什么是波束成形？声像仪如何在没有同等技术的情况下运用它？
波束成形是一种通常用于信号处理的技术，并被声像仪用来辨别特定声源，例如压缩空气泄漏和局部放电 (PD)。尽管如此，这种方法的有效性取决于各种因素，并非所有声像仪制造商都能同样熟练地使用它。在本文中，我们概述了先进的设备如何利用波束成形来获得优异结果。
波束成形简介
波束成形的基本原理围绕波能，波能可以是机械的（水波）或电磁的（通过空气传播的声波）。该技术涉及使用特定信号传输波并将其定向到接收器，而不是让信号向各个方向传播。尽管该技术很简单，但波束成形并不是一个新概念。它最初在第一次世界大战期间被法国军队用来开发一种侦听设备，以探测接近的飞机。后来，改进了波束成形，使无线电天线将信号集中在一个方向，并增强了与其他声音相比的强度。
声像仪通过将其倒置来使用该技术；增强了从所需方向传来的声音信号，并尽可能弱化了通常被视为背景噪声的其他方向的声音。这种技术被称为波束成形，并且它用于处理麦克风阵列数据以生成声源强度分布的视觉呈现。Robert Dougherty 在 2008 年题为“什么是波束成形？”的会议论文中将空气声学波束成形定义为这种处理方法。
使用声像仪定位声源的原理是声波或信号传到声像仪阵列中的不同麦克风的时间略有不同。当声源保持静止时，它总是从相对于声像仪的特定角度发出，导致信号先于其他麦克风传到某些麦克风。阵列中的其余麦克风接收到的声音信号有所延迟。通过将这些延迟相加，可以准确地计算和确定声源的精确位置。
通过增强麦克风阵列的噪声鲁棒性，波束成形使声像仪能够在嘈杂的环境中检测到微弱的声音，例如检测造纸厂和纸浆厂中的小泄漏。此外，声像仪中的波束成形使得声源能够在远距离和大区域内得到精确定位。
优化声像仪可尽可能地改善波束成形结果
优化声像仪的性能涉及几个关键因素，例如确定阵列中麦克风的适当数量和位置以及设计其几何结构。设备的计算能力也是实现准确的波束成形结果的关键因素。FLIR 的声像仪利用先进的优化技术来充分利用波束成形技术，与其他声像仪制造商相比，具有三个显著优势：
- 更少的虚假声源：虚假声源是声像仪使用波束成形技术可以显示但并不存在的声源。声像仪优化得越好，检测到虚假声源的可能性就越小。
- 更好的热图分辨率：声像仪更准确地定位声源，并可以更好地计算声压级。
- 增强灵敏度：声像仪在轻微泄漏或弱局部放电等嘈杂环境中检测更柔和的声源。
分析如何改进流程？
一旦声像仪有效地实施了波束成形技术和精确识别了声源，重点就会转移到其分析能力上。FLIR 声像仪采用分析技术来消除不必要的声源，并提供有关检测到的声音的有价值的数据。在识别压缩空气泄漏的情况下，了解泄漏的规模并估计其成本是确定最合适的维护计划的关键因素，例如修复泄漏是否具有成本效益。
FLIR 声像仪使用分析显示局部放电相位分布 (PRPD) 模式，说明局部放电检测过程中的局部放电活动。虽然有些人可以根据这种模式确定局部放电的类型，但只有少数人了解每种局部放电类型的后果。为了解决这个问题，FLIR 声像仪提供了随附的声像仪查看器云软件，可自动对局部放电类型进行分类，根据其位置和强度评估局部放电的严重程度，并提出适当的解决方案来解决此问题。