Un rivoluzionario sistema di elaborazione video rileva, amplifica e misura le vibrazioni

Un rivoluzionario sistema di elaborazione video per rilevare, amplificare e misurare le vibrazioni

Gli ingegneri di RDI Technologies (Knoxville, TN, USA) hanno sviluppato un rivoluzionario sistema di elaborazione video senza contatto chiamato Iris M che utilizza una telecamera FLIR (in precedenza Point Grey) per rilevare, amplificare e misurare le lievi vibrazioni create dai macchinari, eliminando tutti gli inconvenienti derivanti dall'utilizzo di tecniche tradizionali. 

Tutti i macchinari producono vibrazioni, alcune tipiche del normale funzionamento, mentre altre possono indicare i primi segni di malfunzionamento. Nel campo della manutenzione predittiva, il rilevamento di segnali vibrazionali è un elemento fondamentale del processo diagnostico che include l'identificazione e il rimedio dei problemi prima che si verifichino guasti più gravi. 

Il sistema Iris M di RDI Technologies utilizza una telecamera Grasshoppper3 Point Grey/FLIR da 2.3 Mpixel installata su un treppiede Vanguard che acquisisce immagini monocromatiche a una risoluzione predefinita di 1920 x 1050 e alla velocità di 120 frame/sec.

I dati della telecamera vengono trasferiti tramite un'interfaccia USB 3.0 a un tablet PC dove vengono analizzati utilizzando software proprietario dell'azienda per consentire all'utente di visualizzare le firme vibrazionali in impianti come macchinari.

Tradizionalmente il processo veniva effettuato implementando sensori cablati come accelerometri a contatto su macchinari per il monitoraggio delle vibrazioni presenti. Un volta che il sensore aveva acquisito i dati, veniva effettuata un'analisi di deformazione della forma sui dati per creare un modello animato del moto del macchinario, consentendo così la visualizzazione dei pattern di vibrazione. 

Tuttavia, secondo il Dr. Jeff Hay, fondatore e CEO di RDI Technologies, questa tecnica presenta alcuni inconvenienti. Non soltanto ci vuole molto tempo per rilevare misure da pochi punti; è anche necessario accedere fisicamente al macchinario o alla struttura. In genere ciò ne esclude l'utilizzo nei casi in cui l'accesso al macchinario è limitato o assente o quando il macchinario è posizionato dietro vetri o barriere. Inoltre, le misurazioni con contatto spesso richiedono l'arresto del macchinario mentre gli accelerometri vengono installati, provocando costosi tempi di attesa.

Immagini 

Sensibilità e scalabilità 

Fin dal lancio nel terzo trimestre del 2016, il sistema Iris M ha rivoluzionato il modo di osservare il movimento nel settore del monitoraggio delle condizioni dei macchinari. Non soltanto il sistema è facile da usare: fornisce immagini video di semplice comprensione che gli utenti possono visualizzare per comprendere meglio il comportamento dell'apparecchiatura. 

Secondo il Dr. Hay, la scelta della telecamera Grasshopper FLIR è stata una delle ragioni fondamentali del successo del sistema. Il range dinamico a 12-bit della telecamera le consente di catturare piccole differenze nell'intensità dei pixel fra le aree scure e quelle molto illuminate delle immagini, consentendo al software del sistema di rilevare cambiamenti più dettagliati, cosa che altrimenti non sarebbe possibile. 

Non meno importante, tuttavia, è l'algoritmo di amplificazione del moto. “Per via del suo algoritmo unico, Iris M è circa cento volte più sensibile nella misurazione degli spostamenti rispetto ai tradizionali strumenti di misurazione basati su immagini. Inoltre, Iris M offre la possibilità di effettuare misure a punto dello spostamento assoluto direttamente dall'immagine, che possono essere utilizzate per quantificare tale moto ove necessario, anziché dover interpretare le misure a punto per determinare i tipi di moto e i guasti presenti" ha dichiarato il DR. Hay. 

Iris M è circa cento volte più sensibile nella misurazione degli spostamenti rispetto ai tradizionali strumenti di misurazione basati su immagini

Altri grandi vantaggi di questa tecnologia sono la velocità di restituzione dei dati e il loro livello di dettaglio. Diversamente dai tradizionali sistemi di misurazione a contatto, Iris M è anche facilmente scalabile, poiché il movimento di tutti gli elementi nel campo visivo della telecamera viene misurato contemporaneamente. Inoltre, è un buono strumento per la comunicazione fra tecnici e altri utenti, poiché le cause di qualsiasi problema possono essere visualizzate direttamente nel video. 

Il nuovo sistema è stato implementato in diverse applicazioni pratiche. Oltre allo svolgimento di monitoraggio delle condizioni di macchinari industriali, il sistema Iris M può anche essere utilizzato per analizzare l'integrità strutturale di ponti, edifici e strutture simili. Inoltre, può essere utilizzato nelle applicazioni di monitoraggio biomedico per lavalutazione della respirazione.