AFD7001 Drukuj

System holografii akustycznej AcoustiCam łączy oprogramowanie AFD7001 opracowane na bazie SMT i sprzędu pomiarowego TORNADO, w tym systemu mikrofonów.

 

Funkcjonalność AcoustiCam oparta jest na przetwarzaniu sygnałów z jednoczesnym uzyskaniem dokładnych poziomów ciśnienia akustycznego z poszczególnych mikrofonów. Matematycznie algorytm naśladuje zasadę działania zwierciadła optycznego, skanując pole dźwiękowe przy pomocy metody time-of-travel.

Podczas pomiaru system mikrofonów sekwencyjnie ogniskuje dowolny punkt w przestrzeni przed tablicą poprzez zmianę wyliczonej amplitudy i warunków korekcji fazy. W ten sposób obraz rozkładu ciśnienia akustycznego jest tworzony w jednej płaszczyźnie bez mechanicznego przemieszczania tablicy.

Rozdzielenie źródeł dźwięku, zgodne z częstotliwością i lokalizacją jest zależne od wybranej geometrii mikrofonów dla AcoustiCam. Każda sytuacja dźwiękowa może być reprezentowana jako barwny, dwuwymiarowy, absolutny rozkład ciśnienia akustycznego. W celu wizualizacji sytuacji dźwiękowej wynik lokalizacji może zostać nałożony na zdjęcie badanego obiektu.

Oferujemy wiele różnych geometrii systemu z odłączanymi mikrofonami ICD 1/4" zoptymalizowanych do różnych zastosowań:

  • pojedyncze koło z 32 mikrofonami (500 Hz do 20 kHz)
  • podwójne koło z 32 mikrofonami (500 Hz do 20 kHz)
  • system liniowy z 32 mikrofonami do pomiarów prewencyjnych
  • składana gwiazda z 30 mikrofonami (200 Hz do 20 kHz)
  • odłączana matryca gwiazdowa z 30 mikrofonami (1kHz do 20 kHz)

W porównaniu do alternatywnych koncepcji nasze rozwiązania oferują różne korzyści:

  • sprzęt do gromadzenia danych może być używany również do innych pomiarów
  • system umożliwia nieprzerwane gromadzenie danych na dysku twardym z 32 kanałami przez 8 godzin
  • system pomiarowy może być zasilany z baterii buforowych, co sprawia, że może działać niezależnie od sieci
  • system pozwala na dopasowanie geometrii do wymagań użytkownika
  • pomimo niskiej ceny, wysoka dokładność

Wyniki:

  • rozkład ciśnienia akustycznego w postaci kolorowej mapy nałożonej na zdjęcie
  • wyzwalane dane w dziedzinie czasu na wszystkich kanałach
  • funkcje transmisji między wszystkimi kanałami
  • słuchanie w jednym punkcie obrazu

 


Kształtowanie wiązki ortogonalnej

Nowy algorytm AcoustiCam opiera się na rozdzieleniu danych o lokalizacji na niezależne źródła dźwięku. Dotyczy to także różnych mechanizmów źródeł, które mogą emitować bardzo wysokie poziomy hałasu. Formowanie wiązki ortogonalnej gwarantuje prezentację graficzną odseparowanych źródeł dźwięku, które umożliwiają oddzielne lokalizowanie nie tylko głównych źródeł dźwięku o wysokim poziomie ciśnienia akustycznego, ale również źródeł dźwięku maskowanych, o niskim poziomie ciśnienia akustycznego bez konieczności wykonywania kilku pomiarów lub używania bardziej rozbudowanego systemu pomiarowego. Metoda ta zwiększa stosunek sygnału do szumu do przynajmniej 25 dB, co jest wyraźną poprawą w porównaniu do  10-15 dB, jaki można osiągnąć stosując powszechnie używane metody.


Analiza źródła

System pomiarowy AcoustiCam potrafi analizować poszczególne źródła dźwięku poprzez określenie typowego widma ciśnienia akustycznego dla konkretnego punktu. Nawet w niekorzystnych warunkach akustycznych (np. w tunelu aerodynamicznym) istniejące źródła dźwięku mogą być zlokalizowane w sposób wiarygodny. Nie ma zatem potrzeby używania akustycznie zaadoptowanego pomieszczenia.


Układ graniczny w systemie mikrofonowym

Korzystanie z tzw. układu granicznego powoduje, że mikrofony tłumią dźwięki propagowane poza obszarem, na który skoncentrowany jest system mikrofonowy. Z tego powodu nie ma potrzeby wykonywania pomiarów w specjalnie zaadoptowanych akustycznie pomieszczeniach a także można ustawić dowolną geometrię systemu. Specjalne, relatywnie tanie mikrofony są z nim na stałe zintegrowane.


 

Układ pierścieniowy

Znacznie lżejszy układ pierścienia (w porównaniu z układem granicznym) składa się z 32 mikrofonów, znajdujących się na metalowym pierścieniu, który może być zamontowany na statywie. Wykorzystywane są standardowe mikrofony pomiarowe z zasilaniem ICP i złączami BNC. Są one łatwe w montażu i mogą być używane do wielu zadań pomiarowych. Łatwe pozycjonowanie jest możliwe za pomocą obrotowego statywu z głowicą.


Kąt szczeliny

Jak w systemach optycznych, zwiększanie kąta zawartego między położeniem obiektu a osią obiektywu powoduje zakłócenia odwzorowania obiektu. W akustyce, w polu dalekim te zakłócenia mogą być pominięte do kąta, zawartego między osią symetrii systemu mikrofonowego, a położeniem obiektu, nie większego, niż 30°. Im większe są wymiary badanego obiektu, tym większa musi być odległość między systemem mikrofonowym a obiektem.
System pomiarowy AcoustiCam opiera się na algorytmie kształtowania wiązki bliskiego pola. Algorytm ten umożliwia badanie obiektów akustycznych, znajdujących się na niewielkiej odległości od systemu mikrofonowego, ponieważ zalecany maksymalny kąt szczeliny zwiększa się wraz ze zmniejszaniem odległości od badanego obiektu. Natomiast minimalna zalecana odległość obiektu od systemu musi wynosić ok. 25 cm. Mniejsze obiekty mogą być umieszczane w pobliżu systemu mikrofonowego, natomiast większe obiekty wymagają większej odległości, w celu uzyskania optymalnego obrazu. Co do wymiarów badanego obiektu, praktycznie nie ma ograniczeń.


Rozdzielczość przestrzenna

W zależności od zastosowanego systemu mikrofonowego, można otrzymać różne rozdzielczości. Oprócz geometrycznego rozmieszczenia mikrofonów, rozdzielczość przestrzenna jest zdeterminowana przez charakterystykę częstotliwościową i odległość od obiektu. Rozdzielczość wzrasta proporcjonalnie do częstotliwości i odwrotnie proporcjonalnie do długości fali.

Oprogramowanie AFD7001

  • stacjonarne źródła dźwięku (o ustalonej lokalizacji i quasi-stacjonarnym sygnale dźwiękowym)
  • niestacjonarne źródła dźwięku (ruchome i z przejściowym sygnałem źródłowym)

Wykorzystanie tradycyjnych i nowoczesnych algorytmów kształtowania wiązki

  • w dziedzinie czasu (np. dla obiektów poruszających się ze stałą prędkością)
  • w dziedzinie częstotliwości (np. kształtowanie wiązką prostokątną do indywidualnego lokalizowania niezależnych źródeł dźwięku, eliminacja hałasu w kanale w celu zwiększenia stosunku sygnału do szumu)

Charakterystyka źródła dźwięku

  • graficzne przedstawienie sytuacji dźwiękowej jako kolorowej, dwuwymiarowej mapy poziomu ciśnienia akustycznego
  • wizualizacja sytuacji dźwiękowej poprzez nałożenie mapy na zdjęcie obiektu testowego (zintegrowana kamera, generowanie pojedynczych obrazów lub sekwencji obrazów/filmów wideo)
  • generowanie i auralizacja sygnału źródłowego (odsłuchiwanie)
  • identyfikacja widma poziomu ciśnienia akustycznego i lokalnych profili ciśnienia akustycznego
  • ocena sygnałów wyzwalania
  • wsparcie dowolnych układów mikrofonowych

Tryb analizy

  • ciągła lokalizacja źródeł (live mode)
  • nieograniczony czas nagrywania (streaming)
  • nieograniczona analiza działa poprzez obróbkę końcową z parametrami zmiennych obliczeń bez potrzeby nowego pomiaru
  • import zewnętrznych danych czasowych z wcześniejszych pomiarów systemu mikrofonowego (format ASCII)
  • eksport obliczonych wyników w postaci grafiki, animowanej grafiki lub w formacie ASCII

Dane techniczne (dla systemu pierścieniowego 32 – mikrofonowego)

rozmiar obiektu

nieograniczony

 

odległość od obiektu

ok. 25 cm

zakres częstotliwości

500 hz … 10 khz

maksymalny kąt szczeliny 60°

rozdzielczość częstotliwościowa

pasma oktawowe i tercjowe

rozdzielczość przestrzenna

28 cm @ 1 khz

14 cm @ 2 khz

7 cm @ 4 khz

3 cm @ 8 khz

odstęp sygnał/szum

12 db @ 1 khz

12 db @ 2 khz

12 db @ 4 khz

12 db @ 8 khz

system mikrofonowy pierścieniowy

32 mikrofony IEPE  1/4” (złącze SMB)

front-end Tornado_32D

kalibracja mikrofonów

użycie zcentralizowanego, punktowego źródła dźwięku lub kalibratora ¼”