基于聲學全息術的先進噪聲測量系統
圖6:程序的GUI可以在被實時監視的八個通道的每1/3倍頻段上
顯示SPL。高亮藍線代表頻段內SPL上限和下限的告警電平。
在第一階段,KARI獲得145dB的總SPL就可以認定被則多用途衛星合格。第二階段的升級程序可以發揮152dB的全部性能。
本文小結
在所有這些案例中,許多用戶借用低成本和高度靈活的基于PC的儀器增加了通道數量和動態分辨率,進而提高了測量精度。靈活的模塊化儀器設備將繼續憑借強大的PC功能實現高精度的噪聲測量,并通過更小的封裝滿足更高取樣速率、更多通道數量、更寬動態范圍以及分布式架構要求。
聲全息常用算法
1) 常規聲全息
在常規聲全息中,因為受到自身實用條件的限制,根據全息測量面重建的圖像受制于聲波的波長。它只能記錄空間波數小于等于2π/λ的傳播波成分,而且其全息測量面只能正對從聲源出來的一個小立體角。因此,當聲源輻射場具有方向性時,可能丟失聲源的重要信息。并且通過聲壓記錄得到的全息圖,只能用于重建聲壓場,而不能得到振速、聲強等物理量。
2) 遠場聲全息
遠場聲全息是通過測量離聲源較遠(d>>λ)的聲壓場來重建表面聲壓及振速場,由此預報輻射源外任意一點的聲壓場、振速場和聲強矢量場,由于觀測點離聲源較遠,記錄不到倏逝波成份,因此分辨率受波長的限制,不適合于高分辨率的場合,但可以對火車或汽車等尺寸較大的物體進行噪聲識別,楊殿閣等[13,14]利用遠場聲全息方法對汽車噪聲的聲源識別進行了較詳細地研究,全息面采用平面,本質上仍是基于空間采樣進行重建,傳感器的布置受精度要求限制,且通過掃描方式獲得全息數據,測量工作比較費時,效率較低。
3) 近場聲全息(NAH)
近場聲全息是在緊靠被測聲源物理表面的測量面(dλ)記錄全息數據,然后通過變換技術重建三維空間聲壓場、振速場、聲強矢量場,并能預報遠場指向性。由于是近場測量,所以除了記錄傳播波成分外,還能記錄空間頻率高于
且隨傳播距離按指數規律衰減的倏逝波成分。由于它含有振動體細節信息,所以理論上可獲得不受波長限制的高分辨率圖像,測量覆蓋了從聲源出來的一個大的方位角,有指向性的聲源能夠被不失信息地檢測出來。
比較上面三種聲全息技術,NAH實用面最廣,分辨率最高,可操作性最強,所以近些年來,國內外對NAH研究相當活躍。下面介紹一下NAH的原理及常用算法。
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