Beispiel zur Geschwindigkeitsmessung
mit Spektrumanalyse
Das erste Bild zeigt einen ausgewählten Bereich des Frequenzspektrums
von einem Elektroimpellermodell (X-35) beim Anflug auf den Beobachter zu.
Wie man erkennen kann, liegt das Maximum bei einer Frequenz von
6292Hz
(f1).
Auf der zweiten Abbildung ist das Frequenzspektrum des gleichen Modells,
allerdings beim Wegflug vom Beobachter zu sehen (Motordrehzahl wurde nicht
verändert).
Wie man erkennen kann, liegt das Maximum jetzt bei einer Frequenz
von 5558Hz (f2).
Entsprechend der angegebenen Formeln läßt die Geschwindigkeit
des Flugmodells bestimmen:
v = 343 x ( 6292 - 5558) / 6292 + 5558) = 21,25m/s =
76,5km/h
In dem Beispiel wurde übrigens die 4. Oberwelle der Grundfrequenz
benutzt, was die Messung etwas genauer macht.
(Bei der Nutzung der Grundfrequenz hätte sich eine 4-fach kleinere
Differenz der beiden Frequenzen ergeben.)
Neben der Geschwindigkeit des Flugmodells läßt sich, gewissermaßen
als Abfallprodukt, die Drehzahl des Motors im Flug bestimmen.
Dazu muß zuerst mal die Grundfrequenz fo bestimmt werden.
fo = 5558 * ( 1 + 21,25 / 340 ) = 5902 Hz
In dem Beispiel wurde ein 5-blättriger Impeller verwendet. Deshalb
muß die Grundfrequenz noch durch 5 dividiert werden.
Weil die 4. Oberwelle benutzt wurde muß dann noch durch 4 dividiert
werden.
Um das Ergebnis in der gebräuchlichen Form (U/min) zu bekommen
wird noch mit 60 multipliziert.
nMotor = 5902 / 4 / 5 x 60 =
17706U/min
Übrigens:
Das Programm "SpectraPro" bietet einige Optionen mehr als das Programm
"Audio T" (ist aber auch viel größer). Wie im Bild zu sehen,
kann es einen kompletten Vorbeiflug darstellen. Man kann den Vorbeiflug
einfach mitplotten und dann ziemlich einfach die Messung durchführen.
Das Gleiche können auch die Programme von www.sprut.de.
Zusätzlich erledigen die auch noch die Berechnung der Geschwindigkeit.