Co to jest holografia akustyczna?

Holografia akustyczna to proces, w którym fale dźwiękowe są rejestrowane i układane w wizualny wzór za pomocą komputera. Pole dźwiękowe można modelować w celu odtworzenia jego struktury za pomocą trójwymiarowych obrazów (3D). Mierzone są pola dźwiękowe, które promieniują z powierzchni instrumentów muzycznych, samolotów, łodzi podwodnych i wnętrz samochodowych, aby zbadać, w jaki sposób projekt wpływa na propagację dźwięku. Dwa podstawowe typy to holografia akustyczna bliskiego i dalekiego pola.

Dane są gromadzone za pomocą mikrofonu lub hydrofonu, ale czasami można ustawić macierze mikrofonów, aby jednocześnie monitorować ciśnienie akustyczne otaczające jego źródło. Komputer przetwarza te dane w celu odtworzenia pola dźwiękowego w formacie wizualnym. Dane czasowe są powiązane z konkretnymi częstotliwościami w celu stworzenia reprezentatywnego zestawu hologramów, które są podzielone na fale na podstawie ich cech propagacyjnych. Źródło dźwięku oblicza się za pomocą obliczeń odwrotnych, dzięki czemu pole można analizować za pomocą każdej fali dźwiękowej.

Holografia akustyczna bliskiego pola służy do lokalizacji dźwięku ze stosunkowo bliskiego źródła. Wiele mikrofonów jest ułożonych w prostokątną konfigurację, rozmieszczonych poziomo i pionowo. Mierzone są połowy długości fal maksymalnych i minimalnych częstotliwości, które zależą od odległości między mikrofonami i wielkości matrycy. Obliczenia natężenia dźwięku są możliwe z mierzonego źródła dźwięku, ale propagację fali można oceniać tylko równolegle do mierzonej powierzchni. Technika holografii akustycznej ogranicza się również do testowania dźwięków o wysokiej częstotliwości.

Technika przetwarzania zwana ogniskową bliskiego pola tworzy wiązki, które wytwarzają sferyczne fale dźwiękowe wokół mikrofonów. Rozdzielczość przestrzenna pomiarów poprawia się, gdy jest równa poziomowi ogniskowania lub ma większą częstotliwość. Holografię 3D bliskiego pola można połączyć z innymi technikami symulacji na komputerze, a przy odpowiedniej ogniskowaniu można zastosować do pomiaru dźwięków o niskiej i średniej częstotliwości.

W holografii akustycznej dalekiego pola hologram jest generowany przez dane zebrane daleko od źródła. Rozdzielczość jest ograniczona do pomiaru połowy długości fali. Ograniczenie to można zrekompensować jedynie poprzez pomiar dźwięku z bliższego zakresu.

Holografia akustyczna polega na pomiarze ciśnienia akustycznego. Może uwzględniać różne odniesienia akustyczne, powierzchnie wibrujące przy określonych częstotliwościach oraz różne charakterystyki sygnału dźwiękowego. Dane można również pozyskiwać z różnych miejsc, na przykład w pojeździe, i łączyć je za pomocą oprogramowania do gromadzenia danych, aby stworzyć jeszcze większy obraz do analizy fali dźwiękowej.