Ακουστική κάμερα – οπτικοποίηση και εντοπισμός πηγών ήχου

Η ακουστική κάμερα είναι μια ευέλικτη συσκευή. Τα ηχητικά κύματα χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία μιας εικόνας του περιβάλλοντος χώρου. Μια συμβατική κάμερα χρησιμοποιεί το φως για τη λήψη εικόνων, ενώ με την ακουστική κάμερα, τα ηχητικά κύματα μετατρέπονται σε οπτικά δεδομένα. Αυτό καθιστά δυνατή την οπτικοποίηση των πηγών ήχου και, κατά συνέπεια, τον εντοπισμό αδυναμιών, για παράδειγμα, σε κτιριακά κελύφη ή μηχανήματα.

Πώς μπορούν να γίνουν ορατές οι πηγές ήχου με μια ακουστική κάμερα;

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί διαφορετικός αριθμός μικροφώνων ανάλογα με τον κατασκευαστή. Τα δεδομένα που παράγονται από αυτά τα μικρόφωνα χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία μιας οπτικής αναπαράστασης του περιβάλλοντος χώρου. Αυτά τα μικρόφωνα είναι διατεταγμένα σε ένα επίπεδο, σχηματίζοντας αυτό που είναι γνωστό ως διάταξη μικροφώνων. Οι διαφορές στάθμης και φάσης μεταξύ των επιμέρους μικροφώνων υποβάλλονται σε επεξεργασία στον αλγόριθμο χρησιμοποιώντας τις σχετικές πληροφορίες χρόνου και συχνότητας. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να προσδιοριστούν μία ή περισσότερες πηγές ήχου. Μια κάμερα προβάλλει το αντικείμενο που δοκιμάζεται στο αντίστοιχο λογισμικό και προσθέτει την ακουστική εικόνα πάνω σε αυτό (ως θερμογράφημα). Το θερμογράφημα χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μιας οπτικής αναπαράστασης των αναλυμένων δεδομένων, χρησιμοποιώντας διαφορετικά χρώματα για την αναπαράσταση διαφορετικών σταθμών ηχητικής πίεσης. Οι περιοχές που επισημαίνονται με κόκκινο χρώμα έχουν τις υψηλότερες στάθμες ηχητικής πίεσης. Με αυτόν τον τρόπο, μπορούν να εντοπιστούν ισχυρές ή ανεπιθύμητες πηγές ήχου. Επιπλέον, πολλαπλές πηγές ήχου μπορούν να προσδιοριστούν ταυτόχρονα και να εμφανιστούν στο λογισμικό. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα της ακουστικής κάμερας είναι η αξιολόγηση των δεδομένων σε πραγματικό χρόνο, καθώς και η κινητικότητά της. Τα μικρόφωνα μπορούν να επεξεργαστούν συχνότητες από 10 Hz έως 24 kHz. Είναι επίσης δυνατή η μέτρηση ενός ευρέος φάσματος σταθμών ηχητικής πίεσης από 33 dB έως 120 dB. Η κάμερα συνδέεται σε φορητό υπολογιστή χρησιμοποιώντας μόνο ένα καλώδιο LAN, διασφαλίζοντας ότι το σύστημα είναι εξαιρετικά ευέλικτο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί στις σχετικές τοποθεσίες.

Οι πηγές ήχου και ένα βίντεο αποθηκεύονται. Το αρχείο μπορεί να υποστεί επεξεργασία εκ των υστέρων.

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

Ποιες είναι οι χρήσεις μιας ακουστικής κάμερας;

Η ακουστική κάμερα χρησιμοποιείται για την υποστήριξη των εργασιών ανάπτυξης στο τμήμα κτιριακής ακουστικής του Κέντρου Τεχνολογίας OneLab της Schüco. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά το άνοιγμα και το κλείσιμο δομικών στοιχείων και σε δύσκολα ακουστικά ζητήματα, όπου οι μηχανισμοί παράγουν ενοχλητικούς θορύβους. Η κάμερα είναι επίσης ιδανική για χρήση σε ιδιαίτερα μεγάλα δοκίμια. Αυτό συμβαίνει επειδή τόσο η δική μας ακοή όσο και οι συμβατικές μέθοδοι μέτρησης έχουν συχνά περιορισμούς όταν πρόκειται για σύνθετα ακουστικά ερωτήματα. Το Κέντρο Τεχνολογίας OneLab της Schüco δεν δοκιμάζει μόνο προϊόντα στη φάση ανάπτυξής τους, αλλά μπορεί επίσης να δοκιμάσει λύσεις συγκεκριμένων έργων για τους συνεργάτες και τους κατασκευαστές της Schüco.

Μετά από μια δοκιμή κτιριακής ακουστικής σύμφωνα με το πρότυπο DIN EN 10140-2 (μέτρηση της ηχομόνωσης δομικών στοιχείων υπό συνθήκες δοκιμής), χρησιμοποιήθηκε η ακουστική κάμερα για τον προσδιορισμό των αδύναμων σημείων στο παράθυρο. Οι εσφαλμένα ρυθμισμένοι μηχανισμοί ή τα παρεμβύσματα που δεν εφαρμόζουν σωστά μπορούν να εντοπιστούν σε πραγματικό χρόνο.

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

Το λογισμικό επιτρέπει τη ρύθμιση παραμέτρων, όπως η δυναμική, η οποία μπορεί να είναι καθοριστική στην προσπάθεια εντοπισμού ήχων. Αυτό φαίνεται στις μετρήσεις των παραπάνω εικόνων. Στην ακουστική απεικόνιση στα αριστερά δεν μπορούν να προσδιοριστούν πηγές ήχου, αλλά αλλάζοντας τη δυναμική, οι επιμέρους στάθμες ηχητικής πίεσης μπορούν να οπτικοποιηθούν με μεγαλύτερη σαφήνεια, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.

Το δοκίμιο που φαίνεται σε αυτή την εικόνα είναι μια πόρτα. Αρχικά θερμάνθηκε με τη χρήση του τοίχου ακτινοβολίας, προκειμένου να ελεγχθεί ακουστικά και να εντοπιστούν τυχόν αλλαγές στο υλικό.

Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας θέρμανσης, η ακουστική κάμερα είναι σε θέση να δείξει την επίδραση της θερμοκρασίας σε διαφορετικά υλικά. Παρόλο που οι στάθμες είναι πολύ χαμηλές, μπορούν να γίνουν ορατές μέσω της κάμερας. Οι αντίστοιχες συχνότητες του ήχου σε kHz μπορούν να προσδιοριστούν στην καμπύλη συχνότητας-χρόνου.

Η ακουστική κάμερα είναι ευέλικτη και η χρήση της επεκτείνεται πολύ πέραν των συστημάτων του κελύφους του κτιρίου

Η ακουστική κάμερα προσφέρει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών και στον βιομηχανικό κλάδο: για τον εντοπισμό πηγών θορύβου σε θέσεις εργασίας, μηχανήματα ή κινητήρες, αλλά και σε τομείς του κτιριακού εξοπλισμού.

Με την εντυπωσιακή ικανότητά της να δημιουργεί μια οπτική απεικόνιση του ήχου, η ακουστική κάμερα μας βοηθά να κατανοήσουμε καλύτερα το περιβάλλον μας και τις ακουστικές του ιδιότητες. Αποτελεί ένα σημαντικό εργαλείο για τη μείωση του θορύβου, τη διασφάλιση ποιότητας και την έρευνα στον τομέα της ακουστικής, ενώ παράλληλα μεταφέρεται πολύ εύκολα οπουδήποτε.

Έχετε παρατηρήσει ενοχλητικούς θορύβους στο κτίριό σας ή σε άλλα προϊόντα, αλλά δυσκολεύεστε να τους εντοπίσετε; Τότε, η κινητή χρήση της ακουστικής κάμερας θα μπορούσε να αποτελέσει επίσης μια επιλογή για εσάς.