[发明专利]一种用于特高压试验线路管母线处的圆柱形一体化声强传感测量记录装置与实现方法

权利要求书

1.一种用于特高压试验线路管母线处的圆柱形一体化声强传感测量记录装置，由圆柱形固定支架、声压传感器阵列、电路调理模块、AD采样模块、ARM+DSP中央处理模块、数据存储模块和电源模块组成，其特征在于：

所述圆柱形固定支架用于固定声压传感器阵列、电路调理模块、AD采样模块、ARM+DSP中央处理模块、数据存储模块和电源模块；

所述声压传感器阵列由14个特性相同的传声器组成，安装于圆柱形固定支架：首先在上下底面的中心分别布置2个传声器，然后将圆柱沿轴向三等分，确定出2个横截圆面并将其六等分，在此12个点位上布置传声器，共计14个，分布于7条直线方向；同一直线的传声器以背置式排列，振膜互相平行且指向外侧声场，以测量7个方向的声压；

所述电路调理模块将声压传感器阵列输出的电压信号从高阻抗变换为低阻抗，同时将电压信号标准化；所述AD采样模块对标准电压信号进行模数转换；

所述ARM+DSP中央处理模块使用ARM和DSP处理器协同工作，通过7个方向测量的声压计算这7个方向的声强值，再通过待测点声强与各方向的线性映射关系建立方程组，方程组的最优解即为待测点的三维声强矢量；

所述方程组描述为

式中I_x、I_y、I_z是待测位置的声强矢量在三维直角坐标系下的分量；I_AN、I_CF、I_IL、I_DE、I_JK、I_BG、I_HM是7个方向的声强测量值；λ是修正系数，与同一方向的两个传声器之间的距离有关；

所述最优解使方程组的解误差最小，将方程组描述为矩阵形式其中有

根据矩阵理论，最优解等于系数矩阵的伪逆乘以向量最优解为其中P为矩阵Q的伪逆，解得

所述数据存储模块使用移动存储设备记录声强测量值；所述电源模块使用电池通过降压、稳压和滤波电路供电。

2.根据权利要求1所述的一种用于特高压试验线路管母线处的圆柱形一体化声强传感测量记录装置，其特征在于：

所述圆柱形固定支架的两底面安装于管母线连接处的法兰盘上。

3.根据权利要求1所述的一种用于特高压试验线路管母线处的圆柱形一体化声强传感测量记录装置，其特征在于：

所述14个特性相同的传声器，选用同一规格的驻极体电容式传声器，并进行相位和幅值校准，以消除相位和幅值失配引起的声强测量误差。

4.根据权利要求1所述的一种用于特高压试验线路管母线处的圆柱形一体化声强传感测量记录装置，其特征在于：

所述ARM+DSP中央处理模块使用ARM和DSP双核处理器协同工作；ARM作为控制单元移植操作系统进行上层应用的开发，同时管理外设接口；DSP实现快速运算，包括数字信号滤波和声强矢量计算。

5.根据权利要求1所述的一种用于特高压试验线路管母线处的圆柱形一体化声强传感测量记录装置，其特征在于：

所述数据存储模块使用移动存储设备，用于存储ARM+DSP中央处理模块生成的声强数据文件。