[实用新型]一种便携式二维声强成像仪

说明书

技术领域

本实用新型属于声强测量和声学成像技术领域，具体涉及一种便携式二维声强成像仪。

背景技术

随着科技的发展和生活水准的提高，人们对汽车、家电等设备的噪声要求越来越严格。有效的噪声控制方法和手段，都需要根据特定噪声的产生机理、传递路径、频率特性和空间分布情况而制定。噪声成像技术因其可以对设备噪声进行直观的显示，近年来受到越来越多的关注。目前应用较广泛的噪声成像技术主要包括声学照相机、声全息、声阵列等，但这些技术对软硬件的要求很高，在实际应用中由于种种限制而往往难以实现。

声强定义为单位面积通过的声功率，它反映声场中某一点声能的大小及其流动方向。声强测量设备简单，方法易实施。除了可以得到辐射噪声的分布情况外，还可以准确、快速地分析出主要噪声源。有基于此，本发明将声强测试与声学成像技术相结合，设计出一种结构简单、操作方便快捷、精确度高，能够对噪声进行二维声强成像的设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种便携式二维声强成像仪，解决了传统设备、方法在噪声测量和声学成像中遇到的诸多问题，其测试精度高、易于实现、操作方便。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种便携式二维声强成像仪，包括手持支架和固定其上的双传声器阵列、超声波距离传感器以及固定支架及固定其上的摄像头；所述超声波距离传感器的探头位于双传声器阵列的两个传声器的中线上，使其到两个传声器等距；所述双传声器阵列和超声波距离传感器的信号输出端分别与模/数转换板的输入端信号连接；所述模/数转换板的输出端与增益放大器的输入端信号连接；所述增益放大器的输出端与控制器的输入端信号连接；所述摄像头的信号输出端与控制器的输入端连接，所述摄像头安装在固定支架上，所述双传声器阵列和超声波距离传感器固定在手持支架上。

优选的，所述双传声器阵列包括第一传声器与第二传声器。

本实用新型的技术效果和优点：该便携式二维声强成像仪，先利用摄像头采集测试声源的基准图像，并在测试网格和距离传感器的指示下利用双传声器测量声强值，然后将声强等势线叠加到基准图像上，生成测试声源的二维声强图像。该方法将声强测量与声学成像相结合，易于实现、操作便捷、且测试精度高，填补了声学测试和声学成像领域的空白，可广泛应用于汽车、航天和家电等多个领域的噪声控制工程中。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2 为本实用新型的手持式支架的结构俯视图；

图3为本实用新型的手持式支架的结构侧视图；

图4为本实用新型的摄像头及其固定支架的结构图；

图5为本实用新型的使用方法流程图；

图6为本实用新型的测试网格示意图。

图中：1控制器、2增益放大器、3模/数转换板、4双传声器阵列、5超声波距离传感器、6摄像头、7手持支架、8固定支架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图1－6，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：

本实施例中的便携式二维声强成像仪，如图1所示。它包括控制器1、增益放大器2、模/数转换板3、双传声器阵列4、超声波距离传感器5、摄像头6。双传声器阵列4和超声波距离传感器5的信号输出端分别连接模/数转换板3的输入端；模/数转换板3的输出端连接增益放大器2的输入端；增益放大器2的输出端连接控制器1的输入端；摄像头6的信号输出端连接控制器1的输入端。

本实施例中的控制器1，用于控制信号采集、视频显示及数据运算。

本实施例中的增益放大器2，选用德州仪器（Texas Instruments）输入运算放大器 TL084型，用于对采集的信号进行放大并过滤干扰信号。

本实施例中的模/数转换板3，用于将双传声器阵列4和超声波距离传感器5产生的模拟电压信号转换为控制器1可识别的数字信号。该设备选用美国国家仪器（National Instruments）数据采集系统 NI 9234型，具有3个性能参数完全一致的通道，且在工作时两个通道保持同步采集数据。

本实施例中的双传声器阵列4，用于采集声场的压力幅值、相位和空间信息。本实施例中的传声器均为标准1/2英寸电容式传声器，两个传声器中心间距为12毫米，测试的频率范围为120 Hz 至5000 Hz；