Fale dźwiękowe towarzyszą nam niemalże w każdym obszarze życia. Zmysł słuchu umożliwia nam odbieranie i analizowanie fal dźwiękowych w przedziale od 20 Hz do 20 kHz. Dzięki niemu możemy bez problemu wykonywać codzienne czynności i kontaktować się z ludźmi.

czy mozna zobaczyc dzwiek2

Jako doświadczeni diagności możemy wykorzystywać nasze zmysły, w tym słuch, do określania, czy dane urządzenie elektryczne bądź mechaniczne pracuje w sposób poprawny. Jeśli jednak diagnozowane urządzenia znajdują się w środowisku, w którym występuje wiele innych czynników powodujących hałas, nasz zmysł słuchu może okazać się zawodny.

Sprężone powietrze jako medium przemysłowe

Sprężone powietrze należy do jednych z najdroższych mediów technicznych wykorzystywanych w przemyśle. Jego wytworzenie wiąże się z wykorzystaniem drogich w eksploatacji kompresorów, które bardzo często pracują w układach kaskadowych. Urządzenia zapewniające źródło medium nie są jedynym elementem układu sprężonego powietrza. Zaliczają się do nich często dziesiątki kilometrów przewodów doprowadzających sprężone powietrze do końcowego akutatora. Analizy pokazują, że niewielkie pęknięcie (o długości 2-3 mm) w instalacji sprężonego powietrza, może przekładać się na dodatkowy koszt związany z wytworzeniem medium sięgającym wartości 600-1500 Euro rocznie! Tak niewielkie rozszczelnienie powoduje charakterystyczny świst rozprężającego się medium i mimo dużego natężenia tego dźwięku, hałaśliwe industrialne otoczenie ogranicza naszą zdolność słuchową do jego precyzyjnej lokalizacji.

W jaki sposób zobrazować dźwięk?

Czy istnieją zatem metody diagnostyczne, które umożliwiają skuteczne zlokalizowanie wycieku sprężonego powietrza w hałaśliwym środowisku? Okazuje się, że jest to możliwe dzięki zastosowaniu kombinacji siatki mikrofonów ułożonych w odpowiedni sposób w przestrzeni geometrycznej, kamery zakresu widzialnego oraz algorytmowi, który przetwarza dane z mikrofonów, a następnie obrazuje przeliczone dane na ekranie. Ten sposób służący wizualzacji dźwięku został wykorzystany w najnowszym rozwiązaniu diagnostycznym firmy Fluke, którym jest przemysłowa kamera dźwięków o oznaczeniu Fluke ii900 (rysunek 1) Inżynierowie Fluke projektując kamerę ii900 wykorzystali 64 mikrofony, które zostały rozlokowane na froncie urządzenia pomiarowego. Mikrofony pracują w przedziale częstotliwości od 2 do 54 kHz, a firmware urządzenia zawęża pasmo pozwalając tym samym na filtrację dźwięków, które mogą pochodzić z otoczenia. Kamera ii900 pozwala zarówno na dokonywanie statycznych zobrazowań jak i nagrywanie filmów. Dźwięki ilustrowane są na kamerze w sposób barwny, a dany kolor odpowiada natężeniu dźwięku rejestrowanemu przez mikrofony.

czy mozna zobaczyc dzwiek3

Dodatkowo na ekranie wyświetlane jest spectrum rejestrowanego dźwięku podawanego w dB, dzięki czemu możemy zobaczyć maksima sygnału przypisane do danej częstotliwości. (rysunek 3) Urządzenie ii900 pozwala na lokalizację źródła dźwięku z odległości nawet 50 m, natomiast idealna odległość pomiaru w precyzyjnej lokalizacji powietrza oraz gazów wynosi od 3 do 7,6 m. Podczas diagnostyki z wykorzystaniem kamery dźwiękowej należy pamiętać, że sygnały dźwiękowe są odbijane, zwłaszcza od gładkich i płaskich powierzchni. W pewnych warunkach kamera pokazuje stały punkt źródła hałasu oraz jeden lub więcej dodatkowych stałych punktów odbitej fali. Ruch kamerą w kilku kierunkach pozwoli na to, aby odróżnić źródła dźwięku od odbić. Źródło dźwięku pozostanie w tym samym miejscu, podczas gdy odbicia będą się poruszać. Dane z kamery mogą zostać przesłane do komputera poprzez kabel USB. Do kamery dołączone są również dwie baterie ze wskaźnikiem naładowania, a każda z nich pozwala na nieprzerwaną pracę urządzenia przez około 3 godziny.

Karol Bielecki

www.fluke.pl

Więcej na temat: