SoundSight technologie

Een akoestische camera

Lekken in perslucht-, gas- en vacuümsystemen zorgen voor energieverlies en downtime bij industriële installaties. Nog veel belangrijker is het financiële aspect. Perslucht is duur en lekken kunnen dan al snel heel veel geld kosten. Met de Fluke ii900 Sonic Industrial Imager zijn deze lekken gemakkelijk in beeld te brengen, ook terwijl de installatie in werking is en veel omgevingslawaai produceert.

In opdracht van het ministerie van Economische Zaken is er in 2013 een Factsheet ‘Perslucht met ultrasone lekdetectie’ verschenen waarin het volgende te lezen staat:
Perslucht is bij veel bedrijven niet weg te denken. Naast het aandrijven van gereedschappen in werkplaatsen wordt het in procesomgevingen vaak ingezet als schoon en veilig medium om kleppen aan te sturen. Soms worden ook apparaten als pompen met perslucht aangedreven. Helaas wordt de keuze voor nieuwe klepaandrijvingen vaak gebaseerd op de aanwezigheid van perslucht, dat terwijl perslucht veel meer dan 5 keer zo veel kost als elektriciteit!
Het periodiek inspecteren van het persluchtsysteem is een economische noodzaak. De cijfers liegen er niet om, de gemiddelde lekkage van persluchtsystemen is 25% (Compressed air challenge, 2013), maar 40% is tegenwoordig zeker voor grote industriële perslucht systemen geen uitzondering. Een hoorbare kleine lekkage kan ongemerkt honderden euro’s per jaar kosten. Ruim 80% van alle lekkages is echter zo klein dat het geluid voor het menselijk oor zelfs in een rustige omgeving niet waarneembaar is. Het menselijk oor kan geluiden waarnemen tot 15 á 20 kHz en het geluid dat een persluchtlek maakt kan tot 100 kHz oplopen. De meeste lekken blijven zo dus onopgemerkt zonder hulpmiddelen, aldus het document van de overheid.

Hoe werkt een akoestische camera?
Voor het opsporen van lekkages zijn er speciale ultrasone lekdetektoren. Dit zijn apparaten die luisteren in het gebied boven 20 kHz naar het karakteristieke geluid dat een lekkage veroorzaakt. Wordt hiermee een lek gehoord, dan is het toch nog vrij complex om de plek te vinden waar het geluidsniveau het hoogst is en waar dus het lek zit. Even snel het lek vinden, is er met een dergelijk apparaat niet bij. Zeker wanneer de persluchtleiding hoog gemonteerd is, kan het een lastige klus zijn.
Fluke bedacht dat dit anders moest kunnen. Zij ontwikkelden een camera waarmee het lek zichtbaar gemaakt kan worden. Dit hebben zij gedaan door een zeer sterke richtmicrofoon te ontwikkelen die in één apparaat gecombineerd is met een normale camera en een beeldscherm. De richtmicrofoon bestaat uit een array van MEMS-64 microfoons met een frequentiebereik dat is afgestemd op het specifieke geluid van een lek (afbeelding 1).
De exacte richting naar het lek wordt bepaald door het meten van de tijdsvertraging van dit geluid tussen de verschillende microfoons. Naast de array is de normale visuele camera geplaatst. Deze kijkt in dezelfde richting als de richtmicrofoon en gebruikt u om te richten op het gebied dat wordt geïnspecteerd. De locatie van het lek wordt vervolgens op het beeldscherm weergegeven door middel van een gekleurde dot die over het visuele beeld geplaatst wordt (afbeelding 2).

SoundSight technologie
In de akoestische camera is een uitgebreid systeem aan het werk om de microfoons uit te luisteren en de looptijden te bepalen. Vervolgens wordt een slim algoritme (SoundSight-technologie genaamd) gebruikt om de gegevens te verwerken en een plaats aan te geven in het beeld dat de normale camera opgenomen heeft.
Zoals gezegd wordt er voor een belangrijk deel naar het ultrasone stuk van het geluidspectrum geluisterd naar het karakteristieke geluid van een lekkage. Het frequentiebereik van het instrument loopt namelijk van 2 kHz tot 52 kHz wat maakt dat hierdoor het mogelijk is om het apparaat te gebruiken in rumoerige productiefaciliteiten. Het geluid daar ligt veelal in een lager deel van het spectrum. Met behulp van het 7 inch touchscreen en de eenvoudige, intuïtieve gebruikersinterface kan het frequentiespectrum aangepast worden zodat toch storende, harde achtergrondgeluiden weg te filteren zijn.
Behalve het weergeven van de situatie kan het instrument ook stilstaande beelden en videobeelden van de inspectie vastleggen en opslaan voor documentatie en rapportage. Daarvoor heeft de Imager een USB-C-poort die voor het downloaden van bestanden en firmware-updates kan worden aangesloten op een pc.
De Imager wordt gevoed vanuit een oplaadbare batterij die het mogelijk maakt om zes uur te kunnen meten. Een externe batterijlader met netvoedingsadapter en land specifieke kabels wordt dan ook meegeleverd. Daarnaast wordt het instrument geleverd met een robuuste draagkoffer, twee rubberen afschermkappen voor de microfoon-array, een verstelbare draag- en nekriem en uiteraard een handleiding.

Tot slot
De Fluke ii900 Sonic Industrial Imager wordt voornamelijk gebruikt voor het detecteren en lokaliseren van lekken in perslucht-, gas- en vacuümsystemen binnen een bereik van 50 meter. Door het gezichtsveld van 63° ± 5° gaat dit heel gemakkelijk. In het intern geheugen is plaats voor 999 beelden en 20 videobestanden die opgeslagen worden in de bestandsformaten JPG, PNG of MP4.
Gezien de prijs van het apparaat, is hij vooral bedoeld voor grote installaties waar het financiële verlies door lekkages de investering verantwoord maakt. Uiteraard is het apparaat ook zinnig voor onderhoudsbedrijven en installateurs die zich bezig houden met deze materie.
De ii900 is te koop bij bijna alle dealers van Fluke, hetgeen er in Nederland en België heel veel zijn. Ook weten we dat het apparaat te huur is bij o.a. de firma Maptools die onmiddellijk na de introductie dit apparaat opnam in het verhuurprogramma.