¿Cómo funcionan los sensores de ruido?

Un sensor de ruido es un dispositivo que se utiliza para detectar y medir los niveles de ruido ambiental. Se utiliza comúnmente en diversos campos, como la industria, la construcción, la monitorización ambiental y la salud personal.

¿Cómo funcionan los sensores de ruido?

El principio de funcionamiento de los sensores de ruido se basa principalmente en la conversión y el procesamiento de señales sonoras. A continuación, se detallan sus pasos de funcionamiento:

1. Propagación y percepción del sonido: Primero, el sonido (una onda mecánica) viaja a través de las moléculas del aire hasta llegar al sensor de ruido. Dentro del sensor, se suele utilizar un micrófono o un sensor piezoeléctrico para detectar el sonido. Cuando las ondas sonoras se propagan cerca de estos elementos sensores, se ven afectadas por sus vibraciones.

2. Conversión de señales sonoras en señales eléctricas:

2.1. Transductores de ruido de micrófono: en los micrófonos electret de condensador, las ondas sonoras hacen vibrar la película electret, lo que modifica la distancia entre los polos del condensador y, por lo tanto, la capacidad de la capacitancia. Dado que el número de cargas en el electret permanece constante, este cambio provoca una variación en el voltaje a través del condensador, generando así una señal eléctrica correspondiente al sonido.

2.2. Transductor de micrófono: Un micrófono es un transductor de sonido común que funciona de forma similar al oído humano. Un micrófono contiene una membrana vibratoria (o diafragma), y cuando este vibra debido a las fluctuaciones del sonido ambiental, el cambio de presión de la onda sonora provoca un cambio en la capacitancia dentro del micrófono. Este cambio de capacitancia se convierte en una señal eléctrica que puede amplificarse y procesarse, y finalmente utilizarse para medir y analizar el sonido.

2.3. Transductores piezoeléctricos: Los transductores piezoeléctricos utilizan el efecto piezoeléctrico para detectar el sonido. Los materiales piezoeléctricos tienen propiedades especiales que producen una carga eléctrica al someterse a presión o vibración. En un sensor de ruido piezoeléctrico, la vibración de la onda sonora hace que el material piezoeléctrico genere una carga eléctrica, la cual se mide y se convierte en una señal eléctrica para su análisis y medición.

2.4. Sensores MEMS: Los sensores MEMS (sistemas microelectromecánicos) son sensores en miniatura que a menudo utilizan condensadores en miniatura o materiales piezoeléctricos para detectar el sonido. Los elementos en miniatura de los sensores de ruido MEMS producen pequeños cambios cuando se someten a fluctuaciones de sonido, que pueden medirse y convertirse en señales eléctricas. 

2.5. Sensores de Ondas Acústicas Superficiales (SAW): Los sensores de Ondas Acústicas Superficiales (SAW) utilizan la propagación de ondas acústicas a través de una superficie para detectar sonido. Cuando una onda sonora pasa sobre la superficie del sensor, se propaga una onda acústica superficial, que genera una señal eléctrica. Esta señal eléctrica puede medirse y analizarse para la detección y medición de sonido.

3. Procesamiento de la señal: El sensor transmite la señal eléctrica generada a circuitos internos de procesamiento de señales. Estos circuitos amplifican, filtran y realizan un procesamiento aritmético específico de la señal eléctrica para mejorar la precisión de la medición y la inmunidad a las interferencias. El filtrado elimina los componentes de frecuencia no deseados, mientras que la amplificación mejora la intensidad de la señal, facilitando su posterior procesamiento y análisis.

4. Análisis y salida de datos: Tras el procesamiento de la señal, el sensor mostrará la intensidad del ruido, la distribución de frecuencia u otros parámetros relevantes. Estos datos pueden presentarse mediante codificación digital o salida analógica para visualizar los valores del nivel de ruido o para su posterior análisis y procesamiento.

5. Cálculo y visualización: Un procesador digital procesa la señal y calcula la intensidad del ruido, generalmente expresada en decibelios (dB). Los datos procesados pueden visualizarse en una pantalla del sensor o enviarse por señal inalámbrica a otros dispositivos, como teléfonos inteligentes u ordenadores.

6. Adaptabilidad ambiental: Los sensores de ruido de alta calidad también pueden adaptarse a diferentes condiciones ambientales, como la temperatura y la humedad, para garantizar la precisión y estabilidad de los resultados de la medición.

En resumen, los sensores de ruido permiten medir con precisión el nivel de ruido ambiental mediante la detección, conversión, procesamiento y análisis de señales sonoras, lo que proporciona datos clave para la monitorización y el control del ruido. Tienen una amplia gama de aplicaciones en diversos campos, como la monitorización ambiental, el control industrial y la gestión del tráfico, lo que contribuye a mejorar el entorno de vida de las personas, optimizar la eficiencia laboral y proteger su salud.

Hoja de datos del sensor de ruido

Manual de instrucciones del sensor de ruido NBL-W-NS.pdf