[發(fā)明專利]排氣系統(tǒng)氣流嘯叫聲快速定位系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910762945.X
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110456310B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設計）人: 盧熾華;朱亞偉;劉志恩;彭輔明;李曉龍;謝麗萍
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01S5/22
• 分類號: G01S5/22
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡琳萍

1.一種排氣系統(tǒng)氣流嘯叫聲快速定位系統(tǒng)，用于模擬發(fā)動機排氣氣流的氣流發(fā)生裝置與待測排氣系統(tǒng)連通，其特征在于：待測排氣系統(tǒng)的上、下游管道上分別布置一個聲壓傳感器，上游聲壓傳感器前和下游聲壓傳感器后分別布置一個絕對消聲器，上游聲壓傳感器和上游的絕對消聲器之間外接一只聲源；上游的絕對消聲器前設置一個流量計；各聲壓傳感器分別連接至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、聲源、流量計均與控制系統(tǒng)相連；

上述排氣系統(tǒng)氣流嘯叫聲快速定位系統(tǒng)在使用時包括如下步驟：

(1)將待測排氣系統(tǒng)裝在氣流發(fā)生裝置之上，將穩(wěn)壓氣流引入待測排氣系統(tǒng)之中，

(2)根據(jù)待測排氣系統(tǒng)出現(xiàn)嘯叫時發(fā)動機的進氣量和噴油量，計算此時的發(fā)動機的排氣流量Q；

(3)調(diào)節(jié)氣流發(fā)生裝置使發(fā)生的氣流量不小于待測排氣系統(tǒng)出現(xiàn)嘯叫時的實際排氣流量Q，在待測排氣系統(tǒng)中激勵出氣流嘯叫聲；

(4)通過聲壓傳感器采集排氣系統(tǒng)內(nèi)部的氣流再生噪聲S₁(n)和S₂(n)并進行頻譜分析，確定嘯叫聲的頻帶范圍(f₁,f₂)；

(5)根據(jù)嘯叫聲的頻帶范圍(f₁,f₂)，設計一個通帶為(f₁,f₂)帶通濾波器，對上、下游聲壓傳感器各自采集的信號S₁(n)和S₂(n)進行濾波處理，濾出氣流產(chǎn)生的嘯叫聲音信號s₁(n)和s₂(n)；

(6)打開聲源，播放嘯叫聲音信號s₁(n)，通過調(diào)節(jié)聲源的音量，使上、下游聲壓傳感器采集的聲音信號經(jīng)過帶通濾波器(f₁,f₂)，濾波得到嘯叫聲s_1f(n)和s_2f(n)分別比氣流產(chǎn)生的嘯叫音信號s₁(n)和s₂(n)高10dB以上，通過互相關(guān)時延估計算法得到聲源播放的嘯叫聲到達上、下游聲壓傳感器的時延為△t_f；

(7)關(guān)閉氣流，繼續(xù)播放嘯叫聲音信號s₁(n)，上、下游聲壓傳感器采集的聲音信號經(jīng)過帶通濾波器(f₁，f₂)，濾波得到的嘯叫聲分別為s_1s(n)和s_2s(n)，通過互相關(guān)時延估計算法得到聲源播放的嘯叫聲到達上、下游聲壓傳感器的時延為△t_s；

(8)計算上游聲壓傳感器到下游聲壓傳感器之間的聲音傳播路徑長度為

L＝c₀×△t_s

其中c₀為空氣中的聲音傳播速度；

(9)計算從上游到下游的氣流平均流速為

v＝L/△t_f-c₀

(10)設氣流嘯叫聲發(fā)生具體位置距離上、下游聲壓傳感器的聲音傳播路徑長度分別為L₁和L₂，則

L₁/(c₀-v)-L₂/(c₀+v)＝△t

L₁+L₂＝L

聯(lián)立兩式即可求得氣流嘯叫聲發(fā)生具體位置距離上、下游聲壓傳感器的傳播路徑長度L₁和L₂，從而可以確定氣流嘯叫聲發(fā)生的位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣系統(tǒng)氣流嘯叫聲快速定位系統(tǒng)，其特征在于：氣流發(fā)生裝置通過變頻器調(diào)節(jié)的輸出氣流量；在氣流發(fā)生裝置進氣口安裝進氣消聲系統(tǒng)，氣流發(fā)生裝置出口連接穩(wěn)壓箱，穩(wěn)壓箱后連接泄流閥，泄流閥位于流量計上游；控制系統(tǒng)與變頻器及泄流閥連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣系統(tǒng)氣流嘯叫聲快速定位系統(tǒng)，其特征在于：下游的絕對消聲器下游管道上設置一個管狀吸聲末端。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣系統(tǒng)氣流嘯叫聲快速定位系統(tǒng)，其特征在于：吸聲末端為錐形，錐形的尖端靠近下游的絕對消聲器設置。