基于声学全息术的先进噪声测量系统

时间:2013-08-02来源:网络


图6:程序的GUI可以在被实时监视的八个通道的每1/3倍频段上
显示SPL。高亮蓝线代表频段内SPL上限和下限的告警电平。

由于测试运行费用比较高,液态氮的可用数量又比较有限,因此建立一个可靠的测试系统非常重要。为了连续地进行数据收集和信号发生,可以在NI-DAQ驱动软件中内置双缓冲技术。为了执行多个任务并确保相互间不受影响,在没有复杂操作系统条件下可以使用NI公司的LabWindows CVI提供的四个不同线程和线程安全排队(TSQ)功能来增加可靠性。这些线程被分成处理GUI和数据管理的主线程、处理连续数据收集和1/3倍频分析的DAQ线程、处理连续输出和过滤的Generate线程以及处理1/3倍频系数的Generate Feedback线程。

在第一阶段,KARI获得145dB的总SPL就可以认定被则多用途卫星合格。第二阶段的升级程序可以发挥152dB的全部性能。

本文小结

在所有这些案例中,许多用户借用低成本和高度灵活的基于PC的仪器增加了通道数量和动态分辨率,进而提高了测量精度。灵活的模块化仪器设备将继续凭借强大的PC功能实现高精度的噪声测量,并通过更小的封装满足更高取样速率、更多通道数量、更宽动态范围以及分布式架构要求。

声全息常用算法

1) 常规声全息
在常规声全息中,因为受到自身实用条件的限制,根据全息测量面重建的图像受制于声波的波长。它只能记录空间波数小于等于2π/λ的传播波成分,而且其全息测量面只能正对从声源出来的一个小立体角。因此,当声源辐射场具有方向性时,可能丢失声源的重要信息。并且通过声压记录得到的全息图,只能用于重建声压场,而不能得到振速、声强等物理量。

2) 远场声全息
远场声全息是通过测量离声源较远(d>>λ)的声压场来重建表面声压及振速场,由此预报辐射源外任意一点的声压场、振速场和声强矢量场,由于观测点离声源较远,记录不到倏逝波成份,因此分辨率受波长的限制,不适合于高分辨率的场合,但可以对火车或汽车等尺寸较大的物体进行噪声识别,杨殿阁等[13,14]利用远场声全息方法对汽车噪声的声源识别进行了较详细地研究,全息面采用平面,本质上仍是基于空间采样进行重建,传感器的布置受精度要求限制,且通过扫描方式获得全息数据,测量工作比较费时,效率较低。

3) 近场声全息(NAH)
近场声全息是在紧靠被测声源物理表面的测量面(dλ)记录全息数据,然后通过变换技术重建三维空间声压场、振速场、声强矢量场,并能预报远场指向性。由于是近场测量,所以除了记录传播波成分外,还能记录空间频率高于

且随传播距离按指数规律衰减的倏逝波成分。由于它含有振动体细节信息,所以理论上可获得不受波长限制的高分辨率图像,测量覆盖了从声源出来的一个大的方位角,有指向性的声源能够被不失信息地检测出来。

比较上面三种声全息技术,NAH实用面最广,分辨率最高,可操作性最强,所以近些年来,国内外对NAH研究相当活跃。下面介绍一下NAH的原理及常用算法。
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关键词: 声学全息术 噪声测量系统 噪声源

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