半消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種半消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)裝置。傳統(tǒng)的手動(dòng)聲場(chǎng)計(jì)量測(cè)試方式，測(cè)量效率低下且測(cè)量的準(zhǔn)確性差。本發(fā)明包括信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、聲源、標(biāo)準(zhǔn)傳聲器、傳聲器夾具、信號(hào)采集分析系統(tǒng)、牽引魚線、固定鋼線、滑輪、牽引線轉(zhuǎn)輪、伸縮桿、工字件、吸盤以及主機(jī)箱。信號(hào)發(fā)生器經(jīng)功率放大器后由聲源發(fā)出聲信號(hào)，聲信號(hào)由標(biāo)準(zhǔn)傳聲器接收后進(jìn)行處理分析，其中標(biāo)準(zhǔn)傳聲器是在設(shè)定的路徑中自動(dòng)行徑。本發(fā)明使得半消聲室的聲場(chǎng)計(jì)量的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，更可信，更權(quán)威。
【專利說明】半消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)裝置，具體涉及一種半消聲室的聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，人們生活水平有了顯著的提高，相應(yīng)的對(duì)生活品質(zhì)的要求也越來越高。人們對(duì)聲學(xué)方面(如電聲、建筑聲、材料聲學(xué)等)的要求也日益提高，如一些音響發(fā)燒友對(duì)音響聲品質(zhì)的要求，人們對(duì)家用電器噪聲安靜程度的要求，對(duì)歌劇院、電影院、音樂廳等建筑廳堂聲樂效果的要求等等。以上需求會(huì)相應(yīng)提出對(duì)電聲產(chǎn)品的聲品質(zhì)進(jìn)行研究評(píng)價(jià)以及對(duì)建筑廳堂進(jìn)行聲學(xué)性能評(píng)價(jià)等要求，這就會(huì)涉及到消聲室(包括全消聲室和半消聲室)、混響室以及建筑廳堂內(nèi)聲場(chǎng)特性的研究。目前國內(nèi)全消聲室、半消聲室、混響室和建筑廳堂的建造數(shù)量日益增多，以上實(shí)驗(yàn)室內(nèi)聲場(chǎng)的計(jì)量測(cè)試研究顯得尤為必要和重要。
[0003]對(duì)于半消聲室，衡量其聲學(xué)精度的最重要技術(shù)指標(biāo)之一是自由聲場(chǎng)范圍，其決定了消聲室內(nèi)實(shí)際可用聲場(chǎng)空間范圍的大小，如果在此范圍之外進(jìn)行聲學(xué)計(jì)量測(cè)試，測(cè)量結(jié)果將會(huì)出現(xiàn)重大偏差，因此確定自由聲場(chǎng)范圍對(duì)實(shí)際消聲室使用者將至關(guān)重要，此項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)對(duì)于消聲室建造者也將是需著重考慮和研究的內(nèi)容。另一方面，計(jì)量部門在利用消聲室進(jìn)行試驗(yàn)研究(如傳聲器自由場(chǎng)互易計(jì)量、電聲計(jì)量、聲功率測(cè)試、標(biāo)準(zhǔn)聲源計(jì)量等)時(shí)，需要準(zhǔn)確摸清消聲室內(nèi)的聲場(chǎng)分布，并對(duì)消聲室內(nèi)受聲散射影響較大的區(qū)域進(jìn)行分析與研究并加以聲學(xué)優(yōu)化改進(jìn)，以改善消聲室內(nèi)自由聲場(chǎng)特性。
[0004]對(duì)于半消聲室，自由聲場(chǎng)范圍及其聲場(chǎng)分布的確定離不開聲場(chǎng)分布的計(jì)量測(cè)試。目前傳統(tǒng)的手動(dòng)聲場(chǎng)計(jì)量測(cè)試方式，不僅測(cè)量效率低下(測(cè)量耗時(shí)過長，耗時(shí)過長直接導(dǎo)致在同一路徑測(cè)試中聲源穩(wěn)定性更差，進(jìn)而影響測(cè)量準(zhǔn)確度)，而且由于手動(dòng)移動(dòng)傳聲器致使傳聲器移動(dòng)路徑不能在一條直線上，進(jìn)而影響了測(cè)量的準(zhǔn)確度，故傳統(tǒng)手動(dòng)聲場(chǎng)測(cè)量已不能滿足如今大型聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室的計(jì)量測(cè)試需求，因此非常有必要開展針對(duì)半消聲室中聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量測(cè)試中的關(guān)鍵問題的研究，并研制相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)裝置，以達(dá)到對(duì)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)聲場(chǎng)分布自動(dòng)計(jì)量測(cè)試目的，為改善半消聲室內(nèi)自由聲場(chǎng)特性提供非常必要的方法和硬件支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種半消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法及其標(biāo)準(zhǔn)裝置。
[0006]半消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法是:將十二面體無指向性聲源(50Hz?IOkHz)或高頻聲源(IOkHz?20kHz)置于半消聲室地面幾何中心位置，盡量靠近地面，通過軟件控制信號(hào)發(fā)生器，信號(hào)經(jīng)由功率放大器控制十二面體球形聲源或高頻聲源發(fā)出白噪聲或純音信號(hào)；另一方面將伸縮桿置于 半消聲室地面緊靠尖劈端墻面的中間位置的天花板，將吸盤吸附于聲源附近使吸盤、聲源、伸縮桿處于同一條直線，聲源在伸縮桿和吸盤之間，將鋼線固定于伸縮桿頂端和吸盤上的工字件形成可以引導(dǎo)傳聲器行走的雙導(dǎo)軌，伸縮桿高度可根據(jù)半消聲室尺寸調(diào)整，測(cè)試傳聲器安裝于鋼線導(dǎo)軌上，使傳聲器行走路線能穿過聲源中心，傳聲器行走路徑為從聲源表面位置到傳聲器所在一側(cè)伸縮桿位置，可來回雙向行走；通過軟件控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)傳聲器上行時(shí)，電機(jī)上的牽引線滑輪繞緊牽引魚線，魚線控制測(cè)試傳聲器在鋼線導(dǎo)軌上連續(xù)或間隔行走，當(dāng)傳聲器下行時(shí)，電機(jī)上的牽引線滑輪放松牽引魚線，傳聲器依靠支架和自身重力沿導(dǎo)軌下滑，魚線控制傳聲器下連續(xù)下滑或間隔下滑，傳聲器上下行行走速度、間隔距離、延遲采樣時(shí)間均可根據(jù)需要通過軟件控制。測(cè)量前先對(duì)伸縮桿與吸盤之間距離內(nèi)傳聲器行走進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)傳聲器處于伸縮桿與吸盤之間時(shí)，通過軟件中調(diào)試功能按鈕控制，使傳聲器從中間位置向“O”號(hào)限位開關(guān)行走，當(dāng)傳聲器達(dá)到“O”號(hào)限位開關(guān)位置并觸發(fā)“O”號(hào)限位開關(guān)時(shí)，傳聲器開始反向行走，此時(shí)電機(jī)控制器進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，直到傳聲器達(dá)到“ I”號(hào)限位開關(guān)位置并觸發(fā)“ I”號(hào)限位開關(guān)，傳聲器停止行走，此時(shí)電機(jī)控制器中記錄行走“O”號(hào)限位開關(guān)與“ I”號(hào)限位開關(guān)距離對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)，進(jìn)而得到單個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的距離值，從而完成調(diào)試。通過控制軟件選定傳聲器行走方式，以及聲源信號(hào)類型即可開始測(cè)試，傳聲器走完預(yù)設(shè)路線距離便完成單次測(cè)試，更換信號(hào)類型或傳聲器行走方式可進(jìn)行下一次測(cè)試。半消聲室一條線測(cè)試完成后，可搬移伸縮桿位置和重新固定吸盤位置來測(cè)試另一條線路上的聲學(xué)特性。
[0007]實(shí)現(xiàn)上述方法的標(biāo)準(zhǔn)裝置包括:信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、聲源、標(biāo)準(zhǔn)傳聲器、傳聲器夾具、信號(hào)采集分析系統(tǒng)、牽引魚線、固定鋼線、滑輪、牽引線轉(zhuǎn)輪、伸縮桿、工字件、吸盤以及主機(jī)箱。所述的信號(hào)發(fā)生器用于產(chǎn)生白噪聲或純音信號(hào)；所述的功率放大器用于對(duì)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行功率放大；所述的聲源是自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)裝置的一部分，對(duì)功率放大器輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波信號(hào)，包括低頻聲源及高頻聲源，低頻聲源是十二面體無指向性聲源，高頻聲源由高頻揚(yáng)聲器及聲共振腔組成；所述的傳聲器用于測(cè)量聲波信號(hào)；所述的傳聲器夾具用于固定傳聲器并與牽引線、固定鋼線相連接；所述的牽引魚線用于牽引傳聲器作直線運(yùn)動(dòng)；所述的固定鋼線由兩條鋼線組成，用作裝載有傳聲器的傳聲器夾具的直線雙導(dǎo)軌，直線雙導(dǎo)軌的主要功能在于保證傳聲器夾具在運(yùn)動(dòng)的過程中不會(huì)產(chǎn)品左右搖擺；所述的滑輪主要用于連接牽引線以減少傳動(dòng)的摩擦；所述的牽引線轉(zhuǎn)輪由單個(gè)組成，用于帶動(dòng)牽引魚線使裝載有傳聲器的傳聲器夾具作直線運(yùn)動(dòng)；所述伸縮桿主要用于不同大小的消聲室計(jì)量；所述吸盤與半消聲室地面相連接，用以固定鋼線；兩條鋼線通過所述的工字件固定在伸縮桿以及吸盤上，形成兩個(gè)平行的直線導(dǎo)軌；所述的主機(jī)箱主要用于電路部分及電機(jī)部分的放置，內(nèi)部包括:電源、步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、控制器以及限位開關(guān)，限位開關(guān)分別接“O”以及“I”位，“O”控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，“I”控制電機(jī)停止，上述的伸縮桿固定在主機(jī)箱上。
[0008]所述的聲共振腔一共有四種不同尺寸，主要與高頻揚(yáng)聲器一起構(gòu)成高頻聲源，可滿足兩個(gè)要求:一是近似點(diǎn)聲源，即出聲口尺寸大小為頻率范圍內(nèi)最短聲波波長的1/10，且指向性滿足無指向性聲源要求；二是聲共振腔對(duì)相應(yīng)頻率點(diǎn)聲波進(jìn)行聲壓級(jí)放大，聲級(jí)達(dá)到信噪比要求。
[0009]在10kHz_20kHz頻段，經(jīng)過聲學(xué)波導(dǎo)理論推導(dǎo)，出聲口的直徑不大于6mm，且聲共振腔的長度應(yīng)選擇:
[0010]L=(2n-1)*A /4 n=l, 2, 3......(I)[0011]即:聲共振腔長度為各聲波頻率對(duì)應(yīng)1/4波長的奇數(shù)倍。
[0012]本發(fā)明對(duì)應(yīng)于10kHz，12.5kHz, 16kHz, 20kHz四個(gè)頻點(diǎn)，構(gòu)建長度分別為147.1mm,117.6mm, 91.9mm, 73.5mm 的聲共振腔。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:填補(bǔ)了國內(nèi)半消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)的空白，使得半消聲室的聲場(chǎng)計(jì)量的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，更可信，更權(quán)威。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1半消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)裝置硬件連接圖；
[0015]圖2半消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法流程圖；
[0016]圖3為半消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)裝置示意圖；
[0017]圖4為傳聲器夾具示意圖；
[0018]圖5為半消聲室牽引線轉(zhuǎn)輪示意圖；
[0019]圖6為工字件示意圖；
[0020]圖7為主機(jī)箱內(nèi)部構(gòu)成示意圖；
[0021 ]圖8為聲共振腔示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過實(shí)例，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)的描述。
[0023]如圖1和圖2所示，將十二面體無指向性聲源(50Hz?IOkHz)或高頻聲源(IOkHz?20kHz)置于半消聲室地面幾何中心位置，盡量靠近地面，通過自編軟件控制信號(hào)發(fā)生器，信號(hào)經(jīng)由功率放大器控制十二面體球形聲源或高頻聲源發(fā)出白噪聲或純音信號(hào)；另一方面將機(jī)箱及伸縮桿置于半消聲室地面緊靠尖劈端墻面的中間位置的天花板，將吸盤吸附于聲源附近使吸盤、聲源、伸縮桿依次處于同一條直線，聲源在伸縮桿和吸盤之間，將鋼線固定于伸縮桿頂端和吸盤上的工字件形成可以引導(dǎo)傳聲器行走的雙導(dǎo)軌，伸縮桿高度可根據(jù)半消聲室尺寸調(diào)整，測(cè)試傳聲器安裝于鋼線導(dǎo)軌上，使傳聲器行走路線能穿過聲源中心，傳聲器行走路徑為從聲源表面位置到傳聲器所在一側(cè)伸縮桿位置，可來回雙向行走；通過軟件控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)傳聲器上行時(shí)，電機(jī)上的牽引線滑輪繞緊牽引魚線，魚線控制測(cè)試傳聲器在鋼線導(dǎo)軌上連續(xù)或間隔行走，當(dāng)傳聲器下行時(shí)，電機(jī)上的牽引線滑輪放松牽引魚線，傳聲器依靠支架和自身重力沿導(dǎo)軌下滑，魚線控制傳聲器下連續(xù)下滑或間隔下滑，傳聲器上下行行走速度、間隔距離、延遲采樣時(shí)間均可根據(jù)需要通過軟件控制。測(cè)量前先對(duì)伸縮桿與吸盤之間距離內(nèi)傳聲器行走進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)傳聲器處于伸縮桿與吸盤之間時(shí)，通過軟件中調(diào)試功能按鈕控制，使傳聲器從中間位置向“O”號(hào)限位開關(guān)行走，當(dāng)傳聲器達(dá)到“O”號(hào)限位開關(guān)位置并觸發(fā)“O”號(hào)限位開關(guān)時(shí)，傳聲器開始反向行走，此時(shí)電機(jī)控制器進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，直到傳聲器達(dá)到“ I ”號(hào)限位開關(guān)位置并觸發(fā)“ I ”號(hào)限位開關(guān)，傳聲器停止行走，此時(shí)電機(jī)控制器中記錄行走“O”號(hào)限位開關(guān)與“I”號(hào)限位開關(guān)距離對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)，進(jìn)而得到單個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的距離值，從而完成調(diào)試。通過自編控制軟件選定傳聲器行走方式，以及聲源信號(hào)類型即可開始測(cè)試，傳聲器走完預(yù)設(shè)路線距離便完成單次測(cè)試，更換信號(hào)類型或傳聲器行走方式可進(jìn)行下一次測(cè)試。半消聲室一條線測(cè)試完成后，可搬移伸縮桿位置和重新固定吸盤位置來測(cè)試另一條線路上的聲學(xué)特性。[0024]如圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示，本發(fā)明中的標(biāo)準(zhǔn)裝置包括:信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、聲源、標(biāo)準(zhǔn)傳聲器、傳聲器夾具、信號(hào)采集分析系統(tǒng)、牽引魚線、固定鋼線、滑輪、牽引線轉(zhuǎn)輪、伸縮桿、工字件、吸盤以及主機(jī)箱。所述的信號(hào)發(fā)生器用于產(chǎn)生白噪聲或純音信號(hào)；所述的功率放大器用于對(duì)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行功率放大；所述的聲源是自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)裝置的一部分，對(duì)功率放大器輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波信號(hào)，包括低頻聲源及高頻聲源，低頻聲源是十二面體無指向性聲源，高頻聲源由高頻揚(yáng)聲器及四種類型的聲共振腔組成；所述的傳聲器用于測(cè)量聲波信號(hào)；所述的傳聲器夾具用于固定傳聲器并與牽引線、固定鋼線相連接；所述的牽引魚線用于牽引傳聲器作直線運(yùn)動(dòng)；所述的固定鋼線由兩條鋼線組成，用作裝載有傳聲器的傳聲器夾具的直線雙導(dǎo)軌，直線雙導(dǎo)軌的主要功能在于保證傳聲器夾具在運(yùn)動(dòng)的過程中不會(huì)產(chǎn)品左右搖擺；所述的滑輪主要用于連接牽引線以減少傳動(dòng)的摩擦；所述的牽引線轉(zhuǎn)輪由單個(gè)組成，用于帶動(dòng)牽引魚線使裝載有傳聲器的傳聲器夾具作直線運(yùn)動(dòng)；所述伸縮桿主要用于不同大小的消聲室計(jì)量；所述吸盤與半消聲室地面相連接，用以固定鋼線，通過所述的工字件固定在伸縮桿以及吸盤上，形成兩個(gè)平行的直線導(dǎo)軌；所述的主機(jī)箱主要用于電路部分及電機(jī)部分的放置，內(nèi)部包括:電源、步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、控制器以及限位開關(guān)，限位開關(guān)分別接“O”以及“I”位，“O”控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，“I”控制電機(jī)停止，上述的伸縮桿固定在主機(jī)箱上。
[0025]如圖8所示，聲共振腔一共有四種不同尺寸，通過端口 b與高頻揚(yáng)聲器一起構(gòu)成高頻聲源，可滿足兩個(gè)要求:一是近似點(diǎn)聲源，即出聲口尺寸大小為頻率范圍內(nèi)最短聲波波長的1/10，且指向性滿足無指向性聲源要求；二是聲共振腔對(duì)相應(yīng)頻率點(diǎn)聲波進(jìn)行聲壓級(jí)放大，聲級(jí)達(dá)到信噪比要求。
[0026]在10kHz_20kHz頻段，經(jīng)過聲學(xué)波導(dǎo)理論推導(dǎo)，出聲口的直徑a不大于6mm，且聲共振腔的長度c應(yīng)選擇:
[0027]c=(2n-l)*A /4 n=l, 2, 3......(I)
[0028]即:聲共振腔長度為各聲波頻率對(duì)應(yīng)1/4波長的奇數(shù)倍。
[0029]對(duì)應(yīng)于IOkHz，12.5kHz, 16kHz, 20kHz四個(gè)頻點(diǎn)，構(gòu)建長度c分別為147.1mm,117.6mm, 91.9mm, 73.5mm 的聲共振腔。
[0030]實(shí)施例一
[0031]參照?qǐng)D3，半消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)裝置由主機(jī)箱1、牽引線轉(zhuǎn)輪2、伸縮桿3、牽引魚線4、滑輪5、固定鋼線6、傳聲器夾具7、聲源8、吸盤9、傳聲器12、工字件13、信號(hào)采集分析系統(tǒng)20、信號(hào)發(fā)生器21、功放22組成，其中牽引線轉(zhuǎn)輪2由單個(gè)轉(zhuǎn)輪構(gòu)成，并通過電機(jī)固定在主機(jī)箱I上面；伸縮桿3固定在主機(jī)箱I上；兩根固定鋼線6通過工字件13分別與伸縮桿3以及吸盤9固定起來，并形成兩條平行的斜向直線導(dǎo)軌；傳聲器夾具7用以固定傳聲器12，分別與固定鋼線6以及牽引魚線4連接。主機(jī)箱1，參照?qǐng)D7所示，其內(nèi)部包括:電源14、步進(jìn)電機(jī)15、驅(qū)動(dòng)器16、控制器17以及限位開關(guān)18、19，限位開關(guān)18、19分別接“O”以及“ I”位，“O”控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，“ I”控制電機(jī)停止。
[0032]實(shí)際計(jì)量檢測(cè)時(shí)，將聲源8固定在半消聲室中心位置，聲源盡量靠近地面，伸縮桿高度可根據(jù)半消聲室高度調(diào)整，傳聲器安裝角度要求使傳聲器行走路徑穿過聲源中心，將固定有傳聲器的傳聲器固定裝置通過電機(jī)帶動(dòng)牽引線進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行檢測(cè)。通過軟件控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)傳聲器上行時(shí)，電機(jī)上的牽引線滑輪繞緊牽引魚線，魚線控制測(cè)試傳聲器在鋼線導(dǎo)軌上連續(xù)或間隔行走，當(dāng)傳聲器下行時(shí)，電機(jī)上的牽引線滑輪放松牽引魚線，傳聲器依靠支架和自身重力沿導(dǎo)軌下滑，魚線控制傳聲器下連續(xù)下滑或間隔下滑，傳聲器上下行行走速度、間隔距離、延遲采樣時(shí)間均可根據(jù)需要通過軟件控制。
[0033]測(cè)試前首先需要通過軟件進(jìn)行距離調(diào)試，如測(cè)得需要傳聲器行走的路線長度為
1.95米，則在傳聲器路徑兩端終點(diǎn)處做下標(biāo)記，點(diǎn)擊測(cè)試軟件中調(diào)試按鈕，此時(shí)傳聲器在自身重力作用和魚線控制下按照預(yù)設(shè)路徑開始靠近聲源，當(dāng)傳聲器行走到聲源端標(biāo)記處時(shí)觸發(fā)限位開關(guān)0，牽引線滑輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)繞緊牽引魚線傳聲器立即反向行走，直到傳聲器行走至尖劈端標(biāo)記處時(shí)觸發(fā)限位開關(guān)1，此時(shí)傳聲器停止運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)擊軟件中讀取位置按鈕，顯示目前傳聲器處于1.95米位置處(聲源端標(biāo)記處為O米)，此時(shí)電機(jī)控制器中記錄行走“O”號(hào)限位開關(guān)與“ I”號(hào)限位開關(guān)距離對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)，進(jìn)而得到單個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的距離值，從而完成調(diào)試。
[0034]調(diào)試完成后便可進(jìn)行試驗(yàn)，通過軟件使聲源發(fā)出白噪聲，選擇傳聲器路線為遠(yuǎn)離尖劈，間隔測(cè)量，傳聲器行走速度lcm/s，各測(cè)點(diǎn)間隔5cm，測(cè)試延時(shí)30s，點(diǎn)擊開始測(cè)量按鈕(聲源表面距離為0.23m)，系統(tǒng)便開始進(jìn)行自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)，軟件實(shí)時(shí)顯示傳聲器位置，當(dāng)傳聲器行走了 1.95米時(shí)點(diǎn)擊停止測(cè)試按鈕，測(cè)試完成。由于所用信號(hào)源為白噪聲故每條線上只需測(cè)量一次，便可在測(cè)量結(jié)果中分析50Hz，63Hz，80Hz，100Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz、5000Hz，6300Hz，8000Hz、10000Hz，12500Hz，16000Hz，20000Hz 等頻率下的消聲室聲學(xué)特性，測(cè)試數(shù)據(jù)如表I所示。
[0035]表I白噪聲，間隔測(cè)量,測(cè)點(diǎn)間隔為5 cm
[0036]
【權(quán)利要求】
1.半消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法，其特征在于:將聲源置于半消聲室地面幾何中心位置，盡量靠近地面，通過軟件控制信號(hào)發(fā)生器，信號(hào)經(jīng)由功率放大器控制聲源發(fā)出聲信號(hào)；另一方面將伸縮桿置于半消聲室地面緊靠尖劈端墻面的中間位置的天花板，將吸盤吸附于聲源附近使吸盤、聲源、伸縮桿處于同一條直線，聲源在伸縮桿和吸盤之間，將鋼線固定于伸縮桿頂端和吸盤上的工字件形成可以引導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)傳聲器行走的雙導(dǎo)軌，伸縮桿高度根據(jù)半消聲室尺寸調(diào)整，標(biāo)準(zhǔn)傳聲器安裝于鋼線導(dǎo)軌上，使標(biāo)準(zhǔn)傳聲器行走路線能穿過聲源中心，標(biāo)準(zhǔn)傳聲器行走路徑為從聲源表面位置到標(biāo)準(zhǔn)傳聲器所在一側(cè)伸縮桿位置，可來回雙向行走；通過軟件控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)傳聲器上行時(shí)，電機(jī)上的牽引線滑輪繞緊牽引魚線，魚線控制標(biāo)準(zhǔn)傳聲器在鋼線導(dǎo)軌上連續(xù)或間隔行走，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)傳聲器下行時(shí)，電機(jī)上的牽引線滑輪放松牽引魚線，標(biāo)準(zhǔn)傳聲器依靠支架和自身重力沿導(dǎo)軌下滑，魚線控制標(biāo)準(zhǔn)傳聲器連續(xù)下滑或間隔下滑，標(biāo)準(zhǔn)傳聲器上下行行走速度、間隔距離、延遲采樣時(shí)間均可根據(jù)需要通過軟件控制；通過控制軟件選定標(biāo)準(zhǔn)傳聲器行走方式，以及聲源信號(hào)類型即可開始測(cè)試，標(biāo)準(zhǔn)傳聲器走完預(yù)設(shè)路線距離便完成單次測(cè)試，更換信號(hào)類型或標(biāo)準(zhǔn)傳聲器行走方式可進(jìn)行下一次測(cè)試；半消聲室一條線測(cè)試完成后，可搬移伸縮桿位置和重新固定吸盤位置來測(cè)試另一條線路上的聲學(xué)特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法，其特征在于:所述的聲源為50Hz?IOkHz十二面體無指向性低頻聲源或IOkHz?20kHz高頻聲源，均可發(fā)出白噪聲或純音信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法，其特征在于:測(cè)量前先對(duì)伸縮桿與吸盤之間距離內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)傳聲器行走進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)傳聲器處于伸縮桿與吸盤之間時(shí)，通過軟件中調(diào)試功能按鈕控制，使標(biāo)準(zhǔn)傳聲器從中間位置向“O”號(hào)限位開關(guān)行走，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)傳聲器達(dá)到“O”號(hào)限位開關(guān)位置并觸發(fā)“O”號(hào)限位開關(guān)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)傳聲器開始反向行走，此時(shí)電機(jī)控制器進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，直到標(biāo)準(zhǔn)傳聲器達(dá)到“ I”號(hào)限位開關(guān)位置并觸發(fā)“ I”號(hào)限位開關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)傳聲器停止行走，此時(shí)電機(jī)控制器中記錄行走“O”號(hào)限位開關(guān)與“I”號(hào)限位開關(guān)距離對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)，進(jìn)而得到單個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的距離值，從而完成調(diào)試。
4.實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的半消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法的標(biāo)準(zhǔn)裝置，其特征在于:包括信號(hào)發(fā)生器、 功率放大器、聲源、標(biāo)準(zhǔn)傳聲器、傳聲器夾具、信號(hào)采集分析系統(tǒng)、牽引魚線、固定鋼線、滑輪、牽引線轉(zhuǎn)輪、伸縮桿、工字件、吸盤以及主機(jī)箱；所述的信號(hào)發(fā)生器用于產(chǎn)生白噪聲或純音信號(hào)；所述的功率放大器用于對(duì)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行功率放大；所述的聲源是自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)裝置的一部分，對(duì)功率放大器輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波信號(hào)，所述的標(biāo)準(zhǔn)傳聲器用于測(cè)量聲波信號(hào)；所述的傳聲器夾具用于固定標(biāo)準(zhǔn)傳聲器并與牽引魚線、固定鋼線相連接；所述的牽引魚線用于牽引標(biāo)準(zhǔn)傳聲器作直線運(yùn)動(dòng)；所述的固定鋼線由兩條鋼線組成，用作裝載有標(biāo)準(zhǔn)傳聲器的傳聲器夾具的直線雙導(dǎo)軌，直線雙導(dǎo)軌的保證傳聲器夾具在運(yùn)動(dòng)的過程中不會(huì)產(chǎn)品左右搖擺；所述的滑輪用于連接牽引魚線以減少傳動(dòng)的摩擦；所述的牽引線轉(zhuǎn)輪由單個(gè)組成，用于帶動(dòng)牽引魚線使裝載有標(biāo)準(zhǔn)傳聲器的傳聲器夾具作直線運(yùn)動(dòng)；所述伸縮桿用于不同大小的消聲室計(jì)量；所述吸盤與半消聲室地面相連接，用以固定鋼線；兩條固定鋼線通過所述的工字件固定在伸縮桿以及吸盤之間，形成兩個(gè)平行的斜向直線導(dǎo)軌；所述的主機(jī)箱用于電路部分及電機(jī)部分的放置，內(nèi)部包括:電源、步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、控制器以及限位開關(guān)，限位開關(guān)分別接“O”位和“I”位，“O”位控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，“I”位控制電機(jī)停止，上述的伸縮桿垂直固定在主機(jī)箱上，所述的信號(hào)采集分析系統(tǒng)與信號(hào)發(fā)生器、控制器信號(hào)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于:所述的聲源為50Hz-IOkHz十二面體無指向性低頻聲源或IOkHz-20kHz高頻聲源，均可發(fā)出白噪聲或純音信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于:所述的高頻聲源由高頻揚(yáng)聲器和聲共振腔組成，聲共振腔出聲口的直徑不大于6mm，所述的聲共振腔長度為147.1 mm, 117.6mm,91.9 mm 或 73.5mm，分別對(duì)應(yīng)于 IOkHz, 12.5kHz, 16kHz, 20kHz 四個(gè)頻點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】G01H17/00GK103438989SQ201310393181
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】姚磊, 繆建, 桑帥軍, 楊眉 申請(qǐng)人:浙江省計(jì)量科學(xué)研究院