音響カメラは、現代の工業検査にとって重要なツールとなっています。主に音声信号や数値読み取り値を提供する従来の超音波検出器とは異なり、音響イメージング カメラは音源を画面上で直接視覚化できます。これにより、エンジニアは音がどこから来ているかを確認し、その強度を比較し、メンテナンスの決定のために視覚的な証拠を記録することができます。
In the previous article, we introduced what an acoustic camera is. Now, we will take one step further into practical field applications and explain how acoustic cameras work on site, why different sound field display modes matter and how real sound field and computed sound field modes can support more reliable inspection results.
The basic principle of an acoustic camera is sound source localization. Click here to learn more.
音響カメラは、マイク アレイを使用してテスト エリアからの音信号をキャプチャします。同じ音波が異なるマイクに到達すると、わずかに異なる時間と位相で到達します。これらの時間差と位相差を分析することで、システムは音源の方向と位置を推定できます。
音源の位置、音響強度、周波数情報が計算された後、システムは空間音響エネルギー分布マップを生成します。この音響エネルギー マップは、内蔵カメラでキャプチャされた光学画像に重ねられます。その結果、音響画像が得られ、多くの場合、現実世界のビジュアル シーン上にカラー ヒートマップとして表示されます。
これが、音響カメラがエンジニアが部分放電、圧縮空気漏れ、ガス漏れ、異常な機械ノイズなどの目に見えない問題を特定するのに役立つ理由です。
Real sound field visualization refers to the direct presentation of the acoustic energy distribution detected by the microphone array. It is closer to the original sound field captured at the testing site.
典型的な実際の音場表示では、音響カメラがキャプチャされた音声データを処理し、音響画像のダイナミック レンジを制限します。表示範囲を狭めることにより、カメラはより強力な音源を強調表示し、画像を読みやすくすることができます。
このアプローチはシンプルで直接的であり、多くの音響カメラ システムで広く使用されています。比較的静かな環境の場合、またはターゲットの音源がバックグラウンドノイズよりも明らかに強い場合、実際の音場の視覚化は迅速かつ直感的な結果を提供できます。
ただし、産業環境が理想的であることはほとんどありません。
実際の検査シナリオでは、音響イメージングは多くの環境の影響を受ける可能性があります。要因.
まず、音波は機械的な波です。それらの伝播は、気流、風、障害物、反射、テスト環境の構造の影響を受ける可能性があります。変電所、工場、コンプレッサー室、または屋外の工業用地では、音響信号がマイク アレイに到達する前に妨害される可能性があります。
第二に、背景ノイズにより、音源の定位がより困難になる可能性があります。モーター、ファン、ポンプ、変圧器、バルブ、その他の機器は、連続的または断続的なノイズを発生することがあります。これらのノイズはターゲット信号と重なり、音響イメージの明瞭さを低下させる可能性があります。
第三に、複数の無関係な音源が同じ視野内に存在する可能性があります。複数の独立した音源が同時に出現すると、音響カメラはより広いまたはより複雑な音場を表示することがあります。これにより、ユーザーが最も重要な音源を迅速に特定することが難しくなります。
これらの理由から、特に複雑な産業環境では、実際の音場の視覚化が常に最も安定した、または使いやすいイメージを提供するとは限りません。
計算された音場は、音源マーキングまたは拡張された音源視覚化とも呼ばれ、実際の音場の上に構築されたアルゴリズムベースの表示モードです。フィルタリングと多次元分析。目標は、ターゲット音源をより安定して識別し、環境騒音、気流の乱れ、無関係な音源の影響を軽減することです。
実際的には、計算された音場は、音響カメラがよりクリーンで焦点の合った音源マーカーを提示するのに役立ちます。実際の音場を置き換えるものではありません。むしろ、フィールドエンジニアが結果をより簡単に解釈できるように、有用な信号を強化します。
部分放電検出に計算音場が重要な理由
This is especially valuable when the inspection target is weak, intermittent or surrounded by background noise.
部分放電は、変電所、開閉装置、変圧器、ケーブル端子、その他の高電圧電気設備で発生する可能性があります。多くの場合、部分放電によって生成される超音波信号は弱いか、断続的になります。このサイトには、変圧器ノイズ、コロナノイズ、風ノイズ、またはその他の電気的および機械的音源が含まれる場合もあります。
そのような環境では、実際の音場だけに依存すると、ターゲットの放電信号を周囲の干渉から区別することが困難になる可能性があります。
計算された音場は、次のことによってユーザー エクスペリエンスを向上させることができます。ターゲット音源がより安定し、見つけやすくなります。高度なフィルタリングとアルゴリズム処理を通じて、音響カメラは非ターゲット干渉を抑制し、検査タスクにより関連性の高い音源を強調することができます。
現場ユーザーにとって、これは、より迅速な位置特定、より明確な視覚的フィードバック、およびメンテナンスの決定を下す際のより高い自信を意味します。
リアル サウンド フィールドまたは計算された音場: どのモードを使用する必要がありますか?
実音場モードは、ユーザーが元の音響エネルギー分布を観察したい場合に適しています。これは、全体的な音環境を理解し、複数の音源を確認し、テストエリア全体に音響エネルギーがどのように分布しているかを確認するのに役立ちます。
簡単に言えば、実際の音場は音響カメラが聞いた音をより直接的に示し、計算された音場はユーザーが最も関連性の高い音源をよりよく見るのに役立ちます。明確に.
Computed sound field mode is suitable when users need a clearer target marker. It is especially helpful in noisy industrial sites, partial discharge inspection, gas leak localization and other scenarios where the target signal may be affected by interference.
産業検査における実際の応用
変電所の部分放電検査およびスイッチギア
製造工場における圧縮空気の漏れ検出
石油、ガス、化学施設におけるガス漏れの位置特定
機械故障診断モーター、ベアリング、ポンプ、ファン
電気室およびデータセンターの検査
重要機器の予知保全
HERTZINNOより鮮明な現場検査用音響カメラ
In these applications, the inspection environment, target frequency, sound intensity and background noise level can vary greatly. A flexible sound field display strategy allows engineers to adapt the acoustic camera to the actual testing site instead of relying on a single fixed display method.
現場検査チームにとって、音響カメラの重要な価値は、音を「聞く」だけでなく、音源を明確に「見る」ことでもあります。実際の音場の視覚化は現場の音響状態を復元するのに役立ちますが、計算された音場はターゲット信号を強調して干渉の影響を軽減するのに役立ちます。
これら 2 つのモードを組み合わせると、音響イメージングがより効果的で直感的になり、実際の産業に適したものになります。アプリケーション.
結論
実音場は直接的なビューを提供します計算された音場はアルゴリズム処理を使用してターゲット音源のマーキングを改善します。クリーンな環境では、リアルな音場が高速かつ直感的に得られます。複雑な現場条件では、計算された音場は、ユーザーがよりクリアで安定した結果を得るのに役立ちます。
電力会社、産業プラント、メンテナンス チームにとって、適切な音場モードを選択することで、検査効率が向上し、不確実性が軽減され、より適切なメンテナンスの決定がサポートされます。
適切な音響カメラと適切な視覚化モードを使用すると、目に見えない音響の問題が可視化され、測定可能になり、解決が容易になります。
With the right acoustic camera and the right visualization mode, invisible acoustic problems can become visible, measurable and easier to solve.
