Akustinen kamera – äänen lähteiden visualisointi ja paikannus

Akustinen kamera on monipuolinen laite. Ääniaaltoja käytetään ympäristön kuvan luomiseen. Tavanomainen kamera käyttää valoa kuvien ottamiseen, kun taas akustisessa kamerassa ääniaallot muunnetaan visuaaliseksi dataksi. Tämä mahdollistaa äänilähteiden visualisoinnin ja siten esimerkiksi rakennusten ulkoseinien tai koneiden heikkouksien havaitsemisen.

Miten äänilähteet voidaan nähdä akustisen kameran avulla?

Valmistajasta riippuen mikrofonien lukumäärä voi vaihdella. Näiden mikrofonien tuottamaa dataa käytetään ympäröivän ympäristön visuaalisen esityksen luomiseen. Mikrofonit on järjestetty yhdelle tasolle muodostaen niin sanotun mikrofoniryhmän. Yksittäisten mikrofonien väliset taso- ja vaihe-erot käsitellään algoritmissa käyttämällä asiaankuuluvia aika- ja taajuustietoja. Tämä tarkoittaa, että yksi tai useampi äänilähde voidaan tunnistaa. Kamera näyttää testattavan kohteen siihen liittyvässä ohjelmistossa ja lisää sen päälle akustisen kuvan (lämpökartan). Lämpökarttaa käytetään analysoitujen tietojen visuaalisen esityksen luomiseen käyttämällä eri värejä eri äänenpainetasojen esittämiseen. Punaisella merkityillä alueilla on korkeimmat äänenpainetasot. Näin voidaan paikantaa kovat tai ei-toivotut äänilähteet. Lisäksi ohjelmistossa voidaan tunnistaa ja näyttää samanaikaisesti useita äänilähteitä. Akustisen kameran suuri etu on tietojen reaaliaikainen arviointi sekä sen liikkuvuus. Mikrofonit voivat käsitellä taajuuksia 10 Hz:stä 24 kHz:iin. Myös laaja äänenpainetasojen alue 33 dB:stä 120 dB:iin on mahdollinen. Kamera liitetään kannettavaan tietokoneeseen vain LAN-kaapelilla, mikä takaa järjestelmän suuren joustavuuden ja mahdollistaa sen käytön tarvittavissa paikoissa.

Äänilähteet ja video ovat tallennettu. Tallennetta voidaan muokata myöhemmin.

Prüfer mit Visualisierungssoftware und der akustischen Kamera vor Prüfobjekt
Acoustic camera in use

Mihin akustista kameraa voidaan käyttää?

Akustista kameraa käytetään tukemaan kehitystyötä Schüco OneLab Teknologiakeskuksen rakennusakustiikkaosastolla. Sitä voidaan hyödyntää rakennusosien avaamisen ja sulkemisen yhteydessä sekä tilanteissa, joissa on haastavia akustisia ongelmia, kuten helojen aiheuttamia häiritseviä ääniä. Kamera soveltuu erinomaisesti myös erityisen suurten testikappaleiden tutkimiseen, sillä sekä oma kuulo että perinteiset mittausmenetelmät ovat usein rajallisia monimutkaisissa akustisissa kysymyksissä. Schüco OneLab Teknologiakeskus ei pelkästään testaa tuotteita niiden kehitysvaiheessa, vaan voi myös suorittaa projektikohtaisia testauksia Schücon kumppaneille ja valmistajille.

Rakennusakustiikan testin jälkeen standardin DIN EN 10140-2 mukaisesti (rakennusosien ääneneristyksen mittaus testausolosuhteissa) käytettiin akustista kameraa ikkunan heikkouskohtien tunnistamiseen. Esimerkiksi virheellisesti säädetyt helat tai huonosti tiivistyvät tiivisteet voidaan paikantaa reaaliajassa.

Software der akustischen Kamera
Darstellung der Software mit unterschiedlichen Einstellungsvarianten der akustischen Kamera
Visualisierung von Knackgeräuschen einer Tür

Ohjelmiston avulla voidaan säätää parametreja, kuten dynamiikkaa, mikä voi olla olennaista äänten paikantamisessa. Tämä näkyy yllä olevien kuvien lukemissa. Vasemmalla olevassa akustisessa kuvassa ei voida tunnistaa äänenlähteitä, mutta muuttamalla dynamiikkaa yksittäiset äänenpainetasot voidaan visualisoida selkeämmin, kuten alla olevassa kuvassa näkyy.

Tässä kuvassa näkyvä testikappale on ovi. Se lämmitettiin ensin säteilyseinällä, jotta materiaalin muutokset voitiin tarkistaa ja paikantaa.

Tämän lämmitysprosessin tuloksena akustinen kamera pystyy näyttämään lämpötilan vaikutuksen eri materiaaleihin. Vaikka tasot ovat hyvin alhaiset, ne voidaan nähdä kameran kautta. Vastaavat äänen taajuudet kHz:inä voidaan määrittää taajuus-aika-käyrästä.

Akustinen kamera on monikäyttöinen, ja sitä voidaan käyttää paljon muuhunkin kuin vain rakennuksen ulkoseinien tuotteiden tarkasteluun.

Akustisella kameralla on laaja valikoima käyttökohteita myös teollisuudessa: äänen lähteiden paikantamiseen työpaikoilla, koneissa tai moottoreissa, mutta myös rakennustekniikan alalla.

Akustinen kamera auttaa meitä ymmärtämään paremmin ympäristöämme ja sen akustisia ominaisuuksia, sillä se pystyy luomaan vaikuttavan visuaalisen esityksen äänestä. Se on tärkeä työkalu ääneneristyksessä, laadunvarmistuksessa ja akustiikan tutkimuksessa, ja se on myös erittäin helppo kuljettaa mihin tahansa.

Oletko huomannut häiritseviä ääniä rakennuksissa tai esineissä, mutta et löydä niiden lähdettä? Siinä tapauksessa akustisen kameran mobiilikäyttö voi olla sinulle sopiva vaihtoehto.