基于聲學(xué)全息術(shù)的先進(jìn)噪聲測(cè)量系統(tǒng)
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基于上述原因，二大飛機(jī)制造廠在飛機(jī)通過(guò)噪聲測(cè)試中選用了NI的PXI-4462，因?yàn)樵搩x器具有很大的靈活性和可升級(jí)性，并且通道數(shù)量多。該模塊有4個(gè)輸入通道，其中24位的delta-sigma轉(zhuǎn)換器取樣速率高達(dá)204.8kS/s，在高達(dá)95kHz帶寬范圍內(nèi)可以提供將近120dB的動(dòng)態(tài)范圍，從而確保開(kāi)展精確聲音測(cè)量的工程師獲得很高的測(cè)量精度。
PXI-4462還可以配置多達(dá)8個(gè)通道的模塊，每個(gè)PXI基座可最多容納112個(gè)通道。通過(guò)噪聲測(cè)試一般要求使用低靈敏度的麥克風(fēng)(4mV/Pa)，測(cè)量聲壓范圍大約是50dB到170dB，因此24位ADC的動(dòng)態(tài)范圍非常重要。PXI-4462還包含了用于麥克風(fēng)和加速計(jì)的反折疊保護(hù)和集成電子壓電(IEPE)調(diào)節(jié)功能，可降低所需的信號(hào)調(diào)節(jié)成本。
在通過(guò)性測(cè)試中所有通道要求嚴(yán)格同步。在典型的飛機(jī)測(cè)試中，每隔幾分鐘就有一架飛機(jī)經(jīng)過(guò)麥克風(fēng)陣列，記錄時(shí)間為16秒，如圖1所示。在下一架飛機(jī)通過(guò)之前必須要捕捉完所有數(shù)據(jù)，并送往中央電腦進(jìn)行分析。在采用PXI平臺(tái)的另外一個(gè)例子中，飛機(jī)制造商同時(shí)對(duì)320個(gè)通道進(jìn)行取樣。他們將使用帶多個(gè)控制器的多個(gè)基座。由于每個(gè)基座中都使用了時(shí)序和觸發(fā)器模塊(PXI-665X)，因此每個(gè)基座之間的距離可以超過(guò)30m。PXI-665X可以保證同一基座中不同模塊之間的嚴(yán)格同步。它還能將時(shí)序和同步技術(shù)擴(kuò)展應(yīng)用到多個(gè)基座。NI PXX-665X時(shí)序和同步控制模塊利用觸發(fā)器總線、星型觸發(fā)器和PXI的系統(tǒng)參考時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)高級(jí)的多器件或多基座同步。
圖1：在典型的飛機(jī)測(cè)試中，每隔幾分鐘就有一架飛機(jī)經(jīng)過(guò)麥克風(fēng)陣列，記錄時(shí)間為16秒。
在該架構(gòu)中，由主基座控制時(shí)序和觸發(fā)，從基座分配時(shí)鐘、控制本地?cái)?shù)據(jù)捕獲并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁盤。中央CPU用作主要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(在以太網(wǎng)上移動(dòng)數(shù)據(jù))和分析引擎。
高強(qiáng)度聲學(xué)測(cè)試設(shè)備的控制和測(cè)量
在航空測(cè)試應(yīng)用中的另外一個(gè)使用PXI的例子中，高強(qiáng)度聲學(xué)測(cè)試設(shè)備最近在韓國(guó)航空研究院(KARI)正式開(kāi)放。PXI數(shù)據(jù)捕獲模塊用于控制聲學(xué)室，并接收來(lái)自被測(cè)衛(wèi)星的192通道動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。
在這種裝置中對(duì)太空船進(jìn)行測(cè)試以驗(yàn)證它們?cè)诎绹?guó)、中國(guó)、印度、俄國(guó)和歐洲在內(nèi)的各種運(yùn)載火箭的高強(qiáng)度聲學(xué)環(huán)境中的可靠性。來(lái)自引擎排氣裝置的很大噪聲可能會(huì)造成負(fù)載和運(yùn)載火箭的疲勞性損壞。例如，在聲學(xué)環(huán)境測(cè)試中用于KOMPSAT2的太陽(yáng)能電池會(huì)被145dB的聲音毀壞。因此需要對(duì)聲學(xué)室的聲音頻譜加以控制以保持與所用運(yùn)載火箭的一致性。
用于衛(wèi)星測(cè)試的回響室裝置體積是1228立方米，能夠在25Hz到10,000Hz頻率范圍內(nèi)提供152dB的聲學(xué)環(huán)境。該裝置由一個(gè)大型回響室、聲能產(chǎn)生系統(tǒng)、氣態(tài)氮供應(yīng)系統(tǒng)、聲學(xué)控制系統(tǒng)、震動(dòng)控制系統(tǒng)和多通道數(shù)量動(dòng)態(tài)信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。為了在聲學(xué)室產(chǎn)生高強(qiáng)度聲音，一般采用帶氣態(tài)氮發(fā)生器的聲學(xué)調(diào)制器(基本上是大型號(hào)角)。
程序的GUI可以在被實(shí)時(shí)監(jiān)視的八個(gè)通道的每1/3倍頻段上顯示SPL。高亮藍(lán)線代表頻段內(nèi)SPL上限和下限的告警電平。如圖6所示。
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評(píng)論