噪声测量噪声源识别与定位的方法简析

噪声测量：噪声源识别与定位的办法简析噪声测量的一项重要内容就是预计和寻找产生噪声的声源。拟定噪声源位置是实施控制噪声方法的先决条件。从声源上控制噪声能够大大减轻噪声治理的工作量，并且对增进生产低噪声产品研制，提高产品质量和寿命有直接效果，同时噪声源识别技术是声学测量技术的综合运用，含有很强的技术性。因此，噪声源识别有很大的现实意义。噪声源识别的本质在于对的地判断作为重要噪声源的具体发声零部件，重要辐射部分。有时还规定对噪声源的特点及其变化规律有所理解。噪声源识别的规定有下列两个重要方面：拟定噪声源的特性，涉及声源类别，频率特性，变化规律和传输通道等。在复杂的机械中，用一种测量办法要明确分辨声源的主次及其特性事实上往往是比较困难的。因此经常需要综合应用多个测量办法和信号解决技术，方便最后达成明确识别的目的。拟定噪声产生的部位、重要的发声部件等以及各噪声源在总声级中的比重。对多声源噪声，控制噪声的重要办法之一是找到发声部件中占噪声总声级中比重最大的声源噪声，采用方法进行降噪，可达成事半功倍的效果。噪声源识别办法诸多，从复杂程度、精度高低以及费用大小等方面都有不少的差别，实际使用时可根据研究对象的具体规定，结合人力物力的可能条件综合考虑后予以拟定。具体说来，噪声源识别办法大致上可分为二类：第一类是常规的声学测量与分析办法，涉及分别运行法、分别覆盖法、近场测量法、表面速度测量法等。第二类是声信号解决办法，它是基于近代信号分析理论而发展起来的，象声强法、表面强度法、谱分析、倒频谱分析、互有关与互谱分析、相干分析等都属于这一类办法。在不同研究阶段能够根据声源的复杂程度与研究工作的规定，选用不同的识别办法或将几个办法配合使用。声学测量法人的听觉系统含有比最复杂的噪声测量系统更精确的分辨不同声音的能力，通过长久实践锻炼的人，有可能主观判断噪声声源的频率和位置。有经验的操作、检查人员在生产现场就能从机器运转的噪声中判断与否正常，并能鉴定造成异常的因素。这种主观评价法在生产实际中往往是很有用的。为了避免其它干扰因素，还能够借助医用听诊器等。然而，主观判断法并非是人人能达成判断效果的，由于其带有主观因素，同样的机器噪声，不同的人鉴别的成果往往不一致。另外，主观评价法也无法对噪声源作定量的评价。因此，人们经常采用声学测量和信号分析等办法。声压法1.近场测量法这种办法简便易行，普通用于寻找机器的重要噪声源。具体做法是用声级计在紧靠机器的表面扫描，并从声级计的批示值大小来拟定噪声源的部位。根据声学原理，近场测量法的对的性是有条件的。传声器测得的声级重要应是靠近的某个噪声源引发的，而其它噪声源对测量值没有影响或影响很小。但是某一点的声场总会受到附近其它声源的混杂，特别是在车间现场。因此近场测量法不能提供精确的测量值。因此这种办法普通用于机器噪声源的粗略定位。

2.选择运行法选择运行法就是设法将机器中的运转零部件按测量规定逐级连接或逐级分离进行运行，分别测得部分零件的声级及其在机器整体运行时总声级中所占的份额，从而拟定重要噪声源的办法。这种办法对复杂的机器，特别是多级齿轮传动机器的噪声源识别相称有用。固然这种办法只有当机器的各部分能够分别脱开运行的状况下才干使用。例如，要预计风机的电机和电扇产生的噪声，能够断开电扇，只开动电机，测量电机的噪声。由电机的噪声级和频谱与风机总噪声级和频谱，根据声级叠加原理可预计出电扇噪声的声级和频谱。在测量电机的噪声时，应当保持电机的负荷不变。风机噪声与电机噪声的差别越大，电扇噪声的预计精确度越高。3.选择覆盖法对于不能变化运行状态的状况，普通采用选择覆盖法识别噪声源。这种办法用隔声材料（铅板）把机器各部分分别覆盖起来以测定未覆盖部分的噪声以拟定噪声源。覆盖层（隔声罩）要专门设计以确保覆盖后的噪声比覆盖前小10dB。测某一部位的噪声时要将其它部位覆盖起来，这样就相称于分别测取了各个独立的噪声源。将各部位测得的噪声大小进行比较即可找出重要噪声源。隔声罩可用1～1.5mrn厚的铅板罩住机器的某部分，罩内填矿棉或玻璃纤维。这种覆盖技术大概能够减少噪声10～15dBA，故易与未覆盖的振动面分辨开。但是，这种办法合用于识别中频和高频噪声，由于隔声罩的低频隔声能力很差。也能够根据噪声特性来分辨。例如，测量发动机的机械噪声和排气噪声时能够把排气管引到墙外，并对缝隙密封。在室内能够测得发动机的机械噪声，在墙外能够测量排气噪声。声强法在三维流体声场中，声强矢量等于有效声强矢量与声强偏差的矢量和。声强偏差表征声场中局部区域内声能流，其矢量流线为环状。窄频域中声强偏差普通是非零有旋矢量，因此，窄频带中声强矢量不一定是沿径向背离声源的。各频率点声强矢量流线普通是曲线形状，特别是在近场或反射波较强的区域，声强流线的曲率半径较小，有些频率点声强矢量甚至指向声源，这阐明由声场中几点处单一频率声强矢量不能推断出声源所在方位。随着频率带宽的增加，声强偏差的影响减少。当声强偏差值能够无视时，声强矢量等于有效声强矢量。声强矢量流线代表声场中实际功率流线，即由声源出发到无限远区域或功率吸取点终止。在这种状况下根据不在一种平面上的几点声强矢量能够判断声源所在方位。用于声源定位的分析频率带宽普通不应窄于1/3倍频程带宽；根据经验，最佳选用包含几个倍频程带宽的频带为分析频率带宽。某点处声强矢量由该点处3个正交方向上声强测量值估算。例如，在笛卡尔坐标空间中，若在3个正交轴向上声强测量值为Ix、Iy和Iz，则声强矢量幅值为：声强矢量与x、y、z轴向的夹角分别为普通状况下，用声强技术定位声源是非常耗费时间的，除非声强仪能同时测量声强矢量的三个正交轴向分量，否则每点处要进行三次测量才干拟定其声强矢量。声源定位精度重要与流体声场特性有关，对于阻性声场，声源定位精度普通较高。应用少数几点处声强矢量定位声源时，定位精度与测点位置选择有关。测点位置最佳均匀地分布在声源周边，一旦声源位置初步拟定后，与声源相距较远的测点处的声强矢量应当抛弃。如果声场中声强矢量空间分布已测定，则声源和功率吸取点的位置就能容易地拟定。声强技术还能非常有效地用于寻找隔墙或封闭空间的漏声位置，检查隔声室、消声室和隔声罩等封闭空间的隔声质量。在隔声实验以前，声强技术能够用于检查测试构件的密封状况。当声场是几个声源辐射场的迭加时，声强技术能够用于寻找重要辐射声源；按辐射声功率大小次序排列声源。对于复杂机器的声辐射，能够应用扫描式测量办法测量机器的各部分（表面）声辐射功率，找出重要声辐射区域或部件。我们懂得，在点声源或其组合声源辐射近场中，瞬态声强无功分量远不不大于其有功分量。但反过来就不一定成立，即当某物体表面附近有很强的瞬态声强无功分量时，并不意味着该物体是声源。例如，在封闭室内混响声场中。另外，近场中瞬态声强无功分量的大小不能反映声源辐射效率的强弱。因此，瞬态声强无功分量（复数声强的虚部）只能是声源定位的一种辅助手段，用于初步分析。阵列法传声器阵列是由许多传声器按一定方式排列构成的阵列，含有强指向性，可用来测定声源的空间分布，即求出声源的位置和强度，因而可识别机车行进时的噪声源。将数字技术应用于声望远镜，能够实现声望远镜的空间自动扫描。因此，能够对高速运动的声源（例如火车、飞机）进行分析，并对接受的声信号进行频谱分析，从而得出不同频段内声源的空间分布。现在使用最广泛的办法是把传声器排列在直线上，此系统称为线列阵指向性系统。线列阵运用许多拾声点上接受信号的干涉效应而产生的指向性。但这种等间距、等强度的线列阵的旁瓣比较大，如果各传声器的信号按一定规则修正，则能够克制旁瓣。惯用传声器阵按照契比雪夫级数的系数修正。这样可使主瓣变宽但旁瓣下降30dB。传声器阵可用模拟电路来完毕，但现在普通采用数字办法解决。将传声器输出信号采样，经模数转换送入计算机，通过计算机自动更换聚焦点位置，在xy线上扫描，得出xy线上声源强度的分布，同时用快速傅里叶变换计算出各点的频谱。用线列阵传声器每次只能测定分布在一条线上的声源，如果要同时分析几个方向的声源的分布状况，则必须使用几个传声器阵列或方阵。传声器阵望远镜的另一原理是：首先对声望远镜中两个传声器输出信号做互有关，然后运用时延做快速傅里叶变换求出频谱。频谱与两个传声器的距离有关,用两个传声器距离做快速傅里叶变换即可得到从不同方向传来的不同频带声波的强度关系。信号分析法时域分析法根据各声源或声源各部分时间特性的差别来识别，它对有离散谱的信号更为适宜。如果机器产生脉冲噪声，可统计噪声的时间历程。在双线性示波器上显示，另用一路显示标记脉冲，由机器某运动部分触发以使噪声和机械动作相联系。一旦噪声信号与机械振动联系起来就可拟定噪声来自振动部分。平均技术是时域分析法的发展。有时在噪声和振动时间历程中，由于背景噪声太高，难以分辨离散重复事件。把背景噪声按机器工作一周分段，用许多周的信号求平均，无周期性部分信号多次平均后增加较慢，而周期信号增加较快，因此可检出周期信号。普通取10～100工作周期信号平均，以明显区别出重复事件。平均过程运用计算机来完毕频域分析法如果噪声源的噪声在不同频率区域，能够采用窄带频谱分析法。用加速度计测量噪声源的振动，用传声器测量某点的声压，求出它们的频谱进行分析。某噪声源的振动信号频谱的重要部分和声信号频谱的重要部分位于相似频率区域，或在某些频率都有峰值，即可认为这一噪声源是重要噪声源。如果几部机器或一部机器各部分发声的频谱不同并且已知时，测量总噪声谱能够分析出各部分对总噪声的奉献。有关分析法如果同时存在许多噪声