100 Hz-Ton der 6-Mal pro Sekunde erscheint herausfiltern

Alfred_6b3f00 · 14. November 2019 um 09:18

Liebe Kollegen!
Wie geht es Euch? Ich hoffe bestens!

Eien Frage, wie könnte ich aus einer digitalen Audioaufnahme (16-bit Wav, 44100 Hz im Computer) einen 100 Hz-Ton der 6-Mal pro Sekunde hervorkommt digital herauserkennen?

Ich meine, ich kann diesen Ton hören, und erkennen wenn er da ist oder nicht, aber wie kann ich machen, dass man auf dem Bildschirm auf der Graphik erkennen kann ob er da ist oder nicht?

Ich habe schon mit LowPass filtern probiert (auf 100 Hz eingestellt) und auch Frequenzspektren analysiert, aber bei beiden kommt es nicht deutlich heraus. Das rohe Signal ist voller stöhrungen…

Hat jemand eine bessere Idee?

Es geht darum zu wissen, ob ein gewisses Tel einer Maschine gegen ein anderes schlägt, in dem man eine Tonaufnahme von der Maschine im Betrieb nimmt. Es ist technisch gesehen, nicht anders festzustellen (Man kann keine sonstigen Sensoren näher installieren).

Vielen Dank!!
Alfred

Uwi · 14. November 2019 um 09:19

Hallo,

Eine Frage, wie könnte ich aus einer digitalen Audioaufnahme
(16-bit Wav, 44100 Hz im Computer) einen 100 Hz-Ton der 6-Mal
pro Sekunde hervorkommt digital herauserkennen?

eine schmalbandige Filterung auf 100Hz ist sicher möglich.

Aber noch besser wäre es vermutlich, gleich bei der Aufnahme die 100Hz schmalbandig zu filtern.

Ich meine, ich kann diesen Ton hören, und erkennen wenn er da
ist oder nicht, aber wie kann ich machen, dass man auf dem
Bildschirm auf der Graphik erkennen kann ob er da ist oder nicht?

Frage: Warum willst du es erst aufnehmen, wenn man es an der Maschine schon hören kann? Ist das nicht umständlich.
Wie soll aufgenommen werden? Per Mokrofon über Luftschall oder nutzt man gleich ein Körperschallmikrofon?
Letzteres blendet schon mal den Umgebungslärm zum guten teil aus.

Ich habe schon mit LowPass filtern probiert (auf 100 Hz
eingestellt) und auch Frequenzspektren analysiert, aber bei
beiden kommt es nicht deutlich heraus. Das rohe Signal ist voller stöhrungen…

Nomale Filter sind meist viel zu breitbandig.
Aber man kann Filter bauen, die nur 95…105Hz durchlassen und alles andere um Faktor 10…100 und mehr dämpfen.

Hat jemand eine bessere Idee?
Es geht darum zu wissen, ob ein gewisses Tel einer Maschine
gegen ein anderes schlägt, in dem man eine Tonaufnahme von der
Maschine im Betrieb nimmt.

Das wäre schon mal ein Fall für Körperschallaufnahme oder evtl. sogar für einen Beschleunigungssensor, der passend plaziert das Anschlagen direkt anezeigt.

Es ist technisch gesehen, nicht
anders festzustellen (Man kann keine sonstigen Sensoren näher installieren).

Glaube ich nicht so recht. Warum soll das nicht gehen?
An einer Maschine kann man normalerweise immer was anbringen.
Gruß Uwi

Alfred_6b3f00 · 14. November 2019 um 09:19

Lieber Uwi,

vielen Dank für deiene Antwort.

Da ich noch in der Anfangsfase des Problems bin, mache ich gerade Messungen, in denen Schall und bescleunigung (auf 10 kHz und auf 1,2 kHz) gemessen wird. Also, 3 verschiedene Geräte, mit der Hoffnung, dass das was auf 1,2 kHz misst, das Gesuchte misst.

Obwohl ich den gesuchten Schall es hören könnte, gibt es 2 Probleme:

Nur jemand der diesen Schall sucht, findet ihn. (Ich und andere Mitarbeiter)
Sind es 27 Maschinen, die in irgent einem Moment damit anfangen.
Wenn das Problem schon zu hören ist, ist der Schaden schon zu groß.

Das von den LP-Filtern die wirklich nur das durchlassen was ich brauche, finde ich interessant. Das werde ich mal mit MatLab versuchen.
Meinst Du, es wäre Genug wenn ich einfach gleich die Sample-Frequenz heruntersetze? Dazu müsste ich bestimmt mindestens auf 200 Hz kommen, um keinen Alias-Effekt auszulösen…

Ich würde allzugerne das ganze einfach mit einer FFT (Frequenzspektrum) lösen, aber ich weiss noch nicht, wie ich das Signal suchen soll: oder 100 Hz suchen oder 6 Hz suchen, und wie ich das bei der FFT angebe.

Besten Dank!
Alfred

Uwi · 14. November 2019 um 09:21

Hallo,

Obwohl ich den gesuchten Schall es hören könnte, gibt es 2 Probleme:

Was ist den die Quelle von dem Schall?
Defekte Lager oder was? Was schlägt da an?

Nur jemand der diesen Schall sucht, findet ihn. (Ich und
andere Mitarbeiter)

Ist wohl normal, weil es sicher noch eine Menge anderer Geräusche gibt

Das von den LP-Filtern die wirklich nur das durchlassen was
ich brauche, finde ich interessant. Das werde ich mal mit
MatLab versuchen.

Ich dachte da eher schon an Hardware, womit das Schallspektrum gleich selektiv aufgenommen werden kann.
Schau dir mal diese sogenannten „Switched Capacitors Filters“ an.
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmf100.pdf
Alternativ kannst du dich mal über LookIn-Verstärker kundig machen.
Da wird gleich synchron zur gesuchten Signalquelle abgetastet.

Wenn man nämlich das Störgeräusch, welches sicher durch mechanische Bewegungen verursacht wird, mit der mechanischen Drehbewegung selbst sychronisiert, kann man sehr selektiv filtern.
Bei Autokorrelationsverfahren geht das auch, wenn man die Frequenz der Quelle mit in die Filterung einbezieht.

Meinst Du, es wäre Genug wenn ich einfach gleich die
Sample-Frequenz heruntersetze? Dazu müsste ich bestimmt
mindestens auf 200 Hz kommen, um keinen Alias-Effekt
auszulösen…

Ein gutes Oversamplig mit z.B. ca. 1KHz würde ich schon empfehlen.
Gruß Uwi