Akustické kamery pro prediktivní údržbu

Rádi bychom Vám představili nejzajímavější prvky z této oblasti.

Akustické kamery

Akustickými kamerami se obvykle nazývají sestavy složené z většího množství jednotlivých senzorů (mikrofonů) doplněných o vizuální kameru, přičemž signály / záznam z obou zdrojů je následně překryt a je vytvořena akustická mapa na pozadí viditelného snímku. Takové řešení umožňuje nejen přehled o zdrojích signálu a jejich umístění, tzn jejich lokalizaci, ale i výrazné usnadnění prezentace výsledku.

Mobilní systémy

Pokud se jedná o požadavky na pochůzkovou kontrolu, můžeme mezi vhodné aplikace zahrnout následující jevy:

• Mechanické tření
• Výbojová aktivita
• Úniky stlačeného vzduchu

Podmínkou je vždy mobilita řešení, umožňující právě snadnou přemístitelnost, respektive flexibilitu příslušného pracovníka při vyhledání poruchových jevů a tím snadnou kontrolu širokého spektra a množství prvků. V následujících částech budou popsány aplikace na detekci výbojové aktivity a úniky stlačeného vzduchu.

Příkladem takového řešení být kamery firmy NL Acoustics. NL Acoustics je finskou firmou specializující se právě na oblast akustické emise. Výrobky NL Acoustics můžete nalézt i pod označením jiných výrobců, nicméně se vždy jedná o modely generačně starší, například s nižším frekvenčním rozsahem, vyžadující připojení napájecí baterie kabelem či s jinak omezenou funkčností. Aktuální generace je distribuována výhradně pod označením NL Acoustics.
Některé z jejích aplikací jsou popsány v následujících částech.

Detekce výbojové aktivity

Detekce výbojové aktivity, respektive částečných výbojů, umožňuje detekovat prvky, u nichž dochází k tvorbě tohoto jevu. Jedná se hlavně o následující příčiny:

• Selhání izolačního systému
• Přetěžování izolačního systému
• Chyba v konstrukčním návrhu prvku
• Nedostatky při výrobě nebo instalaci

Samotná detekce jevu nemusí být dostačující pro určení jeho podstaty, proto je vizuální informaci vhodné doplnit o rozložení výbojové aktivity vůči periodě excitačního zdroje (obvykle napětí), průběh signálu, FFT analýzu, případně analýzu spektra signálu.
Na předchozí skupině obrázků je uveden příklad výbojové aktivity mezi komponenty včetně rozložení aktivity vůči sinusovému průběhu signálu. Podstatná není pouze intenzita jevu (v tomto případě vyjádřená v dB), ale právě průběh detekovaného signálu. Jev je automatizovaně vyhodnocen expertním systémem, což je unikátní vlastností řešení. Stejně tak i detail fázového rozložení výbojové aktivity přímo na displeji kamery (výřez detailu displeje), což umožňuje obsluze určit příčinu přímo v terénu.
Pro určení typu poruchy je též možno použít obdobnou formu vyjádření závislosti výbojové aktivity na průběhu signálu, Lissajousovy charakteristiky.

Platí, že i když jsou tyto charakteristiky obvykle používány pouze pro metody, při nichž je detekce výbojové aktivity prováděna na elektrickém principu, je možno je s úspěchem použít i pro detekci akustickou. Na základě těchto charakteristik je tedy možno poměrně spolehlivě usoudit na charakter a příčinu jevu a tím i nad možným rozsahem nápravných opatření. Stejně tak důležité je frekvenční rozložení odezvy daného signálu.
Detekci výbojů je možno provádět nejen na venkovních prvcích distribuce a přenosu elektrické energie (AIS), ale i na prvcích vn, jako jsou rozváděče, kabely (povrchové jevy), ale například i vinutí elektrických strojů, jako jsou motory, či generátory, viz obrázku 3.
V tomto případě se jedná o ukázku z napěťové zkoušky generátoru s naprosto jednoznačnou lokalizací místa vzniku výbojové aktivity, na horní straně statorových tyčí. Takovéto měření (platí přeneseně nejen pro vinutí generátorů, ale též motory) umožní určit místa, v nichž je například zeslabena protikoronová ochrana, ať již degradací, či nedodrženými technologickými postupy, případně jevy způsobené propojením jednotlivých statorových tyčí. Za povšimnutí stojí též frekvenční průběh signálu (FFT analýza) a automatizované vyhodnocení příčiny jevu, tzn povrchové nebo interní výboje. Tento expertní modul výrazně usnadňuje určení vlastní podstaty jevu a odlišení od jiných příčin.
Mezi přednosti v porovnání s obdobnými metodami patří nejen jednoznačné určení místa, ale současně i kvantifikace jevu, zachycení průběhu signálu pro následnou analýzu, ale současně i schopnost detekovat nejenom induktivní, ale i kapacitní výboje.

Detekce netěsností tlakových rozvodů

V případě tlakových rozvodů se jedná o klasickou aplikaci v oblasti prediktivní údržby. Některé zdroje uvádějí obvyklé ztráty v tlakových rozvodech (například stlačený vzduch) v rozmezí 15-30 %. Tyto ztráty mají za následek nejenom nadměrný provoz kompresorů (spojených se zvýšenou spotřebou), ale i jejich zvýšené opotřebení a nadměrné spotřebovávání zbytkové životnosti. Současně je možno brát v potaz i snížení tlaku v soustavě, případně jeho nedostatečnou úroveň v místě upotřebení.
S netěsnostmi se můžeme setkat nejenom na ventilech či spojkách vedení, ale v některých případech i s netěsnostmi materiálu rozvodu jako takového, i když tyto případy jsou méně časté, než právě zmiňované spojky a ventily. Ukázka detekce úniku je na obrázku 4.
V tomto případě je možno nejenom jednoznačně lokalizovat místo úniku, ale současně, po zadání vzdálenosti mezi akustickou kamerou a lokalizovaným místem, kvantifikovat množství vzduchu unikajícího netěsností, ale po zadání jednotkových cen i finančně ocenit každý jednotlivý únik. Stejně jako v případě částečných výbojů je možno provést detailní analýzu průběhu akustického signálu, ať již pomocí časového průběhu, FFT či analýzy spektra signálu. Za hlavní přínos je ale možno považovat přesnou lokalizaci úniku a jeho kvantifikaci, což umožňuje managementu rozhodnout o efektivním nasazení nápravných opatření včetně určení jejich priorit. Současně nelze opominout extrémně krátkou návratnost investice do tohoto zařízení a jednoznačnou kvantifikaci (objemovou i finanční) nalezených netěsností.

NL Acoustics vyrábí kamery ve dvou řadách:

NL Acoustics ve verzích pro úniky stlačených médií (vzduch, různé plyny, podtlakové systémy), ve verzi pro detekci a určení druhu částečného výboje či obě funkčnosti společně v rámci jednoho zařízení. Aktuální novinkou je kamera LF10 optimalizovaná na úniky stlačeného vzduchu, široké spektrum plynů a podtlakové systémy. Zachovává si užitné vlastnosti standardních kamer NL Acoustics a je navíc rozšířena o automatické měření vzdálenosti místa úniku (pro spolehlivější kvantifikaci) a automatickou volbu frekvenčních filtrů.

Unikátní vlastnosti kamer NL Acoustics

• Kompaktní rozměry a nízká hmotnost
• 124 vysoce citlivých mikrofonů
• Fázové rozložení výbojové aktivity přímo na displeji
• Objemová i finanční kvantifikace úniku vzduch přímo na displeji
• Velmi dobře použitelné i na detekci netěsností podtlakových systémů či jiných druhů stlačených plynů
• Automatické měření vzdálenosti místa úniku pro kvantifikaci (LF10)
• Automatické přepínání filtrů (LF10)
• Intuitivní ovládání
• Expertní vyhodnocovací systém nejenom v „cloud“ verzi software, ale i v PC verzi.
• TMVSS je firma s dlouhodobými zkušenostmi s desítkami referencí v ČR a SR
• NL Acoustics je skutečným výrobcem zařízení

Shrnutí

Společnost “TMV SS“ je schopna nabídnout měřící techniku dle požadavků zákazníka na konkrétní aplikaci. Samozřejmostí je předvedení techniky vyškolenými odborníky u Vás či na smluveném místě. Po zakoupení kamery probíhá zaškolení uživatelů, ve vlastním školicím středisku, u Vás či v terénu, stálou zákaznickou podporu a uživatelským Hot-line. Společně s tímto poskytujeme akreditovaná školení a zprostředkováni kontaktů se špičkami v oboru. Mezi další služby patří záruční a pozáruční servis, akreditovaná kalibrace ISO 17025, nebo např. možnost zapůjčení náhradního přístroje po dobu opravy apod.
Veškeré popisované zařízení je samozřejmě možno vyzkoušet či předvést ve vašem prostředí a aplikacích.
Rádi Vám nabídneme i řešení v oblasti termografie pro R&D aplikace či postupy nedestruktivního zkoušení (IR NDT) či aktivní termografie, jak pro laboratorní aplikace, tak trvalého monitoring výrobních procesů.

“TMV SS“ spol. s r.o.
Studánkova 395, 149 00, Praha 4
Tel.: +420 272 942 720
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
www.tmvss.cz