論聲像儀的應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)特點

聲像儀的概念首次出現(xiàn)在 19 世紀末期,由生理學家 J.R.Ewald 研究內(nèi)耳功能時提出。它是一種用于分析、定位和可視化聲源的設(shè)備,不僅可以讓人知道聲音來自哪里,還可以進一步展現(xiàn)聲音的特征。

完整的現(xiàn)代聲學相機通常由麥克風陣列、攝像頭和顯示設(shè)備構(gòu)成。麥克風采集聲音,經(jīng)處理后以不同顏色的光斑和攝像頭拍攝的畫面疊加(投影)并在顯示器中顯示。

基于聲學成像技術(shù),利用麥克風陣列獲取聲源聲波信息,通過波束成形和圖像識別算法,將聲源位置準確疊加在可視影像之上,實現(xiàn)聲源的可視化定位。

超聲源聲波,又稱為超聲波,超聲波即頻率超出人耳可聽范圍的聲波?？茖W家們將每秒鐘振動的次數(shù)稱為聲音的頻率,它的單位是赫茲(Hz)。我們?nèi)祟惗淠苈牭降穆暡l率為20Hz-20000Hz。因此,我們把頻率高于20000Hz的聲波稱為“超聲波”。

聲像儀與熱像儀區(qū)別

聲像儀是一種通過物體表面發(fā)射的聲波獲取表面或內(nèi)部缺陷信息的檢測儀器。其原理類似于超聲波探傷儀,通過將高頻聲波射入被測物體內(nèi)部,并對射入聲波后反射回來的信號進行分析,從而獲得內(nèi)部缺陷的特征信息。

(聲像儀產(chǎn)品圖)

熱像儀則是一種通過物體表面輻來的紅外線能量來檢測物體表面溫度分布的測量儀器。其原理即為測量物體表面的熱輻射能量,并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,進而分析出物體表面的溫度分布情況。

(熱像儀產(chǎn)品圖)

一、特點

(1)聲像儀讓聲音可視化,通過聲像儀,人可以“看見”可聽聲和超聲波的聲源位置和強度。

(2)聲像儀可以通過調(diào)節(jié)聲強和頻率的閾值排除環(huán)境的干擾信息,從而精準分析特定聲源信號所含有的信息。

(3)部分高端聲像儀還有本機軟件可以把聲強頻率信息轉(zhuǎn)化成氣體泄漏量的評估和局放PRPD圖展示。

二、應(yīng)用

(1)氣體泄漏檢測,主要包含壓縮氣體泄漏、可燃性氣體泄漏、有毒氣體泄漏、腐蝕性氣體泄漏以及惰性氣體泄漏等。聲像儀在檢測氣體泄漏時,與氣體介質(zhì)無關(guān),任意種類的氣體泄漏都可檢測。

(2)電氣設(shè)備局部放電檢測,聲像儀通過檢測高壓設(shè)備、電力電纜、絕緣體等設(shè)備局部放電產(chǎn)生的聲波信號來識別和定位放電源,幫助維護人員及時發(fā)現(xiàn)和處理潛在電氣故障,保障電力設(shè)備的正常、安全運行。

(3)機械振動,聲像儀還可以通過捕捉機械振動發(fā)出的異響,進而定位出異響所在位置。

(4)聲像儀的應(yīng)用行業(yè):工業(yè)氣體、電力電網(wǎng)、石油化工、汽車、航空、軌道交通、制造業(yè)等。

(應(yīng)用場景圖)

三、技術(shù)參數(shù)

(1)麥克風通道,指聲像儀所具有的麥克風通道數(shù)量,如FOTRIC聲像儀有96個麥克風通道。

(2)定位頻率范圍,指聲像儀能捕捉的聲音頻率范圍,如2kHz ~ 65kHz,2kHz ~ 96kHz。

(3)聲壓靈敏度,指聲像儀在捕捉聲音時對聲壓強度判斷的精準度。該參數(shù)對實現(xiàn)一些量化應(yīng)用功能尤為重要,例如在判斷氣體泄漏時,FOTRIC聲像儀的精度能做到在三米的范圍內(nèi),0.3兆帕的氣壓條件下檢測到0.03 升 / 分的泄漏。

(4)測量聲壓級范圍,指聲像儀可以檢測并量化的聲壓級(SPL)的范圍,如6 dB 至 120 dB( 1 dB SPL @ 5 kHz)

(聲像儀組合圖)