Współczesna diagnostyka konstrukcji mechanicznych, budowlanych i akustycznych wymaga coraz bardziej efektywnych i precyzyjnych metod pomiarowych. W odpowiedzi na te potrzeby firma gfai tech opracowała WaveCam – optyczny system analizy drgań oparty na technologii motion magnification, umożliwiający pełnopowierzchniowy, bezkontaktowy pomiar dynamicznych deformacji konstrukcji.
OPIS SYSTEMU
WaveCam wykorzystuje zarejestrowane nagrania wideo do analizy mikrodrgań w badanym obiekcie. Dzięki specjalistycznym algorytmom analizy obrazu każdy piksel traktowany jest jako niezależny czujnik przemieszczenia. Zakres analizowanych częstotliwości zależny jest od liczby klatek na sekundę zastosowanej kamery (frame rate), co pozwala na elastyczne dostosowanie parametrów pomiaru do konkretnego zastosowania.
Zalety systemu:
- Znaczne skrócenie czasu pomiarów w porównaniu do klasycznych metod punktowych
- Brak konieczności stosowania czujników przewodowych – szczególnie istotne w trudno dostępnych miejscach lub podczas testów w ruchu
- Możliwość analizy jednoczesnej dużej liczby punktów pomiarowych (kilkaset tysięcy)
- Czytelna wizualizacja wyników – możliwość generowania map przemieszczeń, kształtów drgań własnych, widm częstotliwości oraz animacji w czasie rzeczywistym
TEST SYSTEMU WaveCam
W ramach testu systemu WaveCam przeprowadzono test na belce, której jeden koniec został sztywno zamocowany do wzbudnika drgań, a na drugim, swobodnym, zamocowano akcelerometr, który pozwoli zweryfikować wyniki testu oprogramowania. Jako wzbudzenie zastosowano sygnał random w zakresie częstotliwości od 30 Hz do 1000 Hz. Pomiar został wykonany przy użyciu szybkiej kamery rejestrującej obraz z prędkością 2100 fps.

Klatka z nagrania drgającej belki
Rejestrowane wideo przetworzono za pomocą systemu WaveCam, który umożliwił analizę dynamicznego zachowania belki. Jako wynik analizy otrzymano szereg częstotliwości rezonansowych oraz postaci drgań. Poniżej zaprezentowano pierwsze trzy mody belki.

Pierwsza postać drgań – 40 Hz

Druga postać drgań – 53 Hz

Trzecia postać drgań – 112 Hz
Akcelerometr przymocowany do belki pozwolił na zweryfikowanie działania oprogramowania Wave Cam. Analizując poniższy zapis drgań w dziedzinie częstotliwości można stwierdzić, że obie metody pozwoliły na otrzymanie zbieżnych wyników.

Drgania belki zarejestrowane przez akcelerometr
PODSUMOWANIE
WaveCam firmy gfai tech stanowi zaawansowane narzędzie dla inżynierów zajmujących się analizą dynamiczną konstrukcji. Dzięki swojej bezkontaktowej naturze, wysokiej rozdzielczości pomiarowej oraz elastyczności zastosowania WaveCam umożliwia szybką i dokładną diagnozę układów mechanicznych – bez konieczności ingerencji w obiekt pomiarowy.
Autor: Julian Osuch [EC TEST Systems]
Jeśli jesteś zainteresowany realizacją kontroli testów jakości podczas produkcji, zachęcamy do kontaktu z firmą EC TEST Systems, która oferuje kompleksowe wsparcie w całym procesie wdrożenia systemu Simcenter Anovis