Monitoring ground vibration

Tescia - Erschütterungsüberwachung

Schwingungen sind ein heikles Thema in vielen High-Tech-Anwendungen und -Prozessen. Zu diesen Prozessen gehören Halbleiter-F&E und -fertigung, Präzisionsmesstechnik, Laseranwendungen mit langem Strahlengang, Hochenergiephysik, medizinisch-chirurgische Apparate und einige biotechnologische Forschungsanwendungen.

Sensible Prozesse

In der Regel erfordern diese Anwendungen speziell ausgelegte Räumlichkeiten, die den Anforderungen an Heizung, Kühlung, Feuchte und Schwingungsisolierung gerecht werden. Bei Halbleitern gilt: Je kleiner sie sind, desto kritischer sind die Auswirkungen von Schwingungen. Viele Maschinen zur Halbleiterfertigung müssen inzwischen auf aktiven Plattformen zur Schwingungsisolierung aufgestellt werden, oder die Maschinen selbst verfügen über eine integrierte Schwingungsisolierung. In beiden Fällen legen die Maschinenhersteller Minimal-Schwingungskriterien für den ordnungsgemäßen Betrieb ihrer Maschinen fest.

Gebäude sind vielen Schwingungsquellen ausgesetzt – Verkehr, Bauarbeiten, Pumpen, Fußgänger, um nur einige zu nennen. Nach vielen Jahren der Forschung hat die Industrie versucht, die Physik der Bodenschwingungen und ihre Auswirkungen auf Maschinen zu verstehen. Im folgenden Diagramm sehen Sie VC-Kurven (Vibration Criterion/Criteria - Schwingungskriterien). Diese Kurven werden in Schwinggeschwindigkeit dargestellt. Für Werte von 8 Hz bis 80 Hz ist die Schwinggeschwindigkeitskurve eine flache Linie. Signale zwischen 4 Hz und 8 Hz befinden sich auf einer Linie, was auf eine konstante Beschleunigung ab 8 Hz hinweist. Diese Kurven sind allgemeine Kriterien und dienen in den meisten Fällen als Richtlinien. Für die meisten schwingungsempfindlichen Maschinen werden VC-Kurven angegeben, um einen ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen. Oft werden diese Maschinen auf Plattformen zur Schwingungsisolierung aufgestellt, für die der Plattformhersteller auch eine VC-Kurve zur Verfügung stellt, die die Plattform für den ordnungsgemäßen Betrieb der installierten Maschinen einhalten muss. Bei diesen Arten von Installationen besteht das Kurvendiagramm typischerweise aus mehr als nur zwei Linien. Die rote Linie unten ist eine typische Kurve einer Plattform zur Schwingungsisolierung, die den ordnungsgemäßen Betrieb des Geräts garantiert.

VC-Kurve

 

Erschütterungsüberwachung – eine praktische Lösung

HBK bietet seit vielen Jahren Systeme zur Überwachung von Schwingungen an. Tescia, eine neue Softwareplattform, wurde zur Überwachung und Aufzeichnung von Schwingbeschleunigung, -geschwindigkeit oder -weg entwickelt. In Verbindung mit der Datenerfassungshardware LAN-XI von HBK kann Tescia direkt an seismische Beschleunigungssensoren angebunden werden. Die Software Tescia ermöglicht die Integration oder Doppelintegration der Beschleunigung zum Erzeugen von Schwinggeschwindigkeits- und Schwingwegsignalen. Tescia erlaubt die visuelle Überwachung der Schwinggeschwindigkeit der Beschleunigungssensoren mithilfe von FFTs oder 1/n-Oktav-Anzeigen. Eine Standardmethode besteht in der Überwachung der Terz-Plots für jeden überwachten Beschleunigungssensor. Neben der visuellen Überwachung kann Tescia gleichzeitig alle Frequenzen jedes Signals überprüfen, um festzustellen, ob ihr Pegel eine Reihe von benutzerdefinierten Referenzprofilen überschreitet. Für jeden Kanal kann zum Erstellen eines Triggers ein anderes Profil und eine andere Zeit über dem Profil programmiert werden. Dies ermöglicht Dauerwarnpegel und/oder sofortige Alarmpegel, die einen Trigger erzeugen können. Trigger können verwendet werden, um E-Mails und SMS zu senden, Aufzeichnungen mit Pre-Triggern zu starten und Analysen zu erstellen. Für viele Anwendungen der Erschütterungsüberwachung werden VC-Kurven verwendet, aber häufig, zum Beispiel bei einem Schwingungsisolator, wird eine Kurve basierend auf dem auf dem Isolator angeordneten Gerät und dem Leistungsvermögen des Isolators selbst angegeben. Für Tescia ist die Überwachung dieser komplizierteren Profile kein Problem.

 

Nur eines von vielen Beispielen

Im Screenshot unten sehen Sie ein Beispiel für eine einfache VC-Überwachungskonfiguration in Tescia. Diese Tescia-Anwendung überwacht die Terzfrequenzen einer VC-Kurvenlinie im Spektrum. Wenn das Signal über die rote Linie hinaus geht, wird eine Aufzeichnung mit einem 20-Sekunden-Pretrigger gestartet und eine Bildschirmaufnahme per SMS oder E-Mail an ein Telefon oder einen Computer gesendet. Tescia kann Hunderte von Kanälen gleichzeitig überwachen, wobei jeder Kanal ein separates Überschreitungskriterium haben kann. In diesem Beispiel werden 12 Kanäle mit demselben Kriterium überwacht. Tescia gibt Benutzern Zugriff auf die aufgezeichneten Daten, während das System weiterhin jeden Kanal überwacht. Das Tescia-System muss nicht gestoppt werden, um Zugriff auf die Zeitreihen oder Frequenzbandanalyse bei Eintreten der Trigger-Ereignisse zu erhalten. Wie gezeigt, ist Tescia das perfekte Werkzeug für die bequeme, langfristige Schwingungsüberwachung und bietet Benutzern eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Analyse der Ereignisse während einer Triggerauslösung.

Floor monitoring app note 

Beispiel einer 6-Kanal-Erschütterungsüberwachung, die eine Überschreitung der Schwingungskriterien zeigt.
Der untere Teil des Screenshots zeigt den Schwingungspegel über der Zeit.

Möchten Sie mehr über Tescia erfahren?