Solución de formación de imágenes acústicas y localización de fuentes de ruido en túneles de viento
Resumen
Los clientes de túneles de viento están ampliando su enfoque más allá de las mediciones tradicionales, como sustentación, arrastre, presión y análisis del campo de flujo, hacia los ensayos aeroacústicos. No solo quieren verificar si se cumplen los objetivos de rendimiento aerodinámico, sino también entender dónde se origina el ruido, qué bandas de frecuencia dominan, qué componentes contribuyen más y si las modificaciones de diseño realmente reducen el ruido.
La solución SonoDAQ de formación de imágenes acústicas para túneles de viento de baja velocidad está diseñada para aplicaciones que incluyen ruido de viento en automoción, rotores de UAV, componentes aeroespaciales, palas de aerogeneradores y equipos de ventilación. Proporciona un flujo de trabajo completo que abarca adquisición del campo acústico, registro sincronizado, análisis espectral, localización de fuentes sonoras y generación de informes.
Adquisición sincrónica multicanal de alta precisión
La formación de imágenes acústicas con grandes arreglos de micrófonos impone requisitos estrictos sobre la consistencia de canal y la coherencia de fase. SonoDAQ utiliza PTP (Precision Time Protocol) como referencia temporal unificada, lo que permite la adquisición sincrónica multicanal y la expansión con múltiples dispositivos, garantizando que todos los canales de adquisición estén perfectamente alineados en el mismo eje temporal.
Con una precisión de sincronización mejor que 100 ns, el sistema proporciona una base estable y fiable para la localización de fuentes sonoras, el análisis de fase y la formación de imágenes acústicas basada en arreglos de micrófonos.
Formación de imágenes acústicas y localización de fuentes intuitivas
A diferencia de los ensayos convencionales en túneles de viento, que se centran principalmente en indicadores de rendimiento aerodinámico como sustentación, arrastre y distribución de presión, esta solución incorpora capacidades de formación de imágenes acústicas.
Las fuentes de ruido se muestran como mapas de calor acústicos superpuestos sobre imágenes de cámara en vivo, lo que permite a los ingenieros visualizar exactamente dónde se genera el ruido. Los usuarios pueden determinar rápidamente no solo cuán intenso es el ruido, sino también de dónde proviene.
Este enfoque de localización visualizada mejora la eficiencia en la solución de problemas y proporciona evidencias directas para la reducción de ruido, la optimización estructural y los estudios de comparación de diseños.
Geometría de arreglo irregular
El sistema adopta una disposición irregular del arreglo de micrófonos, lo que reduce el riesgo de aliasing espacial comúnmente asociado con los arreglos regulares. Este diseño minimiza los lóbulos secundarios y los lóbulos de rejilla que pueden afectar negativamente a la precisión de la localización.
En comparación con los arreglos regulares, las configuraciones irregulares mejoran la distinguibilidad del lóbulo principal en los mapas acústicos, lo que facilita la identificación de las fuentes de ruido primarias.
En entornos acústicos complejos de túneles de viento de baja velocidad, este diseño mejora la estabilidad y la fiabilidad de los resultados de localización de fuentes sonoras, proporcionando una base más sólida para el análisis y la optimización posteriores del ruido.
Registro sincronizado de múltiples magnitudes físicas
La arquitectura de adquisición modular admite la integración flexible de varios tipos de sensores, incluidos:
• Sensores acústicos
• Sensores de vibración
• Sensores de velocidad del viento
• Sensores de velocidad de rotación
• Sensores de ángulo de actitud
• Sensores de temperatura y humedad
• Sensores de presión barométrica
Esto permite la adquisición sincronizada y el registro unificado de las señales acústicas junto con las condiciones de funcionamiento del túnel de viento.
Cada medición acústica puede asociarse directamente con condiciones de prueba y parámetros de funcionamiento específicos, lo que facilita la reproducibilidad de resultados, la comparación entre múltiples condiciones, el análisis de causas raíz y la validación de la optimización.
Adquisición de banda ancha con alto rango dinámico
El sistema admite un rango de frecuencia de 1 Hz a 100 kHz, que cubre aplicaciones desde mediciones de vibraciones estructurales de baja frecuencia hasta análisis de detalles acústicos de alta frecuencia.
Las aplicaciones adecuadas incluyen:
• Análisis de ruido de viento
• Detección de ruido tonal y silbidos
• Diagnóstico de ruidos anómalos
• Ensayos de respuesta estructural
• Análisis de señales de gran ancho de banda
Gracias a una arquitectura ADC de 32 bits combinada con la tecnología Quad-ADC Fusion, el sistema alcanza un rango dinámico de hasta 170 dB, lo que permite capturar con precisión tanto señales extremadamente débiles como eventos con niveles de presión sonora elevados dentro de la misma plataforma de medición.
Software de análisis integrado OpenTest
OpenTest integra todas las funciones principales de análisis en un único entorno de software, que incluye:
• Monitorización de formas de onda en tiempo real
• Análisis de espectro FFT
• Análisis de 1/3 de octava
• Monitorización de tendencias de SPL
• Localización de fuentes sonoras
• Visualización de mapas de calor acústicos
• Correlación con condiciones de funcionamiento
Este flujo de trabajo integrado ayuda a los ingenieros a completar todo el proceso, desde la monitorización y el análisis hasta la interpretación de resultados.
El software también admite la exportación de gráficas y la generación automática de informes, conectando la adquisición de datos, la formación de imágenes acústicas, el análisis y la elaboración de informes en un flujo de trabajo de ingeniería unificado.
Arquitectura de plataforma escalable
Fase 1: 24-48 canales
Plataforma de validación a pequeña escala para verificar los entornos del túnel de viento, las configuraciones de los arreglos y el rendimiento inicial de la formación de imágenes acústicas.
Fase 2: 64-128 canales
Despliegue a nivel de proyecto que admite actividades de ensayo rutinarias, incluyendo análisis espectral, localización de fuentes, comparaciones de condiciones de funcionamiento y generación de informes.
Fase 3: 256+ canales
Plataforma de formación de imágenes acústicas a gran escala para el desarrollo de capacidades institucionales de ensayos aeroacústicos, que permite flujos de trabajo estandarizados, plantillas y bases de datos de pruebas.
Configuración típica de formación de imágenes acústicas de 120 canales
Un sistema típico de 120 canales consta de:
• Micrófonos de medición
• Calibrador acústico
• Bastidor de arreglo personalizado
• SonoDAQ Pro
• Módulos de entrada IED
• Software OpenTest
En conjunto, estos componentes forman una plataforma completa que abarca calibración, adquisición acústica, registro sincronizado, localización de fuentes sonoras y generación de informes.
La configuración es especialmente adecuada para:
• Ensayos aeroacústicos en túneles de viento de baja velocidad
• Localización de fuentes de ruido en vehículos y componentes
• Análisis acústico comparativo bajo múltiples condiciones
• Estudios de validación y optimización de ingeniería
Preguntas frecuentes (FAQ)
Dispositivos del sistema
Juego de micrófono de campo libre CRY3203-S01, 1/2", 50 mV/Pa
CRY5820 SonoDAQ Pro
CRY5011 IEPE Analógico de Entrada - IED
Calibrador de sonido CRY3018
OpenTest
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