ArLeOr

Arraybasiertes Leckage-Ortungssystem

Zielstellung des Projektes

Zielstellung des Vorhabens „ArLeOr“ war die Entwicklung eines neuartigen, mobilen und handführbaren arraybasierten Kartierungssystems auf Basis moderner MEMS-Technologien, dass eine gegenüber dem beim Antragsteller bereits existierenden System („Mikado“) erweiterte obere Nutzsignalfrequenz sowie ein deutlich reduziertes Gesamtgewicht aufweist. Neben der vorgesehenen Anwendbarkeit zur Ortung akustischer Leckagen in industriellen Druckluftsystemen ist auch die lokale Aufzeichnung und spätere externe Analyse der erfassten Zeitdaten für statistisch instationäre Vorgänge (z.B. Funkenüberschläge / Teilentladungen in Hochspannungsanlagen) vorgesehen. Anwendernutzen der Vorhabensresultate wird vorrangig in einem erheblichen Potenzial für Energie- und Kosteneinsparungen (Auffinden und Beseitigen von Leckagen) liegen.

Layoutentwurf der neuen Arrayplatine, die Abtastrate der MEMS-Sensoren wurde auf 192 kHz erhöht.
CAD-Darstellung der gewichtsoptimierten Gehäusestruktur.

Projektergebnisse

Im Projekt waren mehrere Teilaufgaben zu bearbeiten. Erstens war es notwendig, eine neue und auf relativ ressourcenschwachen Mobilgeräten gut einsetzbare Softwarebasis für das akustische Kartierungssystem zu schaffen. Hier wurde eine überarbeitete, für den Einsatz auf einem windowsbasierten Tablet-Computer optimierte und verschlankte Softwareversion („NoiseImage mobile“) geschaffen, mit der eine Echtzeitkartierung und vereinfachte Bedienung möglich ist. Zweitens wurden umfangreiche Messungen und Elektronikentwicklungen zum Einsatz von MEMS-Sensoren für die Erweiterung des Frequenzbereiches (Erhöhung der Abtastrate von 48 kHz auf 192 kHz) geleistet. Hierfür konnte eine neue Arrayplatine entwickelt werden (Bild 1). Drittens musste zur angestrebten Gewichtsreduktion des Systems eine vollständige Überarbeitung der bisherigen Gehäusekonstruktion vorgenommen werden. Auf Grund der hohen Komplexität erfolgten Konstruktionsleistungen (Bild 2) hierfür teilweise im Fremdauftrag. Im Ergebnis konnte eine Reduktion von ca. 3,5 kg Gewicht beim aktuellen Mikado-Array auf ca. 2,7 kg in der neuen Version erreicht werden. Über die ursprüngliche Zielsetzung hinausgehend wird das neue System auch weiterhin als allgemein nutzbare akustische Kamera mit einem erweiterten Nutzfrequenzbereich (bis ca. 80 kHz mit den derzeit favorisierten MEMS-Mikrofonen) einsetzbar sein.