当前位置：

 

声学照相机

Sound Camera 

一、声源定位意义

       声音无处不在，特别是在我们日常使用的产品中更是如此。通常人们把不想听到的声音称为噪音，其实声音也是判断产品是否正常工作的一个标志。 因此全球各地的工程设计团队都努力的在开发阶段就降低产品的噪音。降低噪音的关键是快速的识别噪音的来源。声学照相机是一种基于波束成型的声源定位仪器，它可以快速准确地识别声源，而且其测量过程简便，测量结果也易于理解。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二、声学照相机硬件介绍

       Simcenter 声学照相机数字阵列是一款可用于声源定位的模块化高品质数字麦克风阵列，可用于声源定位。这是一款易于设置和使用的工具，可帮助一般用户和专业工程师快速、准确地识别声学故障。

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                  中心                                   短臂                                     长臂

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       

       该阵列的中心部分集成所有电子设备、 麦克风和广角照相机。其频率范围可高达20KHz。它通常在声源附近和有限的空间中使用，主要针对中高频声源。该阵列的尺寸可通过添加九个短臂（每个短臂带四个麦克风）进行增加，使其成为一个全方位阵列。该阵列适用于在宽为±2m的对象上定位声源，通常与对象距离<1m以便优化定位结果。为了提高空间分辨率，可以将该阵列移入近场，此时广角摄像机可以在近距离的范围内对被测对象进行拍摄。该阵列还可以通过安装若干长臂（每个长臂包含八个麦克风）进行扩充，扩充后的阵列在定位低频声源和难以在声源对象附近测量时非常有用，可以提高空间分辨率。该阵列使波束成形保持10dB以上的高动态范围。这样便可在同一频带内检测不同级别的声源。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                            便携式工具箱                             支持选用不同臂长                            接线面板

 

三、声学照相机工作原理简介

       声场的测量多采用应用广泛的麦克风阵列方式。该定位方法分波束成形法、高分辨率方法及波 达时延差方法。其中波束成形法是利用声阵列进行声场信号采样，基于“延时 ＆ 累加”波束成型原理对信号进行叠加。

       如图3-1所示，声源平面上有一点声源q在时刻t的位置为( xq，yq，zq ) ，传声器阵列中第i个传声器mi的位置为( xi，yi，zi ) ，Diq是时刻t点声源q到mi的距离。各传声器测量到的来自声源点q的信号的相位关系是确定的。用延迟累加波束形成方法对各传声器测量信号进行处理，可得到q点声源的声场值。使用相同的处理方法遍历整个声源表面，即可得到整个面的声场分布从而识别出声源位置。

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

                               

     

图3-1 波束成型原理图

 

       声源点q在t时刻发射的声波到达传声器mi的时刻是t+Diq /c。根据“延迟-累加”波束形成原理，平面阵列聚焦的声源点q的波束形成输出为:

 

 

       其中: Dmin为参考距离；c为声速；ωi为阵列的空间窗函数；M为传声器的总数。

四、软件和性能介绍

       Simcenter 声学照相机启动后，会立即实时显示声源所在的位置。对诸如平均算法、显示设置和关心的频率范围所做的更改也会立即应用。这样用户便可快速定位声源。结果可以存储为图片或视频格式，并使用关键参数和用户备注进行注释，可便捷的导出报告和讨论结果。

参考显示和扩展显示缩放功能可方便的比较噪声绝对值和分布果。无论是在现场还是稍后在试验室回放记录的数据，用户均可深入研究测量数据，而不仅仅是视频回放，并可以进行进一步的数据分析。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

实时显示声场云图

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

选择关心的频率段并进行测试记录回放

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

对原始数据进行频谱对比分析

 

五、声学照相机应用场景

（1）汽车与交通运输行业

       Simcenter声学照相机拥有多种功能，且具备很强的灵活性，可以帮助汽车设计工程团队快速的进行声源定位。它可被用于各个方面的噪音研究，例如声泄露检测、传动系统噪声鉴定、关门声、雨刮器噪音和刹车噪音等。   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（2） 快速消费品和白色家电

        在快速消费品和白色家电领域，品牌影响力极其重要。产品声品质设计是决定品牌成败的关键因素，因此许多企业都斥巨资着力打造完美的声品质。使用Simcenter声学照相机可以快速准确的发现声学问题，使工程师能够将精力集中在所需解决的问题上。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（3）重型设备和工程机械

       在试验室或现场评估推土机或挖掘机等重型工程机械的噪声问题时，通过Simcenter声学照相机可以识别需要优化的零部件，从而减少产品的总体噪声。同时，这也有助于提升工程机械产品的品牌影响力。