[實(shí)用新型]一種用于地鐵環(huán)境振動與噪聲聯(lián)合測試的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520609310.3
• 申請日: 2015-08-13
• 公開（公告）號: CN204884132U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張巍;孫可;陸俊達(dá);孫遜;唐心煜;周遠(yuǎn)航;王曉敏;周發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)（蘇州）高新技術(shù)研究院
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;G01H9/00;G01P15/03;H04W84/18
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及城市軌道交通的振動和噪聲環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，是一種用于地鐵環(huán)境振動與噪聲聯(lián)合測試的無線裝置。

背景技術(shù)

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地鐵交通系統(tǒng)迅猛發(fā)展，在帶來便利的同時(shí)，其運(yùn)行引起的環(huán)境振動和噪聲等問題也日益突出，對周邊人群的日常生活和工作帶來一定困擾，甚至影響到人體健康。對城市地鐵運(yùn)行引起的環(huán)境振動和噪聲進(jìn)行現(xiàn)場測試是研究分析該問題的關(guān)鍵。

傳統(tǒng)的測試方式主要是通過有線傳輸進(jìn)行振動和噪聲數(shù)據(jù)的采集，這就需要鋪設(shè)冗雜的數(shù)據(jù)線路，而在類似地鐵隧道的復(fù)雜場地，如何布設(shè)臨時(shí)數(shù)據(jù)線路受到測試距離以及各種因素的制約。另外，傳統(tǒng)的測試裝置大都只能采集振動或噪聲其中一個(gè)評價(jià)量的數(shù)據(jù)，且獲取的數(shù)據(jù)一般還需要后期處理，無法快速準(zhǔn)確的同時(shí)獲得振動與噪聲水平。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對傳統(tǒng)設(shè)備采集數(shù)據(jù)單一性的不足以及提高數(shù)據(jù)處理分析效率，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種用于地鐵環(huán)境振動與噪聲聯(lián)合測試的無線裝置?？赏瑫r(shí)采集并實(shí)時(shí)處理振動及噪聲數(shù)據(jù)，避免了鋪設(shè)冗雜的數(shù)據(jù)線以及繁瑣的數(shù)據(jù)后期處理，快速獲取環(huán)境振動和噪聲水平，大大提高了測試的效率。本實(shí)用新型可為環(huán)境振動與噪聲污染情況調(diào)查以及防震減噪工作提供極大便利。

為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：一種用于地鐵環(huán)境振動與噪聲聯(lián)合測試的系統(tǒng)，包括便攜式PC(1)、基站節(jié)點(diǎn)(2)、一組終端節(jié)點(diǎn)(3)；其中終端節(jié)點(diǎn)包括LED顯示器(4)、外接振動加速度傳感器(5)及噪聲傳感器(6)；振動加速度傳感器(5)及噪聲傳感器(6)通過BNC接口與終端節(jié)點(diǎn)(3)連接，基站節(jié)點(diǎn)(2)和一組終端節(jié)點(diǎn)(3)為基于Zigbee通信的無線傳感網(wǎng)絡(luò)連接，基站節(jié)點(diǎn)通過數(shù)據(jù)線接便攜式PC(1)。

其中振動加速度傳感器(5)及噪聲傳感器(6)通過BNC接口與終端節(jié)點(diǎn)(3)連接，采集的加速度及聲壓數(shù)據(jù)在終端節(jié)點(diǎn)(3)內(nèi)轉(zhuǎn)換為環(huán)境評價(jià)中常用的計(jì)權(quán)振級和A聲級，其處理結(jié)果實(shí)時(shí)顯示于LED顯示器(4)。

各節(jié)點(diǎn)均由內(nèi)部時(shí)鐘完成時(shí)間同步；每一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可由BNC接口連接振動加速度傳感器及聲壓傳感器，同時(shí)采集振動加速度及聲壓級數(shù)據(jù)。

振動加速度傳感器需緊密固定在選定測區(qū)的地板上，噪聲傳感器則需懸掛于測區(qū)地板之上1.2m處；將振動與噪聲傳感器通過BNC接口與節(jié)點(diǎn)連接；各節(jié)點(diǎn)通過BNC接口現(xiàn)場配備振動加速度及噪聲或聲級傳感器，采集的加速度及聲壓數(shù)據(jù)通過節(jié)點(diǎn)內(nèi)嵌DSP芯片換算為環(huán)境評價(jià)中計(jì)權(quán)振級和聲級；所有的測試數(shù)據(jù)及處理結(jié)果均無線傳輸至與一組無線節(jié)點(diǎn)連接的基站并最終存儲在PC端。

終端節(jié)點(diǎn)設(shè)有LED顯示器(4)為通用8段LED數(shù)碼管顯示器，由通用接口連接在終端節(jié)點(diǎn)(3)。

終端節(jié)點(diǎn)內(nèi)置信號放大器即運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器輸出再進(jìn)入低通濾波器；然后低通濾波器輸出的模擬信號接ADC電路轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，再連接內(nèi)嵌DSP芯片。采集的振動及噪聲模擬信號先通過節(jié)點(diǎn)內(nèi)置的信號放大器OP2177運(yùn)算放大器進(jìn)行信號放大；再進(jìn)入低通濾波器進(jìn)行濾波；然后模擬信號通過ADC電路轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，再由內(nèi)嵌DSP芯片完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理。

采集的加速度及聲壓數(shù)據(jù)在終端節(jié)點(diǎn)(3)內(nèi)轉(zhuǎn)換為環(huán)境評價(jià)中常用的計(jì)權(quán)振級和A聲級，其處理結(jié)果實(shí)時(shí)顯示于LED顯示器(4)。完成測試后，所有的原始測試數(shù)據(jù)及換算處理結(jié)果通過無線傳輸協(xié)議由終端節(jié)點(diǎn)(3)傳輸?shù)竭_(dá)基站節(jié)點(diǎn)(2)，再通過USB數(shù)據(jù)線轉(zhuǎn)便攜式PC(1)。

用于地鐵環(huán)境振動與噪聲聯(lián)合測試的無線裝置中，終端節(jié)點(diǎn)(3)內(nèi)置DSP編程芯片及可充電鋰電池，可持續(xù)長時(shí)間的數(shù)據(jù)采集及處理；LED顯示器(4)為通用8段LED數(shù)碼管顯示器，用來動態(tài)顯示數(shù)據(jù)處理結(jié)果；振動加速度傳感器(5)為壓電式傳感器，噪聲傳感器(6)為電容式傳感器。

本實(shí)用新型的有益效果是，與常規(guī)測試相比：該裝置采用無線傳輸方式且節(jié)點(diǎn)自配供電單元，避免了現(xiàn)場拉線、布線工作；可實(shí)時(shí)獲取地鐵周邊環(huán)境的振動加速度(m/s²)和聲壓(Pa)兩個(gè)評價(jià)量的變化情況，并可在節(jié)點(diǎn)內(nèi)部直接轉(zhuǎn)換為環(huán)境評價(jià)中常用的計(jì)權(quán)振級(dB)和A聲級(dB)，避免了繁雜的后期數(shù)據(jù)處理過程。該裝置能夠?yàn)榈罔F周邊區(qū)域的振動與噪聲污染情況調(diào)查以及防震減噪工作提供便利。本實(shí)用新型安裝方便、移動靈活，可同時(shí)對地鐵環(huán)境振動和噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與處理。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的裝置工作流程示意圖。

具體實(shí)施方式