[發明專利]一種基于傳聲器陣列的滾珠絲杠副噪聲測量方法

有效

• 申請號: 201510968803.0
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105466553B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 湯文成;周建榮;包達飛;徐楠楠;朱彥清
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種采用滾珠絲杠副輻射噪聲測量裝置測量噪聲的方法，其中，滾珠絲杠副輻射噪聲測量裝置，包括測試臺、信號采集單元以及信號處理單元，所述測試臺用于滾珠絲杠副安裝測試，所述滾珠絲杠副包括滾珠絲杠以及螺母，其特征在于：所述信號采集單元包括位置測量單元以及傳聲器陣列，所述位置測量單元設置在所述測試臺上用于測量所述螺母的位置，所述傳聲器陣列布置在所述測試臺的外側，所述傳聲器陣列包括分布在沿所述螺母移動方向上不同位置的至少兩個傳聲器；所述信號處理單元接收所述位置測量單元的位置信號和所述傳聲器的噪聲信號并根據位于不同位置的傳聲器計算出螺母在不同位置處的噪聲；其特征在于采用傳聲器陣列測量噪聲，包括如下步驟：

(1)采集傳聲器陣列接受的噪聲信號和螺母的位置信號；

(2)將螺母位置信號進行延時處理，使螺母位置信號與傳聲器陣列輸出信號同步；

(3)將同步處理后的噪聲信號和螺母位置信號按時間劃分為n個小段，n≥2；

(4)分別對每個小段信號進行近場波束形成處理；

(5)將處理后的n個小段信號合成，獲得滾珠絲杠副的噪聲信號。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟(2)包括如下子步驟：

(21)選定第R個傳聲器作為測量信號的參考傳聲器；

(22)將螺母位置信號延時，延時量t_c由下式確定：

其中，c為聲速，r_R(t_b)為測量起始時間傳聲器R到螺母的距離，R為1～M，M為傳聲器陣列中傳聲器的數量。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于：步驟(3)中，將同步后時域數據按螺母位置信號分為n個小段，位置信號p(t)劃分為[p(t₀),p(t₁),…,p(t_n-1)]，傳聲器陣列輸出信號S(t)劃分為[S(t₀),S(t₁),…,S(t_n-1)]；

位置信號和陣列信號的對應關系為：

位置為p(t_k)，對應陣列輸出為S(t_k)＝[s₁(t_k),s₂(t_k),…,s_M(t_k)]；

其中，k為0～n-1。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于：所述步驟(4)近場波束形成處理后的每小段陣列輸出信號S′(t_i)為：

其中，i為0～n-1；wi為p(t_i)位置處，陣列輸出信號相對于p(t₀)位置處的幅度補償系數；Δt_i為相對于p(t₀)位置的時延補償系數；ω_m為傳聲器m的信號相對于參考傳聲器R的幅度補償系數；τ_m為相對參考傳聲器R的延時：

其中，r_R(t₀)為p(t₀)位置時傳聲器R與目標聲源的距離，r_R(t_i)為p(t_i)位置時傳聲器R與目標聲源的距離；c為聲速；r_m(t_i)為p(t_i)位置時聲源到傳聲器m的距離。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于：所述步驟(5)，包括如下子步驟：

(51)對每小段陣列輸出信號S′(t_i)進行時域補零，信號變為S_i′(t)，信號長度為t；t＝t_i時，S_i′(t)＝S′(t_i)；t≠t_i時，S_i′(t)＝0；

(52)合成后的時域噪聲信號為：