Akustik görüntüleme sistemi Scan&Paint 2D, karmaşık makinelerin anormal davranışlarının vibroakustik imzalarını değerlendirerek tespit edilmesini sağlayan bir ölçüm aracıdır. Bu ölçüm sistemi çözümü, bir geminin motoru tarafından yayılan parçacık hızı ve ses basıncı gibi akustik değerlerin görselleştirilmesine dayanıyor. Akustik görüntüleme, olası anormal davranışların yanısıra birincil ses kaynaklarının yerini ortaya çıkardığı gösterilmiştir. Bu örnek çalışma, gemi motorlarının gürültü tespiti ve sorunlarının giderilmesi için Scan&Paint 2D’nin kullanılmasının mümkün olduğunu göstermektedir.
Alıntı:
– Rodriguez Rodriguez, F. J. et. al., “Usage of the advanced acoustic equipment Scan&Paint for the maintenance of the Spanish Navy” in Proceeding of VII Congreso Nacional de I+D en Defensa y Seguridad, 2019.
– Implementation of Reliability-Centered Maintenance (RCM) strategies in boat engines. Published by Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar 2019, Francisco José Asensio Viseras, BSc Thesis.
– Predictive maintenance protocol for the Spanish Navy fleet using advanced acoustic software. Published by Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar 2019, Mariano Ramis Pasqual de Riquelme, BSc Thesis.
Talepler:
– Yankılı bir ortamda gürültülü yapıların tanımlanması
– Çoklu çalışma koşullarını yerinde karakterize edilmesi
– Hızlı, hassas ve güvenilir bir analiz
– Düşük frekanslı ses kaynaklarının konum tespiti
Hedef:
– Bir geminin motorunun akustik yayınım karakterizasyonu
KESTİRİMCİ BAKIM
Bakım, optimum verimlilik ve performans için bir makineyi veya cihazı sürekli olarak en iyi durumda tutmak için gereken tüm işlemleri içerir. Bakım faaliyetlerine yatırım yapma eğilimi giderek artmakta ve sistemin olası arızaları veya arızalarından kaynaklanan uzun vadeli kayıpları azaltmaktadır. Endüstride uygulanan üç bakım felsefesinde, deneysel testlere dayalı sistem performans eğilimlerini analiz etmek ve daha sonra elde edilen verilerle ilişkili olası hataları tahmin etmek için kestirimci bakım kullanılır. Çalışma, bir gemi motorunun vibro-akustik imzasındaki değişikliklerde yer alan ana mekanik elemanları daha iyi anlamak için farklı çalışma koşullarında çoklu motor bileşeninin yayılan sesini değerlendirir.
GÜRÜLTÜ GÖRÜNTÜLEME: SCAN&PAINT 2D
Gürültü alanı, bir P-U probunu gemi motorunun yanında manuel olarak hareket ettirirken olayı bir kamera ile kayıt alarak Scan & Paint 2D ile ölçülmüştür. Sensör konumu, videoya otomatik renk algılama uygulanarak izlenir. Büyük bir alanda akustik varyasyonlar, alınan sinyallerin bölümlere ayrılmasıyla belirlenebilir. Ses basıncı, akustik parçacık hızı ve ses yoğunluğunun ortaya çıkan renk haritaları daha sonra arka plan görüntüsü üzerinde görüntülenir ve ses uzamsal dağılımının görsel bir temsilini elde eder.
MOTOR ODASINDA TEST KURULUMU
Tüm ölçümler İspanyol Deniz Harp Okulu Öğretim Gemisinde alındı. Analiz için ana motora odaklanıldı: Caterpillar C-18. Ölçümler iki farklı koşulda yapıldı: yanaşma ve seyir. Her iki durumda da 6 silindirli motor, sonuçları karşılaştırmak için 600 RPM’de çalışmaya devam etti. Ayrıca, düşük frekanslı gürültüyü daha ileri analiz etmek için gemi rıhtıma yanaştığında, rölanti koşullarında ek ölçümler yapıldı.
SEYİR GÜRÜLTÜSÜ vs. YANAŞMA GÜRÜLTÜSÜ
Seyir sırasında, yanma ve yanma işlemi sırasında oluşan kuvvetler motor sıcaklığını yükseltir, metal bileşenlerin genleşmesine neden olur, mekanik boşlukları azaltır. Sonuç olarak, akustik radyasyon önemli ölçüde artar.
Mekansal olarak ortalama güç spektrumları orta ve yüksek frekanslarda önemli ölçüde daha yüksek geniş bant gürültüsü gösterir. Ayrıca, düşük frekanslı gürültüye esas olarak baskın motor orderları neden olur. Birinci motor bileşeninin (3. order, 30 Hz) her iki ölçümde de benzer olduğu, 6. order (60 Hz) seyir sırasında çok daha yüksek olduğu görülmektedir. Bu, muhtemelen daha yüksek sürtünme kuvvetlerinin neden olduğu her hareket döngüsü tarafından üretilen gürültünün arttığını gösterebilir.
Parçacık hızının gürültü görüntüleme sonuçları, valf kapağının ve eksantrik milinin, çalışma koşullarına (önden ve yandan görünüm) bağlı olarak farklı unsurlar vurgulanmış olarak 100 Hz’in altındaki birincil gürültü radyasyonu kaynakları olduğunu ortaya koymaktadır. Öte yandan, hava giriş türbini (sağ alt resim) düşük frekanslar için kenetlendiğinde baskın uyarım kaynağı haline gelir.
DÜŞÜK FREKANSLARDA SES GÖRSELLEŞTİRME
Doğrudan ses haritalamasına dayanan ses görselleştirme, çok düşük frekanslarda bile farklı çalışma koşullarında motorun en gürültülü elemanlarının tanımlanmasını sağlar.
Burada bulunan sonuçlar, motor rıhtımda rölantide çalıştırıldığında birden fazla düşük frekans bandı için ana tahrik alanlarını tanımlar. Bu durumda, hava kolektör sistemi yine ilk sesli banttaki (20 Hz ila 45 Hz) baskın uyarım kaynağıdır.
Valf kapağı, 50 Hz ila 70 Hz arasındaki ana uyarma kaynağı olarak vurgulanır. Ek olarak, 110 Hz ve 200 Hz arasında, hem valf kapağı hem de birkaç krank gövdesi soğutma elemanının monte edildiği silindir alanı benzer tharik seviyelerine sahiptir.
SONUÇ
Scan & Paint 2D ile elde edilen akustik görüntüleme sonuçları, bir geminin motorunun en yüksek akustik uyarımı olan bileşenlerinin tanımlanmasını sağlar. Zorlu ortama rağmen (oldukça yansıtıcı yüzeylere sahip bir odada karmaşık makineler), baskın tahrik kaynaklarını 20 Hz’e kadar bile yerini belirlemek mümkün oldu. Ayrıca, motorun operasyonel vibro-akustik davranışı, hem seyir hem de yanaşma sırasında kestirimci bakım prosedürlerini izlemek ve uygulamak için anahtar alanları seçmede kullanılabilecek bilgiler ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Gelecekteki çalışmalar, askeri amaçlar için taktiksel bir avantaj elde etmek amacıyla gemi içindeki ana gürültü kaynaklarının daha fazla analiz edilmesine odaklanabilir.
Uygulama hakkında sorularınız için DTA Mühendislik Test Bölümü mühendisleriyle iletişime geçebilirsiniz.