一种分布式麦克风阵列的制作方法

1.本实用新型涉及噪声测试及噪声源识别领域，特别涉及一种分布式麦克风阵列。


背景技术：

2.麦克风阵列是指由一定数目的麦克风组成的测试设备，一般用于对声场的空间特性进行采样和处理。麦克风阵列通常由麦克风、阵列架、固定支持装置、供电电路、数据传输电路以及必要的线缆组成。麦克风阵列在使用时，通常安装于固定支持装置之上，在距离声源一定远的位置采集声场信息。
3.波束形成技术是一种现代噪声源识别技术，其通过麦克风阵列在距离声源较远的地方采集声压信号，然后经过一定的后处理算法实现对声源表面的声学成像，具有良好的工程实用性。波束形成技术的声学成像能力与麦克风阵列有很大的关系。一般而言，阵列的尺寸越大，就能对越低频率的声源进行准确成像，麦克风之间的间距越小，就能对越高频率的声源进行成像。现有的麦克风阵列要么尺寸较大，移动不便；要么就是尺寸太小，需要很近的测试距离才能准确识别低频声源。实际的设备如柴油机、燃气轮机等，在运转时会同时存在多种频率成分的声源。当实验地点与噪声源识别设备的存放地点距离较远时，大尺寸阵列的移动和运输会比较费时费力，小尺寸阵列往往又不能适应现场的测试条件。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种分布式麦克风阵列，提高噪声测试的便利性和噪声源识别技术的实用性。
5.为了达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
6.一种分布式麦克风阵列包括：一个主阵列模块，包含1个双环形阵列、1个超高清摄像机、6个poe网口、1个千兆网口、1个dc电源接口、一个带led灯的按压式开关和必要的内部电路；
7.多个同规格的子阵列模块，每个子阵列模块包括顶部的9阵元麦克风阵列、侧面的poe网口及必要的内部电路；
8.多根高速网线；
9.各模块均内置数据采集、ad转换、网口供电和通信等必要的电路；所述主阵列模块通过网线为子阵列模块供电并与其进行通信，子阵列模块采集到的声场数据也通过网线传输到主阵列模块，然后经过主阵列模块与上位机之间的网线传到上位机进行进一步的数据处理。
10.进一步的，所述主阵列模块外壳为正六边形，顶面和底面均为平面；所述正六边形外壳的外接圆半径为70毫米；所述主阵列模块顶面上安装有20个麦克风组成的双环形阵列，双环形麦克风阵列的外圈阵列半径52毫米由12个均匀分布的麦克风组成，内圈阵列由8个均匀分布的麦克风组成；所述双环形麦克风阵列两环间隔20毫米；所述主阵列模块顶面中心安装有120度无畸变超高清摄像机；所述主阵列模块安装有6个支持poe功能的网口，布
置于每个侧面的中心偏下位置；所述主阵列模块安装有一个千兆网口，与12v的dc供电接口和带led灯的按压式开关布置于主阵列模块的同一侧面；
11.进一步的，所述子阵列模块外壳为正六边形，顶面和底面均为平面；所述正六边形外壳的外接圆半径为45毫米；所述子阵列模块顶面上安装有9个麦克风组成的阵列；所述麦克风阵列包含8个均布于四周的麦克风和1个位于中心的麦克风；所述子阵列模块的环形麦克风阵列半径为32毫米；所述子阵列包含1个支持poe功能的网口；
12.进一步的，所述主阵列模块通过dc电源接口供电；所述主阵列模块通过千兆网口与上位机通信；所述主阵列模块通过按压开关控制电路的连接和断开；所述主阵列模块通过按压开关所带的led灯指示模块已经通电；所述主阵列模块通过带poe功能的网口为多个子阵列模块供电；所述主阵列模块通过带poe功能的网口与子阵列模块通信；
13.进一步的，所述子阵列模块可以通过网线获得供电并与主阵列模块通信，其布置位置可以根据实验现场的条件动态调整；所述分布式麦克风阵列可以通过改变子阵列模块与主阵列模块之间的距离获得不同的阵列尺寸，从而保证更宽广适用频率；所述主阵列模块可单独用于狭窄空间的近场噪声源识别。
14.本实用新型提供的一种分布式麦克风阵列，具有如下的有益效果：
15.1、本实用新型提供的分布式麦克风阵列结构简单、重量较轻、尺寸较小、便于存放和运输；
16.2、本实用新型提供的分布式麦克风阵列，其尺寸可通过子阵列模块的位置动态调整，可根据被测物声源的频谱特性有针对性地进行现场布置，提高了噪声源识别技术的实用性；
17.3、本实用新型提供的分布式麦克风阵列，其主阵列模块尺寸较小，布置的麦克风数量较多，便于手持，能单独应用于狭窄空间的近场噪声源识别；
18.4、本实用新型提供的分布式麦克风阵列由于主阵列模块和子阵列模块之间只需要一根网线进行连接，相比于直接使用多个麦克风进行现场的阵列布置，大大减少了所需的线缆数量和阵列布置的时间。
附图说明
19.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
20.图1为本实用新型中分布式麦克风阵列整体结构的正面示意图；
21.图2为本实用新型中分布式麦克风阵列整体结构的后面示意图(无网线)；
22.图3为主阵列模块的正面示意图；
23.图4为主阵列模块的后面示意图；
24.图5为子阵列模块的正面示意图；
25.图中标记为：
26.1为主阵列模块、2-7为子阵列模块、8为双环形麦克风阵列、9为超高清摄像机、10为带led灯的按压式开关、11为dc电源接口、12为千兆网口、13为主阵列模块上支持poe功能的网口、14为9阵元麦克风阵列、15为子阵列模块上支持poe功能的网口。
具体实施方式
27.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
28.实施例
29.如图1和图2所示，本实施例提供一种分布式麦克风阵列包括：主阵列模块1、子阵列模块2-7，图1中子阵列模块通过网线与主阵列模块连接。
30.如图1、图2、图3和图4所示，主阵列模块1外壳为正六边形，顶面和底面均为平面；双环形麦克风阵列8布置于主阵列模块1的顶面，该双环形麦克风阵列的外圈阵列半径52毫米，由12个均匀分布的麦克风组成，内圈阵列由8个均匀分布的麦克风组成；两个环形麦克风阵列的外接圆半径相差20毫米；120度无畸变超高清摄像机9安装于主阵列模块1的顶面正中心；带led灯的按压式开关10、dc电源接口11、千兆网口12和1个支持poe功能的网口13布置于主阵列模块正侧面；剩下5个支持poe功能的网口13布置在主阵列模块1的其他侧面中心靠下位置。
31.如图1、图2和图5所示，子阵列模块2-7的外壳也为正六边形，顶面和底面也均为平面；9阵元麦克风阵列14布置于子阵列模块2-7的顶面，9阵元麦克风阵列14中有8个麦克风按45度间隔均匀分布在半径23毫米的圆上，一个麦克风布置在顶面正中心；支持poe功能的网口15布置于子阵列模块的正侧面。
32.在进行阵列布置时，先确定所需阵列的尺寸，然后将主阵列模块1布置于中心位置，之后按预定半径将子阵列模块2-7布置在其他位置。各模块按预定位置布置完成后，主阵列模块1在dc电源接口11接入电源，在千兆网口12接入上位机，带led灯的按压式开关10在未按下时其led灯不亮，各子阵列模块2-7通过网线与主阵列模块1连接。
33.当阵列布置和实验条件准备完毕之后，按下带led灯的按压式开关10，其led灯亮起，随后主阵列模块1通过网线与上位机建立通信、通过支持poe功能的网口13为子阵列模块2-7供电并建立通信。至此，分布式麦克风阵列的测试准备完成，之后可通过上位机控制阵列的数据采集。
34.当只使用主阵列模块1进行测试时，只需在dc电源接口11接入电源，在千兆网口12接入上位机，按下带led灯的按压式开关10即可随后建立主阵列模块1与上位机之间的通信，完成阵列的测试准备。