Maintenance Lab
Motion Magnification
Het onzichtbare zichtbaar — machinefouten opsporen zonder één sensor op de machine
Motion Magnification
Motion Magnification werkt als een lens: trillingen en bewegingen die voor het blote oog volledig onzichtbaar zijn worden zichtbaar gemaakt, zodat afwijkend gedrag in een machine of systeem direct herkend kan worden. De techniek is in de wetenschappelijke literatuur in opkomst, maar wordt in de praktijk nog nauwelijks toegepast.
Een concrete toepassing is die van een industriële koelinstallatie, zoals die ook in ziekenhuizen staat. Uitval van zo'n installatie kan verlies van medicatie betekenen. Door een camera voor de installatie te plaatsen en Motion Magnification toe te passen, kunnen onverwachte of afwijkende trillingspatronen worden gelokaliseerd. Die bevindingen dienen vervolgens als vertrekpunt voor een gerichte trillingsanalyse, zo ontstaat inzicht in het gedrag van het systeem voordat er iets misgaat.
De techniek is relevant voor de maakindustrie, de energiesector en de civiele infra, maar reikt verder dan dat. In de zorg biedt Motion Magnification bijvoorbeeld de mogelijkheid om de hartslag van een pasgeborene non-invasief te meten, door niet alleen beweging maar ook kleurveranderingen in de huid zichtbaar te maken via color magnification.
Kernprincipe
Waar klassieke vibratiesensoren een enkel punt meten, laat Motion Magnification het volledige bewegingspatroon van een machine in één oogopslag zien. Geen contact, geen stilstand, geen montage nodig.
Hoe werkt het?
Motion Magnification werkt in vier stappen, volledig contactloos en zonder machinestilstand:
- Opname: filmen met een gewone camera
De machine wordt gefilmd met een standaard camera, op afstand en zonder enig contact. Er hoeft niets gemonteerd of stilgezet te worden. - Analyse: de video wordt laag voor laag onderzocht
De software splitst elk frame op in lagen, van grove contouren tot fijne details. Vervolgens wordt per laag gekeken hoe de helderheid van elke plek in beeld verandert over de tijd. Zo worden minuscule bewegingen, toch opgepikt, zonder dat de software iets hoeft te "volgen". - Versterking: het onzichtbare wordt zichtbaar
De gedetecteerde bewegingen worden uitvergroot en teruggetekend in de video. U kiest zelf welke trillingsnelheden u wilt zien, zodat u precies de bewegingen uitlicht die relevant zijn voor jouw situatie. - Diagnose: gewoon zien wat er mis is
Het resultaat is een video die direct te begrijpen is: u ziet met eigen ogen waar de machine te veel beweegt, waar iets asymmetrisch trilt, of waar een patroon wijst op een probleem.
“Motion Magnification is een nieuwe technologie waarmee je met een cameraatje beelden verzamelt van minuscule bewegingen, die voor het oog onzichtbaar zijn. Deze bewegingen worden vervolgens met kunstmatige intelligentie extreem versterkt. De maatschappelijke relevantie voor de constructie- en productiesector is daarbij groot, je hoeft geen ingreep te verrichten om afwijkingen op te sporen.”
Roald Teunissen — Onderzoeker Maintenancelab, HvA — cum laude afgestudeerd op Motion Magnification
Wat levert het jouw organisatie op?
Zien is begrijpen Afwijkingen zijn direct zichtbaar, zonder dat je een specialist hoeft te zijn. Een handige extra tool naast wat je al gebruikt. | Nul stilstand Meten terwijl de machine gewoon draait, zonder contact. | Heel oppervlak in één meting Niet één meetpunt, maar het volledige oppervlak in één opname. |
Aanvullend op sensoren Werkt goed samen met de SensorSPHERE, Wentelteef of Knarskast voor totaalanalyse. | Mobiel & snel Stuur een video op of nodig ons uit op locatie, dan kijken we samen wat de techniek laat zien. | Studenten werken mee HvA-studenten zetten de techniek in als onderdeel van hun onderzoek, onder andere naar AI voor vroegtijdige faalherkenning. |
Toepassing in jouw organisatie
Motion Magnification is direct inzetbaar in elke sector waar machines of constructies bewegen. Denk bijvoorbeeld aan:
🏭 Maakindustrie: Pompen, aandrijflijnen en productiemachines.
🌬️ Windenergie: Turbinebladen, fundaties en de interne aandrijfcomponenten van een turbine.
⚓ Maritiem: scheepsmotoren, schroefassen en dekconstructies in de haven.
🏗️ Civiele infra: Bruggen, viaducten, torens en funderingen.
🏥 Zorg & farma: Ademhaling en hartslag van patiënten non-invasief in beeld brengen, volledig zonder sensoren.
🔬 R&D & validatie: Nieuwe machineontwerpen of aanpassingen visueel testen en onderbouwen
Breed inzetbaar
Alles wat een camera kan zien, kan Motion Magnification analyseren. Van een kleine elektromotor op een werktafel tot een windturbine op zee, van een productielijn tot een hangbrug, als er licht op valt en het beweegt, is het meetbaar.
Motion Magnification vs. Klassieke vibratieanalyse
| Kenmerk | Klassieke vibratiesensor | Motion Magnification |
|---|---|---|
| Installatie | Sensor fysiek monteren op machine | Camera op afstand plaatsen, geen contact |
| Machinestilstand nodig? | Soms, afhankelijk van sensortype | Nee, volledig in bedrijf meten |
| Meetpunten | Één punt per sensor | Volledig machineoppervlak in één opname, tot vele duizenden meetlocaties tegelijk |
| Resultaat | Getallen en frequentiespectra | Visuele video direct interpreteerbaar; frequentie- en amplitudeanalyse mogelijk via pixelmetingen |
| Expertise vereist | Vibratiespecialist voor interpretatie | Afwijking direct visueel herkenbaar; aanvullend zijn de meetresultaten exporteerbaar als traditionele trillingsdata voor verdere analyse of rapportage |
| Inzetbaarheid | Vaste installatie of dure portable set | Mobiel, snel inzetbaar op elke locatie |
| Verwerkingssnelheid | Realtime uitlezing | GPU-versnelde verwerking via CUDA op NVIDIA-hardware, voor snelle analyse van hoge-resolutievideo |
| Combineerbaar | Alleen numerieke data | Ideaal als aanvulling op sensordata |
Wat kan motion magnification detecteren?
Hieronder een overzicht van toepassingen waarvoor de techniek al is aangetoond:
🌀 Onbalans Asymmetrische ronddraaiende beweging zichtbaar als elliptische trilling op as of behuizing.
↔️ Uitlijnfouten Hoekige of parallelle koppelingsfouten worden zichtbaar als scheve buigbeweging.
🔉 Resonantie & eigenfrequenties Staandegolfpatronen in frames, fundaties of pijpleidingen worden zichtbaar.
⚙️ Lagerslijtage Impulsieve trillingen bij lagerpassage versterkt tot zichtbare schokbeweging.
🧱 Structurele schade Lokaal verhoogde flexibiliteit of verzwakking in frame of fundatie opspoorbaar.
🛠️ Bevestigingsfouten Ongelijke machinevoet veroorzaakt zichtbaar wiebelgedrag bij opstart of belasting.
🌬️ Aerodynamische instabiliteit Trillingspatronen in ventilatoren, turbinebladen en leidingwerk.
🏥 Medische toepassingen Ademhaling, hartslag en spiertrillingen contactloos zichtbaar maken.
Van eerste opname naar diagnose
Het Maintenancelab begeleidt je langs een snelle en praktische route:
- Vraag of probleem
We starten altijd vanuit een concrete vraag of probleem. Wat wilt u beter begrijpen aan jouw machine of constructie? - Verkenning
We denken samen mee over hoe de techniek ingezet kan worden en welke opnamecondities nodig zijn. - Opname
Video's worden vastgelegd tijdens normale bedrijfsvoering, op locatie of door u opgestuurd. - Analyse
Het algoritme verwerkt de beelden en maakt afwijkingen zichtbaar. - Bevindingen
We bespreken samen wat de techniek heeft laten zien en wat dat betekent voor jouw situatie. - Vervolgonderzoek
Interessante bevindingen kunnen worden doorgezet naar diepere analyse, eventueel in samenwerking met studenten vanuit verschillende disciplines
Samenwerking
Het Maintenancelab heeft een succesvolle samenwerking met IJSKOUD, waarin kennis, expertise en tools vanuit het Maintenancelab worden ingezet voor verbeterd en voorspellend onderhoud.