[发明专利]全数字实时噪声测量分析方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种全数字实时噪声测量分析方法及其系统。

背景技术

噪声，又称无调声，是使人们听起来有不舒服的嘈杂感觉而且妨害人们正常生活和工作的声音。从物理学观点看，是不同频率和不同强度声音的无规律杂乱组合。从生理学观点讲，凡是使人们讨厌的、烦躁的和不需要的声音都叫噪声。因而噪声有时不只单独由物理量所能定义的，还与人们的心理和生理状态有关。根据发生噪声的性质可以分为交通噪声、工业噪声、建筑施工噪声、生活噪声等各类噪声源。噪声污染影响人们的正常工作、休息和身心健康，已经成为当代环境的主要污染源之一，与空气污染、水污染一起被公认为当代世界三大公害。

控制噪声首先就要测量分析噪声。在机械工程领域，噪声测量的任务主要是：测定噪声的强烈强度、分析噪声的结构和特性、查找噪声源等。噪声分析仪就是基于此目的提出的，通过对噪声信号的采集、测量和分析来达到研究噪声的目的。目前应用最为广泛的噪声分析仪以声级计居多，而早期的声级计多采用单片机为微控制器，处理速度慢、内存小、精度低，显示像素少，无法达到实时测量的要求，而且产品功耗高，体积大，也不方便随身携带。随着数字信号处理技术和半导体工艺的不断发展，功耗低、处理速度快的嵌入式处理器日益涌现，嵌入式实时操作系统的广泛应用为噪声测量仪实时化、小型化、低功耗、高处理能力等性能的实现打下了基础。

在国外，实时噪声测量产品应经被广泛应用，像德国(Head Acoustics公司、Racal Heim公司、DataKustics公司)、丹麦(GRAS公司)、挪威(Norsonic公司)、日本等国家的一些公司能生产具有实时功能的全数字便携式噪声分析仪。如Pulsar 30型声级计，由英国帕尔莎公司设计生产，具有积分、统计、频谱分析功能为一体的实时分析仪器，其中增加了1/3倍频程的实时分析。

而国内噪声控制技术研究起步比较晚，与发达国家相比差距较大，特别在计算机技术对噪声测量和产品优化设计方面比较薄弱。但近20年来发展比较快，从事噪声分析仪器生产的公司引进国外先进的技术，并根据需要自主研发，生产出一系列新的噪声分析产品。一些国内企业纷纷推出了具有国际领先水平的实时噪声分析仪，打破了外国在这类产品的市场垄断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全数字实时噪声测量分析方法及其系统，是对现有的噪声分析设备进行分析改进，设计一款便携式具有多种功能的噪声测量分析仪。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

1、一种全数字实时噪声测量分析方法：

由噪声采集系统完成对噪声的采集、预处理和与PDA的USB通信，再经过USB传送至PDA进行噪声测量与分析，并能显示时域波形、频域波形，提供系统设置；用户能选择噪声采集系统的采样频率，采样时间；能选择频率计权的L线性、A和C方式；能选择时间计权的时间平均、快档和慢档；图形显示模式中用户根据需要选择信号的频域分析方法并显示出相应的频谱图，其中包括FFT频谱分析、倍频程频谱分析和1/3倍频程频谱分析功能，实现对实时噪声的测量和分析。

2、一种全数字实时噪声测量分析系统：

在所述的噪声测量分析系统中装有噪声测量分析软件的PDA，装有噪声测量分析软件PDA的噪声测量分析系统与噪声采集系统通过USB口连接。

所述的噪声采集系统是由噪声传声器采集的噪声信号，并将噪声信号转换成电信号，经运算放大器放大后，由A/D转换器进行模数转换，在微控制器的控制下经USB口与装有噪声测量分析软件PDA的噪声测量分析系统连接。

本发明与背景技术相比具有的有益效果是：

1)技术上采用计算机数字化处理技术与采用模拟技术实现噪声测量与分析相比，大大简化了硬件设计、缩小了体积、减少了功耗，携带方便。

2)方法上采用了计算机全数字处理技术，噪声测量分析全部采用软件完成，拓展功能、升级系统方便。PDA显示屏为彩色VGA显示器，最大显示分辨率达640×480，真彩显示，噪声分析图谱显示逼真、效果好。

3)采用分体式设计，系统软硬件升级方便、成本低、可扩展性好，可适用于不同用户的不同需求。

本发明利用PDA计算机系统实现低成本、高质量、全数字实时噪声信号测量与分析，形成一套便携式多种功能的实时噪声测量分析仪。

附图说明

图1是本发明系统结构原理框图。

图2是噪声信号采集系统结构原理框图。

图3是本发明系统结构电路图。