一种风扇噪音测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及测量领域，尤其涉及一种风扇噪音测试装置。


背景技术：

2.目前风扇噪音测试一般是利用人工测试，操作员手拿风扇摇摆后，将风扇放在耳朵边上去听。这种完全依靠听力知觉去判断的方式，不仅测量速度慢，且容易造成人员疲劳，造成不良品流出。靠原始的手工方法测试，测试成本高。此外，现有技术没有实时记录测试数据，需要操作员单独另行记录。同时操作员手动摇摆角度不确定，摇摆速度不可控，被测风扇距离耳朵距离不可控。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种实现自动化、具有较高的测试精度和测试效率的风扇噪音测试装置。
4.本实用新型所采用的技术方案是，它包括上位机、风扇信号采集模块、风扇控制板、驱动装置及用于屏蔽噪音的屏蔽箱，所述风扇信号采集模块集成于所述风扇控制板上，在所述屏蔽箱内设置有风扇治具，待测风扇固定于所述风扇治具上，所述风扇治具设置在一xy轴旋转台上，所述xy轴旋转台通过所述驱动装置驱动在x轴和y轴上做往返旋转运动，所述驱动装置与所述上位机电信号连接，所述风扇信号采集模块的一端与所述上位机连接，另一端采集待测风扇的噪音信号，所述风扇控制板的一端与所述上位机连接，另一端与待测风扇电信号连接。
5.进一步地，所述风扇信号采集模块包括垂直设置于待测风扇上方的麦克风、集成于所述风扇控制板上的第一信号放大器和声卡处理器，所述麦克风采集到待测风扇的噪音信号，经过所述第一信号放大器放大，再经过声卡处理器处理后输入到所述上位机上。
6.再进一步地，所述风扇控制板包括数据采集卡、mcu和对待测风扇供电的第一电源ic，所述mcu分别与待测风扇及所述数据采集卡信号连接，所述数据采集卡与所述上位机信号连接，所述第一电源ic向待测风扇供电，在所述第一电源ic的线路上设置有采样电阻和开关，所述采样电阻的两端连接有adc，所述adc的输出端与所述数据采集卡连接，所述数据采集卡还与所述xy轴旋转台及待测风扇信号连接。
7.更加具体地，在所述风扇控制板上还设置有第二电源ic，所述第二电源ic对所述mcu单独供电。
8.更进一步地，所述驱动装置包括电机和plc控制器，所述电机的输出端与所述xy轴旋转台的x轴及y轴连接，所述电机通过所述plc控制器与所述上位机相连接。
9.进一步地，在所述屏蔽箱上设置有信号转接板，所述信号转接板分别与待测风扇及所述xy轴旋转台信号连接，所述信号转接板的外端与所述数据采集卡信号连接。
10.在所述风扇控制板上还设置有预留通讯口，所述预留通讯口与所述数据采集卡电信号连接，所述预留通讯口设置有独立的第三电源ic供电。
11.所述第一电源ic、所述第二电源ic及所述第三电源ic均通过连接器与外围的电源连接。
12.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置屏蔽箱，将外界的噪音隔绝，与现有技术中需要在静音房中对风扇进行检测相比，大大地降低了对环境的要求，屏蔽箱可根据需要随意移动，相对地降低了测试成本和要求；此外，本实用新型采用驱动装置对设置于屏蔽箱内的xy轴旋转台进行驱动，并通过上位机对驱动装置进行自动控制，能够更准确地在x轴和y轴的同心度上控制待测风扇的旋转角度，使得更加准确地定位待测风扇和麦克风之间的距离，以更加有利于数据采集，从而能精准的采集噪音信号，大大地提高了测试的精度；另外，根据测试要求可使xy轴旋转台带动待测风扇进行任意角度的摇摆，使得待测风扇的摇摆角度可控，且可根据需要随时调整为任意角度，使得整个测试过程更加规范且具有可追溯性，保证了更高的测试精度和可靠性，避免人工因素的引入而导致测试结果的不确定性，提高了自动化程度；另外，自动化程度的提高，也减少了人员由于疲劳，人员摇摆动作轨迹不确定，不能很好控制同心度而产生的误测试；规范的自动话测试过程也大大地缩短了测试所需的时间，极大地提高了测试效率。
附图说明
13.图1是本实用新型的原理框图；
14.图2是本实用新型更加具体的系统框图。
具体实施方式
15.本实用新型的具体原理如下。
16.如图1和图2所示，本实用新型包括上位机1、风扇信号采集模块、风扇控制板2、驱动装置及用于屏蔽噪音的屏蔽箱3，所述风扇信号采集模块集成于所述风扇控制板2上，在所述屏蔽箱3内设置有风扇治具，待测风扇4固定于所述风扇治具上，所述风扇治具设置在一xy轴旋转台5上，在这里，所述风扇治具设置为可更换的，其可根据不同大小不同规格的风扇进行治具更换，以使本实用新型能够具有更好的适应性。所述xy轴旋转台5通过所述驱动装置驱动在x轴和y轴上做往返旋转运动，所述驱动装置与所述上位机1电信号连接，所述风扇信号采集模块的一端与所述上位机1连接，另一端采集待测风扇4的噪音信号，所述风扇控制板2的一端与所述上位机1连接，另一端与待测风扇4电信号连接。所述驱动装置包括电机16和plc控制器17，所述电机的输出端与所述xy轴旋转台5的x轴及y轴连接，所述电机16通过所述plc控制器17与所述上位机1相连接。通过电机和plc控制器使得xy轴旋转台5具有精准的旋转角度和速度控制，提高了本实用新型的测试精度。其中，xy轴旋转台的x轴和y轴的旋转角度可以分别独立，可连贯性地动作以完成操作员的摇摆测试要求，信号采集也可独立的处理输出。当然，电机也可采用气缸代替，这可根据不同的精度要求进行选择设置。
17.所述风扇信号采集模块包括垂直设置于待测风扇4上方的麦克风6、集成于所述风扇控制板2上的第一信号放大器7和声卡处理器8，所述麦克风6采集到待测风扇4的噪音信号，经过所述第一信号放大器7放大，再经过声卡处理器8处理后输入到所述上位机1上。在这里，始终使麦克风垂直位于待测风扇的上方，实现麦克风与待测风扇之间的距离可控，可
解决待测风扇和风扇信号采集模块（即麦克风）之间距离不确定而造成的测试精度不高甚至需要重新测试的问题，大大提高了测试精度。
18.所述风扇控制板2包括数据采集卡9、mcu10和对待测风扇4供电的第一电源ic 11，所述mcu10分别与待测风扇及所述数据采集卡9信号连接，所述数据采集卡9与所述上位机1信号连接，所述第一电源ic 11向待测风扇供电，在所述第一电源ic 11的线路上设置有采样电阻12和开关13，所述采样电阻12的两端连接有adc14，所述adc14的输出端与所述数据采集卡9连接，所述数据采集卡9还与所述xy轴旋转台5及待测风扇4信号连接。在这里，通过采集电阻可实时监测待测风扇的电流和电压值，通过adc可实时测得电压值，再根据i=u/r 公式计算出负载的电流。得到电流和电压信号后，在经过数据采集卡后，上传所述上位机，实现对风扇的电性能指标的测试。在所述风扇控制板2上还设置有第二电源ic15，所述第二电源ic15对所述mcu10单独供电。设置独立的第一电源ic、第二电源ic，能够使得各个部分之间的工作电压不收彼此的影响，进而保证各个部分的供电精度，进一步提升了整个装置的测试效率。在所述屏蔽箱3上设置有信号转接板18，所述信号转接板18分别与待测风扇及所述xy轴旋转台5信号连接，所述信号转接板18的外端与所述数据采集卡9信号连接。通过信号转接板的设置，使得屏蔽箱内的信号集中到信号转接板上后，再输出到外围的各个部分，精简了屏蔽箱内的布局，提高了屏蔽箱内的信号信号处理能力和信号处理精度。在所述风扇控制板2上还设置有预留通讯口19，所述预留通讯口19与所述数据采集卡9电信号连接，所述预留通讯口19设置有独立的第三电源ic20供电。预留通讯口的设置，能够为装置后续的进一步扩展提供保证。所述第一电源ic11、所述第二电源ic15及所述第三电源ic20均通过连接器21与外围的电源连接。这种内部独立电源分别控制的形式，提高了各个部分电能供应的精度和可靠性，从而使得整个设备的测试精度更高。
19.在本实用新型中，所述第一信号放大器选自型号为bk 1704
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102的放大器；所述声卡处理器8的型号为rme fireface ucx；所述数据采集卡为一块现有的集成板；所述mcu的型号为smt32f103zet6；所述第一电源ic的芯片型号为tps5430dda；所述adc选自型号为ad7175的放大器；所述第二电源ic的芯片型号为lmr10515ymf；所述plc控制器选自ckd；所述第三电源ic的芯片型号为adm7171ardz。
20.本实用新型能够更准确在x轴y轴同心度上控制风扇旋转角度，更准确定位测试风扇和麦克风数据采集之间的距离，从而能精准的采集噪音信号，易于自动化代替人工操作，且能够识别高频12khz以上人耳不容易识别的噪音，减少人员由于疲劳，人员摇摆不能很好控制同心度而产生的误测试。
21.本实用新型可解决人为听力差异而造成的对噪音判断的差异，同时能够降低测试环境噪音对测试结果的影响。采用风扇噪音测试技术后，对被测风扇测试噪音数据采集可靠稳定，不会因为听力疲劳过度造成误判。本实用新型通过提高自动化程度，保证了测试全过程的可追溯性。