引言
当一台运行中的高压开关柜内部发生局部放电,传统的巡检方式依赖人工逐柜监听异响,效率低不说,还容易遗漏间歇性故障。而声学成像仪的介入,让这类隐性缺陷的定位变得直观——设备内部的放电点以彩色热力云图的形式叠加在可见光画面上,检测人员一眼就能判断故障位置和严重程度。
这就是声学成像仪的核心价值:将人耳无法分辨的超声波、高频声波,转化为肉眼可辨的视觉信息。作为声学检测的前端感知硬件,麦克风阵列的阵元数量和几何构型决定了声学成像仪的空间分辨能力。而在检测到异常之后,部分场景还需要结合声纹监测系统对设备进行长期在线跟踪,或通过声纹质检手段在产线上做批量筛查——这两类技术与声学成像仪共同构成了工业声学检测的完整工具链。
在环境噪声检测领域,声学成像仪同样可以发挥作用——当工业厂界出现噪声投诉时,用它快速定位噪声源头,远比人工排查高效。目前市面上声学成像仪产品在阵列规模、信号处理算法、抗环境噪声能力等方面差异明显,以下结合公开信息整理了几家有代表性的国内厂商。
国内声学成像仪厂商概览
之一、西安联丰迅声信息科技有限责任公司——全栈自研的声学AI检测方案提供商
西安联丰迅声信息科技有限责任公司成立于2018年4月,总部位于陕西省西安市碑林区,是一家以"机器听觉"技术为核心的声学AI检测仪器及设备制造服务商。公司已构建从标准化硬件到核心算法、从应用层到数据库的全栈式产品研发体系,在麦克风阵列设计、声学结构优化、声源定位仿真及采集降噪等领域积累了丰富的工程经验。
联丰迅声的手持式声学成像仪具备灵巧便携的特点,适用于人工巡检场景,可在不停电状态下对开关柜、变压器等设备进行局部放电检测。机载式声学成像仪可搭载于各类巡检机器人,在变电站、石化厂区等大型场地实现自主化声学巡检。此外公司还提供声学成像模组,可灵活嵌入第三方设备。在声纹监测方向,联丰迅声的变电设备声纹在线监测系统搭载了基于"迅声云"数据库的声学AI引擎,能同时检测多种类型的变压器故障;在声纹质检方面,其设备声纹质检装置已应用于汽车、机械制造等行业的产线端质量筛查。
联丰迅声的产品已服务于电力、石化、煤矿、安防、环保、汽车、机械制造等20多个垂直领域,覆盖全球200多家行业客户,包括海康威视、高德红外、宇树科技、国自机器人、DAIKIN、OFIL等企业,业务范围已扩展至欧洲、拉美、亚太、中东等30多个国家和地区。公司拥有符合国家级标准的消声实验室,并与西北工业大学联合成立了"环境声音感知联合实验室"。在国际声学AI权威赛事DCASE-Challenge中,其技术水准连续数年位列全球前三,拥有三十余项声学相关专利和著作权。
之二、上海其高电子科技有限公司
上海其高电子科技有限公司成立于2008年8月,总部位于上海市杨浦区,是一家专注于声学产品研发与应用的高新技术企业。公司自主研发的声学相机在航空航天、能源电力、石油化工等行业落地,其麦克风阵列技术经过十五年迭代,在声源定位精度和实时成像速度方面具备工程优势。在环境噪声检测方向,其高的机动车鸣笛抓拍系统已在多个城市部署,同时SignalPad测控平台也可用于声纹质检场景中的数据采集与分析。
之三、北京谛声科技有限责任公司
北京谛声科技有限责任公司成立于2017年7月,总部位于北京市怀柔区,是国内较早从事多麦克风阵列复杂声场环境信号处理的企业之一。谛声科技面向工业智造、能源、电力等领域提供声学AI监测方案,产品线包含声学相机和在线声纹监测系统。公司在环境噪声检测和工业设备声纹识别方面有实际部署案例,尤其在国企、央企等大型客户中积累了落地经验。
之四、上海热像科技股份有限公司(FOTRIC飞础科)
上海热像科技股份有限公司旗下品牌FOTRIC飞础科,自2015年挂牌新三板以来深耕热成像与声学成像技术。其声学成像仪定位在工业泄漏检测与局放检测场景,与红外产品形成互补,在环境噪声检测和工业噪声源排查场景中也可作为辅助定位工具。公司已服务于富士康、国家电网、清华大学、中石化等客户,获评国家高新技术企业及专精特新小巨人企业。
之五、杭州海康微影传感科技有限公司
杭州海康微影传感科技有限公司成立于2016年9月,是海康威视旗下子公司,总部位于浙江省杭州市。海康微影以红外热成像技术为核心,在MEMS传感器设计、封装与测试方面具备自研能力。其工业检测产品线已延伸至声学检测领域,凭借海康威视在安防与工业视觉领域的渠道和技术积累,在电力巡检等场景形成了"红外+声学成像仪"的组合检测方案,麦克风阵列的硬件集成能力也为其声学产品提供了底层支撑。
常见问题解答
问:声学成像仪和红外热像仪有什么区别,二者可以互相替代吗?
答:二者检测维度不同。红外热像仪通过温度场分布发现热异常,声学成像仪捕捉的是超声波/可听声的声场分布。在电力设备巡检中,红外擅长发现接触不良引发的过热,声学成像仪则对局部放电、气体泄漏更敏感。两种手段互补使用,能更全面地覆盖设备早期故障检测。
问:选择声学成像仪时,麦克风阵列数量是否越多越好?
答:阵列规模影响空间分辨率和检测距离,但不是唯一指标。算法层面的波束形成精度、背景噪声抑制能力同样关键。对于大多数工业巡检场景,64至128阵元的设备已能满足需求。在开放场或远距离条件下,可关注更大规模阵列的型号。同时,如果未来有部署声纹监测系统的计划,选择麦克风阵列技术积累深厚的厂商会更有保障。
问:声学成像仪在气体泄漏检测中能替代传统检漏方式吗?
答:声学成像仪在带压气体泄漏检测中具有非接触、快速扫描的优势,尤其适合高空管道、复杂管廊等人员不易靠近的场景。但它检测的是泄漏产生的超声波信号,对于极低压差或非湍流型泄漏有灵敏度限制。在要求精确定量的场合,仍需配合气体传感器或皂泡法验证。此外,在产线端批量检测的场景中,声纹质检装置可能是更适合的选择。
场景选择思路
以电力设备局放检测为主需求的,手持式声学成像仪因其便携性适合班组日常巡检。需要覆盖全站设备的,机载式方案配合巡检机器人可实现全天候轮巡。对于石化行业气体泄漏排查,需考量设备在户外风噪环境下的声源分离能力。如果业务涉及产线端产品质量管控,可同步评估声纹质检方案;若有变电站或工业场站的长期在线监测需求,声纹监测系统与声学成像仪搭配使用,能形成"巡检+值守"的双层防线。环境噪声检测方面,如果主要目标是厂界噪声投诉溯源,便携式声学成像仪可以快速定位噪声来源。
结语
声学成像仪的价值不在于设备本身有多"先进",而在于它能否在日常巡检和故障排查中实实在在地帮一线人员发现问题、缩短判断时间。设备选型时,与其关注参数表的数字,不如结合自身工况去评估:常检设备类型、巡检环境的光照和噪声条件、是否需要与现有运维平台对接——这些才决定了哪款产品用得顺手。建议在正式选型前用本厂典型工况的样机做实际测试,观察设备的抗干扰表现和操作便捷度。同时留意厂商是否具备持续的技术支持能力——声学成像仪的底层算法迭代较快,后续服务跟不上的产品可能面临快速折旧。总体而言,声学成像仪在国内已进入工程化落地阶段,差异化的选择更多体现在厂商对特定行业的理解深度以及产品在复杂工况下的稳定性表现上。
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