Uma introdução à geração de imagens acústicas
O que é a geração de imagem acústica?
O nome já diz tudo! Da mesma forma que uma câmera comum usa a luz de uma cena para produzir uma imagem, um gerador de imagens acústicas usa o som. O gerador de imagens converte os sons que capta em uma imagem em uma tela de exibição onde, por exemplo, as fontes sonoras altas são exibidas em uma cor diferente das mais baixas. Para facilitar a visualização da origem exata dos sons, os geradores de imagens acústicas geralmente incorporam uma câmera óptica comum e, na tela de exibição, sobrepõem a imagem acústica (a imagem sonora) à imagem capturada pela câmera óptica.
Como funciona a geração de imagens acústicas
No lugar da lente que uma câmera comum usa para coletar a luz, um gerador de imagens acústicas usa uma matriz de microfones - geralmente 100 ou mais - para coletar o som. O sinal de cada um dos microfones é transmitido a um sofisticado sistema de processamento que determina a origem do som, a intensidade e as frequências que o compõem. O sistema de processamento usa essas informações para produzir a imagem acústica. Vale a pena observar dois pontos. O primeiro é que os sons captados e processados pelo gerador de imagens acústicas geralmente estão em frequências ultrassônicas, ou seja, em frequências mais altas do que as que podem ser ouvidas diretamente pelo ouvido humano. O segundo é que, devido ao grande número de microfones usados na matriz, sua disposição especial e as técnicas avançadas de processamento usadas no gerador de imagens, a matriz pode, de fato, ser focalizada como uma lente, o que possibilita a localização precisa das fontes sonoras.
Por que a geração de imagens acústicas é útil
Muitos fenômenos de interesse para engenheiros e técnicos produzem som ultrassônico, mas entre os mais importantes estão os vazamentos de gás e a descarga parcial (DP) em sistemas elétricos de média e alta tensão. Dependendo da substância que está vazando, os vazamentos de gás podem ser extremamente perigosos e quase sempre levam a um grande desperdício de recursos. A descarga parcial em sistemas elétricos geralmente indica uma falha em seus estágios iniciais, que, se não receber atenção imediata, pode progredir para uma pane completa e muito cara.
Em outras palavras, independentemente de uma fonte sonora ser resultado de um vazamento de gás ou de uma descarga parcial, localizá-la de forma rápida e precisa para que uma ação corretiva imediata possa ser tomada minimiza os riscos e economiza dinheiro.
É possível, é claro, localizar vazamentos de gás - e, às vezes, descargas parciais - por meio de inspeção ou até mesmo usando dispositivos simples de escuta que convertem sons ultrassônicos em frequências que podem ser ouvidas. Em alguns casos, inspecionar todas as instalações, exceto as menores, para encontrar os problemas é um processo tedioso e demorado que, muitas vezes, envolve riscos, como o uso de escadas para se aproximar de locais com possíveis falhas e, no caso de descarga parcial, trabalhar próximo a equipamentos de alta tensão energizados.
A geração de imagens acústicas oferece uma solução mais segura, mais rápida e muito mais conveniente.
Geração de imagens acústicas na prática
Os modernos geradores de imagens acústicas, como os da linha Megger MPAC, são dispositivos portáteis compactos com baterias internas e, portanto, são tão confortáveis e convenientes de usar quanto uma câmera digital. Para a operação básica, é necessário apenas ligar o gerador de imagens e definir dois parâmetros: a faixa de frequência dos sons a serem detectados e sua faixa dinâmica, que determina os sons mais baixos e mais altos que o gerador de imagens detectará. Alguns minutos de experimentação são suficientes para se familiarizar com essas configurações.
Uma vez definidas as faixas de frequência e dinâmica, o gerador de imagens acústicas está pronto para ser usado. Ele pode ser escaneado lentamente pela planta ou pelo equipamento que deve ser investigado, e as fontes sonoras serão mostradas claramente na tela, sobrepostas a uma imagem óptica. Dependendo do instrumento, é possível obter imagens de fontes sonoras a distâncias de menos de um metro a mais de 100 metros. Essa é uma grande vantagem, pois grandes áreas podem ser inspecionadas a partir de um único ponto de observação, tornando desnecessária a aproximação da planta ou do equipamento. Por exemplo, é possível manter uma distância de trabalho segura de equipamentos de alta tensão energizados ou tubulações quentes, e a necessidade de trabalhar em altura é minimizada.
As imagens acústicas e ópticas capturadas pelo gerador de imagens acústicas podem ser armazenadas para análise posterior, juntamente com outros dados, como taxas de vazamento e tipo de descarga parcial. O armazenamento de vídeo também é possível em muitos dispositivos, e alguns também oferecem a possibilidade de conectar fones de ouvido para ouvir os sons capturados, que são modulados de modo a serem reproduzidos na faixa audível. Outro recurso útil oferecido por alguns modelos é o foco manual do conjunto de microfones, que ajuda o usuário a identificar um problema em que várias fontes de som estão ocorrendo ou em que ele está trabalhando em uma área com alto nível de ruído de fundo.
Benefícios da geração de imagens acústicas
A geração de imagens acústicas oferece muitos benefícios, alguns dos quais já foram mencionados. Entre os mais importantes estão:
- Levantamento fácil e rápido de grandes áreas da planta
- Localização rápida de vazamentos de gás e PD
- Não há necessidade de se aproximar de equipamentos potencialmente perigosos
- Muitas vezes, a necessidade de trabalhar em altura é eliminada
- Os geradores de imagens acústicas são simples de configurar e usar
- Resultados instantâneos são fornecidos, que são facilmente registrados para referência futura
- Os resultados são claros e fáceis de entender
- Os geradores de imagens acústicas detectam o vazamento de qualquer gás e a descarga parcial em quase todos os tipos de equipamentos
Esses benefícios são difíceis, se não impossíveis, de combinar com o uso de qualquer outra técnica.
Escolher um gerador de imagens acústicas
A geração de imagens acústicas é uma tecnologia relativamente nova e, como resultado, pode haver diferenças significativas entre os produtos em termos de conveniência, versatilidade e desempenho. Estas diferenças precisam ser investigadas e levadas em conta ao escolher um instrumento. Alguns dos aspectos mais importantes a serem considerados são:
- Onde será usado. Se a principal aplicação for a detecção de vazamentos de gás em uma planta de processo, o gerador de imagens provavelmente precisará ser usado em áreas de risco, onde poderão estar presentes gases e vapores explosivos. Para uso nessas áreas, o gerador de imagens deve ter aprovação ATEX. No entanto, vale a pena lembrar que um gerador de imagens aprovado pela ATEX é perfeitamente adequado para uso em áreas não perigosas, o que o torna uma boa escolha completa. Além disso, a classificação de proteção de entrada deve ser considerada como geradores de imagens acústicas frequentemente usados em ambientes externos e empoeirados. A classificação IP deve refletir esse fato; recomenda-se IP54 ou superior.
- Faixa de detecção. Embora os melhores instrumentos possam gerar imagens de fontes sonoras, como vazamentos e descarga parcial, a distâncias superiores a 100 metros do instrumento, esse tipo de faixa não é alcançado por todos os tipos. Um bom alcance de detecção é um benefício importante, pois permite que os equipamentos e as instalações sejam inspecionados com mais rapidez e facilidade a partir de menos locais.
- Número de microfones. Geralmente, quanto maior o número de microfones no conjunto de microfones do gerador de imagens, mais detalhadas serão as imagens acústicas que ele poderá produzir. Entretanto, aplica-se a lei dos retornos decrescentes e, além de um determinado número de microfones, os possíveis benefícios são superados pelo aumento do custo e da complexidade. Em geral, considera-se que cerca de 100 microfones é o número ideal.
- Função de foco acústico. Na maioria dos ambientes, um bom gerador de imagens acústicas funcionará de forma confiável apenas com as configurações mais básicas. Em locais muito barulhentos ou em situações em que há necessidade de coletar amostras de várias fontes sonoras, uma função de focalização manual é inestimável, permitindo que o usuário direcione fontes sonoras específicas e exclua o ruído de fundo local.
- Resolução óptica da câmera. As imagens ópticas - fotografias ou vídeos - produzidas pelo gerador de imagens acústicas são uma parte importante dos dados capturados e, muitas vezes, é útil poder ampliá-las para examinar em detalhes um local associado a uma determinada fonte sonora. Isso só é possível se o gerador de imagens capturar imagens ópticas de alta resolução. É desejável uma resolução de câmera de 8 megapixels ou mais.
- Funcionalidade analítica incorporada. Um benefício importante da geração de imagens acústicas é que ela fornece resultados instantâneos no local. No entanto, o valor desses resultados é ainda maior se o gerador de imagens tiver recursos analíticos integrados. No caso de vazamentos, por exemplo, alguns instrumentos podem estimar o volume do vazamento em tempo real, permitindo estimar o custo contínuo e, portanto, a urgência do reparo. Para descarga parcial, os melhores instrumentos usam métodos de resolução de fase para discriminar entre descarga de superfície, descarga de suspensão e descarga corona, o que é de grande ajuda para decidir qual a melhor estratégia de manutenção a ser adotada.
- Reputação e recursos do fornecedor. Embora os geradores de imagens acústicas sejam, em sua maioria, instrumentos confiáveis e fáceis de usar, é sempre vantajoso comprar de um fornecedor que pode e irá oferecer suporte e consultoria especializados, se necessário.
A geração de imagens acústicas é uma tecnologia revolucionária que tem o potencial de fornecer informações valiosas para programas de manutenção preventiva em uma grande variedade de setores, além de ajudar na localização e identificação de falhas existentes e em desenvolvimento de vários tipos. É fácil e conveniente de operar e, como funciona com eficácia em grandes distâncias, ajuda os usuários a evitar trabalhar em locais perigosos. Para saber mais sobre essa tecnologia e sobre os geradores de imagens acústicas MPAC128 e MPAC128-ATEX da Megger, clique aqui.
