[发明专利]海船号笛的声响特性的自动测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及音频声响特性测试邻域，更具体地说是涉及一种海船号笛的声响特性的自动测试装置。

背景技术

海船用号笛是船舶航行作业中极为关键的声响安全设备，它们声响特性(基本频率范围、声压级大小、声辐射指向性)的优劣直接关系到船舶避碰和求救能力。而目前缺少对此类声响特性的自动测试装置系统，实际测试主要通过积分声级计、1/3倍频程滤波器、旋转机械装置等辅助设备，依据GB/T12303-2009标准的测试方法，手动完成。因此，存在以下不足：外接的1/3倍频程滤波器需手动选择测试中心频率，寻找基本频率范围的过程繁琐；测量号笛的声辐射指向性时，手工移动声级计的位置，测量数据点有限，无法保证寻找到有效的最低声压级；读数时，测试人员置于高分贝声场，危害测试人员听觉系统。

目前，市场上常见的声级计的测量上限为135dB，只有少数声级计测量程能大于138dB，如HS5660B(高)型精密脉冲声级计、AWA-5661C型声级计。它们无法测量大型、超型号笛声压级(>138dB)。其次是市售声级计大多采用模拟电路来实现信号1/3倍频程滤波器、频率计权网络及时间计权，其运算速度慢、精度低、动态范围小、功耗大；并且其声压的频谱分析、图形显示、数据存储和打印等功能只能通过外接配套设备的串口才能实现，将它们用于船用号笛声响特性自动测试系统时，其灵活性明显不足。近年来，一些学者开始研究数字式声级计。如：姜志鹏采用数字信号处理器DSP设计了数字声级计的硬件系统，阐述了数字声级计设计原理及系统设计方案；沈秋霞提出了基于DSP的1/3倍频程滤波器的合理设计方案，实现数字声级计对噪声的实时频谱分析。

基于上述分析，集成声压传感技术、机电控制技术、无线单片机等技术，设计一种海船用号笛声响特性自动测试装置具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种海船号笛的声响特性的自动测试装置，能够实现船用号笛声响特性测试过程的自动化，提高效率及测试数据准确性，并避免测试人员处于高声压场中而导致的听觉损害。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种海船号笛的声响特性的自动测试装置，包括：

机架，其水平设于工作面上；

安装台，其水平设于所述机架上并与所述机架连接固定；

水平旋转机构，其与所述安装台转动连接；

方位调节机构，其与所述水平旋转机构连接固定；

待测海船号笛，其水平置于安装台上，所述待测海船号笛的喇叭口位于水平旋转机构的旋转轴线的正上方；

声压传感器，其固设于所述方位调节机构的上方，所述声压传感器的轴线与所述待测海船号笛的轴线在同一个水平面上；所述声压传感器的声音采集端至待测海船号笛的喇叭开口的外缘所形成的垂直平面的水平距离为1m；

测控通信单元，其用来控制所述水平旋转机构转动和所述海船号笛的鸣响，并用于采集所述声压传感器的输出电压信号及信号无线传输；

上位机，其与所述的测控通信单元可以进行双向通讯通信，并进行信号处理，得到测试参数等功能。

所述上位机以预设的步距角通过测控通信单元使水平旋转机构旋转一周，其中，每转动一个步距角的位置时，所述上位机控制所述待测海船号笛鸣响4～5s，号笛鸣响期间所述上位机还控制声压传感器采集待测海船号笛发出的音频信号并将该音频信号传送至所述上位机，由上位机对该音频信号处理并获得1/3倍频程声压级分布图，从此图中可以获得声响的基本频率范围和基本范围内的计权声压级。

所述安装台包括：

支撑主轴，其与所述机架相垂直，其下端还所述机架固定连接；

水平板，其内端与所述支撑主轴的上端固定连接；

滑竿，其内端为U形开口，所述水平板的外端伸入所述U形开口内并通过水平设置的插销活动连接；

压板，当滑竿绕插销旋转至水平位置时，所述压板设于滑竿的内端的上方，所述压板与所述支撑主轴的上端夹持所述滑竿的内端，使滑竿保持水平；

安置台面，其底部开设有滑动孔，滑竿穿过滑动孔并与安置台面滑动连接；所述待测海船号笛水平固定于安置台面的上方，所述支撑主轴的轴线在所述待测海船号笛的喇叭开口的外缘形成的平面内。

所述水平旋转机构包括：

内轴套，其垂直紧套在安装台的支撑主轴上；

外轴套，其套设于内轴套外；

步进电机，其输入端通过测控通信单元与所述上位机相连，接收上位机发出的步进信号；