Kamera akustyczna – wizualizacja i lokalizacja źródeł dźwięku

Kamera akustyczna to wszechstronne urządzenie. Generuje ona obraz otoczenia na podstawie fal dźwiękowych. Konwencjonalna kamera wykorzystuje światło do rejestrowania obrazów, natomiast w przypadku kamery akustycznej to fale dźwiękowe są przetwarzane w dane wizualne. Umożliwia to wizualizację źródeł dźwięku, a tym samym wykrywanie słabych punktów, na przykład w powłokach budynków czy obudowach maszyn.

Jak można zobaczyć źródła dźwięku za pomocą kamery akustycznej?

Do badań używana jest różna liczba mikrofonów, w zależności od producenta. W ten sposób generowane dane są wykorzystywane do stworzenia wizualnej reprezentacji otoczenia. Mikrofony są rozmieszczone na jednym poziomie, tworząc tzw. matrycę mikrofonową. Różnice poziomu i faz pomiędzy poszczególnymi mikrofonami są przetwarzane przez algorytm z wykorzystaniem odpowiednich informacji o czasie i częstotliwości. Oznacza to, że możliwa jest identyfikacja jednego lub kilku źródeł dźwięku. Kamera pokazuje badany obiekt w powiązanym oprogramowaniu i nakłada na niego obraz akustyczny w formie mapy cieplnej. Służy ona do wizualizacji analizowanych danych przy użyciu różnych kolorów, które odpowiadają poziomom ciśnienia akustycznego. Obszary oznaczone na czerwono wykazują jego najwyższe poziomy. Dzięki temu można zlokalizować głośne lub niepożądane źródła dźwięku. W oprogramowaniu można jednocześnie identyfikować i wyświetlać wiele źródeł dźwięku. Główną zaletą kamery akustycznej jest możliwość oceny danych w czasie rzeczywistym oraz jej mobilność. Mikrofony mogą rejestrować częstotliwości od 10 Hz do 24 kHz. Można rownież mierzyć szeroki zakres poziomów ciśnienia akustycznego, od 33 dB do 120 dB. Kamera jest podłączana do laptopa za pomocą jednego kabla LAN, co zapewnia wysoką elastyczność systemu i możliwość zastosowania go w odpowiednich miejscach.

Źródła dźwięku oraz nagrania wideo są zapisywane. Pliki można później edytować.

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

Do czego można wykorzystać kamerę akustyczną?

Kamera akustyczna wspiera prace rozwojowe w dziale akustyki budowlanej w Centrum Technologicznym Schüco OneLab. Może być wykorzystywana podczas otwierania i zamykania elementów budynku oraz w przypadku trudnych problemów akustycznych, na przykład gdy okucia generują uciążliwe dźwięki. Kamera sprawdza się również przy szczególnie dużych próbkach testowych, ponieważ zarówno nasz słuch, jak i tradycyjne metody pomiarowe często mają ograniczenia w przypadku złożonych zagadnień akustycznych. Centrum Technologiczne Schüco OneLab bada produkty nie tylko na etapie rozwoju, lecz także oferuje analizę rozwiązań projektowych dla partnerów i wykonawców Schüco.

Po przeprowadzeniu badań akustyki przegród zgodnie z DIN EN 10140-2 (pomiar izolacyjności akustycznej elementów budowlanych w warunkach badawczych) wykorzystano kamerę akustyczną do identyfikacji słabych miejsc w konstrukcji okna. Nieprawidłowo wyregulowane okucia lub niedopasowane uszczelki można lokalizować w czasie rzeczywistym.

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

Oprogramowanie umożliwia dostosowanie takich parametrów jak dynamika, co może być kluczowe podczas lokalizowania źródeł dźwięku. Widać to na odczytach na powyższych obrazach. W obrazie akustycznym po lewej stronie nie można zidentyfikować źródeł dźwięku, jednak po zmianie dynamiki poszczególne poziomy ciśnienia akustycznego stają się wyraźniej widoczne, jak pokazano na poniższym obrazie.

Próbka testowa pokazana na tym zdjęciu to drzwi. Najpierw zostały podgrzane za pomocą ściany grzewczej, co pozwoliło akustycznie sprawdzić i zlokalizować zmiany w materiale.

Dzięki procesowi podgrzewania kamera akustyczna jest w stanie pokazać wpływ temperatury na różne materiały. Pomimo tego, że poziomy dźwięku są bardzo niskie, można je zobaczyć za pomocą kamery. Odpowiednie częstotliwości dźwięku w kHz można określić na krzywej częstotliwości w zależności od czasu.

Kamera akustyczna to wszechstronne urządzenie znajdujące wiele zastosowań, nie tylko w systemach zainstalowanych wewnątrz budynków

Kamera akustyczna jest szeroko stosowana także w przemyśle: służy do lokalizacji źródeł dźwięku w miejscach pracy, maszynach czy silnikach, ale także w obszarach związanych z techniką budowlaną.

Dzięki imponującej funkcji tworzenia wizualnej reprezentacji dźwięku, kamera akustyczna pomaga nam lepiej zrozumieć nasze otoczenie i jego właściwości akustyczne. Znajduje ważne zastosowania w kontekście redukcji dźwięku, kontroli jakości i badań w dziedzinie akustyki, a przy tym jest bardzo łatwa w transporcie.

Słyszysz irytujące dźwięki w budynku, ale masz problem z ich zlokalizowaniem? W takiej sytuacji mobilna kamera akustyczna może być dobrym rozwiązaniem.