anwendungen nicht mehr wegzudenken. Vergleichsweise neu ist die Motion-Magnification-Technologie, die auch in der Software WaveCam zum Einsatz kommt. Diese erlaubt die Durchführung der komplexen Schwingungsanalysen bereits aus einem einzelnen Highspeed-Video, das mit einer Kamera oder einem Smartphone aufgenommen wurde (Workflow in Abb. 1).

Der optische Fluss beschreibt die Bewegung, die sich aus den sich ändernden Pixelintensitäten in einer Videosequenz ableitet. Er lässt sich als zeitabhängiges Geschwindigkeitsfeld von Objektpunkten in der Bildebene der Kamera formulieren. Diese Verfolgung der Pixelbewegung bietet ein einfaches berührungsloses und flächendeckendes Messverfahren, mit dem sich Hunderttausende von Punkten gleichzeitig analysieren lassen (Abb. 2).

Mit den Zeitkanälen der einzelnen Pixelbereiche (optische Sensoren) können umfangreiche Betriebsschwingungsanalysen (Operational Deflection Shapes, ODS) im Frequenz- und Zeitbereich durchgeführt werden, auch für transiente Ereignisse, und das bereits mit einem einzelnen Video. So können sowohl einzelne Bauteile als auch komplexe Strukturen effizient untersucht werden.