論聲像儀的應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)特點(diǎn)

聲像儀的概念首次出現(xiàn)在 19 世紀(jì)末期,由生理學(xué)家 J.R.Ewald 研究?jī)?nèi)耳功能時(shí)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(lái)自哪里,還可以進(jìn)一步展現(xiàn)聲音的特征。

完整的現(xiàn)代聲學(xué)相機(jī)通常由麥克風(fēng)陣列、攝像頭和顯示設(shè)備構(gòu)成。麥克風(fēng)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(xué)成像技術(shù),利用麥克風(fēng)陣列獲取聲源聲波信息,通過(guò)波束成形和圖像識(shí)別算法,將聲源位置準(zhǔn)確疊加在可視影像之上,實(shí)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(tīng)范圍的聲波。科學(xué)家們將每秒鐘振動(dòng)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?tīng)到的聲波頻率為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(guò)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(cè)儀器。其原理類似于超聲波探傷儀,通過(guò)將高頻聲波射入被測(cè)物體內(nèi)部,并對(duì)射入聲波后反射回來(lái)的信號(hào)進(jìn)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(guò)物體表面輻來(lái)的紅外線能量來(lái)檢測(cè)物體表面溫度分布的測(cè)量?jī)x器。其原理即為測(cè)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(hào),進(jìn)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(diǎn)

(1)聲像儀讓聲音可視化,通過(guò)聲像儀,人可以“看見(jiàn)”可聽(tīng)聲和超聲波的聲源位置和強(qiáng)度。

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

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

二、應(yīng)用

(1)氣體泄漏檢測(cè),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(cè)氣體泄漏時(shí),與氣體介質(zhì)無(wú)關(guān),任意種類的氣體泄漏都可檢測(cè)。

(2)電氣設(shè)備局部放電檢測(cè),聲像儀通過(guò)檢測(cè)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(hào)來(lái)識(shí)別和定位放電源,幫助維護(hù)人員及時(shí)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(yùn)行。

(3)機(jī)械振動(dòng),聲像儀還可以通過(guò)捕捉機(jī)械振動(dòng)發(fā)出的異響,進(jìn)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(chǎng)景圖)

三、技術(shù)參數(shù)

(1)麥克風(fēng)通道,指聲像儀所具有的麥克風(fēng)通道數(shù)量,如FOTRIC聲像儀有96個(gè)麥克風(fēng)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(shí)對(duì)聲壓強(qiáng)度判斷的精準(zhǔn)度。該參數(shù)對(duì)實(shí)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(shí),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(cè)到0.03 升 / 分的泄漏。

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

(聲像儀組合圖)