¿Qué es la holografía acústica?

La holografía acústica es el proceso en el que las ondas de sonido se graban y se organizan en un patrón visual usando una computadora. El campo de sonido se puede modelar para reconstruir su estructura utilizando imágenes tridimensionales (3D). Los campos de sonido que irradian desde la superficie de los instrumentos musicales, aviones, submarinos e interiores de automóviles se miden para estudiar cómo el diseño afecta la propagación del sonido. Los dos tipos básicos son holografía acústica de campo cercano y campo lejano.

Los datos se recopilan utilizando un micrófono o un hidrófono, pero a veces se pueden configurar conjuntos de micrófonos para controlar la presión acústica que rodea su fuente, todo al mismo tiempo. Una computadora procesa estos datos para reconstruir el campo de sonido en un formato visual. Los datos de tiempo están asociados con frecuencias específicas para crear un conjunto representativo de hologramas, que se dividen en ondas según sus características de propagación. La fuente de sonido se calcula utilizando un cálculo inverso para que el campo se pueda analizar utilizando cada onda de sonido.

La holografía acústica de campo cercano se utiliza para localizar el sonido desde una fuente relativamente cercana. Múltiples micrófonos están dispuestos en una configuración rectangular, espaciados horizontal y verticalmente. Se miden las medias longitudes de onda de las frecuencias máximas y mínimas, que dependen de la separación de los micrófonos y del tamaño de la matriz. Los cálculos de intensidad del sonido son posibles a partir de la fuente de sonido medida, pero la propagación de la onda solo se puede evaluar paralelamente a la superficie medida. La técnica de holografía acústica también se limita a probar sonidos de alta frecuencia.

Una técnica de procesamiento llamada focalización de campo cercano forma haces que producen ondas de sonido esféricas alrededor de los micrófonos. La resolución espacial de las mediciones se mejora cuando es igual al nivel de focalización, o cuando se encuentra en una frecuencia más alta. La holografía 3D de campo cercano se puede combinar con otras técnicas de simulación en una computadora y, con la focalización adecuada, se puede utilizar para medir sonidos de baja a media frecuencia.

En la holografía acústica de campo lejano, el holograma se genera a partir de datos recopilados lejos de la fuente. La resolución se limita a una medición de la media longitud de onda. Esta limitación solo se puede compensar midiendo el sonido desde un rango más cercano.

La holografía acústica implica medir la presión del sonido. Puede tener en cuenta varias referencias acústicas, superficies que se sabe que vibran a ciertas frecuencias y diversas características de una señal de sonido. Los datos también se pueden adquirir de diferentes lugares, en un vehículo, por ejemplo, y se pueden juntar usando un software de adquisición de datos para crear una imagen aún más grande para el análisis de ondas de sonido.