|   | Localisation de Sources Sonores Rapide et Précise, Mesure et Analyse
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| Le système d'holographie acoustique AcoustiCam est composé du logiciel de Akustikforschung Dresden associé à l'instrument de mesure multicanal MSX16 et une matrice de microphones circulaire de SINUS. Il est développé à partir de la boîte à outils Matlab SMT.
Un problème courant rencontré en acoustique, et spécialement lors de l'étude d'objets complexes, est la localisation précise et l'identification des sources sonores; les outils traditionnels avec seulement un ou un nombre limité de microphones donnent souvent des résultats insatisfaisants. La méthode utilisée par AcoustiCam offre une solution à ce problème. Le mesurage d'un champ acoustique sur un grand nombre de positions permet la localisation et séparation rapide des sources.
Le principe opérationnel de AcoustiCam est basé sur le traitement des signaux de la matrice de microphones recueillis de façon synchrone. L'algorithme reproduit la fonction d'un miroir concave qui parcours précisément le champs sonore étudié en utilisant les durées de propagation des ondes acoustiques. |
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Le réseau des microphones peut être dirigé sur chaque point du champ frontal en modifiant les termes de correction de la phase et de l'amplitude. De cette façon une image de la distribution de pressions acoustiques est obtenue sans déplacer la matrice.
La séparation des sources sonores en termes de position dépend de la géométrie des microphones. Toute situation acoustique pourra être calquée avec des lignes de niveaux représentant la répartition de la puissance acoustique sur une image en deux dimensions avec une échelle de couleur. Pour une meilleure visualisation de la situation, les résultats de l'analyses sont superposés à l'objet de l'étude sur une photographie.
Les applications principales d'AcoustiCam sont:- Localisation et séparation de sources sonores pour la lutte contre les émission de bruit de véhicule, machines, appareils électriques, appareils électroménagers.
- Analyses de tunnels à vent, de structures vibrantes complexes, ou de structures grinçantes et claquantes pour le design sonore.
Deux systèmes MSX16 contrôlés à partir d'un ordinateur portable ou d'un PC ordinaire (32 canaux) sont souvent utilisés comme soutient matériel pour l'acquisition des données. Dans les cas où une résolution fréquentielle ou spatiale supérieure est nécessaire, le système peut être étendu à 64 canaux de mesure. Par rapport au produits de la concurrence, notre système à les avantages suivants:- Les parties hardwares de l'acquisition des données peuvent être utilisées pour d'autres type de mesure acoustique ou vibratoire
- Le système permet l'enregistrement continu des données des 32 canaux directement sur le disque dur sur une période de 8 heures.
- Le système complet peut être alimenté de façon indépendante à partir de batteries.
- Différentes géométries de réseau sont possibles selon les besoins.
- La solution offre une grande précision pour un prix raisonnable.
- Formation de faisceaux Orthogonaux
- Le principe opérationnel de AcoustiCam est basé sur le traitement des signaux en phase recueillis de façon synchrone de la matrice de microphones. Ils proviennent de types de sources parfois très variés, ce qui résulte en de niveaux acoustiques fortement inhomogènes. Avec la formation de faisceaux orthogonale chaque source résulte en une image séparée, ce qui permet de détacher non seulement les sources principales aux niveaux acoustiques élevés, mais également les source secondaires éventuellement masquées, sans nécessairement isoler certaines parties de l'objet ou effectuer plusieurs mesurages. Cette méthode augmente le niveau signal à bruit jusqu'à 25 dB, ce qui est nettement supérieur aux 10...15 dB généralement rencontrés avec les méthodes classiques.
- Analyse de la Source
- Le système AcoustiCam permet d'analyser des sources uniques en déterminant des spectres de pression acoustique types pour des points spécifiques. Les sources pourront être localisées hors chambre acoustique spéciale
- Réseau de surfaces limites
- L'utilisation du "Réseau de Surfaces Limites" préserve des influences des signaux provenant de l'arrière le l'antenne. Ainsi une chambre anéchoïque n'est plus indispensable.
- Réseau Circulaire
- Le réseau circulaire (particulièrement léger par rapport au Réseau de surfaces limites) est constitué de 32 microphones placés sur un support métallique circulaire placé sur un trépied. Les microphones sont des ICP standards avec connections BNC, ils peuvent êtres utilisés pour d'autres types de mesures. L'utilisation d'un trépied avec roues et tête pivotante permettra de faciliter le placement de l'antenne.
- Angle d'ouverture
- De même que pour un système optique, augmenter l'angle entre la direction de l'objet et l'alignement de la caméra provoque des distorsions des résultats Ces distorsions peuvent être négligées en champ acoustique éloigné jusqu'à un angle d'ouverture maximal de ±30°. Ainsi, plus l'objet d'étude est large, plus l'antenne devra en être éloignée. Cet algorithme permet l'étude d'objets à courtes distances car l'angle d'ouverture suggéré augmente lorsque la distance avec l'objet diminue. La distance minimum devant être cependant observée pour obtenir des résultats cohérents en 25 cm. Des objets de petites tailles peuvent être placés très proche de l'antenne, alors que des objet plus important devront être plus éloignés pour obtenir une image optimale. Pour l'utilisation d'AcoustiCam il n'y a (th&eoriquement) aucune contrainte sur la taille de l'objet étudié.
- Résolution Spatiale
- Différentes résolutions pourrons êtres obtenues selon le réseau de microphone utilisé. La fréquence et la distance à la source sonore influencent également la résolution spatiale du système. La résolution spatiale augmente avec la fréquence, c'est à dire avec l'inverse de la longueur d'onde
Caractéristiques techniques (matrice 32):| Taille Objet | 1 m x 1 m | | Distance | 1 ... 5 m | | Domaine de fréquence | 300 Hz ... 8 kHz | | Résolution en fréquence | Octaves, Tiers d'octaves | | Temps de Calcul/image | approx. 30 s | | Aperçu image | approx. 1 s | | Résolution Spatiale | 28 cm @ 1 kHz, 14 cm @ 2 kHz, 7 cm @ 4 kHz, 3 cm @ 8 kHz | | Rapport signal à bruit | 12 dB @ 1 kHz, 12 dB @ 2 kHz, 12 dB @ 4 kHz, 12 dB @ 8 kHz | | Réseau Circulaire | 32 x 1/4″ microphones sur trépied | | Acquisition | 2 x MSX16 avec entrées ICP; interface CardBus, cable D-SUB | | Notebook | P4 2 GHz, 80 GB HD, 1 GB RAM, WindowsXP | | Étallonnage microphone | avec source ponctuelle centrée ou pistonphone 1/4″ |
- Résultats:
- Distribution acoustique avec carte de couleurs superposée à une photographie
- Temps de déclenchement sur tous les canaux
- Fonction de transfert entre tous les canaux
- Écoute du signal en un point de la surface de mesure
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