Bestimmung der Rotationsachse von Axialventilatoren anhand von Mikrofonarray-Messungen

Kurzfassung

Die messtechnische Erfassung von rotierenden Schallquellen, wie diese beispielsweise bei Ventilatoren oder anderen Strömungsmaschinen mit rotierenden Komponenten auftreten, erfolgt üblicherweise mit Hilfe von Mikrofonarrays. Um die rotierenden Schallquellen hinsichtlich Lage und Stärke zu charakterisieren, können spezialisierte Arraymethoden eingesetzt werden. Für deren Anwendung muss neben der Drehgeschwindigkeit auch die Lage der Rotationsachse bekannt sein. Bei realen Messaufbauten kann es jedoch zu Ungenauigkeiten bezüglich der Ausrichtung und Positionierung kommen. Insofern sind Methoden zur Rotationsachsendetektion auf der Grundlage bereits erfasster Messdaten, also im Nachgang der Messungen, wünschenswert.Ausgangspunkt der in dieser Arbeit vorgestellten Methoden sind die aus stationärem Beamforming gewonnenen Schallkarten, auf denen die rotierenden Quellen zu Ringen verschmieren. Der Mittelpunkt dieser Ringe muss nun bestimmt werden, um auf die Lage der Rotationsachse schließen zu können. Zur Erprobung und Validierung der Methoden wurden synthetische Datensätze rotierender Monopolquellen unter Berücksichtigung verschiedener Mikrofonarraygeometrien mit Hilfe des Software-Pakets Acoular erzeugt. Darüber hinaus wurden die Methoden erfolgreich auf Messdaten von Axialventilatoren angewendet.