如果你曾經使用過類似那種聲學攝影機，赫茲諾您可能已經注意到，軟體介面會顯示聲壓級 (SPL) 值以及彩色聲圖。您很容易會將這些數值視為精密聲級計的讀數。但嚴格來說，這將是一個錯誤。
國際標準IEC 61672 （及其對應的中國標準） GB/T 3785 ) 定義了高精度聲級計的性能要求—尤其是在以下方面頻率計權和頻率響應容差當我們對照聲學相機的工作原理來審視這些要求時，就會發現它們之間存在根本性的不相容性。
首先，需要澄清一點：聲級計測量的是…等效連續聲級（Leq） —一段時間內的平均聲壓級—以及具有特定時間權重（快/慢）的瞬時聲壓級。聲學攝影機通常顯示瞬時或短期均方根聲壓級與每個視訊幀相對應。然而，無論是等效線性聲壓級 (Leq) 還是聲壓級 (SPL)，如果資料來自聲學攝影機，則不能將其視為符合 IEC 61672 標準的認證測量值。
讓我們來詳細分析一下聲學攝影機上顯示的SPL究竟是什麼。參考值—可用於比較，但不能等同於經認證的聲級計測量結果。
IEC 61672 要求聲級計採用特定的頻率計權網絡，以模擬人耳對不同頻率的反應。 ：
| 權重 | 目的 | 技術特性 |
|---|---|---|
| A計權 | 環境噪音、聽力保護是強制性的 | 低頻（低於 1 kHz）衰減嚴重 |
| C加權 | 高噪音、峰值測量 | 低頻輕微衰減 |
| Z加權 | 物理聲壓（平坦響應） | 頻率範圍內無濾波 |
當您在符合標準的聲級計上看到“LAeq”或“LAspl”時，其含義為：聲音能量經過 A 計權網路以數學定義的精度進行濾波，結果在每個頻率上都處於嚴格的容差範圍內。
重要限制：這些加權網路是設計出來的。僅限可聽範圍（通常為 20 Hz – 20 kHz）。對於高於 20 kHz 的頻率（超音波），請參考 IEC 61672 標準。未定義權重特徵因此，傳統的聲級計本身無法有效測量超音波。
這就是差別所在。 IEC 61672 將儀器分為一年級（精度）和二年級（通用），有特定要求：
1級聲級計：
頻率範圍： 10赫茲至20千赫茲
1 kHz 參考頻率下的容差： ±0.7 dB （包括測量不確定度在內，擴展至±1.1 dB）
2級聲級計：
頻率範圍： 20赫茲至8千赫茲（最低限度）
1 kHz 參考頻率下的容差： ±1.0 dB （擴展至±1.4 dB）
筆記：無論是1級或2級聲級計，都無法測量20 kHz以上的頻率。嘗試使用符合IEC 61672標準的聲級計測量超音波訊號超出了此標準的適用範圍。
這些誤差會在聲學實驗室中使用校準過的參考聲源進行驗證，測量儀的位置會盡量減少反射——通常使用延長線將麥克風與身體分開。 。
一個赫茲諾聲學相機包括：
一個數組幾十到一百多個MEMS麥克風
一個剛性安裝板將它們固定在精確的幾何位置
用於視覺疊加的中央光學攝影機
加工電子元件和外殼
問題：這種結構在聲學上「體積龐大」且反射率很高。聲波在到達麥克風之前，會在表面發生繞射和反射。這種能夠實現空間定位（波束成形）的幾何結構，不可避免地會扭曲每個麥克風的頻率響應。
與聲級計對比：
細長的圓錐形
延長線末端的麥克風
最小反射表面積
設計目標是實現聲學上的“隱形”
聲學攝影機無法實現自由場響應根據 IEC 61672 標準要求，該設備本身會改變它試圖測量的聲場。
聲級計測量的是聲壓級。單點在空間中，應用與標準化加權曲線完全匹配的濾波器。它輸出該點的瞬時聲壓級或時間平均等效連續波數。
聲學攝影機測量聲壓多點（每個麥克風），然後應用波束成形演算法計算：
麥克風之間的相位差
到達時間延誤
聲源的空間分佈
這些演算法針對以下目標進行了最佳化：來源本地化並非為了保持絕對振幅精度。波束形成過程涉及空間濾波，會改變訊號特性。顯示的聲壓級值源自重建聲場中的焦點－這引入了IEC 61672標準不可接受的不確定性。
聲級計校準：
單麥克風
使用聲音學校準器在一個或多個頻率下進行校準
可追溯至國家標準
簡單且可驗證
聲學相機校準：
每個麥克風都必須進行相位匹配和幅度匹配。
校準必須考慮陣列結構的聲散射。
空間校準與振幅校準同樣重要。
單點校準無法保證在所有頻率下均符合 IEC 61672 標準
許多工業應用會產生集中在特定區域的聲能。超音波範圍（通常為 20 kHz 至 100 kHz）：
這裡赫茲諾聲學相機利用寬頻MEMS麥克風陣列和客製化波束形成演算法，實現卓越表現。可視化和定位超音波源。現代聲學成像儀的頻率範圍通常為 1 kHz 至 100 kHz 或更高。 。
IEC 61672 與超音波本質上無關，因為：
未涵蓋的頻率範圍此標準的上限為 20 kHz（1 類）或 8 kHz（2 類）。
未定義權重A、C 和 Z 曲線在 20 kHz 以上未定義。
不具備法律計量依據目前尚無基於IEC 61672的超音波暴露強制性標準
因此，當赫茲諾聲學相機在超音波模式下顯示 SPL 值，這些數值完全超出了 IEC 61672 的範圍。它們可幫助使用者比較超音波影像中不同區域的訊號強度，而不是提供可追溯的聲壓測量值。
顯示在螢幕上的SPL赫茲諾聲學相機僅有一個主要目的：比較分析當您看到一個紅色「熱點」的聲壓級為 78 分貝，而藍色區域的聲壓級為 65 分貝時，您就知道紅色區域的聲壓級明顯更高。這使您可以：
正如 FLIR Si2 使用手冊中所述：“比較不同軸承產生的 SPL 時，狀況不佳的軸承的 SPL 讀數將明顯高於狀況良好的軸承。” 。
但你不能：
在法律環境噪音報告中使用此值
直接與監管限值進行比較（例如，85 分貝職業暴露限值）
聲稱其符合任何國家或國際計量標準
聲級計輸出：
瞬時聲壓級（時間常數極短）
Leq（指定時間內的平均能量）
聲學攝影機通常以視訊幀速率更新，顯示與每個成像幀的瞬時或短期均方根值相對應的SPL。這些值與空間影像一樣，受到相同的物理和演算法因素的影響，因此不具有法律計量學意義。
符合類別要求當「您需要在法庭上證明您的噪音水平沒有違反噪音條例」時，需要使用測量系統（符合 IEC 61672 標準的測量系統）。聲學攝影機並非為此目的而設計。
使用時赫茲諾聲學相機要定位高壓設備上的局部放電，絕對聲壓級值的重要性低於：
聲源的空間位置
PRPD模式可辨識出分泌類型
當你靠近聲源時，聲音大小會改變。
即使沒有法律可追溯的分貝數值，您也可以根據以下情況自信地進行維修：看現代聲學成像儀支援PRPD分析，用於放電類型分類。 。
聲學攝影機顯示洩漏閥門的聲壓級為 65 分貝，而背景噪音為 58 分貝——這 7 分貝的差異表明存在洩漏需要修復。絕對值可能與精密聲級計的測量結果有 ±2 分貝的偏差，但是…你找到洩漏點了。
近期工業應用表明，與傳統的肥皂泡法相比，檢測效率提高了60%以上。 。
對比不同馬達零件的噪音：聲學攝影機顯示哪個軸承發出嘯叫聲。相對噪音水平有助於診斷，並輔以其他指標，例如峰值因子和峰度，這些指標可以指示軸承狀況。 。
| 範圍 | IEC 61672 聲級計 | 赫茲諾聲學相機 |
|---|---|---|
| 主要目的 | 量化某一點的聲壓 | 確定空間中的聲源位置 |
| 實體設計 | 反射極小，單麥克風 | 大型陣列，反射面 |
| 頻率響應 | 經驗證，精度嚴格（20 Hz – 20 kHz） | 未經IEC 61672（涵蓋超音波）認證 |
| 超音波測量 | 不支援 | 支援本地化 |
| SPL 的意義 | 經過認證、可追溯的測量 | 相對參考值 |
| 法律認可 | 是的（出於噪音管制方面的考量） | 不 |
| 最佳應用 | 環境監測、合規性 | 故障查找、預測性維護 |
IEC 61672其目的是確保可聽範圍內的聲級測量結果具有一致性、可重複性和法律效力。聲學攝影機解決另一個問題：快速直觀地找到聲源—可聽見的或超音波的。
在赫茲諾我們設計的聲學攝影機定位性能卓越，配備清晰的視覺回饋、直覺的軟體和適用於工業環境的堅固耐用的硬體。我們顯示的聲壓級 (SPL) 值有助於您進行比較和確定優先級，但我們從未聲稱它們可以取代經過認證的聲級計。
如果您需要證明符合噪音法規，請使用符合 IEC 61672 標準的聲級計。如果您需要在故障發生前發現局部放電、氣體洩漏或軸承故障，請使用…赫茲諾聲學相機。
兩種工具，兩種標準，一個目標：打造更安全、更有效率的工業世界。
