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Spectrum Systementwicklung

LXI-Mehrkanal-Digitizer in der Box

4. Dezember 2014, 15:44 Uhr | Nicole Wörner

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Fortsetzung des Artikels von Teil 4

Praxisbeispiel: Luftkompressor

In einer Anwendung sollte geklärt werden, warum das Geräusch eines kleinen Luftkompressors als zu laut und unangenehm empfunden wurde, sobald er ohne Gehäuse betrieben wurde. Dazu wurde zunächst eine digitizerNETBOX DN2.496-04 (vier Kanäle, 16 Bit, 60 MSample/s) mit einem LAN verbunden – Gerätetreiber, das Spectrum Control Center und die Software SBench 6 sind bereits standardmäßig vorinstalliert, und über die Discovery-Funktion des Control Centers erkennt das System automatisch die digitizerNETBOX-Geräte, die am Netzwerk des Computers angeschlossen sind.

Nun wurde der Luftkompressor zusammen mit der digitizerNETBOX in einem separaten Raum aufgestellt. Der Anschluss erfolgte per LAN, und die Messung wurde mithilfe der SBench 6 per Fernzugriff gesteuert. Der Kompressor wurde mit einem Druckwandler, einem Beschleunigungssensor und einem Messmikrofon versehen, die wiederum an entsprechende Stromversorgungen und die digitizerNETBOX angeschlossen wurden. Als Empfindlichkeiten wurden beim Druckwandler 100 mV/psi, beim Beschleunigungssensor 10 mV/G und beim Mikrofon 42 mV/Pa festgelegt. Auf dieser Grundlage wurde SBench 6 so programmiert, dass Druck- und Schalldruckwerte in Pascal und die Beschleunigung in G ausgegeben wurden.

Bild 3 zeigt das Ergebnis einer Messung aller drei Parameter am Kompressor mit geschlossener Auslassöffnung. In diesem Zustand lässt sich der maximal verfügbare Druck messen. Das Triggersignal für die digitizerNETBOX wurde mit Ansteigen des Drucks ausgelöst, das im Kanal mit der Bezeichnung »Pressure« im oberen Diagramm der Anzeige dargestellt ist. Direkt darunter ist im Kanal mit der Bezeichnung »Acceleration« der Wert für die vertikale Beschleunigung zu sehen. Die Wellenform ganz unten spiegelt die Schwankungen des Schalldruckpegels wider.

Der Trigger für die Messung löste bei Überschreiten eines Drucks von 13,7 kPa aus. Die Auslassöffnung wurde eine Sekunde lang geschlossen, der aufgezeichnete Spitzendruck lag bei 52,7 kPa, gemessen mit der Messwertberechnungsfunktion von SBench 6. Solange die Auslassöffnung geschlossen war, verstärkten sich die Schwingungen mit einer maximalen, nach unten gerichteten Beschleunigung von 3 G. Auch dieser Wert wurde mit SBench 6 im Abgleich mit dem minimalen Parameterwert auf dem Kanal für die vertikale Beschleunigung ausgelesen. Der Schalldruckpegel blieb relativ unverändert – er änderte sich beim Schließen und erneut beim späteren Öffnen der Auslassöffnung. Der Schalldruck nahm das Geräusch des Ventils auf, mit dessen Hilfe die Öffnung geschlossen wurde. Für den effektiven Geräuschpegel wurde ein Wert (rms) von 321 mPa aufgezeichnet. Dieser Wert erklärt nun also, warum das Geräusch als unangenehm empfunden wird, wenn der Kompressor ohne Gehäuse betrieben wird.