Sistemi di Misura per Analisi Vibroacustica
L'analisi vibroacustica è una disciplina dedicata allo studio delle vibrazioni e del suono generati da un sistema o da un ambiente, rivestendo un ruolo cruciale in settori come l'ingegneria meccanica, aerospaziale, automobilistica e civile. Questa analisi è fondamentale per diagnosticare problemi, ottimizzare prestazioni e migliorare il comfort acustico. Per realizzarla, vengono utilizzati sistemi di misura specifici, progettati per acquisire, elaborare e analizzare segnali vibroacustici.
I sistemi di misura per l'analisi vibroacustica sono strumenti indispensabili sia in ambito scientifico che industriale. Una scelta adeguata di sensori, sistemi di acquisizione e metodi di analisi permette di ottenere dati dettagliati e affidabili, essenziali per migliorare la progettazione, risolvere problematiche e garantire prestazioni ottimali nei più svariati contesti.
Tipologie
Analisi delle Vibrazioni
Determinazione della frequenza naturale e degli smorzamenti.
Analisi di forzanti e risposte strutturali.
Diagnostica di guasti in macchinari (ad esempio, cuscinetti o ingranaggi).
Analisi Acustica
Misura del livello di pressione sonora (SPL).
Mappature acustiche (sound mapping).
Studi sull’intelligibilità sonora o riduzione del rumore.
Analisi Modale
Determinazione delle modalità proprie di vibrazione di una struttura.
Identificazione di frequenze e forme modali attraverso tecniche sperimentali.
Analisi NVH (Noise,Vibration,Harshness)
Specifica del settore automobilistico e trasporti per migliorare comfort e prestazioni.
Componenti
-
Accelerometri: Misurano le accelerazioni delle vibrazioni. Possono essere piezoelettrici, capacitivi o MEMS, a seconda delle applicazioni.
Microfoni: Utilizzati per misurare la pressione sonora. Esistono modelli di precisione (classe 1) per analisi di alta qualità e modelli più semplici per applicazioni generiche.
Trasduttori laser: Per la misurazione senza contatto di vibrazioni su superfici.
Idrofoni: Per misurazioni acustiche subacquee
-
DAQ (Data Acquisition Systems): Sistemi hardware in grado di digitalizzare i segnali analogici con alta risoluzione e velocità.
Moduli ADC (Analog-to-Digital Converter): Convertitori con specifiche di precisione per analisi di segnali dinamici dotatidi filtri antialias e campionamento simultaneo fra canali
-
Analisi spettrale (FFT, STFT) per identificare frequenze dominanti.
Analisi del tempo-frequenza per segnali transitori.
Tecniche avanzate come analisi modale, beamforming o intensità sonora.
Librerie di calcolo per elaborazione di segnali, LabVIEW, o software dedicati.
-
Shaker: Per generare vibrazioni controllate.
Sorgenti acustiche: Per test di risposta acustica
Protocolli di Misura
Preparazione del Sistema
Calibrazione di sensori e strumenti.
Scelta delle frequenze di campionamento in base al fenomeno da analizzare.
Posizionamento strategico di sensori
Acquisizione Dati
Raccolta di segnali con attenzione a evitare aliasing e rumore spurio.
Controllo delle condizioni ambientali per misure acustiche
Post-elaborazione
Filtraggio e pulizia dei dati.
Analisi nel dominio del tempo e della frequenza
Prodotti di Riferimento
NVA - Noise Vibration Analyzer
Lo strumento di riferimento per lo studio dei segnali dinamici
NVT - Noise Vibration Tester
Software di Misura Multi-Purpose per Analisi di Fenomeni Acustici e Vibrazionali
NVT-HMS - Health Monitoring System
Sistema integrato per il Monitoraggio di Vibrazioni e Parametri dinamici
Applicazioni
Supportare l’efficienza e la sicurezza degli impianti industriali, consentendo di monitorare e diagnosticare vibrazioni e rumori per prevenire guasti e ottimizzare le prestazioni operative.
Assicurare che i veicoli rispondano alle aspettative dei clienti in materia di comfort e gestione del rumore, attraverso la valutazione dei componenti di trazione e delle vibrazioni provenienti dai sistemi di sospensione e dalla struttura del veicolo.
Nel settore energetico, l'analisi vibroacustica è utilizzata per monitorare turbine, generatori e pompe, rilevare guasti precoci, ottimizzare l'efficienza delle macchine rotanti e ridurre vibrazioni e rumore in impianti eolici, idroelettrici e termoelettrici.
Nel settore aerospace, l'analisi vibroacustica viene impiegata per monitorare la salute strutturale di velivoli e componenti, rilevare anomalie, ottimizzare le prestazioni di motori e sistemi aerodinamici, e ridurre vibrazioni e rumore per migliorare comfort e sicurezza.