Telecamera Acustica:
Prezzo vs. Prestazioni
25.08.2020
La nuova tecnologia di scansione sonora da noi sviluppata affronta il precedente dilemma prezzo-prestazioni delle telecamere acustiche. I Sound Scanner creano immagini acustiche con una qualità superiore rispetto alle tradizionali telecamere acustiche e possono persino localizzare eventi sonori a bassa frequenza.
Le telecamere acustiche sono ampiamente considerate strumenti potenti per la localizzazione dei rumori indesiderati in prodotti e/o processi. Gli ingegneri responsabili dello sviluppo di prodotti, della produzione e della manutenzione che hanno accesso a questa tecnologia apprezzano il valore aggiunto delle informazioni visive per implementare soluzioni tecniche altamente efficaci.
Inoltre, per i responsabili ingegneristici e di marketing dei prodotti è importante evitare costosi tentativi ed errori, nonché garantire lanci di prodotto tempestivi grazie a una maggiore prevedibilità durante lo sviluppo dello stesso.
Il Dilemma
A differenza delle telecamere termiche, le telecamere acustiche non hanno ancora avuto una penetrazione comparabile nel portafoglio di attrezzature dei dipartimenti di ingegneria, specialmente nelle piccole e medie imprese.
Una delle ragioni risiede nelle proprietà delle emissioni sonore industriali, che sono tipicamente a bassa frequenza. In tali situazioni, è solitamente necessario un sistema di array di microfoni con un diametro di almeno un metro per separare in modo affidabile più sorgenti sonore.
Considerando il costo di acquisizione di tali apparecchiature, nell’ordine dei 40.000 € o più, combinato con la conoscenza richiesta, un cliente potrebbe decidere di non effettuare l’acquisto.
Negli ultimi anni, la tendenza verso le telecamere acustiche mobili ha alimentato la speranza di avere accesso a dispositivi di visualizzazione del suono a un prezzo più accettabile.
Tuttavia, i sistemi mobili con un diametro di circa 30 cm non riescono a fornire la qualità dell’immagine richiesta per le applicazioni industriali tipiche. In conclusione: non possiamo facilmente ingannare la fisica e le dimensioni contano.
Introduzione di un Nuovo Metodo
di Visualizzazione del Suono
Per questo motivo, Seven Bel si è impegnata a sviluppare una nuova telecamera acustica che offre alta qualità dell’immagine per applicazioni industriali e un’eccellente usabilità e mobilità a un prezzo accessibile.
La tecnologia abilitante è un Sound Scanner rotante compatto con alcuni microfoni digitali all’avanguardia. Il preciso campionamento spaziale del campo sonoro su un disco con un diametro fino a 1,32 metri produce immagini acustiche con un’eccellente risoluzione spaziale e gamma dinamica, che aumenta la fiducia nell’implementazione delle soluzioni tecniche (Figura 1)
Sound Scanner P132 con un diametro di scansione di 1,32 m (a sinistra), specificamente sviluppato per applicazioni industriali a bassa frequenza.
Il sistema di misurazione include scanner rotante montato su treppiede, dispositivo mobile e infrastruttura cloud di Seven Bel (a destra).
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Il vantaggio di scansionare una vasta area può essere facilmente visto eseguendo il seguente esperimento nei test di trasmissioni e motori (Figura 2).
Tre altoparlanti vengono eccitati con del rumore bianco, due dei quali in modo costante. La banda di frequenza selezionata è 2000Hz +/- 115Hz e viene scelta una gamma dinamica di 15dB. Il guadagno dell’altoparlante centrale è +10dB rispetto agli altoparlanti esterni.
Il grande scanner con un diametro di 1,32 m (immagine a sinistra) risolve gli altoparlanti destro e sinistro posizionati 10dB al di sotto dell’altoparlante centrale e mostra una buona separazione delle sorgenti sonore, mentre lo scanner più piccolo con un diametro di 0,5 m (immagine a sinistra) fatica chiaramente a identificare le tre sorgenti.
Tuttavia, lo scanner più piccolo è particolarmente utile per misurare eventi sonori a media e alta frequenza in spazi confinati.
Tre altoparlanti con eccitazione a rumore bianco misurati a una distanza di 1,5 metri. Banda di frequenza selezionata è 2000Hz +/- 115Hz, gamma dinamica di 15dB, guadagno dell’altoparlante centrale è +10db rispetto agli altoparlanti esterni. Confronto tra area di scansione grande (diametro 1,32m) e area di scansione piccola (diametro 0,5m).
Il Sound Scanner, insieme al dispositivo mobile dell’utente e all’infrastruttura cloud in background, crea un sistema di misurazione compatto ad alte prestazioni per l’analisi rapida dei problemi acustici.
I nostri sviluppatori hanno prestato particolare attenzione alla progettazione di un flusso di lavoro massivamente semplificato per misurare e analizzare le immagini acustiche. I rapporti generati automaticamente possono essere facilmente condivisi con colleghi, partner o clienti.
La tecnologia è già stata dimostrata con successo con prodotti e processi di varie industrie, che vanno dal settore automobilistico alla costruzione di macchinari, elettrodomestici e acustica degli edifici.
Casi d’Uso
La progettazione di involucri per centri di lavorazione costituisce un compito particolarmente impegnativo per gli ingegneri meccanici. I produttori devono non solo soddisfare i limiti normativi corrispondenti, ma anche considerare sempre più il fatto che deve essere garantito un ambiente di lavoro ottimale per gli operatori dei macchinari.
Le immagini acustiche supportano gli ingegneri durante la fase di sviluppo nel comprendere, ad esempio, l’irradiazione sonora locale media nel tempo durante un processo di lavorazione.
Queste intuizioni consentono loro di costruire involucri per macchinari che sono ottimali in termini di costi ed efficacia acustica. In alcuni casi, il suono non proviene dal luogo previsto inizialmente.
La molatura dei bordi delle lastre di vetro nei centri di lavorazione del vetro porta a eccitazioni critiche delle frequenze proprie e dei modi propri del materiale lavorato.
Il suono può quindi non provenire solo dal luogo in cui avviene la molatura e la lastra di vetro lavorata agisce come un altoparlante irradiando suono in modo predominante dal bordo opposto (Figura 3).
Sono esattamente queste intuizioni che danno agli ingegneri la fiducia necessaria per prendere le misure giuste e necessarie quando implementano progetti per la riduzione ottimale del suono.
I processi di lavorazione complessi, in molti casi, causano eventi sonori complessi. Le immagini acustiche supportano gli ingegneri nel comprendere
l’irradiazione sonora locale media nel tempo durante un processo di lavorazione, consentendo loro di costruire involucri per macchine ottimali.
Un’altra interessante applicazione si trova nel campo dell’ingegneria automobilistica, dove gli ingegneri della simulazione e dei test dei veicoli sono coinvolti nel riconciliare i modelli di simulazione con i dati di misurazione effettivi.
La Figura 4 mostra una moto operata a pieno carico su un dinamometro a rulli. Gli ingegneri sono particolarmente interessati a confermare l’esatta posizione dell’irradiazione sonora dal coperchio della frizione per aggiornare i parametri di materiale e geometria nei modelli di simulazione e, quindi, guidare le ottimizzazioni del design.
Indagine delle superfici con irradiazione sonora dominante su un dinamometro a rulli a pieno carico. Le immagini acustiche supportano gli ingegneri
durante la ricerca e lo sviluppo, nell’adattamento dei modelli di simulazione dei componenti del motore e della trasmissione.
Noi di Seven Bel abbiamo introdotto i Sound Scanner P50 e P132 sul mercato europeo e non vediamo l’ora di conoscere nuove potenziali applicazioni. Contattaci oggi per richiedi un kit dimostrativo.