[发明专利]一种用于噪声环境下的近场声全息测试系统及应用

说明书

本发明涉及一种用于噪声环境下的近场声全息测试系统及应用，其中系统包括刚性声学屏蔽罩、传声器阵列、底座、数据采集仪和上位机，传声器阵列包括多个传感器，刚性声学屏蔽罩包括一个底面和四个侧面，且底面上离散地设置有多个开孔，开孔的数目与传感器的数目一致，各开孔和各传感器一一对应，传感器嵌于刚性声学屏蔽罩底面的对应开孔中，且传声器与底面的内表面平齐设置，传声器阵列、数据采集仪和上位机依次连接，刚性声学屏蔽罩和传声器阵列由底座固定并支撑。与现有技术相比，本发明具有能够更方便地在噪声环境下重建声源表面振速等优点。

技术领域

本发明涉及一种噪声测试领域，尤其是涉及一种用于噪声环境下的近场声全息测试系统及应用。

背景技术

非自由场环境下的声全息方法可以在机械设备工作现场进行噪声源识别，这对于大型或无法移入消声室的机械设备来说是十分必要的。2010年，M.Aucejo,N.Totaro,J.L.Guyader在《Journal of Sound and Vibration》(2010.329(18):p.3691-3708)上撰文“Identification of source velocities on 3D structures in non-anechoicenvironments:Theoretical background and experimental validation of theinverse patch transfer functions method”。该文提出了逆块传递函数法，作为一种非自由场环境下的近场声全息方法，通过测量包围声源的测量面上的声压和速度，不需要进行声场分离，就能重建声源表面法向振速，并且能够实现局部声源表面振速重建。但是测量包围声源的测量面上的声压和速度需要使用p-u声强探头配合扫描设备，导致成本高、测量效率低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于噪声环境下的近场声全息测试系统及应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于噪声环境下的近场声全息测试系统，包括刚性声学屏蔽罩(1)、传声器阵列(2)、底座(3)、数据采集仪(4)和上位机(5)，传声器阵列(2)包括多个传感器，所述刚性声学屏蔽罩(1)包括一个底面和四个侧面，且所述底面上离散地设置有多个开孔，开孔的数目与传感器的数目一致，各开孔和各传感器一一对应，所述传感器嵌于刚性声学屏蔽罩(1)底面的对应开孔中，且传声器与底面的内表面平齐设置，所述传声器阵列(2)、数据采集仪(4)和上位机(5)依次连接，所述刚性声学屏蔽罩(1)和传声器阵列(2)由底座(3)固定并支撑。

所述开孔排列成a行，每行b个。

所述侧面的宽度与开孔之间的距离相等。

所述底座(3)含有用于调节刚性声学屏蔽罩(1)和传声器阵列(2)竖直方向高度的升降机构。

所述刚性声学屏蔽罩(1)的底面的外侧朝向声源面一侧设置，且与声源面之间留存有用于避免影响声源面的振动的间隙，所述四个侧面位于底面的外侧。

所述声源面在刚性声学屏蔽罩(1)底面所在平面上的投影位于该底面内。

一种如上述系统的应用方法，包括：

步骤S1：确定要重建的声源面的位置，并获得重建声源面的几何形状信息；

步骤S2：在所确定的位置处用所述系统进行声压测量，并且记录刚性声学屏蔽罩(1)与声源面间的距离；

步骤S3：刚性声学屏蔽罩(1)、重建声源面和所述间隙组成一个封闭空腔，建立该封闭空腔的边界元模型；

步骤S4：基于自由场格林函数计算测量面与重建声源面之间的阻抗矩阵；

步骤S5：采用正则化方法反向求解重建声源面法向振速。