便携式多功能噪声特性测试分析仪

    0 引言

    常规压缩机噪声声功率级采用传统的声级计进行测试,测试内容包括基准体尺寸、测量表面积、测点位置、所有测点的A计权声压级及倍频程声压级、测点背景噪声声压级、修正值、A计权声功率级及倍频程声功率级等测试数据,记录繁琐、手工计算复杂、精度较低,导致测试效率下降。此外,虽然传统声级计体积小,测量方便,但功能不能扩充,且硬件已经固定。目前基于PC机+采集卡式开发的一些声音测试分析系统功能虽然得到加强,但体积较为庞大,携带和工作很不方便,为了适应现场快速测试分析噪声的需要,开发一种便于携带、便于现场使用的多功能噪声特性测试分析系统具有重要的意义。

    1 压缩机噪声测定方法[1-2]

    1. 1 测量表面

    测量表面为一个位于反射平面上的与基准体几何相似的矩形六面体表面(不包括反射平面)。各面与基准体对应面平行且相距1 m.它的表面积S按下式计算:

S=4(ab+bc+ac)

    式中:a, b分别为测量面长、宽的1/2,m;c为测量面的高,m.

    1. 2 表面声压级

    声压是有效声压的简称,对一定的时间间隔,瞬时声压的均方根值为有效声压值。声压级反映了声音强度对人响度感觉的影响。测量表面平均声压级Lp按下式计算:

    式中:Lp为测量表面平均A计权声压级或倍频程声压级, dB(基准值为20@10-5Pa);Lpi为修正后的第i点的A计权声压级或倍频程声压级, dB(基准值为20@10-5Pa)N为测点总数。

    1. 3 声功率级

    单位时间内通过垂直于声传播方向的面积的平均声能量为平均声功率。声功率级LW按下式计算:

LW=(Lp-K)+10lg(S/S0)

    式中:LW为A计权声功率级或倍频程声功率级, dB(基准值为1@10-12W);Lp为测量表面平均A计权声压级或倍频程声压级,dB(基准值为20@10-5Pa);K为环境修正值,dB;S为测量表面面积,m2;S0为基准面积,取为1 m2.

    2 便携式多功能噪声特性测试仪硬件结构

    噪声信号的数据采集是动态数据采集,采用笔记本计算机、USB采集卡(USB9233)与声压传感器(4189系列)组建噪声特性测试分析系统,总体硬件结构如图1所示。

    3 软件结构

    噪声特性测试分析仪采用LabVIEW软件平台开发,软件运行后,程序驱动采集卡硬件进行测试分析工作,完成对声压信号的读取、分析、计算、存储等功能,其软件结构图如图2所示。

    3. 1 噪声信号采集与时频域显示

    噪声信号的采集通过DAQmx中的创建虚拟通道、定时、开始任务、读取、清除任务5个子函数驱动采集硬件完成,首先在参数设置中设置相应的测试要求,然后即可进行各种噪声测试工作,系统的默认设置为9233的0通道采集,伪差分连接方式,采样频率为40 kHz.