声学成像技术是一种利用声学原理来生成可视化图像的先进技术。它通过接收和处理声波信号，将声音的分布情况以图像的形式呈现出来。
01工作原理
声学成像技术通常使用麦克风阵列来接收声波信号。麦克风阵列由多个麦克风组成，这些麦克风按照一定的几何形状排列，例如线性阵列、平面阵列或圆形阵列等。当声音传播到麦克风阵列时，每个麦克风都会接收到不同的声波信号，这些信号包含了声音的强度、频率和到达时间等信息。
通过对麦克风阵列接收到的声波信号进行分析和处理，可以确定声音的来源方向和位置。常用的处理方法包括波束形成算法、时延估计算法和空间谱估计算法等。这些算法可以根据麦克风阵列接收到的信号，计算出声音在空间中的传播路径和强度分布，从而生成可视化的声学图像。
02应用领域
1. 工业检测：声学成像技术可以用于检测工业设备中的故障和泄漏。例如，在化工厂、和发电厂等工业场所，声学成像技术可以检测管道、阀门等设备的泄漏，以及电机、泵和压缩机等设备的故障。通过及时发现和修复这些问题，可以避免生产事故和能源浪费。
2. 环境监测：声学成像技术可以用于监测环境中的噪声污染。例如，在城市交通、建筑工地和机场等场所，声学成像技术可以监测噪声的来源和强度，为环境管理部门提供决策依据。
3. 医学诊断：声学成像技术可以用于医学诊断中的超声成像。超声成像技术利用超声波在人体组织中的传播特性，生成人体内部的图像，用于诊断疾病和监测治疗效果。
4. 安全监控：声学成像技术可以用于安全监控中的声音监测。例如，在机场、车站和商场等公共场所，声学成像技术可以监测异常声音，如枪声、爆炸声和尖叫声等，为安全管理部门提供预警信息。
本篇主要介绍声学成像技术在工业检测中的应用。
气体泄漏检测
管道泄漏检测
工业管道系统广泛用于输送各种气体和液体，如天然气、石油、化工原料等。管道的腐蚀、磨损、连接部位松动等问题都可能导致泄漏。声学成像技术可以快速扫描管道表面及周围区域，通过检测泄漏气体产生的声波，将泄漏点以可视化图像的形式呈现出来，帮助工作人员准确找到泄漏位置，及时进行修复。
例如，在天然气输送管道等场景中，声学成像仪能够有效检测微小的气体泄漏，避免因泄漏引发的安全事故和资源浪费。
阀门和接头泄漏检测
阀门和接头是管道系统中的关键连接部件，也是容易发生泄漏的部位。由于这些部位结构复杂，传统的检测方法可能难以准确检测到泄漏点。声学成像技术可以对阀门和接头进行全方位的检测，快速定位泄漏位置，提高检测效率和准确性。
气密性检测
在工业生产中，许多设备和产品需要保持良好的气密性，如压力容器、发动机缸体、电子产品的外壳等。声学成像技术可以用于检测这些设备和产品的气密性。
在检测过程中，向被检测物体内部充入一定压力的气体，然后使用声学成像仪检测气体泄漏产生的声波，判断被检测物体的气密性是否符合要求。这种方法相比于传统的水泡法、压力测试法等，具有检测速度快、结果准确、可重复性好等优点。
局部放电监测
在高压电气设备中，如变压器、开关柜、电缆等，局部放电是一种常见的故障现象。局部放电会产生超声波信号，声学成像技术可以通过检测这些超声波信号，实现对高压电气设备局部放电的监测和定位。
通过及时发现局部放电问题，可以避免设备故障的进一步扩大，保障电力系统的安全运行。例如，在变电站中，使用声学成像仪可以对变压器、开关柜等设备进行定期检测，及时发现潜在的局部放电问题。
03优势特点
1. 非接触式检测：声学成像技术是一种非接触式检测技术，不需要直接接触被检测物体，不会对被检测物体造成任何损害。这种非接触式检测技术可以在不影响被检测物体正常运行的情况下，对其进行检测和诊断，为工业生产和科学研究提供了便利。
2. 可视化显示：声学成像技术可以将声音的分布情况以图像的形式呈现出来，使人们能够直观地了解声音的来源、强度和传播方向。这种可视化显示技术可以帮助人们更好地理解声音的特性和行为，为科学研究和工程设计提供了有力的支持。
3. 高精度定位：声学成像技术可以通过对麦克风阵列接收到的声波信号进行分析和处理，确定声音的来源方向和位置，精度通常可以达到几厘米甚至更高。这种高精度定位技术可以帮助人们快速准确地找到声音的来源，为故障诊断和安全监控提供了有力的支持。
4. 实时监测：声学成像技术可以实时监测声音的分布情况，及时发现异常声音和故障。这种实时监测技术可以帮助人们及时采取措施，避免生产事故和安全事故的发生，为工业生产和社会安全提供了保障。
北控电力声学成像仪是一款多声源阵列测试声场分布的手持式工业声学成像仪，应用于捕获、定位和分析带压气体管路及设备(含负压系统)的气体泄漏、工业声学异响、电气设备局部放电等场景。
仪器利用麦克风阵列波束形成技术获取声源分布，配合高清摄像头实时画面，通过将声源分布数据同视频图像进行声像融合，在画面中以彩色云图直观显示声场位置图像。可以帮助现场巡检人员快速定位设备异常位置。