Passivt sonar array til tilstandsestimering av rullende materiell

Mantena er interessert i å utvikle et sonar array som detekterer lokasjonen til støykilder i boggier (togunderstell) eller annet materiell som blir testet i dynamisk testbenk. Et system montert i dynamisk testbenk som kan generere et støykart med høy oppløsning for å gi en visuell indikasjon på hvor i materiellet støy og vibrasjoner oppstår.

Visjonen for prosjektet er å utvikle et system med 3 forskjellige referanserammer hvor det enkelt kan navigeres mellom referanserammene. Der en referanseramme inneholder en 3D modell av maskineriet i testrommet, en referanseramme som inneholder et 3 dimensjonalt støykart og en referanseramme med et 3 dimensjonalt varmekart. Visjonen er videre at dette skal kunne kombineres med et virtuell reality system, som f.eks. Google glasses. Slik at operatøren av testrommet raskt og enkelt kan få en oversikt over hvor varme og vibrasjoner oppstår.

Dette kombinert med ett akustisk basert frekvensspekteranalysesystem vil potensielt fjerne behovet for å montere opp sensorer på boggier når de blir testet i dynamisk testbenk. Dette vil forkorte test tiden med mer enn 50 prosent, eller 2 til 3 timer eller potensielt mer.

Bakgrunn

Dynamisk Testbenk på Mantena Grorud er testutstyr som brukes til vibrasjonsanalyse og frekvensspekteranalyse. Dette er metoder for å estimere tilstanden til maskineri med roterende deler, metoder som kan estimere tilstanden uten at maskineriet blir demontert for nærmere inspeksjon.

Vibrasjonsanalyse er en metode for å finne tilstanden til maskineri med roterende deler ved å analysere intensiteten til vibrasjoner i maskineriet. Etter analysen er gjennomført kan maskineriet kategoriseres til «Safe to operate» eller «vibrations causes damaged to componets and machinery»

Frekvensspekteranalyse er en metode for å finne tilstanden til forskjellige komponenter i maskineri med roterende deler. Alle feil eller skader i roterende komponenter vill ha en eller flere frekvenser tilhørende gitt feil. Dvs. alle feil eller skader vil danne et unikt mønster eller signatur i frekvensresponsen. Frekvensspektrumanalyse kan også gi en indikasjon på om lagerskade eller annen komponent skade er i et tidlig eller sent stadium.

Vibrasjonsanalyse brukt i kombinasjon med frekvensspekteranalyse vil gi en god indikasjon på intensiteten til vibrasjoner og hvilke komponenter disse vibrasjonene stammer fra.

Oppgaven:

  1. Utvikle en matematisk modell av et sonar array / mikrofon array som gir en visuell representasjon av lokasjoner til støykilder. I den matematiske modellen må det være mulig å plassere flere forskjellige støykilder i et 3D rom, og det må være mulig å eksperimentere med flere forskjellige array konfigurasjoner. Den matematiske modellen må kunne visuelt presenter støykilder i 2D og i 3D.
  2. Hvis mulig vil vi også ha et «proof of consept» system der en av array konfigurasjonene blir testet i dynamisk testbenk.

Videre er vi interessert i et fotogrammetri system eller et annet egnet system til å konstruere en 3D modell av materiell i testrommet. Dette systemet må kunne generere 3D modell av materiellet i testrommet automatisk, innenfor en rimelig tidsramme. Vi er også videre interessert i et tilsvarende system som kan kartlegge termiske kilder i et tre dimensjonalt rom.

Publisert 18. okt. 2018 09:45 - Sist endret 18. okt. 2018 09:50

Omfang (studiepoeng)

60