Ultrasone Detectie (UD)

Decibel (dB) en Decibel Micro Volt (dBµV)

Alles wat u altijd al over Decibel wilde weten

Heeft u eerder gehoord over dB’s, dBA, dBµV, dBm of zelfs dBSDT???

Een decibel is niet een meeteenheid als bijvoorbeeld Volt, Ampere of elke andere eenheid, maar een ratio tussen een referentie eenheid en de gemeten waarde.

Oorspronkelijk komt decibel van kwantificeerbare signaal- sterkte in thermen van relatieve geluidssterkte waargenomen door het oor. Bijvoorbeeld denkt een persoon dat het signaal twee keer zo hard wordt als de transmittersterkte wordt verhoogd van: 10 Watt naar 100 Watt; hij of zij denkt eveneens dat een 1.000 Watt signaal twee keer zo hard is als een 100 Watt signaal. Het menselijk oor heeft een logarithmische respons.

Dit feit is de basis geweest voor het gebruik van een relatieve sterkte eenheid, genaamd: decibel (dB). Een decibel is 1/10 Bel, de geluid eenheid vernoemd naar Alexander Graham Bell.

Een verandering van 1 dB in sterkte is alleen detecteerbaar als een verandering in geluidssterkte, en dan nog maar onder ideale omstandigheden. Het aantal dB’s welke correspondeert met een gegeven sterkte ratio wordt uitgedrukt als:

dB = 10.log10(P2/P1)

Een decibel wordt dus gebaseerd op vermogen ratio. Voltage of stroom ratio wordt uitgedrukt als:

dB = 20.log10(U2/U1)

Het is misschien handig om een aantal decibelwaarden van vaker voorkomende spanning en voltage ratio’s te onthouden.

Voor veranderingen in spanning, een numerieke ratio van 2 is 3dB, 4 is 6dB, 10 is 10dB, 100 is 20dB, 1.000 is 30dB, etc.

Als voltageveranderingen worden opgemerkt, betekent een verdubbeling van de voltage een verhoging van 6dB, een numerieke ratio van 10 is 20dB, 100 is 40dB, etc. Men kan derhalve interpoleren tussen bekende ratio’s om een toename of een verlies binnen 1dB te kunnen waarderen.

Bijvoorbeeld: een gemeten signaal is ca. 52dB (in voltage modus), hetgeen betekent: 40dB (=100x) + 6dB (=2x) + 6dB (=2x) evenaart 400 keren hoger dan het referentie signaal.

Gebruik maken van de numerieke ratio is eenvoudigweg het omkeren van het algebraïsche teken van de decibelwaarde. Ter verduidelijking, een voltage verhoging van 10 correspondeert met 20dB, terwijl een verhoging van 1/10 (een verlies van 10) correspondeert met –20dB,

Een decibel is een relatieve eenheid. Als men dB’s gebruikt om een absoluut voltage-, spanning- of stroomniveau te specificeren, heeft men een referentie niveau nodig om de dB waarde te kunnen quantificeren. Bijvoorbeeld, in een discussie over geluidsintensiteit correspondeert een referentie niveau van 1 met een acoustische veldsterkte van 10 –16 W/cm² (en de normale menselijke drempel bij 600Hz). Het gebrul van een leeuw op een afstand van 10 m kan de geluidsintensiteit hebben van 90dB, en de pijndrempel ligt bij 130dB. Zodoende, het menselijke oor/hersenen heeft een dynamische range (breedte) van 130dB resp. een ratio van 10 triljoen tot 1.

Ultrasone Technologie

Ultrasone technologie biedt de meest precieze oplossing voor ontelbare toepassingen: dichtheid, lekken, elektrische ontlading en mechanische beweging.

Oplossingen middels geluid

Technisch gezien is ultrageluid geluid, dat niet door het menselijk oor wordt waargenomen. Met andere woorden, geluid met een frequentie boven de 20 kHz. Ultrageluid kent een aantal specifieke karakteristieken, welke het nuttig maken voor gebruik in industriële toepassingen.

Ultrageluid kan uitermate precies worden gemeten. Intensiteitverschillen veroorzaakt door het golf transport door een medium of een lichaam kunnen worden gekwantificeerd. Derhalve kunnen diverse fenomenen, welke de werking van een machine of een systeem negatief kunnen beïnvloeden, duidelijk worden geïdentificeerd – vaak zelfs zonder onderbreking van de werkende eenheid.

Geluiden in het hoge(re) frequentiegebied zijn vervolgens meer directioneel, dan geluiden in het lage(re) frequentiegebied. Hierdoor wordt het eenvoudiger om de bron ervan aan te wijzen, zelfs met de aanwezigheid van ander achtergrond geluid.

Het grootste voordeel van ultrageluiden is het bijna eindeloze aantal van dingen en zaken, welke het produceren. Lekken, stress, elektrische ontladingen, cavitaties (de aanwezigheid van met damp en gas gevulde holtes) van in beweging zijnde vloeistoffen, turbulenties van in beweging zijnd gas of vloeistoffen; elk van hen veroorzaakt ultrageluid dat kan worden opgespoord en kan worden gemeten.

Precieze metingen

Ultrasone detectie en metingen kunnen vaak relatief eenvoudig worden uitgevoerd. De basisset tijdens controle werkzaamheden bestaat uit een draagbare eenheid met hoofdtelefoon, een meter met sensitiviteitsinstelbaarheid en een of meer modules cq. sensoren. Voor sommige toepassingen is ook een transmitter resp. een zender noodzakelijk.

In een fabriek is het ook mogelijk om een aantal vaste controlepunten op te zetten, welke automatisch gemeten kunnen worden. De resultaten van elk (meet)punt worden vergeleken met een vaste parameter, en elk ongebruikelijk resultaat wordt gesignaleerd. De componenten kunnen ook met een computersysteem worden gekoppeld.

Het resultaat is snel, betrouwbaar en biedt traceerbare testresultaten in ontelbare toepassingen.

Definitie

Geluid wordt in het algemeen door de trilling van een lichaam voortgebracht. De lucht rondom dit lichaam gaat meetrillen, waardoor golven ontstaan die de geluidsenergie overbrengen. De frequentie, uitgedrukt in trillingen per seconde of hertz, is het aantal trillingen van de geluidsgolf gedurende een seconde. Hoe minder trillingen per seconde, hoe lager de frequentie.

Een ultrasone trilling is als een geluidstrilling, maar waarvan de frequentie hoger dan 20 kHz ligt, zodat ze niet kan worden waargenomen door het menselijk gehoor, dat slechts trillingen tussen 15 Hz en 20 kHz registreert.

Het frequentiebereik van de ultrasone geluiden ligt hoger dan het bereik dat door een mens kan worden waargenomen. 503

In tegenstelling tot klanken, die diffuus verspreid worden, planten ultrasone trillingen zich rechtlijnig voort, zoals een lichtbundel waarvan de intensiteit afneemt naarmate de afstand toeneemt. Hoe hoger de frequentie, hoe meer de akoestische trillingen door de lucht gedempt worden. Het belang van deze demping van hoogfrequente geluidsgolven bepaalt de gerichtheid van ultrasone trillingen.

Ultrasone trillingen worden in de natuur voortgebracht door: