一种便携式二维声强成像仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种便携式二维声强成像仪，包括双传声器阵列、超声波距离传感器、手持支架和摄像头，所述双传声器阵列和超声波距离传感器的信号输出端分别与模/数转换板的输入端信号连接；所述模/数转换板的输出端与增益放大器的输入端信号连接；所述增益放大器的输出端与控制器的输入端信号连接；所述摄像头的信号输出端与控制器的输入端连接，所述摄像头安装在固定支架上，所述双传声器阵列和超声波距离传感器固定在手持支架上。该便携式二维声强成像仪，先利用摄像头采集测试声源的基准图像，并在测试网格和距离传感器的指示下利用双传声器测量声强值，然后将声强等势线叠加到基准图像上，生成测试声源的二维声强图像。

A portable two-dimensional acoustic intensity imager

The utility model discloses a portable two-dimensional sound intensity imaging instrument, including dual microphone array, ultrasonic distance sensor, handheld bracket and camera, signal output of the dual microphone array and ultrasonic distance sensor is connected with the analog-to-digital conversion in the input signal connection; the input signal output terminal number conversion board with the die / gain amplifier connected; the input signal output end of the amplifier and the controller connected; the signal output end of the camera and the controller is connected with the input terminal, the camera is arranged on the fixed bracket, the dual microphone array and ultrasonic distance sensors fixed on the handheld bracket. The portable two-dimensional sound intensity imaging instrument, using a reference image acquisition camera test source, and in the test grid and distance sensor under the direction of the two microphone sound intensity measurement value, and then the sound intensity contour is superimposed to the reference image, two-dimensional sound intensity image generation test sound source.

【技术实现步骤摘要】
一种便携式二维声强成像仪
本技术属于声强测量和声学成像
，具体涉及一种便携式二维声强成像仪。
技术介绍
随着科技的发展和生活水准的提高，人们对汽车、家电等设备的噪声要求越来越严格。有效的噪声控制方法和手段，都需要根据特定噪声的产生机理、传递路径、频率特性和空间分布情况而制定。噪声成像技术因其可以对设备噪声进行直观的显示，近年来受到越来越多的关注。目前应用较广泛的噪声成像技术主要包括声学照相机、声全息、声阵列等，但这些技术对软硬件的要求很高，在实际应用中由于种种限制而往往难以实现。声强定义为单位面积通过的声功率，它反映声场中某一点声能的大小及其流动方向。声强测量设备简单，方法易实施。除了可以得到辐射噪声的分布情况外，还可以准确、快速地分析出主要噪声源。有基于此，本专利技术将声强测试与声学成像技术相结合，设计出一种结构简单、操作方便快捷、精确度高，能够对噪声进行二维声强成像的设备。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种便携式二维声强成像仪，解决了传统设备、方法在噪声测量和声学成像中遇到的诸多问题，其测试精度高、易于实现、操作方便。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种便携式二维声强成像仪，包括手持支架和固定其上的双传声器阵列、超声波距离传感器以及固定支架及固定其上的摄像头；所述超声波距离传感器的探头位于双传声器阵列的两个传声器的中线上，使其到两个传声器等距；所述双传声器阵列和超声波距离传感器的信号输出端分别与模/数转换板的输入端信号连接；所述模/数转换板的输出端与增益放大器的输入端信号连接；所述增益放大器的输出端与控制器的输入端信号连接；所述摄像头的信号输出端与控制器的输入端连接，所述摄像头安装在固定支架上，所述双传声器阵列和超声波距离传感器固定在手持支架上。优选的，所述双传声器阵列包括第一传声器与第二传声器。本技术的技术效果和优点：该便携式二维声强成像仪，先利用摄像头采集测试声源的基准图像，并在测试网格和距离传感器的指示下利用双传声器测量声强值，然后将声强等势线叠加到基准图像上，生成测试声源的二维声强图像。该方法将声强测量与声学成像相结合，易于实现、操作便捷、且测试精度高，填补了声学测试和声学成像领域的空白，可广泛应用于汽车、航天和家电等多个领域的噪声控制工程中。附图说明图1为本技术的系统框图；图2为本技术的手持式支架的结构俯视图；图3为本技术的手持式支架的结构侧视图；图4为本技术的摄像头及其固定支架的结构图；图5为本技术的使用方法流程图；图6为本技术的测试网格示意图。图中：1控制器、2增益放大器、3模/数转换板、4双传声器阵列、5超声波距离传感器、6摄像头、7手持支架、8固定支架。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图1－6，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1：本实施例中的便携式二维声强成像仪，如图1所示。它包括控制器1、增益放大器2、模/数转换板3、双传声器阵列4、超声波距离传感器5、摄像头6。双传声器阵列4和超声波距离传感器5的信号输出端分别连接模/数转换板3的输入端；模/数转换板3的输出端连接增益放大器2的输入端；增益放大器2的输出端连接控制器1的输入端；摄像头6的信号输出端连接控制器1的输入端。本实施例中的控制器1，用于控制信号采集、视频显示及数据运算。本实施例中的增益放大器2，选用德州仪器（TexasInstruments）输入运算放大器TL084型，用于对采集的信号进行放大并过滤干扰信号。本实施例中的模/数转换板3，用于将双传声器阵列4和超声波距离传感器5产生的模拟电压信号转换为控制器1可识别的数字信号。该设备选用美国国家仪器（NationalInstruments）数据采集系统NI9234型，具有3个性能参数完全一致的通道，且在工作时两个通道保持同步采集数据。本实施例中的双传声器阵列4，用于采集声场的压力幅值、相位和空间信息。本实施例中的传声器均为标准1/2英寸电容式传声器，两个传声器中心间距为12毫米，测试的频率范围为120Hz至5000Hz；本实施例中的超声波距离传感器5，用于定位待测目标点并测量目标点与传感器之间的距离；如图2和图3所示，本实施例利用手持支架7将双传声器阵列4和超声波距离传感器5组装在一起，且超声波距离传感器5的探头位于两个传声器的中线位置。本实施例中的摄像头6，用于采集待测噪声源的视频画面。如图4所示，本实施例利用可伸缩的固定支架8调节和固定摄像头6。实施例2：本实施例中的便携式二维声强成像仪与实施例1的区别在于，第一传声器401与第二传声器402的中心间距为50毫米，对应的测试范围为30Hz至1200Hz。双传声器阵列4的测量频率范围由第一传声器401与第二传声器402的中心间距决定，测试时根据测试环境的特性设置传声器间距。对于超过5000Hz的高频噪声测试，应使用标准1/4英寸传声器。实施例3：本实施例中的便携式二维声强成像仪与实施例1的区别在于，测试前需要对传声器阵列4进行相位和幅值标定。由于相位失配是声强测试最主要的误差源，所以在测量前应使用校准器或均匀平面波声场对阵列进行校准。实施例4：本实施例中的便携式二维声强成像仪与实施例1的区别在于，测试环境中若存在高速气流，双传声器阵列4前端应使用防风罩以消除测试误差，防风罩可为草帽状，帽体部分为双传声器阵列防风，帽沿部分通过螺栓固定在成像仪上。以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式二维声强成像仪，其特征在于：包括手持支架和固定其上的双传声器阵列、超声波距离传感器以及固定支架及固定其上的摄像头；所述超声波距离传感器的探头位于双传声器阵列的两个传声器的中线上；所述双传声器阵列和超声波距离传感器的信号输出端分别与模/数转换板的输入端信号连接；所述模/数转换板的输出端与增益放大器的输入端信号连接；所述增益放大器的输出端与控制器的输入端信号连接；所述摄像头的信号输出端与控制器的输入端连接，所述摄像头安装在固定支架上，所述双传声器阵列和超声波距离传感器固定在手持支架上。

【技术特征摘要】
1.一种便携式二维声强成像仪，其特征在于：包括手持支架和固定其上的双传声器阵列、超声波距离传感器以及固定支架及固定其上的摄像头；所述超声波距离传感器的探头位于双传声器阵列的两个传声器的中线上；所述双传声器阵列和超声波距离传感器的信号输出端分别与模/数转换板的输入端信号连接；所述模/数转换板的输出端与增益放大器的输入端信号连接；所述增益放大器的输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇，王晖，赵珩，
申请(专利权)人：华晨汽车集团控股有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21