音検知カメラを探す際の6つの注意点

圧縮空気の漏れ、真空システムの漏れ、電気の部分放電などはいずれも、電力消費による費用損失を伴うシステム問題であるため、企業は予期せぬ出費や潜在的な生産/稼働時間の問題に対処しなくてはなりません。 音検知カメラによる超音波イメージングは、包括的な資産管理計画の一環としてこれらの機器の問題を確認するための効果的な方法です。 この使いやすいテクノロジーにより、一般的に、従来の方法よりも10倍速く検査を完了することが可能になります。

さて、音検知カメラを選択する際に確認すべきポイントはどこでしょうか? 最終的な購入の決断に役立つ6つの必須要素をご紹介します。


効果的な周波数範囲

最初に考慮すべき特徴の一つは、カメラの周波数範囲です。 最も広範に音を拾うためには、可能な限り広い範囲が必要と考えるかもしれません。 しかし実際のところ、圧縮空気の漏れを検知するのに最も効果的な周波数は20~30kHzの間です。 それは、20~30kHzの範囲を使用することで、圧縮空気の漏れと工場のバックグラウンドノイズを区別できるからです。 機械的ノイズの振幅は一般的に10kHz未満でピークを迎え、60kHzでゼロになるまで下降線をたどります。一方、空気漏れのピークは20~30kHzの間です。 空気漏れのノイズとバックグラウンドノイズの差は、高い周波数よりも20~30kHzの間で大きくなるため、この周波数範囲で空気漏れを検知する方が簡単です。

 

 

圧縮空気のノイズと機械的ノイズの振幅はどちらも30~60kHzの周波数範囲で同様の下降線をたどるため、この範囲で区別することは難しくなります。 したがって、20~30kHzの範囲で検知することがより効果的なのです。 

安全な距離から部分放電を確認したいユーザーには、10~30kHzの範囲が最適です。 それは、高い周波数範囲では音の移動距離が短くなるためです。 屋外に設置された高電圧機器の部分放電を検知する際は、音の移動距離が長くなるため、カメラを低い周波数に合わせる必要があります。

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最適な数のマイク

静かなノイズを検知したい場合、マイクの数が多い方が有利です。 音検知カメラは一般的に、数十ものMEMS(微小電気機械的システム)マイクを使用して音を収集し、特徴付けます。 MEMSは小型で消費電力が少なく安定性が非常に高い一方で、独自のノイズも発生するため、個々のマイクが非常に静かな音を拾う能力に影響を及ぼします。 その解決法は、使用するマイクの数を増やすことです。単純にマイクの数を倍にすることで、3デシベルの不要な音を取り除くのに十分なほどシグナルノイズ比が向上します。 

たとえば、16.5kHzの信号を生成する圧縮空気の漏れについて、システムが検知できないほどの自己ノイズを1台のマイクが発生させる場合があります。 

32台のマイクを搭載した音検知カメラはその漏れを検知できる可能性がありますが、シグナルノイズ比はより静かな音を検知するのに不十分です。

対照的に、124台のマイクを搭載したカメラでは16.5kHzと18.5kHzの漏れをどちらも検知できるため、わずかな漏れの検知、確認、定量化が簡単になるのです。


音検知の範囲

音検知カメラに適切な数のマイクを搭載することで、遠い距離から非常に静かなノイズを検知できる可能性も向上します。 これは、通電した機器から安全な距離を確保する必要がある高電圧システムを検査する場合に特に重要です。 音響信号のエネルギーは、音源から離れるとともに大幅に低下します。 この解決法は、マイクの数を増やすことです。マイクの数を4倍にすると、基本的に音検知の範囲が2倍になります。


マイクの配置

音検知カメラのマイクを配置する際は、音の方向と位置をカメラがどのように判定するかを考慮に入れます。 カメラはそれぞれのマイクからデータを収集し、信号のタイミングと位相の差を測定し、音源の位置を計算します。 音波に関する十分なデータを収集し、音源の方向を正確に判定できるようにするために、これらのマイクは緊密にグループ化する必要があります。


マイクの性能

周波数と同様に、音検知カメラに搭載するマイクの数にも最適なレベルがあります。 マイクが多すぎる場合に考えられる欠点は、音響データの信号を画像に変換するためにそれぞれのマイクに処理能力が必要となることです。そのため、マイクが多すぎると効果が減少します。 一部のメーカーは音響画像のピクセル(サウンドピクセル)の解像度を減らすことでこのバランスをとっていますが、そうするとカメラ全体の性能に影響が及びます。 離れた距離からコロナ放電や部分放電を確実に検知し、その正確な発生源を特定するには、十分なサウンドピクセルを有することが重要です。 

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124台のマイクと高度な処理能力を備えたFLIR Si124は、業界トップクラスの検知感度、優れた音響画像解像度、そして幅広い測定範囲をもたらします。


インテリジェントな分析機能

考慮すべき最後の特徴は、音検知カメラとすべての付属ソフトウェアによってもたらされる計算能力と分析機能です。 FLIR Si124のようなカメラには、オンカメラ分析、理解しやすいレポート作成、AI/ウェブツールを用いた予測解析といった機能が搭載されています。 検査担当者は、調査中にリアルタイムで漏れの重大性を分類し、漏れのコスト分析を実施し、部分放電パターンを解析することができます。 調査が完了したら、Wi-Fiネットワークに接続するだけでFLIR Acoustic Camera Viewerに自動的にアップロードされるため、クラウドベースで詳細な解析を行うことが可能になります。 それらの解析には、圧縮空気や真空の漏れによって生じる推定の年間エネルギー費用を計算することや、部分放電の問題によって整備や交換が必要かどうかを判断することも含まれます。 また、FLIR Acoustic Camera Viewerを使用してレポートを作成し、メンテナンスチームやクライアントと共有することもできます。

 

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