Schallkameras.

Eine Schallkamera ist ein Messsystem, das Schallwellen visuell darstellt. Hierfür nutzt es ein Array aus vielen Mikrofonen, um die Schallquellen präzise zu orten und deren Intensität sowie Frequenz zu analysieren. Je nach Modell liegt der erfasste Frequenzbereich in der Regel zwischen 20 Hz und 100 kHz, wobei spezialisierte Geräte für bestimmte Industrieanwendungen ausgelegt sind, zum Beispiel Ultraschallkameras von 2 bis 100 kHz zur Erkennung von Druckluft- und Gasleckagen, elektrischen Teilentladungen oder mechanischen Defekten wie Lagerschäden.
Die aufgenommenen Audiodaten werden mithilfe spezieller Algorithmen zu einem akustischen Bild verarbeitet. Die Schallkamera legt eine farbliche SoundMap (Heatmap) über das reale Bild der Szene. So können Techniker die genaue Position und Intensität von Schallquellen auf einen Blick erkennen und gezielt Maßnahmen ergreifen. Die akustischen Bilder und Videosequenzen können gespeichert, exportiert und in Wartungsberichte eingebunden werden. Die Auswertung erfolgt auf der Kamera selbst oder mit mobilen Endgeräten, oft unterstützt durch Cloud-Lösungen für die Datenverarbeitung.
Typische Einsatzbereiche für Schallkameras sind Produktionsanlagen, Wartungsbereiche, elektrische Umspannwerke, Windkraftanlagen und Rohrleitungssysteme.

Mit Schallkameras (Ultraschallkameras) lassen sich zum Beispiel Druckluft- und Gaslecks, elektrische Teilentladungen oder mechanische Lagerdefekte in lauten Industrieumgebungen schnell und sicher lokalisieren. Die Überlagerung des akustischen Bildes mit dem Sichtbild der Digitalkamera erfolgt in Echtzeit. Die tragbaren Kameras sind für den komfortablen Vor-Ort-Einsatz konzipiert und vereinfachen es Instandhaltungstechnikern, die Lecksuche zu einem Teil ihrer Wartungsroutine zu machen. Leistungsverluste und Anlagendefekte können minimiert werden. Schallkameras ermöglichen eine präzise, kontaktlose Ortung von Schallquellen in Echtzeit, auch aus größerer Entfernung und in komplexen Anlagenstrukturen, ohne Unterbrechung des laufenden Betriebs.

Typische Anwendungen für Industrie-Schallkameras sind die schnelle Lokalisierung von Luft-, Gas- und Vakuumlecks (Leckageortung) sowie die Überwachung von Teilentladungen in Hochspannungsanlagen. Damit tragen sie zur Optimierung von Produktionsprozessen bei und können Leistungs- und Energieverluste sowie Anlagendefekte minimieren. Schallkameras sind ein wichtiges Tool bei der Qualitätssicherung und vorbeugenden Wartung (Predictive Maintenance). Typische Einsatzorte in Industrieumgebungen sind Produktionsanlagen, Wartungsbereiche, elektrische Umspannwerke, Windkraftanlagen und Rohrleitungssysteme.
Neben der Leckageortung werden Schallkameras zur Analyse von Vibrationsproblemen, Optimierung der Schalldämmung, Erkennung von Lagerdefekten, Entwicklung leiserer Produkte oder zur Langzeitüberwachung von Maschinen genutzt. Dies umfasst verschiedene Bereiche:

• Maschinenwartung: mechanische Defekte und Predictive Maintenance
• Automotive: Fahrzeugentwicklung und Qualitätssicherung
• Bauakustik und Raumoptimierung: Lärmbelastung, Schallbrücken
• Umwelt- und Lärmschutz: biologische Schallquellen (Tierpopulationen), Verkehrs- oder Industrielärm
• Luft- und Raumfahrt: Strömungsgeräusche (Aerodynamik)
• Produktion: prozessbedingte Ineffizienzen durch Geräusche (z. B. Schleif- oder Förderanlagen)

Die präzise Lokalisierung von Druckluftlecks reduziert Energieverluste und senkt die Betriebskosten. Moderne Kameras können den jährlichen finanziellen Verlust pro Leck in Echtzeit ausrechnen, was eine Priorisierung der Wartungsmaßnahmen unterstützt. Durch die signifikante Zeitverkürzung der Fehlersuche im Vergleich zu herkömmlichen Methoden (z. B. Seifenblasentest) werden zudem Personalkosten gespart und Produktionsausfälle minimiert. Langfristig lässt sich durch regelmäßige Inspektionen der Bedarf an zusätzlichen Kompressoren reduzieren.

Entscheidende Kriterien bei der Auswahl einer Schallkamera sind unter anderem:

• Frequenzbereich: Ist dieser für die Messanwendung geeignet?
• Detektorbereich (Abstand zum Objekt): Wie groß ist die Anlagengröße und welche Sicherheitsabstände sind zu berücksichtigen?
• Auflösung und Größe des Displays: Sichtbarkeit von Details, schnelle Lokalisierung und übersichtliche Menü-Darstellung
• Speicherkapazität für Bild- und Videodateien: Wie viele Dateien möchte ich auf dem Gerät abspeichern (unter Berücksichtigung von nachgelagerten oder Echtzeit-Transferoptionen)?
• Schnittstellen für den Datentransfer: Bearbeitung von Messdaten, Bild- und Videodateien; zur Integration in ein Netzwerk
• Software-Optionen: Datenverwaltung und -Analyse, Bildbearbeitung, Berichterstellung, Cloud-Anbindung usw.
• Größe und Gewicht: komfortable Handhabung, auch bei komplexen oder unwegsamen Anlagenstrukturen und langen Arbeitseinsätzen
• Temperatur-Betriebsbereiche: Messstabilität in unterschiedlichen Anlagen- und Produktionsbereichen
• Akkulaufzeit: unterbrechungsfreier Einsatz auch bei längerer Nutzung

Herausforderungen bestehen bei sehr niedrigen oder sehr hohen Frequenzen, bei stark reflektierenden Umgebungen und bei der Unterscheidung von Schallquellen, die sehr nahe beieinander liegen. Die korrekte Platzierung der Kamera (mit möglichst freiem Sichtbereich zur Schallquelle) sowie die richtige Einstellung des Frequenzbereichs und die Kalibrierung haben einen Einfluss auf die Präzision der Messergebnisse.
Moderne Schallkameras filtern Hintergrundgeräusche durch Frequenzselektion und Richtcharakteristik heraus, dennoch können auch sehr laute Umgebungen die Messqualität beeinträchtigen.

Eine Analyse- und Bericht-Software, zum Beispiel Thermal Studio von Flir, bietet in der Regel umfassende Bearbeitungstools und Messfunktionen für die Auswertung von Inspektionsdaten, die mit einer Schallkamera erfasst wurden. Sie kann zudem historische Daten sammeln und ermöglicht so eine lückenlose, reproduzierbare Zustandskontrolle von Anlagen und Maschinen. Auffälligkeiten lassen sich zuverlässig identifizieren und in eine professionelle Berichtsform bringen. Die Bearbeitungsfunktionen einer solchen Software können wichtige Details offenlegen, die ohne Software-Unterstützung oft unerkannt bleiben.

Schallkameras (Akustikkameras) erfassen Schallwellen in einem breiten Frequenzbereich, der je nach Modell und Anwendung variiert. Sie können sowohl hörbaren Schall (Niederfrequenz, z. B. Maschinenlärm, Windgeräusche) als auch Ultraschall (z. B. Leckagen, elektrische Teilentladungen) detektieren:

• Einige Geräte decken Frequenzbereiche von beispielsweise 125 Hz bis 44 kHz ab. Sie sind somit in der Lage, sowohl niederfrequente als auch ultraschallartige Schallquellen zu erfassen.
• Hochentwickelte Schallkameras, zum Beispiel von Fluke oder von Flir, arbeiten in Bereichen von 2 kHz bis 100 kHz oder sogar 130 kHz.
• Es gibt auch Systeme, die speziell für tiefe Frequenzen ab etwa 10 Hz ausgelegt sind, wobei der empfohlene Arbeitsbereich mit optimaler Auflösung für viele Anwendungen bei etwa 800 Hz beginnt.