Akustische Sensorik

Wir erfassen akustische Informationen jenseits der menschlichen Wahrnehmung. So machen wir hörbar, was herkömmlichen Sensoren verborgen bleibt.

XARIONs Akustische Sensorik misst und analysiert luftgekoppelte akustische Signale kontaktfrei, sowohl für industrielle als auch für wissenschaftliche Anwendungen. Zu den wichtigsten Einsatzfeldern des Akustischen Monitorings zählen die Schallfeldcharakterisierung von Ultraschallquellen sowie die Prozessüberwachung, etwa beim gepulsten Laserbohren, bei Laser Powder Bed Fusion, beim Ultraschallschweißen oder bei der akustischen Riss- und Anomalieerkennung.

Herzstück des Systems ist das Optische Mikrofon von XARION: Es erfasst Schalldruck rein optisch, ganz ohne bewegliche mechanische Teile. Das verschafft ihm eine große Messbandbreite, eine schnelle zeitliche Auflösung und eine robuste Signalerfassung, gerade dort, wo herkömmliche Mikrofone oder piezoelektrische Sensoren an ihre Grenzen stoßen.

  • Das Optische Mikrofon deckt einen außergewöhnlich breiten Frequenzbereich ab, von niederfrequenten bis zu sehr hochfrequenten akustischen Signalen. Je nach Modell reicht die Bandbreite von 10 Hz bis 1 MHz, von 50 kHz bis 2 MHz oder von 50 kHz bis 4 MHz.

  • Entscheidend sind vor allem Frequenzbereich und erwarteter Schalldruckpegel. Eta450 und Eta600 eignen sich für schwächere, hochfrequente Ultraschallsignale. Eta250 ist das Allround-Modell für die Prozessüberwachung. Eta100 kommt dort zum Einsatz, wo besonders hohe Schalldruckpegel auftreten.

  • Typische Einsatzfelder sind gepulste Prozesse wie Laserbohren, Laserabtragen, Laserreinigen oder LPBF. Auch Ultraschallschweißen zählt dazu, etwa Wire-to-Terminal- oder Foil-to-Tab-Schweißen, ebenso wie die Rissdetektion. Je nach Anwendung lassen sich die akustischen Signaturen mit Prozessstabilität, Parameteränderungen, Fehlerbildung oder anderen Abweichungen im Prozess korrelieren.

  • Je nach Anwendung und gewünschtem Integrationsgrad bietet XARION unterschiedliche Systemlösungen an. Für die Prozessüberwachung gibt es das Process Monitoring Bundle. Neben dem Optischen Mikrofon enthält es einen dedizierten, FPGA-basierten Industrie-PC, der Echtzeit-Spektrogramme mit bis zu 30.000 Spektren pro Sekunde berechnet (HF-MES). Für die industrielle Fertigung liefert XARION zudem anwendungsspezifische Systeme zur Integration in bestehende Maschinen oder Produktionslinien. Diese verarbeiten die erfassten Daten in Echtzeit und melden, basierend auf trainierten Referenzwerten, OK/NOK-Signale direkt an den Produktionsprozess zurück.

  • Die Signale werden digital erfasst und in Echtzeit ausgewertet. Zu den gängigen Methoden zählen Filterung, Zeitbereichsauswertung, FFT-/Spektrogrammanalyse, Energiekurven, Ereigniserkennung, Schwellenwertbildung oder Merkmalsextraktion für statistische bzw. datengetriebene Modelle. Das XARION PM Bundle bündelt dafür Optisches Mikrofon, Erfassungshardware und Echtzeit-Analysewerkzeuge in einem Paket.

  • Mit bis zu 4 MHz Bandbreite (je nach Modell) ist das Optische Mikrofon herkömmlichen Lösungen für Luftschallmessungen klar überlegen. Es besitzt keine bewegliche Membran, daher treten keine mechanischen Resonanzeffekte auf. Zudem ist es unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen. Anders als piezoelektrische AE-Sensoren benötigt es außerdem keine mechanische Kopplung an Bauteil oder Maschinenstruktur.

  • Ja. Im Rahmen von Mess- und Testtagen lässt sich die technische Machbarkeit einer Anwendung vorab evaluieren. Die Messungen finden entweder in den Testlaboren von XARION statt oder direkt beim Kunden vor Ort, etwa wenn sich ein Prozess nicht im Labor nachbilden lässt. Interesse an einem Testtag? Schreiben Sie uns an Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein..

  • Akustische Signale werden kontinuierlich erfasst. So lassen sich Prozessabweichungen schon frühzeitig erkennen, oft bevor überhaupt ein sichtbarer Fehler entsteht. Das unterstützt sowohl die Qualitätssicherung als auch die laufende Prozessoptimierung.

  • Ja, grundsätzlich lassen sich Optische Mikrofone auch für akustische Messungen in Wasser einsetzen. Für diesen Anwendungsbereich bietet XARION mit dem Optischen Hydrophon eine eigene Lösung an, die speziell für Messungen in Flüssigkeiten entwickelt wurde.