全消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種全消聲室聲場(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(yú)線、固定鋼線、滑輪、牽引線轉(zhuǎn)輪、伸縮桿、工字件以及主機(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)明使得全消聲室的聲場(chǎng)計(jì)量的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，更可信，更權(quán)威。
【專(zhuān)利說(shuō)明】全消聲室聲場(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，具體涉及一種全消聲室的聲場(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(guó)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(lái)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(lè)廳等建筑廳堂聲樂(lè)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(guó)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)于全消聲室,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(mén)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)于全消聲室，自由聲場(chǎng)范圍及其聲場(chǎng)分布的確定離不開(kāi)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(guò)長(zhǎng)，耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)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(mǎn)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(kāi)展針對(duì)全消聲室中聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量測(cè)試中的關(guān)鍵問(wèn)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，為改善全消聲室內(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，提供了一種全消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法及其標(biāo)準(zhǔn)裝置。
[0006]全消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法是:將十二面體無(wú)指向性聲源(50Hz?IOkHz)或高頻聲源(IOkHz?20kHz)置于全消聲室地網(wǎng)幾何中心位置上方一米處，通過(guò)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)聲波；另一方面將一根伸縮桿置于全消聲室地網(wǎng)緊靠尖劈端墻面的中間位置，將另一根伸縮桿置于全消聲室地網(wǎng)緊靠對(duì)面尖劈端墻面的中間位置(兩伸縮桿連線把消聲室一分為二)，聲源在兩桿中間位置，將鋼線固定在兩伸縮桿頂端工字件上形成可以引導(dǎo)傳聲器行走的雙導(dǎo)軌，標(biāo)準(zhǔn)傳聲器安裝于鋼線導(dǎo)軌上，標(biāo)準(zhǔn)傳聲器高度與聲源中心高度保持一致，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(lái)回雙向行走；通過(guò)軟件控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)上的兩個(gè)牽引線滑輪開(kāi)始相反方向分別繞緊和放松牽引魚(yú)線，繞緊魚(yú)線端滑輪帶動(dòng)魚(yú)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，行走速度、間隔距離、延遲采樣時(shí)間均可根據(jù)需要通過(guò)軟件控制。測(cè)量前先對(duì)兩伸縮桿之間距離內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)傳聲器行走進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)傳聲器處于兩伸縮桿之間時(shí)，通過(guò)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(kāi)關(guān)行走，當(dāng)傳聲器達(dá)到“O”號(hào)限位開(kāi)關(guān)位置并觸發(fā)“O”號(hào)限位開(kāi)關(guān)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)傳聲器開(kāi)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(kāi)關(guān)位置并觸發(fā)“ I ”號(hào)限位開(kāi)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(kāi)關(guān)與“I”號(hào)限位開(kāi)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(guò)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(lèi)型即可開(kāi)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(lèi)型或標(biāo)準(zhǔn)傳聲器行走方式可進(jìn)行下一次測(cè)試。全消聲室一條線測(cè)試完成后，可搬移伸縮桿位置測(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(yú)線、固定鋼線、滑輪、牽引線轉(zhuǎn)輪、伸縮桿、工字件、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(wú)指向性聲源，高頻聲源由高頻揚(yáng)聲器及四種類(lèi)型的聲共振腔組成；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)傳聲器并與牽引線、固定鋼線相連接；所述的牽引魚(yú)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)軌的主要功能在于保證傳聲器夾具在運(yùn)動(dòng)的過(guò)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)輪由兩個(gè)平行放置轉(zhuǎn)向相反的轉(zhuǎn)輪組成，用于帶動(dòng)牽引魚(yú)線使裝載有標(biāo)準(zhǔn)傳聲器的傳聲器夾具作水平直線往返運(yùn)動(dòng)；所述伸縮桿主要用于調(diào)節(jié)鋼線水平高度，不同消聲室大小通過(guò)鋼線長(zhǎng)短調(diào)節(jié)；兩條鋼線通過(guò)所述的工字件固定在伸縮桿上，形成兩個(gè)水平的直線導(dǎo)軌；所述的主機(jī)箱有倆個(gè)，一個(gè)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(kāi)關(guān)，限位開(kāi)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；另一個(gè)主機(jī)箱為純鐵塊，起支撐作用，上述的伸縮桿分別固定在兩個(gè)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(mǎn)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(zhǎng)的1/10，且指向性滿(mǎn)足無(wú)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(guò)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(zhǎng)度應(yīng)選擇:
[0010]L=(2n-1)*A /4 n=l，2，3......(I)[0011]即:聲共振腔長(zhǎng)度為各聲波頻率對(duì)應(yīng)1/4波長(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)內(nèi)全消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)的空白，使得全消聲室的聲場(chǎng)計(jì)量的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，更可信，更權(quán)威。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1全消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)裝置硬件連接圖；
[0015]圖2全消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法流程圖；
[0016]圖3為全消聲室聲場(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為全消聲室滑輪連接示意圖；
[0019]圖6為全消聲室牽引線轉(zhuǎn)輪示意圖；
[0020]圖7為工字件示意圖；
[0021]圖8為主機(jī)箱內(nèi)部構(gòu)成示意圖；
[0022]圖9為聲共振腔示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面通過(guò)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。
[0024]如圖1和圖2所示，將十二面體無(wú)指向性聲源(50Hz?IOkHz)或高頻聲源(IOkHz?20kHz)置于全消聲室地網(wǎng)幾何中心位置上方一米處，通過(guò)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)聲波；另一方面將機(jī)箱及伸縮桿置于全消聲室地網(wǎng)緊靠尖劈端墻面的中間位置，將另一伸縮桿置于全消聲室地網(wǎng)緊靠對(duì)面尖劈端墻面的中間位置(兩伸縮桿連線把消聲室一分為二 )，聲源在兩桿中間位置，將另一伸縮桿置于全消聲室地網(wǎng)緊靠對(duì)面尖劈端中間位置，使聲源與兩個(gè)升縮桿處在一個(gè)水平面上，聲源在兩桿中間位置，將鋼線固定在兩伸縮桿頂端工字件上形成可以引導(dǎo)傳聲器行走的雙導(dǎo)軌，傳聲器安裝于鋼線導(dǎo)軌上，傳聲器高度與聲源中心高度保持一致，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(lái)回雙向行走；通過(guò)軟件控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)上的兩個(gè)牽引線滑輪開(kāi)始相反方向分別繞緊和放松牽引魚(yú)線，繞緊魚(yú)線端滑輪帶動(dòng)魚(yú)線控制測(cè)試傳聲器在鋼線導(dǎo)軌上連續(xù)或間隔行走，行走速度、間隔距離、延遲采樣時(shí)間均可根據(jù)需要通過(guò)軟件控制。測(cè)量前先對(duì)兩伸縮桿之間距離內(nèi)傳聲器行走進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)傳聲器處于兩伸縮桿之間時(shí)，通過(guò)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(kāi)關(guān)行走，當(dāng)傳聲器達(dá)到“O”號(hào)限位開(kāi)關(guān)位置并觸發(fā)“O”號(hào)限位開(kāi)關(guān)時(shí)，傳聲器開(kāi)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(kāi)關(guān)位置并觸發(fā)“ I ”號(hào)限位開(kāi)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(kāi)關(guān)與“ I”號(hào)限位開(kāi)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(guò)自編控制軟件選定傳聲器行走方式，以及聲源信號(hào)類(lèi)型即可開(kāi)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(lèi)型或傳聲器行走方式可進(jìn)行下一次測(cè)試。全消聲室一條線測(cè)試完成后，可搬移伸縮桿位置測(cè)試另一條線路上的聲學(xué)特性。[0025]如圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8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(yú)線、固定鋼線、滑輪、牽引線轉(zhuǎn)輪、伸縮桿、工字件以及主機(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(wú)指向性聲源，高頻聲源由高頻揚(yáng)聲器及四種類(lèi)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(yú)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(guò)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)輪由兩個(gè)平行放置轉(zhuǎn)向相反的轉(zhuǎn)輪組成，用于帶動(dòng)牽引魚(yú)線使裝載有傳聲器的傳聲器夾具作水平直線往返運(yùn)動(dòng)；所述伸縮桿主要用于調(diào)節(jié)鋼線水平高度，不同消聲室大小通過(guò)鋼線長(zhǎng)短調(diào)節(jié)；兩條鋼線通過(guò)所述的工字件固定在伸縮桿上，形成兩個(gè)水平的直線導(dǎo)軌；所述的主機(jī)箱有2個(gè)，I個(gè)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(kāi)關(guān)，限位開(kāi)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；另一個(gè)主機(jī)箱為純鐵塊，起支撐作用，上述的伸縮桿分別固定在2個(gè)主機(jī)箱上。
[0026]如圖9所示，聲共振腔一共有四種不同尺寸，通過(guò)端口 b與高頻揚(yáng)聲器一起構(gòu)成高頻聲源，可滿(mǎn)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(zhǎng)的1/10，且指向性滿(mǎn)足無(wú)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。
[0027]在10kHz_20kHz頻段，經(jīng)過(guò)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(zhǎng)度c應(yīng)選擇:
[0028]c=(2n-l)*A /4 n=l，2，3......(I)
[0029]即:聲共振腔長(zhǎng)度為各聲波頻率對(duì)應(yīng)1/4波長(zhǎng)的奇數(shù)倍。
[0030]對(duì)應(yīng)于IOkHz，12.5kHz, 16kHz, 20kHz四個(gè)頻點(diǎn)，構(gòu)建長(zhǎng)度c分別為147.1mm,117.6mm, 91.9mm, 73.5mm 的聲共振腔。
[0031]實(shí)施例一
[0032]參照?qǐng)D3，參照?qǐng)D3，全消聲室聲場(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(yú)線4、滑輪5、固定鋼線6、傳聲器夾具7、聲源8、主機(jī)箱11、標(biāo)準(zhǔn)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、功率放大器22組成，其中牽引線轉(zhuǎn)輪2由兩個(gè)平行放置轉(zhuǎn)向相反的轉(zhuǎn)輪組成，并通過(guò)電機(jī)固定在主機(jī)箱I上面；2個(gè)伸縮桿3分別固定在主機(jī)箱I以及主機(jī)箱11上，滑輪5通過(guò)工字件13固定在伸縮桿3上；兩根固定鋼線6通過(guò)工字件13分別與兩根伸縮桿固定起來(lái)，并形成兩條水平的直線導(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(yú)線4連接。對(duì)于主機(jī)箱1，參照?qǐng)D8，其內(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(kāi)關(guān)，限位開(kāi)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；另一個(gè)主機(jī)箱為純鐵塊，起支撐作用，上述的伸縮桿分別固定在2個(gè)主機(jī)箱上。主機(jī)箱I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(kāi)關(guān)18、19，限位開(kāi)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。
[0033]實(shí)際計(jì)量檢測(cè)時(shí)，將聲源8固定在全消聲室中心位置，聲源距離地網(wǎng)10高度I米，傳聲器安裝高度與聲源中心高度保持一致，使傳聲器行走路徑穿過(guò)聲源中心，將固定有傳聲器的傳聲器固定裝置通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)牽弓I線進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行檢測(cè)。
[0034]首先需要通過(guò)軟件進(jìn)行距離調(diào)試，如我們測(cè)得需要傳聲器行走的路線長(zhǎng)度為1.80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)傳聲器在魚(yú)線牽引下按照預(yù)設(shè)路徑開(kāi)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(kāi)關(guān)0，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(kāi)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1.80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(kāi)關(guān)與“I”號(hào)限位開(kāi)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。
[0035]調(diào)試完成后便可進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)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2cm，測(cè)試延時(shí)30s，點(diǎn)擊開(kāi)始測(cè)量按鈕(聲源表面距離為0.24m)，系統(tǒng)便開(kāi)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 1.80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，IOOHz、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。
[0036]表I白噪聲，間隔測(cè)量，距離間隔為2cm
[0037]
【權(quán)利要求】
1.全消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法，其特征在于:將聲源置于全消聲室地網(wǎng)幾何中心位置上方一米處，通過(guò)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)；將一根伸縮桿置于全消聲室地網(wǎng)緊靠尖劈端墻面的中間位置，另一伸縮桿置于全消聲室地網(wǎng)緊靠對(duì)面尖劈端墻面的中間位置，兩伸縮桿連線把消聲室一分為二，聲源在兩伸縮桿中間位置，將鋼線固定在兩伸縮桿頂端工字件上形成可以引導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)傳聲器行走的雙導(dǎo)軌，標(biāo)準(zhǔn)傳聲器安裝于鋼線導(dǎo)軌上，標(biāo)準(zhǔn)傳聲器高度與聲源中心高度保持一致，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(lái)回雙向行走；通過(guò)軟件控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)上的兩個(gè)牽引線滑輪開(kāi)始相反方向分別繞緊和放松牽引魚(yú)線，繞緊魚(yú)線端滑輪帶動(dòng)魚(yú)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，行走速度、間隔距離、延遲采樣時(shí)間均可根據(jù)需要通過(guò)軟件控制；通過(guò)自編控制軟件選定傳聲器行走方式，以及聲源信號(hào)類(lèi)型即可開(kāi)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(lèi)型或傳聲器行走方式可進(jìn)行下一次測(cè)試；全消聲室一條線測(cè)試完成后，可搬移伸縮桿位置測(cè)試另一條線路上的聲學(xué)特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全消聲室聲場(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(wú)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所述的全消聲室聲場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)方法，其特征在于:測(cè)量前先對(duì)兩伸縮桿之間距離內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)傳聲器行走進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)傳聲器處于兩伸縮桿之間時(shí)，通過(guò)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(kāi)關(guān)行走，當(dāng)傳聲器達(dá)到“O”號(hào)限位開(kāi)關(guān)位置并觸發(fā)“O”號(hào)限位開(kāi)關(guān)時(shí)，傳聲器開(kāi)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(kāi)關(guān)位置并觸發(fā)“ I ”號(hào)限位開(kāi)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(kāi)關(guān)與“ I”號(hào)限位開(kāi)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所述的全消聲室聲場(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(yú)線、固定鋼線、滑輪、牽引線轉(zhuǎn)輪、伸縮桿、工字件以及主機(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)傳聲器并與牽引線、固定鋼線相連接；所述的牽引魚(yú)線用于牽引傳聲器作水平直線運(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)軌的保證傳聲器夾具在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)品左右搖擺；所述的滑輪用于連接牽引線以減少傳動(dòng)的摩擦；所述的牽引線轉(zhuǎn)輪由兩個(gè)平行放置轉(zhuǎn)向相反的轉(zhuǎn)輪組成，用于帶動(dòng)牽引魚(yú)線使裝載有標(biāo)準(zhǔn)傳聲器的傳聲器夾具作水平直線往返運(yùn)動(dòng)；所述伸縮桿有一對(duì)，布置全消聲室地網(wǎng)緊靠尖劈端的兩個(gè)相對(duì)面，用于調(diào)節(jié)鋼線水平高度，不同消聲室大小通過(guò)鋼線長(zhǎng)短調(diào)節(jié)；兩條鋼線通過(guò)所述的工字件固定在伸縮桿上，形成兩個(gè)水平的直線導(dǎo)軌；所述的主機(jī)箱有兩個(gè)，一個(gè)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(kāi)關(guān)，限位開(kāi)關(guān)分別接“O”位以及“I”位，“O”控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，“I”控制電機(jī)停止；另一個(gè)主機(jī)箱為純鐵塊，起支撐作用，上述的伸縮桿分別固定在對(duì)應(yīng)的主機(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(wú)指向性低頻聲源或 1OkHz-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(zhǎng)度為.147.1 mm, 117.6mm,.91.9 mm 或 73.5mm，分別對(duì)應(yīng)于 .2OkHz, .12.5kHz, .16kHz, .20kHz 四個(gè)頻點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】G01H17/00GK103438988SQ201310393100
【公開(kāi)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