Was ist die Flügelpassfrequenz (BPF)?

Die Schaufelpassierfrequenz (auch Schaufelpassierfrequenz genannt) gibt an, wie oft die Laufradschaufeln einen festen Punkt, wie beispielsweise den Spiralgehäuse-Schneidpunkt, passieren. Sie entspricht der Anzahl der Laufradschaufeln multipliziert mit der Wellendrehzahl: BPF = Z × Drehzahl / 60. Eine erhöhte BPF-Amplitude deutet auf Strömungsstörungen, Rezirkulation oder Kavitation hin.

Welche Frequenzen deuten auf Pumpenkavitation hin?

Kavitation erzeugt breitbandiges Hochfrequenzrauschen, typischerweise im Bereich von 1–100 kHz, bedingt durch den Kollaps von Dampfblasen. Zusätzlich nehmen die Schaufelpassierfrequenz (BPF) und ihre Harmonischen während der Kavitation häufig an Amplitude zu. Das gleichzeitige Auftreten von erhöhtem Breitbandrauschen und erhöhter BPF ist ein starker Indikator für Kavitation.

Was ist die NPSH-Marge und warum ist sie wichtig?

Die NPSH-Reserve ist die Differenz zwischen dem verfügbaren NPSH (NPSHa) und dem erforderlichen NPSH (NPSHr). Eine positive Reserve bedeutet ausreichenden Saugdruck zur Vermeidung von Kavitation. Branchenrichtlinien empfehlen typischerweise NPSHa ≥ 1,3 × NPSHr für den allgemeinen Betrieb und NPSHa ≥ 2 × NPSHr für Hochleistungspumpen oder kritische Pumpen.

Wie kann ich Kavitation mithilfe von Schwingungsanalysen nachweisen?

Kavitationserkennung mittels Vibration: (1) Hochfrequentes Breitbandrauschen (Ultraschallbereich 20–100 kHz), (2) Erhöhte Amplitude der Bandpass-Oberschwingungen, (3) Erhöhte Gesamtvibrationspegel, (4) Überwachung der Schallemission. Hüllkurven- oder Demodulationsverfahren für Beschleunigungsdaten eignen sich zur Früherkennung von Kavitation.

Was verursacht Kavitation in Pumpen?

Häufige Ursachen sind: unzureichende Saugkraft (NPSHa) < NPSHr), hohe Fluidtemperatur, die den Dampfdruck reduziert, zu hoher Durchfluss, Verstopfungen in der Saugleitung (verstopftes Sieb, teilweise geschlossenes Ventil), zu hohe Saughöhe, Lufteintrag und Betrieb weit entfernt vom optimalen Wirkungsgrad (BEP). Rezirkulationskavitation tritt bei sehr geringen Durchflussmengen auf.

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Pumpenkavitationsfrequenzschätzer

Berechnung der Schaufelpassierhäufigkeit (BPF), der Wellenfrequenz, des erwarteten Kavitationsfrequenzbereichs und der NPSH-Marge mit Risikostufenindikator für Kreiselpumpen.

Leitschaufel / BPF Kavitation NPSH-Marge

Ergebnisse

Schaufelpassfrequenz (BPF)

—

Wellenfrequenz (1×)

—

Erwarteter Kavitationsbereich

—

Anzahl der Flügel

—

BPF-Harmonischen

Harmonisch	Frequenz (Hz)	CPM	Hinweis

Kavitationssignatur: Breitbandiges Hochfrequenzrauschen (typischerweise 1–100 kHz) in Kombination mit erhöhten BPF-Oberschwingungen. Ultraschall- oder Hochfrequenz-Beschleunigungsmessungen eignen sich zur Früherkennung.

Schaufelpassfrequenz (BPF)

Die Schaufelpassierfrequenz (auch Schaufelpassierfrequenz, BPF genannt) ist die Rate, mit der die Laufradschaufeln einen festen Punkt (wie zum Beispiel den Spiralgehäuse-Schneidkopf) passieren:

Z — Anzahl der Laufradschaufeln (Schaufeln)
n — Pumpenwellendrehzahl (U/min)

Kavitationsfrequenzcharakteristik

Die Kavitation in Kreiselpumpen erzeugt aufgrund der Implosion von Dampfblasen ein charakteristisches breitbandiges Hochfrequenzgeräusch:

Neben Breitbandrauschen verursacht Kavitation typischerweise eine Erhöhung der BPF-Amplitude und ihrer Harmonischen (2×BPF, 3×BPF).

NPSH-Marge

Der NPSH-Wert (Net Positive Suction Head) gibt den Sicherheitsfaktor gegen Kavitation an:

NPSH-Verhältnis (NPSHa/NPSHr)	Risikostufe	Empfehlung
> 2.0	Niedrig	Ausreichender Sicherheitsabstand – keine Kavitation zu erwarten
1,3 – 2,0	Mäßig	Für den allgemeinen Gebrauch geeignet, überwachen
1,0 – 1,3	Hoch	Unzureichender Sicherheitsabstand – Kavitation wahrscheinlich
< 1,0	Kritisch	NPSHa unterhalb von NPSHr — Kavitation sicher

Beispiel – Kreiselpumpe mit 6 Schaufeln bei 2950 U/min

Gegeben: Z = 6, n = 2950 U/min, NPSHa = 8 m, NPSHr = 3 m

Wellenfrequenz = 2950 / 60 = 49,17 Hz

BPF = 6 × 2950 / 60 = 295,0 Hz

NPSH-Marge = 8 − 3 = 5,0 m

NPSH-Verhältnis = 8 / 3 = 2.67 — Geringes Risiko

⚠️ Hinweis: Kavitationsgeräusche sind breitbandig und liegen hauptsächlich im Ultraschallbereich (>20 kHz). Standard-Vibrationssensoren (Beschleunigungsmesser bis 10–15 kHz) erfassen sie möglicherweise nicht. Verwenden Sie Hochfrequenz-Beschleunigungsmesser, Ultraschallsensoren oder Schallemissionswandler für eine zuverlässige Kavitationserkennung.

Pumpenkavitationsfrequenzschätzer

Veröffentlicht von Nikolai Shelkovenko auf 15. Februar 2026 15. Februar 2026

Ergebnisse

BPF-Harmonischen

Schaufelpassfrequenz (BPF)

Kavitationsfrequenzcharakteristik

NPSH-Marge