Cómo funciona la imagen acústica: de la adquisición de sonido a la visualización

Con el desarrollo de la tecnología y la industria, la tecnología acústica se ha vuelto cada vez más madura y ahora se utiliza ampliamente en áreas que van desde la electrónica de consumo hasta la aeronáutica y desde las instalaciones médicas hasta la investigación científica. En diversos escenarios de inspección industrial, mantenimiento de equipos y diagnóstico de fallos, la imagen acústica se ha convertido en una herramienta rápida y práctica. Puede transformar ondas sonoras que son difíciles de detectar para el oído humano en imágenes intuitivas, ayudando a los técnicos a localizar rápidamente los problemas.

Los productos de imagen acústica de CRYSOUND están diseñados para la detección de descargas parciales, la detección de fugas de gas, la detección de fallos mecánicos y más, y han sido ampliamente adoptados en más de diez sectores, como la distribución de energía, la automoción y los materiales compuestos.

Entonces, ¿cómo funcionan exactamente los sistemas de imagen acústica? Este blog explicará el flujo de trabajo completo de un sistema de imagen acústica -desde la adquisición de ondas sonoras hasta la formación de imágenes- de una forma sencilla y fácil de entender.

Productos de cámaras de imagen acústica CRYSOUND

1. Adquisición de ondas sonoras: capturando ondas sonoras invisibles

La función principal de un sistema de imagen acústica es capturar ondas sonoras, que suelen generarse por vibraciones, fugas o fallos durante el funcionamiento del equipo. Cuando las ondas sonoras se propagan por el aire, hacen que las moléculas de aire vibren, formando ondas de presión. Los sistemas de imagen acústica reciben estas ondas de presión a través de una matriz de micrófonos integrada (normalmente compuesta por varios micrófonos de alta sensibilidad). Cada micrófono puede capturar de forma independiente la frecuencia, la intensidad y la información de fase de la onda sonora, como si tomara una "huella digital" del sonido.

Por ejemplo, cuando un motor falla, el desgaste de sus rodamientos internos genera vibraciones de alta frecuencia. Estas vibraciones se propagan por el aire y son capturadas por la matriz de micrófonos del sistema de imagen acústica. Analizando estas señales acústicas, los técnicos pueden determinar inicialmente el tipo y la ubicación del fallo.

Detección de fugas de gas

Detección de fallos mecánicos

Detección de descargas parciales

2. Procesamiento de señales: de los datos en bruto a la información útil

Las señales acústicas adquiridas son señales analógicas y deben convertirse en señales digitales mediante un convertidor analógico-digital (ADC). Estas señales digitales entran a continuación en la unidad de procesamiento de señales para una serie de cálculos complejos. Estos cálculos incluyen:

Reducción de ruido: Mediante técnicas de filtrado digital, se eliminan el ruido ambiental y otras señales de interferencia, conservando la información acústica útil.

Formación de haz: Utilizando la distribución espacial de la matriz de micrófonos, los algoritmos calculan la dirección y la distancia de la fuente sonora. Este proceso es similar a utilizar varios oídos para localizar la fuente del sonido.

Análisis de espectro: La señal acústica se descompone en componentes de diferentes frecuencias y se analiza la intensidad de cada componente de frecuencia para determinar la naturaleza de la fuente sonora (por ejemplo, fallos mecánicos, fugas, etc.).

Tras estos procesos, la señal acústica en bruto se transforma en información útil que contiene la ubicación, la intensidad y las características de frecuencia de la fuente sonora.

3. Formación de imágenes: convertir el sonido en imágenes

Los datos acústicos procesados deben presentarse al usuario de forma intuitiva. Las cámaras de imagen acústica visualizan el sonido mediante los siguientes pasos:

Mapeo de datos: Mapear la información de ubicación de la fuente sonora en un espacio bidimensional o tridimensional para formar un mapa de distribución de fuentes sonoras. Normalmente, una cámara de imagen acústica utiliza colores para representar la intensidad de las ondas sonoras: el rojo o amarillo indica una fuente sonora intensa y el azul o verde indica una fuente sonora débil.

Superposición de imágenes: Superponer el mapa de distribución de fuentes sonoras con una imagen de luz visible o una imagen infrarroja para formar una imagen compuesta. Esto permite a los usuarios ver el aspecto físico del equipo y la distribución de las fuentes sonoras en la misma imagen, localizando así rápidamente las zonas problemáticas.

Visualización en tiempo real: Las cámaras de imagen acústica suelen ofrecer capacidades de imagen en tiempo real, mostrando dinámicamente los cambios en las fuentes sonoras. Esto es extremadamente útil para supervisar el estado de funcionamiento de los equipos y diagnosticar fallos.

4. Escenarios de aplicación: una amplia gama de usos

El principio de funcionamiento de la imagen acústica hace que sea ampliamente aplicable en múltiples campos. En el ámbito industrial, las cámaras de imagen acústica pueden utilizarse para detectar fallos mecánicos, fugas de gas y problemas eléctricos en los equipos. Por ejemplo, analizando las ondas sonoras de un transformador durante su funcionamiento, es posible determinar si existe descarga interna o elementos sueltos.

5. Ventajas técnicas: alta eficiencia, precisión y sistema sin contacto

El principio de funcionamiento de los sistemas de imagen acústica les confiere las siguientes ventajas técnicas:

Alta eficiencia: Las cámaras de imagen acústica pueden escanear rápidamente grandes áreas y mostrar en tiempo real la distribución de las fuentes sonoras, lo que mejora en gran medida la eficiencia de la detección.

Precisión: Gracias a avanzados algoritmos de procesamiento de señales, las cámaras de imagen acústica pueden localizar con precisión la posición e intensidad de las fuentes sonoras, con errores que normalmente se sitúan dentro de unos pocos centímetros.

Sin contacto: Las cámaras de imagen acústica no requieren contacto con el dispositivo bajo prueba, evitando los posibles daños o interferencias de los métodos de detección tradicionales.

Conclusión

Los sistemas de imagen acústica transforman el sonido invisible en imágenes intuitivas mediante la captura de ondas sonoras, el procesamiento de señales y la visualización de imágenes, proporcionando una potente herramienta para el diagnóstico de fallos y el mantenimiento de equipos. Aunque su principio de funcionamiento implica complejos algoritmos de procesamiento de señales, la lógica central es sencilla y fácil de entender: desde la adquisición de ondas sonoras hasta la formación de imágenes, cada paso está orientado a convertir el sonido en información útil. Con el continuo desarrollo de la tecnología, la imagen acústica seguirá demostrando su valor único en más campos.

Si le interesan las soluciones de imagen acústica de CRYSOUND o desea comentar su aplicación específica, rellene el formulario "Get in touch" que encontrará a continuación y nuestro equipo estará encantado de ayudarle.