[發(fā)明專利]不規(guī)則單全息聲壓測(cè)量面分離非自由聲場(chǎng)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110049761.2
• 申請(qǐng)日: 2011-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN102183298A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧奐采
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01H17/00
• 分類號(hào): G01H17/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種不規(guī)則單全息聲壓測(cè)量面分離非自由聲場(chǎng)的方法。

背景技術(shù)

一般情況下，測(cè)試一個(gè)聲源的聲輻射強(qiáng)度，或評(píng)估某個(gè)噪聲源對(duì)周圍環(huán)境的干擾和影響程度，需要把該聲源結(jié)構(gòu)移至具有自由聲場(chǎng)的消聲室內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。但很多情況下這種做法是不現(xiàn)實(shí)的，無法實(shí)現(xiàn)。如流水線上產(chǎn)品噪聲的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和評(píng)估。為了能夠在聲源工作的狀態(tài)下，對(duì)其有效測(cè)量和評(píng)估，聲場(chǎng)分離方法是最終的解決方案。

1956年，Pachner首次提出使用兩個(gè)不同半徑的同心球形全息測(cè)量面，分離聲場(chǎng)中的行波和駐波。1980年，Weinreich和Arnold同樣使用了兩個(gè)半徑分別為58.1cm和72.6cm的同心球形全息測(cè)量面，分離和重構(gòu)在小全息面內(nèi)的聲源和在大全息面外的聲源。2007年，國(guó)內(nèi)學(xué)者李衛(wèi)兵等用同Weinreich和Arnold相似的研究方法、分離由剛性散射球源和點(diǎn)聲源組成的聲場(chǎng)，得到一些仿真計(jì)算結(jié)果。2008年C.X.Bi、X.Z.Chen和J.Chen使用系列等效聲源法表達(dá)聲場(chǎng)的聲壓，在近場(chǎng)布置兩個(gè)間隔7.5cm的平行全息平面，分離和重構(gòu)位于全息面兩側(cè)兩個(gè)喇叭輻射的聲場(chǎng)。

以上提到的各位學(xué)者研究的聲場(chǎng)分離方法，都是使用兩個(gè)間隙很近的、共形的全息測(cè)量面。如果聲源的結(jié)構(gòu)非常大，精確布置兩層平行、共形、規(guī)則幾何形狀的傳感器陣列，難度大、成本高、時(shí)間長(zhǎng)。2007年，F(xiàn)innJacobsen和Virginie?Jaud提出了只用一個(gè)全息測(cè)量面的聲場(chǎng)分離方法。但是，為了識(shí)別和分離全息面兩側(cè)的聲源，在全息面的每個(gè)測(cè)量點(diǎn)上必須同時(shí)測(cè)量聲壓和空氣粒子速度。空氣粒子速度是矢量，可以用來指出聲源在全息面的哪一側(cè)。使用平面波函數(shù)作為基函數(shù)表達(dá)聲場(chǎng)的聲壓，即基于統(tǒng)計(jì)最優(yōu)的近場(chǎng)聲全息方法，并在實(shí)驗(yàn)室對(duì)一個(gè)點(diǎn)聲源和一個(gè)直升機(jī)的齒輪箱形成的聲場(chǎng)進(jìn)行了聲場(chǎng)分離實(shí)驗(yàn)。

Finn?Jacobsen等提出的聲場(chǎng)分離方法雖然只使用一個(gè)全息測(cè)量面，但需要在所有測(cè)點(diǎn)上逐點(diǎn)掃描，測(cè)量其聲壓和空氣粒子速度?？諝饬Ｗ铀俣仁鞘噶浚瑴y(cè)量難度比測(cè)量聲壓大，耗時(shí)且成本高。由于聲壓和空氣粒子速度不是同時(shí)同步測(cè)量獲得的，因此，該方法只適用于穩(wěn)態(tài)聲場(chǎng)分離情況，不適用于瞬態(tài)聲場(chǎng)分離情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的現(xiàn)有聲場(chǎng)分離方法存在測(cè)量難度大、耗時(shí)且成本高、不適用于瞬態(tài)聲場(chǎng)分離情況的問題，提出一種測(cè)量方便、成本低、適用于瞬態(tài)聲場(chǎng)分離情況的不規(guī)則單全息聲壓測(cè)量面分離非自由聲場(chǎng)的方法。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案，

不規(guī)則單全息聲壓測(cè)量面分離非自由聲場(chǎng)的方法，其特征在于：按如下步驟進(jìn)行：

a、測(cè)量全息測(cè)量面上的聲壓值，在由目標(biāo)聲源和背景噪聲源構(gòu)成的聲場(chǎng)中布置全息測(cè)量面，在全息測(cè)量面節(jié)點(diǎn)上放置傳聲器；

b、選取全息測(cè)量面部分測(cè)點(diǎn)的聲壓值重構(gòu)其余測(cè)點(diǎn)的聲壓值，確定最優(yōu)展開項(xiàng)數(shù)；

把波動(dòng)方程在球坐標(biāo)下的完全解為：