[發明專利]用于振動和噪聲映射的緊湊系統和方法

有效

• 申請號: 201780087765.5
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN110325835B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: S.瑟利克;F.S.奧茲坎;K.N.阿迪爾;A.特科利
• 申請（專利權）人: 福特汽車薩納伊股份有限公司
• 主分類號: G01M13/028
• 分類號: G01M13/028;G01H1/00;G01M15/12;G01H17/00;G01M17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜云霞;陳浩然

本發明涉及至少一個振動測量傳感器(3)，其適于隨著移動機械系統測量在測試對象(O)上形成的振動；至少一個噪聲測量傳感器(4)，其適于在至少一個方向上，即在一個軸線上測量聲強和/或粒子速度和/或聲壓；以及，振動和噪聲映射系統(1)，其適于控制振動測量傳感器(3)和噪聲測量傳感器(4)，以根據從這些單元(3，4)獲得的數據提供測試對象(O)的振動和聲學性能數據，并識別測試對象(O)上有問題或需要進一步研究的區域，以便改進其振動和聲學性能，并控制測試對象(O)諸如移動機械系統在不同條件下的操作。

技術領域

本發明涉及一種用于振動和噪聲映射的緊湊系統和方法，該系統和方法便于生成振動和噪聲源的振動和噪聲圖，并快速識別需要改進和/或有問題的區域。

背景技術

動態機械系統，例如汽車或家用電器中使用的馬達，由于其移動部件導致振動并產生噪聲。然而，振動和噪聲都具有生理和心理影響，并對人類健康有直接影響。因此，近年來機械系統的振動和聲學性能已成為影響客戶滿意度的最重要參數之一。振動和聲學性能在消聲室和/或混響室中測量。

在振動和聲學性能不符合目標值的情況下，用于識別和解決問題的方法簡要說明如下。

一種用于識別問題的方法是在移動機械系統的表面上安裝多個振動傳感器，以及同時使用近場麥克風用于多個位置。如果在確定的位置未能識別振動和噪聲源，則在將振動傳感器和麥克風手動移動到不同位置后，重復測量。需要移動傳感器的最重要原因是數據采集系統中的通道的有限數量。重復的每一次測量都需要數天的數據收集和數據處理。此外，上述測量方法不能確定振動和噪聲的取向向量。

另一種用于定位噪聲源的方法是通過聲學相機進行測量。聲學相機的麥克風放置在移動機械系統前方，并且同時收集實時數據；使用算法將收集的數據處理到相機拍攝的圖像上。作為測量的結果，獲得噪聲源的聲學圖。然而，關于噪聲向量取向的信息不能通過這種方法獲得。

另一種用于定位噪聲源的方法是聲全息測量方法。與聲學相機方法相比，只有近場聲學測量和回聲環境中的聲學測量可以被執行，并且聲學取向向量可以通過該方法被繪制。

另一種用于定位噪聲源的方法是聲強測量方法。在這種方法中，從噪聲源周圍的多于一個位置收集數據。測量位置在軟件上手動標記，并且這些位置被連接以形成表面并獲得殼模型。對聲強測量結果進行了分析，并得到了僅殼模型的噪聲圖。利用本技術，必需將聲強探針放置在載體單元(優選為工業機器人)上，以便能夠在移動機械系統（而不需要人力）的測試中使用該方法。GmbH具有集成到機器人手臂上的聲強測量系統。此外，Microflown Technologies提供了一種特殊的聲強測量傳感器(WO99/35470 A1)。

用于確定振動水平的另一種方法是非接觸式振動測量方法。這是一種通過使用至少一個干涉儀測量從源發出的振動而不與源接觸的方法。通過分析干涉儀收集的數據，可以僅在三維殼模型上生成振動圖。Polytec GmbH開發了掃描儀型干涉儀，并將它們集成到工業機器人的手臂上，并已證明該方法可以更快地應用于已經上市的產品“RoboVib”。Polytec GmbH持有與所述測量方法相關的美國專利第2004/125378號。

然而，不可能通過這些測量以快速和實用的方式確定哪個機械系統元件是振動和噪聲問題的來源。

不同的設備和方法用于識別振動和噪聲的取向向量。然而，這些測量只能使用現有技術手動進行，并因此需要很長時間。

另一方面，本發明提出了一種用于振動和噪聲映射的緊湊系統和方法，由此可以在非常短的時間內確定移動機械系統的噪聲和/或振動問題，并且可以詳細檢查和報告這些問題。

發明內容

發明目的