采用136个MEMS麦克风的便携式声学成像系统

SISTC的 ASAI136-PRO 是一款专为……设计的便携式声学成像相机 工业泄漏检测、电气局部放电分析、机械故障诊断及异常声音定位.

该系统集成了 136个高性能MEMS麦克风 集成到一个直径仅为94毫米的紧凑阵列中。其频率范围为 2 kHz–96 kHz, ，该麦克风阵列可捕获工业设备产生的各种可听声和超声波声学信息。.

ASAI136-PRO 结合高性能 FPGA 处理架构，可执行实时波束成形、声学成像和频谱分析，帮助用户快速识别 异常声能来自何处，以及可能正在发生何种声学事件.

直接连接智能手机

ASAI136-PRO 的主要优势之一在于其紧凑便携的结构设计以及可直接连接智能手机的功能。.

该设备可直接连接到一个 通过 USB Type-C 连接的 Android 智能手机, ，使用户无需携带专用的大尺寸工业计算机即可进行声学检测。.

支持的系统平台包括：

• 安卓
• 视窗
• Linux

因此，ASAI136-PRO 适用于：

• 现场检查
• 维护团队
• 便携式设备诊断
• 快速故障排查
• 现场工程分析
• 工业检测服务

智能手机可作为显示和控制终端，而ASAI136-PRO则负责进行高速声学数据采集和处理。.

紧凑型数控铝制设计

该设备的整个制造过程采用一种 CNC加工的铝合金外壳.

其紧凑的结构设计专为手持式工业检测而优化：

• 98 × 98 × 20 毫米 整体尺寸
• 小于 250 克
• 大约 94 × 94 × 12 毫米 内部声学引擎
• 无风扇运行
• 3.5 瓦 系统功耗
• USB Type-C 电源适配器

凭借仅20毫米厚的机身，这款声学相机可轻松携带进入设备室、电气设施、生产线及其他检测环境。.

136-MEMS 麦克风阵列

ASAI136-PRO 的核心是 136元素MEMS麦克风阵列 约为 94 毫米阵列直径.

高密度麦克风阵列可提供波束成形和声学成像所需的空间声学采样。.

与传统的单麦克风仪器相比，阵列架构提供了额外的空间信息，使系统不仅能够识别声压级，还能确定声源的大致方向和位置。.

该麦克风阵列支持的频率范围为：

2 kHz–96 kHz

凭借这一宽带宽特性，ASAI136-PRO 非常适合检测那些传统音频检测设备难以捕捉的高频声学事件。.

FPGA 计算性能提升 10 倍

升级后的FPGA处理架构可提供约 10倍的计算能力 与上一代平台相比。.

处理能力的提升使得在保持紧凑外形的同时，能够进行更复杂的实时声学处理。.

该 FPGA 平台支持：

• 多通道MEMS数据采集
• 实时波束成形
• 声成像
• FFT分析
• 多目标波束跟踪
• 环境噪声降低
• 超分辨率处理
• 区域蒙版
• PRPD分析
• 多种可视化模式

该处理架构为未来的算法升级和针对特定应用的声学分析奠定了基础。.

实时声学成像

ASAI136-PRO 将声学信息与集成光学摄像头相结合，打造出一套直观的声学可视化系统。.

光学相机提供：

• 1600万像素的图像分辨率
• 2.8 毫米焦距
• 60 FPS

因此，声源可以与可见场景一同显示，帮助操作员快速定位泄漏、排放或异常机械声的物理位置。.

三种声学成像模式

该系统支持三种主要的成像模式，以满足不同的检测需求。.

超广角模式

提供了更广阔的声学观测范围，可快速定位更大场景中的声源。.

在初步检查阶段，当异常声源的确切位置尚不明确时，此模式非常有用。.

标准成像模式

为通用声学检测提供均衡的视野和空间分辨率。.

超分辨率成像模式

利用增强的空间处理技术，以提高对小型或间距较近声源的定位精度。.

当操作员需要区分彼此相邻的声源时，此模式特别有用。.

最多 16 个光束点

对于固定检测场景，ASAI136-PRO 最多可支持 16个光束点.

光束点可配置为：

• 自动光束定位点
• 固定光束点

这使操作员能够同时监测多个声学区域，或将处理资源集中在预先定义的检测位置上。.

该系统最多支持 16 个靶点/光斑 这取决于所选的工作模式。.

声学泄漏检测

声学泄漏检测是ASAI136-PRO的关键应用之一。.

通过微小缝隙逸出的压缩空气和气体会产生高频湍流噪声。由136个麦克风组成的阵列可捕获声能，并计算其空间分布。.

随后可利用该声学图像来确定泄漏的大致位置。.

该系统还可以提供声学信息，在适当的工作条件下，这些信息可用于估算泄漏的严重程度。.

参考泄漏检测性能

在规定的测试条件下：

实际检测性能取决于：

• 泄漏量
• 气体压力
• 距离
• 背景噪音
• 设备几何形状
• 环境条件
• 泄漏的声学特性

因此，这些数值应视为参考实验室/测试条件，而非在所有现场环境下都能保证的性能。.

电气局部放电检测

ASAI136-PRO 支持用于电气设备检测的声学分析，以及 局部放电（PD）趋势分析.

局部放电事件会产生短时高频声学信号。2 kHz–96 kHz 的宽带宽和高密度 MEMS 阵列提供了识别和空间分析这些事件所需的声学采集能力。.

该系统支持：

• 局部放电声学检测
• 源定位
• 声强分析
• 趋势监测
• 与PRPD相关的分析
• 历史状况对比

目标不仅仅是检测单一事件，而是帮助维护人员了解 声学活动发生的位置，以及声学模式随时间的变化情况.

机械故障与异常噪音诊断

机械设备在运行过程中会产生具有特征性的声学特征。.

异常的声学模式可能表明存在潜在的机械问题，例如：

• 轴承异常
• 摩擦
• 松动的部件
• 旋转机械的异常情况
• 瓣膜异常
• 气动系统问题
• 齿轮和变速箱噪音
• 与结构振动相关的噪声

ASAI136-PRO 能够定位异常声源，并提供 FFT 数据以供进一步进行频域分析。.

这使得该系统可作为一种有用的辅助工具，用于 预测性维护与状态监测.

FFT 与频域分析

除了声学成像外，ASAI136-PRO 还可以输出 与FFT相关的声学信息 用于频域分析。.

FFT分析可帮助工程师识别与以下情况相关的特征频率分量：

• 机械旋转
• 谐波分量
• 与轴承相关的声学特征
• 共振
• 气动泄漏
• 电离放电活动
• 机器发出异常噪音

声学成像的答案：

“声音是从哪里传来的？”

FFT分析可提供以下方面的更多信息：

“存在哪些频率分量？”

将空间域和频域信息相结合，可提供更完整的声学诊断工作流程。.

环境噪声降低

工业环境中通常存在多种背景噪声源。.

ASAI136-PRO 支持环境噪声抑制和空间处理功能，以增强目标声源与周围噪声之间的对比度。.

该系统支持：

• 环境噪声降低
• 定向波束成形
• 多目标处理
• 区域蒙版
• 空间声学滤波

这使得操作员能够将注意力集中在特定的关注区域上，而不是对整个声学环境进行均匀分析。.

区域遮罩

SISTC的 区域遮罩 该功能允许用户定义在声学分析过程中应予以排除或降低重视程度的区域。.

当检测场景中存在已知的背景光源时，此功能非常有用。.

例如，操作员可以将某台机械区域定义为背景区，并将声学分析的重点放在设备的另一部分上。.

基于区域的处理有助于提高在复杂工业环境中的检测效率。.

三阶段扳机保护

为减少手持式检测过程中因意外接触导致的误操作，该系统支持 三种扳机保护机制.

该扳机结构的设计旨在减少意外触发，并提高现场使用时的运行可靠性。.

当在工业设备周围携带或操作声学相机时，这一点尤其有用。.

集成光学相机

ASAI136-PRO 将高分辨率光学相机与以下功能集成在一起：

• 1600万像素分辨率
• 2.8 毫米焦距
• 60 FPS

光学图像提供了将声源与物理设备相关联所需的视觉参考。.

这种声光结合的方式使操作员能够看到：

物理场景 + 声源 + 方向 + 声学数据

在一个检查工作流中。.

便携式工业检测

紧凑的尺寸和轻巧的重量使ASAI136-PRO非常适合移动检测。.

典型工作流程：

连接 → 扫描 → 定位 → 分析 → 诊断

操作员可将声学摄像机连接到安卓智能手机，扫描目标设备，定位异常声源，然后进行详细分析。.

这减少了对笨重的专用检测设备的需求。.

主要应用

压缩空气和气体泄漏检测

在以下场所检测压缩空气和气体泄漏：

• 工厂
• 气动系统
• 管道
• 阀门
• 压力系统
• 生产设备

电气检查

应用领域包括：

• 局部放电检测
• 电气设备检查
• 声学PD趋势分析
• 高压设备监测

该系统可为维护团队提供声学定位和趋势信息。.

机械诊断

适用于以下部件的声学检测：

• 发动机
• 轴承
• 泵
• 压缩机
• 变速箱
• 粉丝
• 旋转机械
• 生产设备

工业异常声音检测

声学摄像机有助于识别异常声音，并确定其大致物理位置。.

当一台机器包含多个潜在噪声源，且仅靠目视检查无法查明问题时，这尤其有用。.

技术规格

* 有效检测距离取决于声源大小、声强、背景噪声和环境条件。.

为什么选择ASAI136-PRO？

136-高密度麦克风阵列

一款紧凑型 136-MEMS 麦克风阵列可提供高密度的空间声学采样，从而实现精确的声学成像。.

96 kHz 宽带采集

2 kHz–96 kHz 的频率范围使该系统超越了传统的可听频段检测，并支持高频工业声学事件的检测。.

智能手机直连功能

通过 USB Type-C 接口直接连接至安卓智能手机，便于进行便携式检测。.

超紧凑设计

仅 厚度为20毫米，重量不足250克, ，使该系统便于在野外携带和操作。.

FPGA 计算能力提升 10 倍

升级后的FPGA架构可支持要求更高的实时声学成像和信号处理工作负载。.

声学与光学成像

将声学定位与1600万像素光学摄像头相结合，帮助工程师快速确定异常声响的物理来源。.

泄漏检测

专为检测压缩空气和气体泄漏而设计，并在适当条件下支持定量泄漏评估。.

局部放电分析

支持声学部分放电检测、定位及趋势分析。.

工业故障诊断

提供声学成像和FFT信息，用于机械设备检测和异常噪声诊断。.

灵活分析

支持超广角、标准和超分辨率成像，多光束处理、环境噪声抑制以及区域遮罩。.

从声学成像到工业诊断

ASAI136-PRO 旨在将声学信号转换为实用的检测信息。.

该系统不仅依赖于传统的声级测量，还提供了多层次的声学信息：

声学检测 → 空间定位 → 声学成像 → FFT 分析 → 趋势分析 → 故障诊断

这使得 ASAI136-PRO 成为一款用于 工业声学检测、预测性维护以及智能故障诊断的紧凑型平台。.

SISTC 还可以为工业客户提供定制化的声学算法、应用软件、OEM/ODM 开发以及系统集成支持。.