专利名称：声像测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量仪器，尤其涉及一种测量机械噪声源发声的声像测量仪。
背景技术：
为了研究和测量机械噪声源发声的现象，现有技术通常采用以下办法一种方法是，采用铅包法、声强法等技术为基础的仪器进行测量，该方法的缺点是工作量大并且复杂；还有一种方法是，采用曲面反射在焦点处布置一个话筒进行非接触的测量，但是一个话筒的测量效率不高。
另外，在椭圆反射曲面的一个焦点处测量发自另一焦点处的声音是已有的技术，但未见有测量声像的报导。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种改进的声像测量仪，它能在利用声音曲面反射成像的现象，配合电子测量技术进行声像的测量，并且可以完成声场多点的同时测量，以达到更高的测量效力。
本实用新型的目的是这样实现的一种声像测量仪，由测量传感机构和测量分析机构组成；其特点是所述的测量传感机构包括曲面反射器和话筒组，话筒组设置在曲面反射器的成像焦点处；所述的测量分析机构包括ADC数据采集卡和计算机，ADC数据采集卡的输入端与话筒组中的各话筒信号相连，输出端连接计算机。
在上述的声像测量仪中，其中，所述的曲面反射器为椭圆曲面反射器，属于以椭圆长轴为轴心的一个椭圆端曲面。
在上述的声像测量仪中，其中，所述的椭圆曲面反射器所属的椭圆长轴长2米，两焦点距离1米，反射器口径1米。
在上述的声像测量仪中，其中，所述的话筒组包含16个话筒，16个话筒按等边三角形布置紧凑排列在同一平面内，并垂直于椭圆长轴设置在曲面反射器的声像焦点处。
在上述的声像测量仪中，其中，所述的话筒组中各相邻话筒之间的间距为70毫米。
本实用新型声像测量仪由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有明显的优点和积极效果。本实用新型声像测量仪可在离开发声物体的实际位置，进行非接触式测量，测量分析工作高效，结果准确，特别适合远距离、精细测量的噪声源研究工作；适用于测量风机、压缩机、发动机、泵、管道、消声器、车辆结构、建筑车间、机房、隔声结构等噪声，进行声源分析研究。
通过以下对本实用新型声像测量仪的一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本实用新型的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为图1为本实用新型声像测量仪的结构示意图；图2为本实用新型中的测量传感机构的结构示意图；图3为本实用新型中的话筒组及其安装支架的结构示意图；图4为聚焦曲面反射声成像原理图；图5为本实用新型声像测量仪的测量分析原理图；图6为多测量面组合方式示意图。
具体实施方式
请参见图1和图2所示，它们是本实用新型结构和测量传感机构的结构示意图。本实用新型声像测量仪由测量传感机构和测量分析机构组成；其中，测量传感机构包括曲面反射器1和话筒组2，测量分析机构包括ADC数据采集卡3和计算机4。话筒组2设置在曲面反射器1的声像焦点处；ADC数据采集卡3的输入端与话筒组中的各话筒信号相连，输出端连接计算机4。图1中标号5为声像，标号6为噪声源。
请参见图2和图4所示，本实用新型中的曲面反射器1可以采用正圆的，也可以采用椭圆的；在本实施例中采用的是椭圆曲面反射器1，属于以椭圆长轴为轴心的一个椭圆端曲面；该椭圆曲面反射器所属的椭圆长轴长2米，两焦点距离1米，反射器口径1米。在椭圆曲面反射器1的正面连接有三角支架11，在三角支架11的前端连接有用于安装话筒组2的话筒组支架12，在椭圆曲面反射器1的背面连接有固定支架13。
请结合图2参见图3和图6所示，本实用新型中的话筒组2包含16个话筒21，16个话筒按等边三角形布置紧凑排列在同一平面内，由话筒组支架22固定定位，16个话筒21的电缆线分别与16通道ADC数据采集卡3的输入端相连，组成16通道话筒。话筒组2垂直于椭圆长轴设置在曲面反射器的成像焦点处。在本实施例中采用了16个必凯公司4155型话筒，话筒组中各相邻话筒之间的间距为70毫米。
当被测面范围较大，需要多次测量才能覆盖整个被测面时，可以将本实用新型中的话筒组2按图6所示的方式进行多测量面组合测量。
请参见图4所示，本实用新型声像测量仪的声像成像原理说明如下在椭圆曲面反射器的焦点1处有一噪声源，由于椭圆曲面的反射，在焦点2处生成对应的声像，故焦点2可以称为声像焦点。原理上任意能聚焦的曲面都能反射成像，有一个焦点的正圆曲面反射能产生良好的声像，而有两个焦点的椭圆曲面则能使声源和声像有较大的距离。成像质量在声像焦点处最佳，离声像焦点愈远成像质量愈差。由于实际应用取成像焦点在噪声源相反方向的部分曲面做成反射器，产生缩小的声像，声像与声源的尺寸比对应[(长轴长度-焦点距离)/2)比(焦点距离+(长轴长度-焦点距离)/2]。本实用新型采用椭圆长轴为2米，两焦点距离为1米，反射器口径为1米的椭圆曲面反射器，得到声像与噪声源尺寸比为1∶3的缩小声像。当采用正圆曲面反射器时，得到的声像与噪声源尺寸比约为1∶1。
将测量声音信号的话筒置于声像焦点2处的一个点处，该话筒就相当于在噪声源对应的焦点1处贴近测量了该点的声音信号。当在声像焦点附近布置多个话筒同时测量时，就可测到噪声源的声像。本实用新型就是利用这一原理设计了由16个话筒组成的话筒组。话筒组中的话筒可用适应被测量噪声声压级动态、频率范围的任意形式的小尺寸话筒。因为大多数声源垂直两焦点的连线，本实用新型中的话筒组布置在声像焦点处垂直两焦点连线的平面上。
测量分析机构采用配有16通道数据采集卡的计算机和数据处理软件，将测得的信息按对应话筒的位置显示即得到了以图像形式显示声源信息的声像。
请参见图6所示，本实用新型的测量分析原理说明如下将16通道话筒的信号接入插在计算机内的16通道ADC数据采集卡形成数字信号，计算机将数字信号处理成幅值，按各话筒分布的位置显示成声像图。图5显示了测量分析机构中的计算机将布置在测点位置(交叉点)的话筒测到的噪声信号，按话筒坐标排列，显示各点的数据，复现出噪声源图像，完成声像处理的过程。其中，噪声数据处理可采用常规总值检测、频率分量检测等方法进行。
权利要求1.一种声像测量仪，由测量传感机构和测量分析机构组成；其特征在于所述的测量传感机构包括曲面反射器(1)和话筒组(2)，话筒组(2)设置在曲面反射器(1)的成像焦点处；所述的测量分析机构包括ADC数据采集卡(3)和计算机(4)，ADC数据采集卡(3)的输入端与话筒组(2)中的各话筒信号相连，输出端连接计算机(4)。
2.如权利要求1所述的声像测量仪，其特征在于所述的曲面反射器(1)为椭圆曲面反射器，属于以椭圆长轴为轴心的一个椭圆端曲面。
3.如权利要求2所述的声像测量仪，其特征在于所述的椭圆曲面反射器(1)所属的椭圆长轴长2米，两焦点距离1米，反射器口径1米。
4.如权利要求1所述的声像测量仪，其特征在于所述的话筒组(2)包含16个话筒，16个话筒按等边三角形布置紧凑排列在同一平面内，并垂直于椭圆长轴设置在曲面反射器的声像焦点处。
5.如权利要求4所述的声像测量仪，其特征在于所述的话筒组(2)中各相邻话筒之间的间距为70毫米。
专利摘要本实用新型涉及一种声像测量仪，由测量传感机构和测量分析机构组成；其特点是，所述的测量传感机构包括曲面反射器和话筒组，话筒组设置在曲面反射器的成像焦点处；所述的测量分析机构包括ADC数据采集卡和计算机，ADC数据采集卡的输入端与话筒组中的各话筒信号相连，输出端连接计算机。本实用新型可在离开发声物体的实际位置进行非接触式测量，测量分析工作高效，结果准确，特别适合远距离、精细测量的噪声源研究工作。
文档编号G01H11/00GK2821546SQ20052004328
公开日2006年9月27日 申请日期2005年7月11日 优先权日2005年7月11日
发明者韩彦民 申请人:中国船舶重工集团公司第七一一研究所