论声像仪的应用领域和技术特点

声像仪的概念首次出现在 19 世纪末期,由生理学家 J.R.Ewald 研究内耳功能时提出。它是一种用于分析、定位和可视化声源的设备,不仅可以让人知道声音来自哪里,还可以进一步展现声音的特征。

完整的现代声学相机通常由麦克风阵列、摄像头和显示设备构成。麦克风采集声音,经处理后以不同颜色的光斑和摄像头拍摄的画面叠加(投影)并在显示器中显示。

基于声学成像技术,利用麦克风阵列获取声源声波信息,通过波束成形和图像识别算法,将声源位置准确叠加在可视影像之上,实现声源的可视化定位。

超声源声波,又称为超声波,超声波即频率超出人耳可听范围的声波。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹(Hz)。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-20000Hz。因此,我们把频率高于20000Hz的声波称为“超声波”。

声像仪与热像仪区别

声像仪是一种通过物体表面发射的声波获取表面或内部缺陷信息的检测仪器。其原理类似于超声波探伤仪,通过将高频声波射入被测物体内部,并对射入声波后反射回来的信号进行分析,从而获得内部缺陷的特征信息。

(声像仪产品图)

热像仪则是一种通过物体表面辐来的红外线能量来检测物体表面温度分布的测量仪器。其原理即为测量物体表面的热辐射能量,并将数据转换成数字信号,进而分析出物体表面的温度分布情况。

(热像仪产品图)

一、特点

(1)声像仪让声音可视化,通过声像仪,人可以“看见”可听声和超声波的声源位置和强度。

(2)声像仪可以通过调节声强和频率的阈值排除环境的干扰信息,从而精准分析特定声源信号所含有的信息。

(3)部分高端声像仪还有本机软件可以把声强频率信息转化成气体泄漏量的评估和局放PRPD图展示。

二、应用

(1)气体泄漏检测,主要包含压缩气体泄漏、可燃性气体泄漏、有毒气体泄漏、腐蚀性气体泄漏以及惰性气体泄漏等。声像仪在检测气体泄漏时,与气体介质无关,任意种类的气体泄漏都可检测。

(2)电气设备局部放电检测,声像仪通过检测高压设备、电力电缆、绝缘体等设备局部放电产生的声波信号来识别和定位放电源,帮助维护人员及时发现和处理潜在电气故障,保障电力设备的正常、安全运行。

(3)机械振动,声像仪还可以通过捕捉机械振动发出的异响,进而定位出异响所在位置。

(4)声像仪的应用行业:工业气体、电力电网、石油化工、汽车、航空、轨道交通、制造业等。

(应用场景图)

三、技术参数

(1)麦克风通道,指声像仪所具有的麦克风通道数量,如FOTRIC声像仪有96个麦克风通道。

(2)定位频率范围,指声像仪能捕捉的声音频率范围,如2kHz ~ 65kHz,2kHz ~ 96kHz。

(3)声压灵敏度,指声像仪在捕捉声音时对声压强度判断的精准度。该参数对实现一些量化应用功能尤为重要,例如在判断气体泄漏时,FOTRIC声像仪的精度能做到在三米的范围内,0.3兆帕的气压条件下检测到0.03 升 / 分的泄漏。

(4)测量声压级范围,指声像仪可以检测并量化的声压级(SPL)的范围,如6 dB 至 120 dB( 1 dB SPL @ 5 kHz)

(声像仪组合图)