Solução de Formação de Imagem Acústica e Localização de Fontes de Ruído em Túneis de Vento
Visão geral
Os clientes de túneis de vento estão a ir além das medições tradicionais, como sustentação, arrasto, pressão e análise de campo de escoamento, passando a incluir ensaios aeroacústicos. Eles não querem apenas verificar se as metas de desempenho aerodinâmico são cumpridas, mas também compreender onde o ruído se origina, quais bandas de frequência são dominantes, que componentes mais contribuem e se as modificações de projeto reduzem efetivamente o ruído.
A Solução SonoDAQ de Formação de Imagem Acústica em Túneis de Vento de Baixa Velocidade foi concebida para aplicações como ruído aerodinâmico automóvel, rotores de UAV, componentes aeroespaciais, pás de turbinas eólicas e equipamentos de ventilação. Ela fornece um fluxo de trabalho completo que abrange aquisição do campo acústico, registo sincronizado, análise espectral, localização de fontes sonoras e geração de relatórios.
Aquisição Sincronizada Multicanal de Alta Precisão
A formação de imagem acústica com grandes matrizes de microfones impõe requisitos rigorosos quanto à consistência dos canais e à coerência de fase. O SonoDAQ utiliza PTP (Precision Time Protocol) como referência temporal unificada, suportando aquisição sincronizada multicanal e expansão multi-dispositivo, garantindo que todos os canais de aquisição estejam precisamente alinhados no mesmo eixo temporal.
Com uma precisão de sincronização melhor do que 100 ns, o sistema fornece uma base estável e fiável para a localização de fontes sonoras, análise de fase e formação de imagem acústica baseada em matrizes.
Formação de Imagem Acústica Intuitiva e Localização de Fontes
Ao contrário dos ensaios convencionais em túneis de vento, que se concentram principalmente em indicadores de desempenho aerodinâmico como sustentação, arrasto e distribuição de pressão, esta solução introduz capacidades de formação de imagem acústica.
As fontes de ruído são apresentadas como mapas de calor acústicos sobrepostos a imagens de câmara em tempo real, permitindo aos engenheiros visualizar exatamente onde o ruído é gerado. Os utilizadores podem determinar rapidamente não só quão intenso é o ruído, mas também de onde ele provém.
Esta abordagem de localização visualizada melhora a eficiência na resolução de problemas e fornece evidências diretas para redução de ruído, otimização estrutural e estudos de comparação de projetos.
Geometria de Matriz Irregular
O sistema adota uma disposição irregular da matriz de microfones, reduzindo o risco de aliasing espacial, comum em matrizes regulares. Este design minimiza lóbulos secundários e lóbulos de difração que podem afetar negativamente a precisão da localização.
Em comparação com matrizes regulares, configurações irregulares melhoram a distinguibilidade do lóbulo principal nos mapas acústicos, tornando mais fácil identificar as principais fontes de ruído.
Em ambientes acústicos complexos de túneis de vento de baixa velocidade, este design aumenta a estabilidade e a fiabilidade dos resultados de localização de fontes sonoras, proporcionando uma base mais sólida para a análise e otimização subsequentes do ruído.
Registo Sincronizado de Múltiplas Grandezas Físicas
A arquitetura modular de aquisição suporta a integração flexível de vários tipos de sensores, incluindo:
• Sensores acústicos
• Sensores de vibração
• Sensores de velocidade do vento
• Sensores de velocidade de rotação
• Sensores de ângulo de atitude
• Sensores de temperatura e humidade
• Sensores de pressão barométrica
Isto permite a aquisição sincronizada e o registo unificado dos sinais acústicos em conjunto com as condições de funcionamento do túnel de vento.
Cada medição acústica pode ser diretamente associada a condições de ensaio e parâmetros de funcionamento específicos, facilitando a reprodução de resultados, a comparação entre múltiplas condições, a análise de causas raiz e a validação de otimizações.
Aquisição de Banda Larga com Elevada Gama Dinâmica
O sistema suporta uma gama de frequências de 1 Hz a 100 kHz, cobrindo aplicações que vão desde medições de vibrações estruturais de baixa frequência até análises de detalhes acústicos de alta frequência.
As aplicações adequadas incluem:
• Análise de ruído do vento
• Deteção de ruído tonal e assobios
• Diagnóstico de ruídos anómalos
• Ensaios de resposta estrutural
• Análise de sinais de elevada largura de banda
Tirando partido de uma arquitetura ADC de 32 bits combinada com a Quad-ADC Fusion Technology, o sistema atinge uma gama dinâmica até 170 dB, permitindo a captura precisa, na mesma plataforma de medição, de sinais extremamente fracos e de eventos com níveis de pressão sonora elevados.
Software de Análise Integrada OpenTest
O OpenTest consolida todas as principais funções de análise num único ambiente de software, incluindo:
• Monitorização de formas de onda em tempo real
• Análise de espetro FFT
• Análise em bandas de 1/3 de oitava
• Monitorização de tendência de NPS
• Localização de fontes sonoras
• Visualização de mapas de calor acústicos
• Correlação com condições de funcionamento
Este fluxo de trabalho integrado ajuda os engenheiros a completar todo o processo, desde a monitorização e análise até à interpretação dos resultados.
O software também suporta a exportação de gráficos e a geração automática de relatórios, ligando a aquisição de dados, formação de imagem acústica, análise e elaboração de relatórios num fluxo de trabalho unificado de entrega de engenharia.
Arquitetura de Plataforma Escalável
Fase 1: 24-48 canais
Plataforma de validação em pequena escala para verificação dos ambientes de túnel de vento, configurações de matrizes e desempenho inicial de formação de imagem acústica.
Fase 2: 64-128 canais
Implementação ao nível de projeto que suporta atividades de ensaio de rotina, incluindo análise espectral, localização de fontes, comparações entre condições de funcionamento e geração de relatórios.
Fase 3: 256+ canais
Plataforma de formação de imagem acústica em grande escala para desenvolvimento de capacidades institucionais de ensaios aeroacústicos, possibilitando fluxos de trabalho normalizados, modelos e bases de dados de ensaios.
Configuração Típica de Formação de Imagem Acústica com 120 Canais
Um sistema típico de 120 canais é composto por:
• Microfones de medição
• Calibrador acústico
• Estrutura de matriz personalizada
• SonoDAQ Pro
• Módulos de entrada IED
• Software OpenTest
Em conjunto, estes componentes formam uma plataforma completa que abrange calibração, aquisição acústica, registo sincronizado, localização de fontes sonoras e geração de relatórios.
A configuração é particularmente adequada para:
• Ensaios aeroacústicos em túneis de vento de baixa velocidade
• Localização de fontes de ruído de veículos e componentes
• Análise acústica comparativa em múltiplas condições
• Estudos de validação e otimização de engenharia
Perguntas frequentes
System Devices
Conjunto de microfone em campo livre CRY3203-S01, 1/2", 50 mV/Pa
CRY5820 SonoDAQ Pro
CRY5011 IEPE Analog In - IED
Calibrador de Som CRY3018
OpenTest
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