DE19821213A1

DE19821213A1 - Anordnung und Verfahren zur Erfassung des Brummverhaltens elektromechanischer Geräte

Info

Publication number: DE19821213A1
Application number: DE1998121213
Authority: DE
Inventors: Robert Jung
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 1999-09-16

Abstract

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Erfassung der Brummgeräusche eines elektromechanischen Geräts (5) weist einen Resonanzkörper (1) zur Plazierung des Geräts (5), ein Mikrophon (2), das mit dem Resonanzkörper (1) akustisch fest gekoppelt ist, und eine dem Mikrophon (2) nachgeschaltete Auswerteschaltung (2) auf. Das Verfahren zur Erfassung der Brummgeräusche bezieht sich insbesondere auf die Weiterverarbeitungs-Schritte des Ausgangssignals am Mikrophon (2).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Erfassung der Brummgeräusche eines elektromechanisch betriebenen Geräts, das ein Magnetsystem aufweist.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Erfassung solcher Brummgeräusche.

Eine gattungsgemäße Anordnung zur Erfassung des Brummverhal tens ist bekannt, wenngleich sie nicht druckschriftlich be legbar ist. Hier wird das vom Gerät über die Luft übertragene Schallspektrum erfaßt und ausgewertet. Bei dieser Methode ist großer Aufwand erforderlich, um Fremd- bzw. Störgeräusche zu unterdrücken, die zu einer starken Verfälschung der Ergeb nisse beitragen. Eine Aussage über die eigentlichen Brummge räusche einer Vielzahl zu untersuchender Prüflinge läßt sich mit praktisch vertretbarem Aufwand nicht erreichen.

Weiterhin ist es bekannt, die für die Brummgeräusche ursäch lich maßgebenden Schwingungen des Ankers des Magnetsystems, insbesondere des mit ihm gekoppelten Kontaktträgers, mittels eines Lasers zu messen. Der Hub des Kontaktträgers ist ein Maß für die Auf- und Abbewegung des Antriebs. Allerdings kön nen schwache Brummer bei mangelnder Auflösung des Lasersy stems nicht mehr erkannt werden. Derzeitige Lasermeßmethoden sind zur Erfassung der subjektiv als leichte Brummer beur teilten Geräte nicht geeignet.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anord nung der obengenannten Art zu schaffen, die unter Einsatz eines geringen wirtschaftlichen Aufwandes eine zuverlässige Beurteilung des Brummverhaltens elektromechanisch betriebener Geräte gestattet. Weiterhin ist es die Aufgabe, derartige Brummgeräusche durch ein einfaches Verfahren zu erfassen.

Die erstgenannte Aufgabe wird durch die Merkmale gemäß An spruch 1 gelöst. Es handelt sich dabei um eine Anordnung zur Erfassung der Brummgeräusche eines elektromechanisch betrie benen Geräts, das ein Magnetsystem aufweist, mit einem Reso nanzkörper zur Plazierung des Geräts, mit einem Mikrophon, das mit dem Resonanzkörper akustisch fest gekoppelt ist und mit einer dem Mikrophon nachgeschalteten Auswerteschaltung. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Anordnung besteht, wenn die das Gerät betreibende Spannungsquelle mit einer von der Betriebsfrequenz des Geräts abweichenden Frequenz betreibbar ist.

Zur Lösung der weiteren Aufgabe wird ein Verfahren mit fol genden Merkmalen vorgeschlagen. Das elektromechanisch betrie bene Gerät ist im erregten Zustand des Magnetsystems auf einem Resonanzkörper plaziert. Die vom geschlossenen Magnet system herrührenden, auf den Resonanzkörper übertragenen Schwingungen werden durch ein mit diesem akustisch festge koppeltes Mikrophon aufgenommen und in einer diesem nachge schalteten Auswerteschaltung ausgewertet, wobei das am Aus gang des Mikrophons anstehende Analogsignal zunächst einer Frequenzanalyse unterzogen wird, dann die Amplituden relevan ter Frequenzen ausgewählt werden und diese nachfolgend bewer tet bzw. gewichtet werden. Durch Vergleich des hieraus resul tierenden Wertes mit einem Grenzwert wird eine Aussage und Anzeige über das Brummverhalten des betreffenden Prüflings abgeleitet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an hand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Meßanordnung zur Beurteilung des Brumm verhaltens elektromagnetisch betriebener Geräte. Die Meßan ordnung besteht im wesentlichen aus einem Resonanzkörper 1, z. B. eine Resonanzplatte, einem Mikrophon 2 und einer Auswer teschaltung 3. Das Mikrophon 2 ist mit dem Resonanzkörper 1 innig verbunden, d. h. zwischen ihnen besteht eine feste aku stische Kopplung. Der Prüfling, d. h. das von einer Spannungs quelle 4 elektromechanisch betriebene Gerät 5 ist zur Messung der Brummgeräusche auf dem Resonanzkörper 1 plaziert.

Die hörbaren Schallfrequenzen eines als Brummer identifizier ten Geräts 5 sind stets die doppelten, ganzzahligen Vielfa chen der Erregerfrequenz. Für eine Betriebsfrequenz von 50 Hz ergeben sich somit Schallfrequenzen von 100 Hz, 200 Hz, 300 Hz usw. Die beschriebene Meßanordnung funktioniert fol gendermaßen: Durch die Spannungsquelle 4 wird das Magnet system des Prüflings erregt und geht in die Schließstellung über, in der das für Brummgeräusche maßgebende Schwingverhal ten auftreten kann. Dieses Schwingverhalten wird über den Resonanzkörper 1 in das Mikrophon 2 eingekoppelt, in dem die akustischen Signale in elektrische Signale umgewandelt wer den. Die am Ausgang des Mikrophons 2 anstehenden elektrischen Signale werden in der nachgeschalteten Auswerteschaltung 3 ausgewertet. Dabei ist wichtig, daß ein mit 50 Hz Betriebs frequenz arbeitendes Gerät selbstverständlich auch bei ande ren Anregefrequenzen der Versorgungsspannung 4, z. B. auch bei 40 Hz oder 60 Hz brummt. Somit ergibt sich die Möglichkeit, ohne Einsatz aufwendiger Filterverfahren den Einfluß von Umgebungsgeräuschen auszuschließen, die von anderen mit 50 Hz Betriebsfrequenz betriebenen Geräten stammen. Das Gerät 5 wird vorzugsweise durch eine Spannungsquelle mit variabler Frequenz betrieben, d. h. einer von der hauptsächlich in der Umgebung vorkommenden Betriebsfrequenz abweichenden Frequenz.

Die am Ausgang des Mikrophons 2 anstehenden elektrischen Ana logsignale werden zunächst in der Auswerteschaltung von einem Verstärker 6 verstärkt und danach einem Analog-Digital-Wand ler 7 zugeführt. Die hier erzeugten Digitalsignale werden an schließend einer Fast-Fourier-Transformation 8 unterzogen, die als Ergebnis die Amplitudenverteilung über das gesamte Frequenzspektrum wiedergibt. Davon werden in einem weiteren Schritt gemäß Block 9 die Amplituden bei bestimmten relevan ten Frequenzen herausgefiltert und diese in dem darauf folgen den Block 10 einer Bewertung bzw. Gewichtung unterzogen. Als Ergebnis kann z. B. der Mittelwert der gewichteten Amplituden im nachfolgenden Block 11 angezeigt werden. Davon abhängig wird durch Vergleich mit einem Schwellwert im Block 12 abge leitet, ob es sich bei dem vorliegenden Prüfling um einen mehr oder weniger starken Brummer handelt. Dies wird im abschließenden Block 13 zur Anzeige gebracht.

Um Störgeräusche durch Geräte mit gleicher Betriebsfrequenz in der Umgebung auszuschalten, kann die oben beschriebene Messung zunächst ohne Zuschaltung der Spannungsversorgung 4 erfolgen, so daß mit der Meßanordnung die hierauf einwirken den Fremdgeräusche ausschließlich erfaßt werden. Die bei die ser Messung sich ergebenden Werte nach der Fast-Fourier- Transformation in Block 8 werden zur Auswertung dem Block 14 zugeführt. Sind die Störgeräusche nennenswert, so wird über den Block 15 ein Signal an die Spannungsquelle 4 zum Betrieb mit einer von der Betriebsfrequenz abweichenden Frequenz ge geben.

Das vorliegend angewendete Verfahren zur Erfassung des Brumm verhaltens von elektromechanischen Geräten besteht im wesent lichen aus folgenden Schritten. Nach Plazierung des elektro mechanischen Geräts 5 auf dem Resonanzkörper 1 werden die vom Magnetsystem in Schließstellung herrührenden Schwingungen vom Gerät 5 über den Resonanzkörper 1 auf das mit diesem aku stisch festgekoppelten Mikrophon 2 übertragen. Die hier umge wandelten elektrischen Analogsignale werden in der Auswerte schaltung 3 in oben beschriebener Weise weiterverarbeitet und ausgewertet.

Durch Betreiben mit einer von der Betriebsfrequenz, z. B. 50 Hz, abweichenden Frequenz lassen sich Störgeräusche durch andere, mit dieser Betriebsfrequenz arbeitende Geräte in der näheren Umgebung ausschalten. Zudem wird durch Benutzen einer Resonanzplatte 1 erreicht, daß lediglich die relevanten Brummgeräusche zur Erfassung und Auswertung gelangen. Mit der Auswerteschaltung 3 werden lediglich die für das Brummverhal ten relevanten Schallfrequenzen ausgefiltert und bewertet.

Claims

1. Anordnung zur Erfassung der Brummgeräusche eines elek tromechanisch betriebenen Geräts (5), das ein Magnetsystem aufweist, mit einem Resonanzkörper (1) zur Plazierung des Ge räts (5), mit einem Mikrophon (2), das mit dem Resonanzkörper (1) akustisch fest gekoppelt ist und mit einer dem Mikrophon (2) nachgeschalteten Auswerteschaltung (3).

2. Verfahren zur Erfassung der Brummgeräusche eines elek tromechanisch betriebenen Geräts, das ein Magnetsystem auf weist, mit folgenden Schritten:

a) das elektromechanisch betriebene Gerät ist im erregten Zustand des Magnetsystems auf einem Resonanzkörper (1) plaziert,
b) die vom geschlossenen Magnetsystem auf dem Resonanzkörper (1) übertragenen Schwingungen werden durch ein mit diesem akustisch festgekoppeltes Mikrophon (2) aufgenommen,
c) in einer dem Mikrophon (2) nachgeschalteten Auswerteschal tung (3) werden die empfangenen Schwingungen ausgewertet, wobei das am Ausgang des Mikrophons (2) anstehende Analog signal zunächst einer Frequenzanalyse unterzogen wird,
d) die Amplituden relevanter Frequenzen werden dann ausge wählt und nachfolgend bewertet bzw. gewichtet und
e) durch Vergleich des hieraus resultierendes Wertes mit einem Grenzwert wird eine Aussage und Anzeige über das Brummverhalten des betreffenden Prüflings abgeleitet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Erregung des Magnetsystems mit einer von der Betriebsfrequenz des Geräts (5) abweichenden Frequenz erfolgt.