一种针对轨道交通变流器的噪音检测方法与流程

本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种针对轨道交通变流器的噪音检测方法。
背景技术：
：随着现代轨道交通行业的快速发展，高铁、地铁、城际、机车等轨道交通产品日渐拉近人们之间的距离。变流器作为轨道交通产品的主要组成部分，其噪声大小也日渐影响到乘客、驾驶人员身体健康，从而引起主机厂等单元的注意，并采取措施进行降噪处理。在进行变流器的噪声控制中，必须对变流器柜体中模块、风机、变压器等部件的噪声源进行识别，对主要噪声源进行降噪处理，从而有效降低变流器噪声。现有噪声源测量方法通常采用手持式声级计或传声器进行测量，但都只能简单测量得到某一固定点的噪声大小，并不能测量得到整个机器表面的噪声大小分布特点。业界有声学照相机、声源阵列等专业声学产品，一方面价格昂贵，配备该专业设备的公司较少，另一方面，这些专业设备的尺寸较大，不太便于车间或现场的快速测量。技术实现要素：本发明提供了一种针对轨道交通变流器的噪音检测方法，所述方法包括：确定检测场地；确定检测范围；确定待测试平面上的多个测试位置；对声强探头的两个传声器进行间距设定；获取两个所述传声器的误差校正参数；启动变流器，依次在多个所述测试位置上利用所述声强探头采集声强数据；根据所述声强数据计算获取待测试平面声强大小分布数据；关联所述待测试平面声强大小分布数据与变流器柜体数据以定位噪声源。在一实施例中，确定检测场地，其中，所述检测场地为空旷、安静、无大型障碍物和噪声源的场地。在一实施例中，确定检测范围，其中，所述检测范围覆盖变流器柜体内部主要电子元器件。在一实施例中，确定待测试平面上的多个测试位置，其中，将待测平面划分成5cm×5cm的单元网格，以每个网格的中心为所述测试位置。在一实施例中，对所述声强探头的两个传声器进行相位校准以及间距设定，其中，根据轨道交通变流器关注频率区间设定两个所述传声器的间距。在一实施例中，实测两个所述传声器的安装间距，根据安装间距的设定值与实测值确定声强修正参数，根据所述声强修正参数修正所述声强数据。在一实施例中，基于相位校准原理获取所述误差校正参数。在一实施例中，令所述变流器运行在不同的工况下，分别在不同的工况下进行所述声强数据的采集。在一实施例中，根据所述声强数据获取待测试平面声强大小分布数据，包括：根据所述声强数据计算所有所述测试位置的声强大小；利用插值法计算获取待测平面声强大小分布云图。在一实施例中，关联所述待测试平面声强大小分布数据与变流器柜体数据以定位噪声源，包括：提取所述待测试平面声强大小分布数据以及所述变流器柜体数据，所述待测试平面声强大小分布数据包括待测平面声强大小分布云图，所述变流器柜体数据包括变流器柜体三维模型的测试平面图片或实物照片；以所述待测平面声强大小分布云图以及所述测试平面图片或实物照片的突出特征点关联两者的对应位置；所述待测平面声强大小分布云图对应的所述测试平面图片或实物照片位置为噪声最大位置。根据本发明的方法，可以简单快捷的确定轨道交通变流器上的噪声源；相较于现有技术，本发明的方法过程简单，检测硬件需求以及检测执行难度都很低，具有较高的实用价值以及推广价值。本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。附图说明附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是根据本发明一实施例的方法流程图；图2是根据本发明一实施例的传声器间距与被测频率的关系坐标图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。随着现代轨道交通行业的快速发展，高铁、地铁、城际、机车等轨道交通产品日渐拉近人们之间的距离。变流器作为轨道交通产品的主要组成部分，其噪声大小也日渐影响到乘客、驾驶人员身体健康，从而引起主机厂等单元的注意，并采取措施进行降噪处理。在进行变流器的噪声控制中，必须对变流器柜体中模块、风机、变压器等部件的噪声源进行识别，对主要噪声源进行降噪处理，从而有效降低变流器噪声。现有噪声源测量方法通常采用手持式声级计或传声器进行测量，但都只能简单测量得到某一固定点的噪声大小，并不能测量得到整个机器表面的噪声大小分布特点。业界有声学照相机、声源阵列等专业声学产品，一方面价格昂贵，配备该专业设备的公司较少，另一方面，这些专业设备的尺寸较大，不太便于车间或现场的快速测量。针对上述问题，本发明提出了一种针对轨道交通变流器的噪音检测方法。本发明的方法基于对声强的测量来确定噪音源。声波在原先静止的媒质中传播，一方面使媒质质点在平衡位置附近来回振动，同时使媒质产生了压缩和膨胀，前者使媒质有了振动动能，后者使媒质具有了形变位能，两者之和就是使媒质有了声能量。声波的传播过程实质上就是声振动能的传播过程，即声场介质的动能和弹性势能这两种能量形式随空间、时间相互转换的过程。瞬时声强是瞬时声压及瞬时质点速度的乘积。声强是声场中的某点，与质点速度方向垂直的单位面积上在单位时间内通过的声能。声强测量即通过测量声场中声强大小和方向的测量方法。声强测量装置由两个声学传声器和数据采集设备组成，其中两个传声器固定在同一装置上保持某一固定距离，并调节成特定相位，从而组成一个声强探头，完成声学数据的采集。具体的，声强是一个向量，用表示，其计算方法采用时域法。式中：p(t)为瞬时声压；为质点瞬时速度；ρ为空气密度；pa、pb分别为a、b两个传声器测得的声压信号。逐一将每个测点的a、b两个传声器的声压信号代入式(1)中可得该测点的声强大小。声强法由于对测试环境要求不十分苛刻，不需要价格昂贵的消声室，可以在机器运行时进行现场测量。并能快速、清晰、直观的查看到噪声源位置，可以用来测量变流器柜体内部噪声源位置，从而为采取有效的降噪手段提供有力支持。根据本发明的方法，可以简单快捷的确定轨道交通变流器上的噪声源；相较于现有技术，本发明的方法过程简单，检测硬件需求以及检测执行难度都很低，具有较高的实用价值以及推广价值。接下来基于附图详细描述根据本发明实施例的方法的详细流程，附图的流程图中示出的步骤可以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在流程图中示出了各步骤的逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。如图1所示，在一实施例中，本发明的方法包括以下步骤：确定检测场地(s110)；确定检测范围(s120)；确定待测试平面上的多个测试位置(s130)；对声强探头的两个传声器进行间距设定(s140)；获取声强探头的两个传声器的误差校正参数(s150)；启动变流器，依次在多个测试位置上利用声强探头采集声强数据(s160)；根据采集到的声强数据获取待测试平面声强大小分布数据(s170)；关联待测试平面声强大小分布数据与变流器柜体数据以定位噪声源(s180)。在一实施例中，在步骤s110中，检测场地为空旷、安静、无大型障碍物和噪声源的场地。具体的，在一实施例中，检测场地的背景噪声应低于实测噪声10db(a)以上。进一步的，如背景噪声未达到要求，则选择晚上安静时进行测试。在一实施例中，在步骤s120中，检测范围覆盖变流器柜体内部主要电子元器件。进一步的，在一实施例中，检测范围扩展至变流器柜体边框。在一实施例中，在步骤s130中，测试位置的确定步骤包括：将待测平面划分成5cm×5cm的单元网格；以每个网格的中心为测试位置。即，在测试时，将由两个传声器组成的声强探头放置于网格中间进行数据采集。在一实施例中，在步骤s140中，根据轨道交通变流器关注频率区间设定声强探头的两个传声器的间距。两个传声器之间的距离对被测量噪声的精度有大影响，对于不同的被测频率区间，都有其理想的间距。在保证误差在0.5db(a)之内，理想的间距d与被测频率f之间的关系如图2所示。进一步的，对于不同的传声器型号，其间距和被测频率不同，如表1所示。传声器直径d(”)传声器间距d(mm)频率f(hz)1/46250～100001/2、1/412125～50001/25031.5～1250表1具体的，在一实施例中，轨道交通变流器关注频率区间在0～5000hz。进一步的，在测试过程中，由于两个传声器的安装误差，导致实际间距与理论设定间距之间误差从而影响测试计算结果，需要为声强大小修正提供依据。因此，在一实施例中，实测两个传声器的安装间距，根据安装间距的设定值与实测值确定声强修正参数，根据声强修正参数修正声强数据。进一步的，在一实施例中，在步骤s150中，基于相位校准原理获取误差校正参数。具体的，双传声器之间的间距d使两个测量通道之间存在相位差kd，其中k为系数，这是能够进行声强测试的基本条件。但是由于安装误差，两个传声器之间通常会存在相位不匹配现象，即偏差φ，其相位差变为kd±φ，使其计算误差成为：式中以及i为声强的计算值与实际值。将误差折算成为以分贝表示的误差级le(误差校正参数)：该误差校正参数用于修正每个测点的计算声强大小值。进一步的，在一实施例中，在步骤s160中，令所述变流器运行在不同的工况下，分别在不同的工况下进行声强数据的采集。具体的，在一实施例中，根据变流器工作特点，将测试分为空载、半载及满载三种工况。测试时，打开柜门，启动变流器，将变流器设定为上述某一种特定工况。移动声强测试探头按顺序测试变流器网格内每个测点的声强，每个测点测试时间为5s。进一步的，在一实施例中，在步骤s170中，获取待测试平面声强大小分布数据的步骤包括：根据声强数据计算所有所述测试位置的声强大小；利用插值法计算获取待测平面声强大小分布云图。具体的，在一实施例中，根据公式(1)计算得到所有测点的声强大小(基于公式3调整计算结果的误差)，并按插值法原理计算得到待测平面内声强大小分布云图，然后绘制成声强分布云图、等高线图或者数值表。进一步的，在一实施例中，在步骤s180中，定位噪声源的步骤包括：提取待测试平面声强大小分布数据以及变流器柜体数据，待测试平面声强大小分布数据包括待测平面声强大小分布云图，变流器柜体数据包括变流器柜体三维模型的测试平面图片或实物照片；以待测平面声强大小分布云图以及测试平面图片或实物照片的突出特征点关联两者的对应位置；待测平面声强大小分布云图对应的测试平面图片或实物照片位置为噪声最大位置。具体的，在一实施例中，提取变流器柜体三维模型的测试平面图片(或实物照片)和待测平面声强大小分布云图，以两者的突出特征点(如柜体四角)关联两者的对应位置。将柜体平面图置于底层，待测平面声强大小分布云图设置成半透明，置于顶层，待测平面声强大小分布云图上声强最大点对应的柜体平面图片位置即为变流器噪声最大位置。根据本发明的方法不仅可准确获得变流器柜体内部噪声具体分布状态，而且可直观方便查看到柜体内部不同部位的噪声大小，噪声源位置一目了然。相较于现有技术，本发明的方法过程简单，硬件成本小。虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。当前第1页12