Chapter9噪声测量2讲解.pptVIP

9.5.2 声强测量 和声压测量相比，声强测量的最大优点是测量结果几乎不受环境噪声的影响，此外，由于声强是矢量，它在噪声源定位方面的优越性也是声压测量不可比的。 （1）声强测量原理 平均声强： pA,pB分别为相距 的两点的瞬时声压； 为pA,pB互谱的虚部。 因为： 所以： 对瞬时声压pA,pB分别作有限傅里叶变换，并得到其互谱，有： （2）声强测量仪器 1）声强探头 A B PA PB 声强探头示意图 增大，测量频率上限降低，下限向低端扩展，整个测量频率范围向低端移动； 减小，测量频率上限向高端扩展，下限升高，整个测量频率范围向高端移动；两通道之间的相位失配量越小，测量频率范围的下限也越低， 在一定时（上限频率一定），减小的相位失配量可得到较宽的测量频率范围。 PA 输出 PB 输出 定距柱 传声器A 传声器B 前置放大器 声强正向 手柄 前置放大器 2）声强计 前置 放大器 前置 放大器 1倍 频程 1倍 频程 A / D 变换器 A / D 变换器 积分 平均 Ir vr vr p + + + _ pA pB 声强探头 模拟式声强计 3）数字式声强分析系统 工作原理是用FFT算法计算两通道声压信号的互谱再进行频域幅值积分（除以角频率），从而得出窄带声强谱，也可以得出倍频程声强谱和总声强值。 （3）声强测量的应用 声源声功率测定、声源定位和排列、机械表面声辐射效率、结构的振强（噪声辐射结构内的功率流）和声场空间变换等。 1）声功率测定 由于声强是声场中单位面积流过的声功率，因此声强在包围声源的封闭面上积分求和就可求出声源的声功率。 2）声源定位和声强图 让声强探头沿一条水平测量线平行移动（探头的两传声器的轴线平行于测量线），测量线的高度与估计的噪声源的高度大致相同或参考前述现场声级测量的高度。在某一点上声强的方向会突然改变，这里噪声入射线必然与探头的轴线垂直，便可知道噪声源位于通过声强探头定距柱中心的垂直平面上。然后沿着和上述测量线成90度的另一测量线重复这一扫描过程，这样就能找出位于二平面相交线上的噪声源。 如果直接应用FFT很难实现实时分析。因为在噪声倍频分析中，分析频率范围为12.5Hz~20KHz。最低端中心频率为12.5Hz，带宽仅为3Hz。由采样定理可知，为了不发生频率混叠，采样频率不得低于信号最高频率的两倍。考虑到抗混滤波的特性，一般应选3~5倍。如果采用常规的处理方法，采样频率至少应达到60KHz，以此采样频率采样，即使只保证1Hz的频率分辨率，一次采样的数据点数就高达6×104点。如此大的数据量要实现实时处理，在目前条件下也非常困难。导致数据量巨大的关键因素是FFT的频率等分辨率特性，为了保证倍频程低端的分辨率，就必须保证信号的长度。为了防止离散产生的频率混叠而又必须保证足够高的采样率。 为最大限度地提高分析速度，采用软件和硬件相结合的方法，使用不同的采样频率，对分析频段进行分段并行处理。利用硬件进行并行抗混滤波，经抗混滤波后的信号并行输入到多路A/D采集卡进行离散化，然后分别对各通道的离散信号进行常规的FFT变换，得到各分段对应的离散序列P[k]。根据P[k] ，可得 。求出 后，即可进行声压级和计权声压级的计算。基于FFT的实时噪声倍频程分析方法流程如下图所示： 9.6 虚拟式噪声分析仪 传声器 报表打印 放大器 结果显示 声压级 计权修正 F F T 抗混滤波 抗混滤波 A/D A/D 基于FFT的实时噪声倍频程分析方法流程图 * 第8章 噪声测量 8.1 声级与倍频程 8.2 计权 8.3 噪声分析仪 声的特点：很强的共享性。 噪声：不希望听到的声音。 噪声测量实质上也就是声测量。 在机械工程领域，噪声测量的任务主要是： 测定噪声的强烈程度； 分析噪声的结构与特性； 查找噪声源等。 8.1 声学基本概念 8.1.1 声波和噪声 声音由振动产生，在媒质中传播。振源也称为声源。 当声波在空气中传播时，空气质点受迫在原位置沿传播方向来回振动，空气密度因此发生变化，相应处的压强也发生变化，并向邻近的质点传递此变化，形成压力传播过程，即声波。 声波属于疏密波，由于空气质点的振动方向与声波的传播方向一致，所以声波有又称为纵波。 声波的频率f、周期T、波长和声速c的关系是： 声频范围： 20～20kHz， 声波传播的区域称为声场。 自由声场：声波传播不受阻碍，不存在反射所在的声场。 混声场：声场中各点的声音强度相同。 噪声：声波众多形态中的一种。从声波的物理特性来说，是紊乱 或统计上随机的空气压强波动。从声