Lo último en tecnología para el análisis de ruido

Lo último en tecnología para el análisis de ruido

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Conoce una forma más rápida de añadir mediciones de ruido a tus pruebas tradicionales de torque, fuerza, desplazamiento, presión y otras magnitudes.

 

En la actualidad es necesario poder entender las fuentes y causas de ruido acústico en maquinaria o componentes de un sistema de forma más rápida y eficiente. Después de todo, la calidad acústica es crucial para la comodidad, salud y seguridad laboral, así como para la imagen de marca durante todo el ciclo de vida del producto.

La grabación y el análisis del ruido estructural juegan un papel de suma importancia en la ingeniería. Por ejemplo; durante el desarrollo de sistemas mecánicos el análisis de ruido puede ayudar a la prueba de diversas funciones como: desempeño, durabilidad e incluso ciclo de vida.

En la producción, el análisis de ruido permite mejorar los procesos de inspección de calidad, asegurando que se cumplan las limitaciones acústicas durante la integración de componentes en los interiores del auto, ensamblaje de la dirección y otros.

Durante el ciclo de vida del producto, la medición de ruido proporciona información crítica necesaria para el análisis continuo de la estructura a largo plazo y datos de diagnóstico durante rutinas de inspección e investigación de fallas, solución de problemas, así como la calibración y ajuste.

Estas mediciones también permiten analizar las propiedades de ruido del sistema o el estado técnico de la máquina para identificar problemas como desgaste de los cojinetes u obtener datos relacionados con el desarrollo de grietas y fallas del material.

Medición de ruido con HBM

Seguramente te ha pasado que al realizar algunas mediciones acústicas debes usar herramientas adicionales, complicando el trabajo con diversos instrumentos, configuraciones y varios formatos de datos.

Afortunadamente, herramientas como el QuantumX y catman®AP de HBM proporcionan un análisis detallado de las mediciones acústicas y un conjunto completo de funciones para la adquisición de señales mecánicas, térmicas, eléctricas, bus digitales, así como señales de video y GPS.

Las mediciones de ruido se basan en el uso de micrófonos, con el uso de estos adquisidores de datos el micrófono puede ser alimentado por una corriente constante procedente del amplificador QuantumX MX410B y la presión sonora medida se modula en forma de una señal de tensión (IEPE). El intervalo de frecuencia medible se encuentra entre 20 y 20 000 Hz (Clase 1 – para uso al aire libre). El nivel máximo de presión sonora es de 130 dB(A).

daq-mx410bAmplificador universal QuantumX MX410B.

 

Durante las mediciones, las señales de ruido son filtradas para que imiten las propiedades de la audición humana, la cual tiene una sensibilidad máxima en frecuencias de 2 kHz a 4 kHz. Las curvas de ponderación de estos filtros están estandarizadas.

Esto nos lleva a lo que se llama la ponderación A del nivel de presión sonora o dB(A). Un valor cero de dB(A) corresponde al límite de la capacidad auditiva (umbral auditivo). La curva de ponderación A está comprendida entre 20 Hz y 20 kHz y su objetivo es imitar a grandes rasgos la intensidad sonora de 40 dB de la “curva de contornos de igual intensidad sonora” para bajas frecuencias. Además, es muy sencillo convertir la presión sonora en un nivel de presión sonora (SPL) utilizando los canales de cálculo de los adquisidores de datos.

 

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Curva de ponderación A

 

Adicionalmente, puedes aprovechar funciones como el análisis de nivel de sonido en dB (A) con una evaluación psicoacústica de acuerdo con la intensidad y el análisis de frecuencia en un espectrograma 2 -D.

Con el adquisidor de datos QuantumX y el software catman®AP obtienes una plataforma completa para el procesamiento de señales acústicas. El QuantumX es un adquisidor de datos modular capaz de colectar datos con una frecuencia de muestreo de 0.1 hasta 100 kS/sec, además puede adquirir datos de manera simultánea de múltiples sensores y transductores de fuerza, tensión torque, presión, temperatura, desplazamiento, velocidad, posición, aceleración, flujo, tensión, corriente, ruido, entre otras.

Por otro lado, el software catman®AP además de sus funciones para la adquisición de datos cuenta con una librería de funciones matemáticas para cálculos en tiempo real y postprocesamiento. Estás funciones matemáticas van desde cálculos algebraicos simples, filtros, estadísticas y clasificaciones (como Rainflow y Time-at-level) hasta análisis espectral, cálculo de potencia eléctrica y eficiencia mediante una parametrización simple.

Requerimientos de análisis de ruido

Para descubrir las causas de ruido, los ingenieros dependen de diversas funciones analíticas esenciales para obtener una imagen clara del sistema bajo prueba, incluyendo el ruido.

Algunas de estas funciones son:

  • Presentación de tiempo, frecuencia, ángulo, desplazamiento o velocidad de rotación (tacómetro)
  • Presentación de un espectrograma de color como la densidad espectral de potencia (PSD)
  • Características generales de nivel de sonido en dB (A)
  • Características del nivel de banda limitada en dB (A)

El análisis de una señal en el dominio de frecuencia no muestra cómo la frecuencia de una señal evoluciona con el tiempo. Sin embargo, la función de espectograma en el software catman®AP te proporciona los resultados necesarios.

catman-software-hbmVisualización del software catman®AP y su vínculo con Microsoft Office.

El espectrograma muestra directamente un análisis conjunto de tiempo y frecuencia (JTFA) combinando las frecuencias contenidas en una señal con las amplitudes asociadas, las cuales son codificadas por colores en función del tiempo. El software catman usa la transformada de Fourier de tiempo corto (Short Time Fourier Transform STFT) para calcular el análisis conjunto de tiempo y frecuencia y aplicar una transformada rápida de Fourier (FFT) repetidamente a pequeños segmentos de señal a través del tiempo.

 

La regla de oro es: entre más valores de medición contenga el FFT, mayor será la exactitud en el intervalo de frecuencia.

 

Con estas herramientas de medición multipropósito, los ingenieros pueden llevar a cabo sus análisis de datos de una manera rápida y fácil, sólo bastan algunos clicks y guardar todos los datos en un sólo archivo.

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