Druckluftleckagen verursachen keinen einmaligen Verlust, sondern erhöhen dauerhaft den Luftbedarf. Die zusätzliche Luft muss vom Kompressor erzeugt, getrocknet, gefiltert und im Netz verteilt werden. Dadurch steigen Stromverbrauch, Laufzeiten, Druckverluste und Wartungsaufwand. Besonders kritisch ist die Grundlast: Ein hoher Verbrauch außerhalb der Produktion weist häufig auf Leckagen oder unnötige Abblasungen hin.

Leckageortung sollte daher nicht als isolierte Instandhaltungsaufgabe verstanden werden, sondern als Demand-Side-Maßnahme. Erst wenn Verbräuche, Grundlast und Leckageanteil reduziert sind, kann die Erzeugerseite mit Kompressorsteuerung, Druckband und spezifischer Leistung sinnvoll bewertet werden.

Beispiel einer Wochenmessung: Grundlast bzw. Stillstandsverluste werden sichtbar und können wirtschaftlich bewertet werden.

Für die industrielle Leckageortung ist die Trennung zwischen Hörschall und Ultraschall zentral. Die meisten Produktionsgeräusche liegen im hörbaren, niederfrequenten Bereich. Leckagen an Druckluft- und Gasleitungen erzeugen an kleinen Leckageöffnungen breitbandige Turbulenzen mit hochfrequenten Schallanteilen. Große Leckagen erzeugen häufig zusätzlich Hörschall; dieser wird in Produktionsumgebungen jedoch oft durch Maschinenlärm maskiert.

Der von einer Leckage erzeugte Ultraschall entsteht nicht durch das Gas selbst, sondern durch die beim Gasaustritt auftretenden Turbulenzen. Druckdifferenz, Leckagegeometrie sowie die Form der Austrittsöffnung bestimmen dabei die Schallintensität und das Frequenzspektrum der erzeugten Ultraschallwellen.

Höhere Frequenzen bieten aufgrund der kürzeren Wellenlänge eine bessere räumliche Auflösung. Mit steigender Frequenz nimmt jedoch auch die atmosphärische Dämpfung zu, wodurch die erzielbare Detektionsreichweite sinkt. Die Wahl der Messfrequenz stellt daher einen Kompromiss zwischen Auflösung, Reichweite und Störunterdrückung dar. In vielen industriellen Anwendungen hat sich ein Frequenzbereich um 40 kHz als günstig erwiesen. Bei störungsbehafteten Umgebungen kann jedoch ein anderes Frequenzfenster bessere Ergebnisse liefern.

Vertiefung: Leckageortung trotz Störquellen und FFT

Der Vorteil der Ultraschallkamera liegt in der Kombination aus Distanzmessung und optischer Zuordnung. Leckagen können im laufenden Betrieb lokalisiert werden, wenn die Anlage unter realen Druck- und Lastbedingungen arbeitet. Dadurch werden auch Leckagestellen sichtbar, die bei ausgeschalteter Anlage nicht auftreten würden.

• Rohrleitungen an Hallendecken: Inspektion aus sicherer Entfernung, ohne Steiger oder Hubarbeitsbühne, sofern die Leckage ausreichend stark ist.
• Maschinen und Pneumatikanlagen: Ventile, Zylinder, Schläuche, Kupplungen, Filter, Regler und Wartungseinheiten systematisch auf Leckagen prüfen.
• Schutzgitter und Robotikzellen: Bei akustisch transparenten Gittern kann die Schallquelle auch hinter der Barriere lokalisiert werden.
• Gefahren- und Logistikbereiche: Messungen können außerhalb von Lichtschranken, Robotikzellen oder Stapler-Fahrwegen durchgeführt werden.
• Schwer zugängliche Anlagenbereiche: Die Ultraschallkamera ermöglicht die Leckageortung auch an Messstellen, die nur eingeschränkt zugänglich sind. Voraussetzung ist eine möglichst direkte Schallausbreitung zwischen Leckagestelle und Kamera.

Beispiel: Schwer zugängliche Hallendecke: Der Hotspot markiert eine Ultraschallquelle an einer Druckluftleitung.	Beispiel: Schutzgitter können für Ultraschall weitgehend akustisch transparent sein. Der Hotspot bleibt sichtbar, wenn die Schallwellen das Gitter passieren.

Maschengitter und Schutzzäune sind für Ultraschallwellen häufig weitgehend durchlässig. Geschlossene Flächen wie Plexiglas, Blech, Beton, Glas oder glatte Maschinenverkleidungen wirken dagegen als starke Reflektoren. Für eine zuverlässige Leckageortung sollte daher eine direkte Schallstrecke zwischen Leckagestelle und Mikrofonarray vorhanden sein.

Im dargestellten Beispiel wird diese direkte Schallstrecke durch einen offenen Spalt in der Plexiglasverkleidung ermöglicht. Die geschlossene Verkleidung befindet sich nicht im Schallweg und beeinflusst die Messung daher nicht.

Verpackungsmaschine mit Plexiglasverkleidung: Die Messung erfolgt über einen offenen Spalt mit direkter Schallstrecke zur Leckstelle.

Für die Priorisierung sind vor allem der Verlustvolumenstrom und die daraus entstehenden Kosten maßgeblich. Da große Leckagen kleinere Leckagen akustisch überdecken können, sollten sie zuerst dokumentiert und repariert werden. Eine anschließende Nachkontrolle macht häufig weitere, zuvor verdeckte Leckagen sichtbar.

Priorisierungslogik: Ein kleiner Anteil der Leckagen verursacht häufig den größten Anteil der Verluste. Große, dominante Leckagen zuerst reparieren.

Leckageortung allein spart noch keine Energie. Die Einsparung entsteht erst durch Reparatur, Nachverfolgung und Überprüfung des neuen Betriebszustands. Die gefundenen Leckagen sollten mit Position, Bild, Leckagerate, Kostenabschätzung, Reparaturhinweis und Status dokumentiert werden. Anschließend wird der Verbrauch vor und nach der Maßnahme verglichen.