Come acquisire e analizzare i segnali acustici

+ Sistema di acquisizione dati

Acquisizione di segnali acustici dinamici

L'acquisizione del segnale acustico inizia convertendo il suono o le vibrazioni meccaniche in un segnale elettrico tramite un trasduttore appropriato e acquisendo la forma d'onda con canali di misura sincronizzati. Il sistema di acquisizione dati (DAQ) deve campionare con una rapidità sufficiente a preservare il contenuto spettrale di interesse, mantenendo al contempo una temporizzazione coerente tra i canali. Un digitalizzatore a campionamento simultaneo consente di acquisire diversi segnali dei sensori nello stesso istante, rendendo possibile il confronto delle risposte acustiche o vibrazionali provenienti da più posizioni. Per i sensori che utilizzano interfacce piezoelettriche con elettronica integrata (IEPE), il canale di misura può anche fornire la corrente di eccitazione richiesta da un trasduttore compatibile. I registri di acquisizione dati dinamici risultanti forniscono le informazioni nel dominio del tempo necessarie per l’ispezione delle forme d’onda, l’acquisizione dei segnali acustici e la misurazione delle vibrazioni.

L’analisi del segnale acustico può quindi passare dalla forma d’onda temporale acquisita al dominio della frequenza. L’applicazione di una trasformata di Fourier veloce (FFT) converte il segnale campionato in uno spettro, consentendo agli ingegneri di identificare i toni dominanti, le componenti armoniche e il contenuto a banda larga all’interno della risposta misurata. L’utilizzo di frequenze di campionamento e impostazioni di acquisizione coerenti consente di confrontare le misurazioni tra diversi stati operativi, posizioni dei sensori o configurazioni di progetto. È inoltre possibile valutare contemporaneamente più canali per determinare come variano le risposte acustiche o meccaniche all’interno di un dispositivo. Questa combinazione di acquisizione dati sincronizzata, analisi FFT, misurazione delle vibrazioni e visualizzazione su PC offre un flusso di lavoro ripetibile per lo studio del comportamento acustico di motori, compressori, ventilatori, pompe e altri gruppi elettromeccanici.

Soluzione per la misurazione acustica dinamica

La misurazione acustica richiede l’acquisizione di segnali dei sensori a basso livello con larghezza di banda sufficiente, campionamento sincronizzato e integrità del segnale per preservare il contenuto spettrale di interesse. La soluzione Keysight combina un sistema di acquisizione dati con un digitalizzatore a campionamento simultaneo per acquisire più canali acustici o di vibrazione nello stesso istante, consentendo agli ingegneri di confrontare le risposte tra diverse posizioni dei sensori o condizioni operative. L’eccitazione integrata supporta sensori IEPE compatibili, riducendo la necessità di hardware separato per l’alimentazione dei sensori. La digitalizzazione ad alta risoluzione e le frequenze di campionamento configurabili supportano l’acquisizione dinamica dei dati sia delle forme d’onda nel dominio del tempo che delle componenti di segnale ad alta frequenza. Dopo l’acquisizione, i dati registrati possono essere esaminati nel dominio del tempo e trasformati tramite analisi FFT per identificare toni dominanti, armoniche e rumore a banda larga. Questo flusso di lavoro supporta l’acquisizione e l’analisi dei segnali acustici, la misurazione delle vibrazioni e il confronto ripetibile delle sorgenti di rumore elettromeccanico tra diversi stati operativi o modifiche progettuali.

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