压缩机噪声的跟踪采样近场声全息实验研究

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应用近场声全息方法对噪声源的实验研究

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３・４
文章编号：０２— ８６２０）３— ０４— ５１０６８（０８００３０
应用近场声全息方法对噪声源的实验研究
宫延明。涛。志东金谢
（江大学化工机械研究所，江浙浙杭州３０２）１０７
中凰分类号：Ｑ５．Ｔｏ１８
文献标识码：Ａ
Ｔｈｓａｃ１ｔｅＮｏｓｏｓｅｔｃｔｎｂｈａ－ｅｄＨｏｏｒｐｙＭｅｈｄｅＲｅｅｒｈ０１ｈｉｅＳｕｅＬｄｎｉａｉｙｔｅＮｅｒｆｌｌｇａｈｔｏｉｆｏｉ
０前言
上世纪８０年代初提出的近场声全息技术（Ａ，ＮＨ）是可视化空间声场和定位噪声源的一种强有力工具。近场
声全息方法在过去的二十年里得到了很快的发展，一个从
得重要的应用。
１ＮＡＨ的理论发展
１１基于二维空间Ｆｕｉｒ变换的Ｎ．ｏｒｅＡＨ这是由Ｗｉｉｎｌａｓ和Ｍａｎｒｌｙａｄ在１８９０年提出的方法。在这个 ‘ ，声压是由一种平面的波叠加而成，Ｊ料，声场通过傅立叶换完成波数域的重建。波数显示了在空々
简单的概念，可以用来诊断噪音源和传输路径的成熟成为的工具。原始的近场声全息技术依靠傅立叶变换并允许
在一系列恒定坐标下的物体表面重建声场。近场声全息

压缩机噪声的跟踪采样近场声全息实验研究

（１）
复声压；ｒ）示等效源ｑ（ｎ表
源强，效源可以设置在声等
近场声全息技术主要针对稳态声场进行分析，在频域一和时域一。都可以计算。但是时域ＮＨ的计Ａ
源内部的任意位置；，和ｒｎ
摘要：降低噪声水平是提高产品质量的一个重要指标，识别噪声和振动源有助于采取针对性措施改进设计，从
而达到减振降噪的目的。近场声全息技术的三维可视化功能可以有效地重建声振场，识别噪声源的主要位置。针对工业
中广泛使用的旋转机械，出用跟踪采样技术结合近场声全息方法进行声场分析，以获取不同旋转区间的声场信息。提可
示声源的体积、界面以及边
近场声全息方法（ＡＮａ－ｅｄＡｏｓｃＨｌ — ＮＨ：ｅｒｆｌ照常规的平稳信号处理，损失旋会
转周期内的声场变化。若采用时域ＮＨ，Ａ无法体现辐射声场在一个旋转周期内各个区间的统计特性。为了获得更加丰富的信息，文提出一种简便的本方法对这一类的声场进行分析，采用分段重建的形即式分析一个周期内不同工作阶段的声场。根据旋转机
械结构的特殊性，只需要采集到旋转机械的旋转相位
角信息，可以对不同区间的声场进行分析。采用本就
方法简单有效，既可以分析不同工作阶段的声场，又无

基于声全息声强法的噪声检测研究

【】ｌａ．ｏｎｕｃｅｏｓｕｔｎＵｉａＭｃｐｏｅ１ＷｉｉＥＧＳｕｄＳｒｅｃｎｔｃｏｓｇｉｒｈｎｌｍｓｏＲｒｉｎｏ
采集４次为结束。分别在３个速度下（０ｎｎ５１０／、ｒａ５Ｏｍｎ７０ｎｎ采集噪声数据。Ｏ／ｉ、０／）４ｒ２ｒａ
…
４０
ｂ【Ｊｓ
＝行二＿
图６加入单位反馈后控制器抗干扰情况
但开环控制没有自动修正偏差的能力，抗扰动性较差，一般只应用于对精度要求不高的场合，由运４结束语动系统的开环传递函数Ｇ）表达式，可以得到磁悬浮从示波器的输出情况可以看出，在受到干扰情小球系统的开环极点况下，小球仍会偏离平衡位置，但是这个变化是有限Ｓ＝±、。２／
其中矩阵中的常数为（ｙ，）勘，ｏ０Ｚ取其值为。控制信
【］ｒｙｋｕａ￣ａａｕｋＡｂＡｖｎｅｅｈｏｇｎ３ＨｉｕｉＫｗｈ，Ｙｓｓｉ－ｏｄａｃｄＴｃｎｌｙｏｏ
Ｎｉｄｉｒｔｎｎｔｃｃｅ田．Ａ，９６０ｓａｂａｉｏｙｌｅｎＶｏｉＭｏｒｓｓＥ１９．
＝ｌ
（）１
其中ｃ独立于声场，但是和其与声源的距离有关，以上关系包括了所有的声场，对于角频函数也
收稿日期：０１ｌ — ４２１－１０基金项目：庆市科委资助项目（ＳＣ２０Ｂ２２重ＣＴ０９Ｂ２）作者简介：长勇（９２），邓１８一男山东德州人，讲师，工学硕士。主要研究汽车检测方向。２６

压缩机振动噪声综合特性测试分析技术研究

图1 锤击法硬件示意图对于压缩机部件结构锤击得到一个脉冲激励力信号，基金项目：大连大学科研平台校内基金项目。

通讯作者：王珍。

图2 固有频率模块界面固有频率模块硬件需要一个力锤、加速度传感器及数据采集卡组成。

软件功能模块利用LabVIEW编程实现，模块实现如图2所示，为压缩机管道的固有频率测试，从图中可以得到，压缩机配管系统的固有频率为74.1Hz，并且其2倍频148.2Hz、3倍频232.9Hz成分也很明显。

在此模块中，注意锤击信号长度要根据响应信号衰减长度截取，并且由于锤击和响应之间信号之间具有时间差，要根据互相关算法在响应信号中延迟截取开始点。

在频率响应函数中选用Hamming窗，RMS averaging平均模式，Exponential加权模式。

固有频率程序框图如图3所示。

3 声振相干分析原理及程序模块设计相干性是一种统计数据，可用于验证两个信号或数据之间的关系。

它在模块用于估算振动信号和响应信号之间的功率传输状况，可以使用它来估计压缩机振动与噪声之间的因果关系。

针对某个频率，其相位差恒定，幅值变化表现一致，说明这两信号中这个频率点的相干性较高。

用公式来表达两列信号x，y 的相干性计算，如下：2()()()()xy xy xx yy G f G f G f G f =（2）其中，G xy (f )为两列信号的互功率谱密度，G xx (f ) 和G yy (f )则是它们各自的自功率谱密度。

从公式中可以发现，相干性的取值范围是[0-1]。

1为完全相干，0为完全不相干。

声振相干硬件系统需要加速度传感器、传声器及数据采集卡。

模块设计界面如图4所示，图中是压缩机管图4 声振相干模块界面振动噪声相干分析模块运用了相干分析函数，把噪声信号与振动信号进行相干算法进行周期运算，运算次，每次运算的数据为5k，通过每次的迭代使得振动与噪声的相干系数更加明显。

在相干分析函数参数中平均模式为Vector averaging，加权模式为Exponential，选用高斯窗，窗参数为0.2，FRF H3。

离心压缩机噪声性能实验指导书汇总

实验二离心压缩机噪声性能实验一. 实验目的：1. 了解声级计和倍频程滤波器的工作原理及其使用方法。

2. 掌握离心压缩机噪声性能测试技术。

3. 掌握噪声实验数据处理方法。

二. 实验装置简图压缩机进气口噪声实验装置见图2-1，该压缩机是在做出气气动性能实验基础上进行噪声的测量，因此噪声源位置选择在进气口处。

图2-1压缩机进气口噪声测试实验装置三．声级计的结构和工作原理声级计是最基本的噪声测量仪器，一般由传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器、指示表头和电源等组成。

声级计的工作原理是：由传声器将声音转换成电信号，再由前置放大器变换阻抗，使传声器与衰减器匹配。

放大器将输出信号加到计权网络，对信号进行频率计权 ( 或外接滤波器 ) ，然后再经衰减器及放大器将信号放大到一定的幅值，送到有效值检波器 ( 或外接电平记录仪 ) ，在指示表头上给出噪声声级的数值。

其工作原理简图如下：图2-2 声级计工作原理图s压差计毕托管风机风管噪声大气压力计温度计 P est2 阀门声级计四．声级计的使用方法1．使用前的准备从便携箱中取出声级计和倍频程滤波器(二者合一成一个整体)，推开背面电池盖板，按电池匣内所示极性放入五节5号电池，推回盖板。

从小方盒中取出电容传声器，并旋到声级计头部，使长六边形开关置“电池检查”位置，约过30秒后指示灯发红色微光，由电表指示检查电池电力，电表指针应指示在红线范围内（如低于红线，表示电池电力不足，应更换电池）。

将开关放在“快”和“慢”，仪器即能正常工作。

2. 校正使用声级校准器校正：由于声级校准器产生1000HZ，94dB正弦声压，因此“计权网格”开关可以放在“线性”或A、B、、C计权位置。

由于声级计使用自由场响应的ND9型声级校准器，校准时声级计读数应为93.6dB，此时，观察声级计读数，如果不是标准读数，用起子调节侧板上的电位器，使仪器指示相应声压级读数，关闭并取下声级校准器，声级计已经准确校正完毕。

近场声全息试验用于医用制氧机噪声控制

近场声全息试验用于医用制氧机噪声控制家庭医用分子筛制氧机是一种较为普及的新型氧疗设备,医用制氧机但运行噪声通常超过50 dB,从而影响氧疗效果。

本文针对采用进口螺杆压缩机成品制造的小型制氧机,采用现代近场声全息技术(nearfield a-coustical holography,简称NAH),通过试验分析制氧机噪声场形成机理和声传播途径,提出和评价了针对制氧机壳体和内部件隔音、隔振的噪声控制方案。

1 近场声全息技术NAH是建立在声辐射理论(即声波的产生和传播理论)基础上的声源定位和声场可视化技术,通过在非常靠近声源的二维或三维面上测量复声压数据,重建出声音在三维空间传播的声学量和声学能量流关联关系,如声压、声强以及声功率等,从而直接得到真实声场模型,避免机理建模和求解的诸多困难。

并可以针对真实声场模型,在很宽的频率范围内对声源及声场特性进行三维切片研究[2]。

NAH的实现包含全息面复声压的获取和声场空间变换算法两部分。

NAH空间变换算法是实现近场声全息技术的核心,如二维Fourier变换法、边界元法(BEM)和Helmholtz最小二乘法(HELS)等。

全息面复声压获取包括基于声压测量和声强测量两种.在国际上,B&K,LMS和01 dB等公司均提供商业化的近场声全息测量系统,算法核心为FFT变换,可为实际的噪声振动分析提供丰富的声源声场信息[3-4],使NAH具备了很高的工程应用价值和前景,对于有效地进行噪声源控制和噪声源的声辐射特性研究具有重要意义[5-7]。

目前,该技术已在汽车发动机、汽车车内噪声源识别和飞机舱内噪声分析等方面大量应用,但针对制氧机降噪的实际工程应用报道较少。

2 制氧机的近场声全息试验系统2.1 主要装置(1)目标声源:龙飞集团LFY系列医用制氧机;(2)近场声全息检测组件PCB130D21T传声器4×6阵列;(3) Larson Davis DSS 24通道数字传感系统、Larson Davis声音校准器和Dsit变送装置;(4) SenSound系列处理软件(SenAH数据捕捉以及SenDV声场可视化分析软件)。

近场声全息方法识别噪声源的实验研究

近场声全息方法识别噪声源的实验研究Ξ于　飞　陈　剑　李卫兵　陈心昭(合肥工业大学机械与汽车工程学院　合肥,230009)摘　要　根据近场声全息(NA H)的原理,建立了全息实验所需要的采集、分析系统。

针对影响重建精度较大的截止波数的选取问题,给出了较为详细的讨论,并提出一种不需先验知识的截止波数选取方法。

最后通过对实测数据进行全息变换,重建结果表明:在采用提出的截止滤波选取方法后,NA H技术可以精确地对噪声源进行定位与识别,并且可以得到三维空间内的声压、质点振速和声强矢量等声学信息。

关键词:声源识别;近场声全息;实验研究;截止波数中图分类号:TB532;TB533+.2 进行空间声场的可视化和噪声源的识别与定位,对于噪声测量和控制工程具有非常重要的意义。

上世纪80年代初提出的近场声全息技术(NA H),便是可视化空间声场和定位噪声源的一种强有力工具。

近场声全息可以由一个测量面的声压标量数据,反演和预测另一面上的声压、质点振速、矢量声强等重要声场参量,受到了各国研究人员及一些相关公司的重视。

近场声全息技术真正地将丰富的声学理论同噪声测量、控制工程紧密地结合起来[1～2]。

20世纪80年代末,国内一些学者逐渐对此方法进行了研究:中科院武汉物理所对编磬表面振动模态做了研究[3～4];哈尔滨工程大学对基于边界元法的水下近场声全息也做了研究[5];清华大学汽车工程系对非近场声全息确定噪声源进行了研究[6～7];合肥工业大学机械工程学院对近场声全息方法识别噪声源作了一定的研究[8～9]。

近场声全息可以不受波长分辨率限制重建声场,但在此种全息过程中截止波数的选取对重建分辨率的影响非常大。

文献[3]提出一种需要测量先验知识的优化滤波方法,而这种先验知识一般是不易获得的。

本文根据截止波数的大小对重建结果的影响趋势,提出一种不需要先验和后验知识的截止波数选取方法。

并根据近场声全息的原理,建立了全息实验所需要的采集、分析系统。

近场声全息试验用于医用制氧机噪声控制

和Ｈｅｍｈｈ最小二乘法（ＥＳ等。息面复声压ｌｏｚＨＬ）全
获取包括基于声压测量和声强测量两种。
时保持低背静噪声环境（３Ｂ）＜Ｏｄ。
・
国家教育部 “ 等学校高层次创造性人才计划 ” 助项目；０８高等学校青年骨干教师国内访问学者资助项目高资２０收稿日期：０９０ — １修改稿收到１期：０９０ —０２０ —３１；５１２Ｏ— ６１
案＿ｌ。
２制氧机的近场声全息试验系统
２１主要装置．
１近场声全息技术
ＮＡ是建立在声辐射理论（Ｈ即声波的产生和传播理论）基础上的声源定位和声场可视化技术，通过在非常靠近声源的二维或三维面上测量复声压数据，重建出声音在三维空间传播的声学量和声学能
压频谱图、压辐射云纹图、速频谱图、间声速分布图以及时间／率／压图谱等可视化信息，择了针对声声声空频声选源、播途径的隔声罩、敷阻尼胶、膏板吸声和加装部件减振胶垫等简单有效的噪声控制措施。验表明，场传涂石试近声全息技术是一种有效地进行噪声源控制和声辐射特性研究的重要工具。
（）Ｓｎｏｎ４ｅＳｕｄ系列处理软件（ｅＡＨ数据捕Ｓｎ

压缩机振动噪声控制技术的研究与应用

压缩机振动噪声控制技术的研究与应用随着现代工业的发展，各种机器设备已经成为了人们生产与生活的必需品。

而其中一种和我们日常生活息息相关的机械设备便是压缩机。

压缩机是通过将气体压缩并转化为液态或者增加其压力等手段，在不同领域中发挥着不可替代的作用。

然而，由于压缩机的运行需要不断地往返运动，并且在运行时会产生很强的振动、噪声等现象。

因此，在各种的工业及民用场合中，对于压缩机的噪声、振动控制技术的研究与应用显得尤为重要。

一、压缩机产生的噪声、振动问题在使用压缩机的过程中，往往会产生很强的噪声和振动。

这些问题如果不能得到解决，将会造成以下影响：1. 降低工作环境舒适度噪声和振动会明显降低工作环境的舒适度，对生产效率、人员健康都会产生不良影响。

特别在航空航天、船舶、铁路及汽车等交通领域中，要求严格的噪声、振动控制。

2. 增加耗能、损坏设备噪声和振动会使得具体设备受到损坏，延长设备的使用寿命，减少维护费用，提高设备的运转效率。

因此，研究和应用压缩机噪声、振动控制技术已成为当前节能理念和环境保护要求的重要内容。

二、噪声控制技术噪声控制分为主动噪声控制（ANC）和被动噪声控制（PNC）两种。

主动噪声控制技术是通过在降噪原理和控制方法方面对发生的噪声进行分析，根据预测的噪声信息来产生相反相位的声音，从而减少噪音的影响。

被动噪声控制则是通过采用隔音、吸音、隔振等手段来将噪声降低到可接受的水平。

1.隔振技术隔振是被动噪声控制的一种有效手段，主要应用于降低机器设备的运行振动和减少机器设备产生的噪声。

其原理是通过间接采取不同形式的隔振措施，将机器设备的振动隔离并降低。

2.吸声技术吸声是通过一定的材料制成吸声材料贴在机器设备的表面，来吸收机器设备产生的噪声的一种技术。

在吸声材料上展开的声波会转化为热能，从而降低噪声，减小波动。

三、振动控制技术1. 建立振动控制模型压缩机振动控制模型建立和振动特性分析是振动控制的前置工作。

将压缩机作为整体建立振动控制模型，通过有限元数值计算和剩余振动模型等方式确定压缩机结构的振动特性，以便采取相应的振动控制措施。

旋转式压缩机气流噪声研究综述和展望

振　动　与　冲　击第26卷第7期JOURNAL OF V I B RATI O N AND SHOCKVol .26No .72007　综述旋转式压缩机气流噪声研究综述和展望收稿日期:2006-09-27　修改稿收到日期:2006-10-20第一作者黄宇男,博士生,1980年7月生黄宇1,　蒋伟康1,　刘春慧2,　靳海水2,　周　易2(11上海交通大学振动、冲击、噪声研究所　上海200240;21上海日立电器有限公司,上海　201206) 摘　要　回顾了旋转式压缩机气流噪声理论与应用的国内外研究现状。

对气流噪声研究情况进行分类评述:储液器内气流噪声研究,涉及到计算方法和试验设计分析;排气阀的研究,包括流固耦合分析模型和可视化试验;消声器的研究,包括声学理论分析、试验技术和降噪改进方法;压缩机腔体内气流噪声研究,主要集中在声源识别,简化的集总参数模型和基于CF D 的声学分析等3个方面。

最后讨论了目前研究存在的一些问题和今后的研究方向。

关键词:气流噪声,储液器,排气阀,消声器,压缩机腔体中图分类号:TH45,T B53 文献标识码:A 旋转式压缩机主要运用于家用空调[1]。

众多研究以制冷性能为重点,而该类压缩机转动起来噪声仍然比较大,其中气流噪声占据了频谱的主要成分,值得关注。

近年来国内外研究者开展了一些研究,并取得了一些成果,但尚未见到关于压缩机气流噪声机理分析、预测的成熟模型。

这里从压缩机各部件的研究入手进行气流噪声的分析和探讨,最后提出了目前研究存在的问题和今后的研究方向。

1　储液器内气流噪声研究由于旋转式压缩机没有吸气阀,吸气连续,吸气阶段气流噪声主要产生于储液器内。

因此储液器也是众多学者的重点研究对象之一。

111　采用的计算方法 1)有限元和边界元数值方法。

Zhou [2]采用边界元(BE M )和有限元(FE M )相结合的方法实现简单模型气流脉动、声腔和壳体之间的耦合。

分析时考虑了脉动流动源,采用了四端网络参数方法表述;也对旋转式压缩机储液器的辐射噪声进行了声振耦合分析,并用数值预测了储液器的声学特性[3]。

涡旋压缩机振动噪声分析

第18卷第7期肩♦f寶销2 0 1 8 年 7 月REFRIGERATION AND AIR-CONDITIONING65-68涡旋压缩机振动噪声分析林江波孟兆华(丹佛斯（天津)有限％摘要本文以笔者所在企业生产的R290涡旋压缩机为测试分析样本，介绍了涡旋压缩机的振动和噪声产生机理,研究了涡旋压缩机振动频谱和噪声频谱的相关性，然后对涡旋压缩机曲轴装配体进行了动平衡计算，最后利用有限元分析对涡旋压缩机及其主要组成零部件进行了模态计算，并通过模态试验进行了验证。

综合以上措施对R290涡旋压缩机振动和噪声特性进行了综合比较分析，给出了涡旋压缩机减振降噪的设计建议，为涡旋压缩机振动噪声水平的改善提供了参考方案。

关键词涡旋压缩机;频谱分析;动平衡计算；模态分析Scroll compressor noise and vibration resource analysisLin Jiangbo M e n g Zhaohua(Danfoss (Tianjin)Ltd.)A B S T R A C T In this paper，Danfoss R290 scroll compressor for the test sample，introduces the vibration and noise generation mechanism of scroll compressor，the relationship of scroll compressor vibration spectrum and noise spectrum，and then the scrollcompressor crankshatt assembly for the dynamic balance calculation，the finite element analysis of scroll compressor and i t s main components are modal calculation，and i s verifiedby modal test.Based on the above measures conducted a comprehensive comparative analysis of the vibration and noise characteristics of R290 scroll compressor are suggested forthe design of scroll compressor vibration and noise reduction，which provides reference forthe improvement of scroll compressor vibration and noise level.K E Y W O R D S scroll compressor；spectrum analysis；dynamic balance calculation；modal analysis涡旋压缩机作为制冷设备的动力源和心脏，其振动和平直接备的使用寿命，同时，也会对人们的身心健康和工作效率定。

船舶机舱内高频弱声源近场声全息方法

船舶机舱内高频弱声源近场声全息方法陈汉涛，郭文勇，韩江桂，张宏宇(海军工程大学动力工程学院，湖北武汉 430033)摘要: 针对船舶机舱内机械噪声大，高压流体泄漏不易被察觉的问题，提出一种高频弱声源近场声全息方法。

该方法运用经验模态分解法，经过计算使各阵元时域采样信号乘上权值，再利用结合压缩感知技术的平面等效源近场声全息方法重构近场平面声压分布。

仿真实验表明，该方法性能可靠且具有较强的抗噪能力，可作为船舶机舱内低信噪比条件下的高频弱声源近场声全息方法的一种有效补充。

关键词：近场声全息；低信噪比；高频弱声源；压缩感知中图分类号：TB52 文献标识码：A文章编号： 1672 – 7649(2019)11 – 0138 – 06 doi：10.3404/j.issn.1672 – 7649.2019.11.028Near-field acoustic holography method for high frequency weak sound source in ship cabin CHEN Han-tao, GUO Wen-yong, HAN Jiang-gui, ZHANG Hong-yu(Naval University of Engineering, Wuhan 430033, China)Abstract: Aiming at the problem of large mechanical noise in the cabin and the high-pressure fluid leakage was not easily detected, a near-field acoustic holography method for high-frequency weak acoustic sources was proposed. The meth-od used empirical mode decomposition method to multiply the time domain sampled signals of each array element by weights, and then reconstructed the near-field plane sound pressure distribution by using plane equivalent source near-field acoustic holography combined with compressive sensing. The simulation experiment showed that the method was reliable and had strong anti-noise ability, which could be used as an effective complement to the near-field acoustic holography meth-od of high-frequency weak sound sources under low signal-to-noise ratio in ship cabin.Key words: near-field acoustic holography；low signal-to-noise ratio；high-frequency weak sound source；com-pressive sensing0 引　言在船舶机舱环境下，高压流体泄漏产生的噪声与机舱内其他动力装置、舱体振动等产生的噪声相比，其频率高、声压级低、指向性强、随传播距离衰减快，符合高频弱声源的特征。

波束形成和近场声全息方法在发动机噪声源识别上的应用

波束形成和近场声全息方法在发动机噪声源识别上的应用摘要根据专业机构对汽车市场的调查反应，消费者对发动机噪声的抱怨一致不断，因为它影响到驾乘人员的舒适感。

另外，国家针对汽车加速行驶车外噪声的要求也正在讨论降低噪声水平的要求。

根据汽车加速行驶车外噪声的征求意见稿，新的噪声水平要求降低1-4dB(A)，这对汽车的车外噪声提出了更高的要求。

经过大量的研究发现，发动机噪声是汽车加速行驶车外噪声的重要来源。

正是基于市场和国家法规的要求，对发动机的噪声水平提出了更高的要求。

降低发动机噪声的有效途径是，找到发动机的主要噪声源，并有针对性的进行改进，才能取得事倍功半的效果。

但基于发动机声场的复杂性，传统的声源识别方法已经不能满足要求了，必须要开发出能够快速而精确识别噪声源的方法。

为了应对在传统声源识别技术上的缺陷，噪声源识别技术正向着可视化方向发展。

作为工程实际研究，本文讨论了波束形成和近场声全息这两种可视化噪声源识别技术，并将其应用在实际发动机噪声源识别的工程上。

本文首先从理论上研究了波束形成和近场声全息这两种可视化噪声源识别技术，介绍了波束形成的三种方法（基于平面波假设的延迟求和波束形成方法、基于球面波假设的延迟求和波束形成方法、去自谱的互普波束形成方法）及近场声全息的三种方法（二维空间Fourier变换法、边界元法、Helmholtz最小二乘法），研究了它们对声源识别的特点。

基于波束形成和近场声全息这两种可视化噪声源识别技术的特点，以音箱发出的低频和高频声音为声源，开展了这两种可视化噪声源识别技术的多项实验研究，确立了近场声全息方法在低频区域和波束形成方法在高频区域在对声源具有良好的识别能力这一特性。

最后，将波束形成和近场声全息这两种可视化噪声源识别技术应用在实际工程方面。

针对发动机前端面噪声源和发动机前端面异响，采用了近场声全息方法进行识别；针对发动机排气侧噪声和动力总成系统噪声识别采用波束形成方法进行识别，为发动机降低噪声提供了确实可信的指导方向。

科技成果——近场声全息噪声源测量分析系统

科技成果——近场声全息噪声源测量分析系统所属领域高端装备制造成果简介近场声全息噪声源测量分析系统是一种先进的声学测量、分析设备，可广泛用于各类机电设备的噪声源识别以及声学特性测试与分析过程，由于其具有极高的空间分辨率，可实现声源的精确识别与定位，在飞机、潜艇、高速列车、各类车辆的声学测试、噪声治理、声学故障诊断中有广泛的应用前景。

主要功能在不同声学环境中对噪声源进行精确识别与定位；精确重建声源的表面声压和法向振速并可视化显示；预测计算空间中任意点处的各种声学量（包括声压、质点速度、声强等）；可在非消声室环境中进行声源辐射声功率测量；此外还包括声压级、频谱、倍频程等常规声学测试分析功能。

产品主要功能均已实现，部分进行了工程验证，目前处于改进与完善阶段。

应用创新1、采用具有高分辨率近场声全息技术重建被测目标表面声压和法向振速，从而精确识别被测目标上的噪声源位置，并通过直观的图像显示出来。

2、利用近场声全息技术的空间声场变换功能，仅需在测试目标近场进行一次声压测量即可方便的计算出其他位置处的声压、质点振速、声强等声学量而无需换用相应的传感器再次进行测量。

3、利用近场声全息结合声场分离技术可在实际工作环境下直接测量机电设备的辐射声功率，而无在需消声室中进行测量，非常方便。

4、利用数控技术驱动传声器阵列进行目标声场的自动测量，大大减少了设备使用人员的工作难度与工作量，同时保证了各测点的位置精度。

技术创新1、采用申请人提出的基于加权迭代等效源的近场声全息算法，显著提高了计算精度和重建分辨率。

2、采用双面阵列测量和声场分离算法消除了反射声对计算结果影响，将设备的应用范围扩展到存在反射波的封闭空间以及存在背向干扰源的情况。

3、通过图像处理技术将计算结果与被测目标照片相融合，直观地显示出被测目标上噪声源分布情况和空间中各声学量的分布情况，实现噪声源和声场的可视化。

4、系统软件部分采用模块化结构，便于软件功能扩展和升级。

210969732_压缩感知等效源法近场声全息关键参数选取

0引言近场声全息（near field acoustic holography ，NAH ）是一种有效的声场识别和声场可视化工具，其近场测量的特性能够有效地捕捉倏逝波，因此，相对传统远场测量具有更高的声场分辨率[1].目前，NAH 的主要实现方法有基于空间傅里叶变换法[2]、边界元法[3]以及等效源法[4-5]（equivalent source meth ‐od ，ESM ）等.ESM 因其计算简便，已在多个领域得到广泛应用[6-7].ESM 求解通常是一个不适定问题，对此传统方法使用L2正则化对求解过程进行稳定，但受到Nyquist 采样定律的限制.随着频率升高，该方法所需测点数量增多，精度降低.压缩感知理论（compressed sensing ，CS ）自提出以来在多个领域得到广泛应用[8-9].为减少测点数量，扩大测量频域，Chardon 等[10]首先将压缩感知引入NAH 中，构建了稀疏框架并提出使用随机布置全息测点的方式进行测量.Fernandezg-Grande 等[11]进一步对压缩等效源法（compressive equivalent source methods ，CESM ）进行了研究，提出了较低列相干性在CESM 中的重要性，并指出CESM 在处理空间连续型声源时存在稀疏性不足的问题.Hu等[12]提出了一种对重建传递矩阵进行奇异值分解，从而得到一组正交声模态作为稀疏基的方法（transfer matrix method ，TMM ），该方法对空间连续型声源有较高的重建精度，后续有学者也对其进行了进一步验证[13].在ESM 中等效源面与重建面、全息面之间的距离一直都是决定重建精度的重要因素，有多位学者对其进行了研究.陈心昭等[14]通过归一化传递矩阵奇异值对比方法确定了等效源位置应该分布在2个传递矩阵奇异值相对较小的区域，并且提出2个传递矩阵的奇异值大小对误差的放大作用是相反的.赵玉贵[15]通过模拟实验得出了等效源位置与频率之间的关系.以上研究都是针对传统等效源法进行，CS 的引入势必造成传递矩阵性质以及计算方法发生变化，从而影响等效源距离的确定.为确定CS 与TMM 对ESM 中等效源位置选取的影响，本文从传递矩阵相关性、奇异值分解与声模态的关系出发，对等效源距离的选取进行了研究，通过对比ESM 、CESM 以及TMM 在等效源布置距离上的区别，提出了一种适用于TMM 的新等效源距离选取方式，并通过模拟实验说明了该方法的有效性.收稿日期：2021-06-02基金项目：国家自然科学基金项目（51665006）；广西汽车零部件与整车技术重点实验室自主研究课题（2017GKLACVTZZ01）资助.作者简介：魏晟弘，在读硕士研究生.*通信作者：伍松，硕士，高级实验师，研究方向：汽车NVH 、机械振动与噪声控制、信号处理，E-mail ：*****************.压缩感知等效源法近场声全息关键参数选取魏晟弘1，2，伍松*1，2，郑贤1，2(1.广西科技大学机械与汽车工程学院，广西柳州545006；2.广西汽车零部件与整车技术重点实验室（广西科技大学），广西柳州545006）摘要：等效源距离是决定等效源法近场声全息精度的关键参数，传统等效源法中等效源距离根据传递矩阵奇异值分布进行选取，但随着压缩感知的引入，该方法不再适用.通过对压缩感知性质与奇异值分布联合研究，提出一种基于传递矩阵最大列相关系数的压缩感知等效源法的近场声全息等效源位置选取方式.研究结果表明，压缩感知等效源法的等效源距离选取与稀疏基选取有关，传统等效源选取范围距离重建面0.030~0.100m ，而带有稀疏基的等效源选取范围距离重建面0.010~0.060m ，在使用适当稀疏基的情况下，压缩感知方法的等效源布置距离较传统等效源法更为靠近重建面.关键词：近场声全息；压缩感知；奇异值分解；等效源法；声模态中图分类号：TN919.81DOI ：10.16375/45-1395/t.2021.04.008第32卷第4期2021年12月广西科技大学学报JOURNAL OF GUANGXI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGYVol.32No.4Dec.2021第4期1等效源法基本原理ESM 的基本思想是振动体产生的声场可以由置于该振动体内部的一系列等效源产生的声场叠加来替代，而等效源强可以通过匹配全息面测得声压反求得到.ESM 原理如图1所示.图1（网络版彩图）等效源法原理图ESM ：假设在等效源面上设有N 个虚拟等效源点，在全息面上布置M 个全息测点，则全息测点测得的声压值可以通过式（1）与等效源值联系起来：p (m )=∑n =1N g (αm |αn )q n（1）g (αm |αn )=exp (-j k ||α mn ||)4π||α mn ||（2）式中：g (αm |αn )表示自由场格林函数，其形式如式（2）所示，其中k =ω/c ，表示波数，ω为角频率，c 为声速，j =-1；||α mn ||表示第m 个全息测点与第n 个等效源点之间的距离.将式（1）分别应用于全息点与等效源点并写成矩阵形式：p =Gq（3）其中：p M ×1为全息测点声压向量，q N ×1为等效源强向量，G M ×N 为传递矩阵.测得的m 个全息点声压经过式（3）即可反求得到等效源强向量.通常情况下全息测点数量小于等效源点数量，即M <N ，因此，式（3）的求解是一不适定的声学逆问题.目前广泛采用如式（4）所示的Tikhonov 正则化方法，通过L2范数对问题进行约束求解，其中λ为正则化系数.在求得等效源向量q 之后，通过式（5）进行正向求解即可求得声场中任意一点的声压p r ，式中G r 表示重建面与等效源面之间的传递矩阵.Minimize q||p −Gq ||22+λ||q ||22（4）p r =G r q（5）当等效源分布稀疏或者近似稀疏时，可以将CS 引入ESM.对于CESM ，可以使用如式（6）所示的1-范数代替式（4）所示的2-范数对问题进行求解.式（7）等价于如式（6）所示的1-范数最小化问题，其中V r 表示稀疏基，CESM 中V r 为一单位矩阵，在TMM 方法中V r 是重建传递矩阵G r 奇异值分解后的右侧酉矩阵，如式（8）所示.θ是一个与本底噪声有关的常数，本文根据文献[16]确定常数θ后，采用CVX 工具箱对其进行求解，之后通过式（9）求得重建声压.Minimize q||p -GV r q ||22+λ||q ||1（6）Minimize q||q ||1subject to ||p -GV r q ||22≤θ（7）G r =U r Σr V r T （8）p r =G r *V r *q（9）由上述可知，ESM 的求解主要由2个变换组成，ESM 、CESM 、TMM 等3种方法的区别在于是否有稀疏基，以及使用L1范数求解还是L2范数求解.由式（2）可知，2个变换中传递矩阵性质的影响因素是点之间的距离α与波数k ，因此，相关分析将围绕这2个因素展开.2主要影响因素2.1传递矩阵奇异值分布NAH 具有高分辨率的根本原因是近场测量对倏逝波的获取，然而倏逝波也是影响NAH 求解精度的因素之一.为分析高波数成分对重建精度的影响，对式（3）、式（5）进行奇异值分解得：p =U ΣV T q （10）p r =U r Σr V r T q（11）其中U 、U r 为M ×N 酉矩阵，其各列向量之间相互正交，V 和V r 也有类似性质.因此，可以将其列向量v i 或v r i 理解为某一空间的一组标准正交基，而奇异值对角矩阵Σ与Σr 的向量σi 、σr i 表示该阶模态在声场中所占比例，其中i =1,2⋯,n .关于奇异值与声模态之间的关系在文献[17]中有详细说明.根据以上分析可知，等效源的求解过程是3个空间的变换过程，其对应关系由奇异值控制.将式（10）代入式（11）可得：p r =U r Σr V r T V Σ-1U T p（12）其中奇异值1/σi 与σr i 代表了2个变换中各阶模态在传播过程中所占的比例.由于奇异值的分布随着阶数i 的增大而逐渐降低，所以在声场中高阶模态占比较小而低阶模态占比较大.这说明在辐射过程中魏晟弘等：压缩感知等效源法近场声全息关键参数选取51第32卷广西科技大学学报高阶模态的辐射能力弱，并且随着等效源与其他点距离的增大而快速衰减，这与倏逝波的含义类似.在式（12）中，随着等效源距离增加，σi快速衰减会导致1/σi的高阶模态快速减小，导致测量误差放大，因此，要保证等效源与全息点距离αeh在较小范围内.但重建变换中的奇异值σr i 与1/σi互为倒数，在重建点与等效源距离αrh越小时其对等效源误差的放大作用也越明显.在传统等效源布置方法中，为平衡两奇异值的大小，通常选取两者都为较小值处作为等效源选取点.然而由于CS的引入使得在满足CS条件时等效源点的求逆计算具有比之前更高的精度，σr i的作用减弱，因此，等效源选取距离中σi的影响增强，在能够求得精确等效源解的情况下，应以σi的值最小为优先考虑条件.2.2传递矩阵相关性传递矩阵G的列相关性是CS中重建精度的保证，然而在NAH中受到测量等外界因素影响，对传递矩阵G的相关性进行优化会对其物理意义产生影响，从而影响重建过程的稳定性与精度.在CS中通过约束等距特性（restricted isome try property，RIP）来判断重构条件，其形式如式（13）所示：(1−δK) q22≤ Gq22≤(1+δK) q22（13）其中δK是约束等距常数，只要矩阵G满足RIP条件，即存在δK<1，使得式（13）成立，就能够满足CS的要求，若q为K稀疏信号，则称测量矩阵G满足K阶RIP.RIP条件已被证明是一个必要条件，而矩阵相关性最大值则是一个更为便捷有效的判断条件[11].传递矩阵列相关性最大值的表达式为：μ(G)=maxΩij =max1≤i≠j≤Ng Tigjg i⋅ g j（14）其中gi(i=1,2,⋯,n)表示传递矩阵G的列向量.根据文献[18]所述，列相关系数最大值越小，通过CS 进行重建的精度越高.根据式（2），传递矩阵列向量相关性与波数k以及等效源与全息面之间的距离reh 有关，因此，改变等效源距离对传递矩阵的相关性有影响.同时根据式（6），TMM方法中引入的稀疏基对传递矩阵也有影响.3仿真分析为验证上文所述因素对等效源点、全息点以及重建点布置位置的影响，使用MATLAB软件对不同布置情况下的声源重构情况进行模拟.其中求逆过程使用L1正则化进行约束，CVX工具求解.仿真采用如图2所示的布置方式，其中灰色区域代表声源，实线代表等效源以及重建面范围，空心点代表全息测点.仿真采用简支钢板作为声源，其尺寸为0.500m×0.500m，厚度为0.003m，材料密度为7800kg/m3，泊松比为0.28，弹性模量为2×105MPa，中心点位于坐标系原点处，在板的中心施加一个1N的简谐力激励作为声源，平板振动产生的声场通过瑞利积分计算.全息面、重建面与等效源面的尺寸都为0.500m×0.500m，划分的网格间距为0.025m，全息测点通过随机的方式从全息面上的441个测点中选取，在仿真中加入30dB的高斯白噪声模拟干扰噪声信号.图2（网络版彩图）实验模型示意图本文的重建误差定义为：ε=pr−p t2p t2×100%（15）其中pr、pt分别表示重建面上的理论声压值和重建声压值.文中所提到的距离都为该面在坐标系中与原点平面的距离.图3（a）为800Hz时全息面位于0.060m，重建面位于0.030m处不同等效源距离的误差图，各点间隔为0.005m.由图3（a）可以看出，在低频情况下，TMM方法与CESM方法的等效源距离选取范围较宽，从0.020m到-0.025m的重建误差变化较小，CESM方法呈现下降的趋势.随着频率升高至1800Hz，全息面位于0.060m，重建面位于0.040m处.TMM、CESM、ESM这3种方法的重建误差分别如图3（b）—图3（d）所示，其中数值由10次模拟取平均值获得.从图中可以看出，CESM与ESM方法的重建误差始终大于30%，其中ESM方法由于L2正则化的固有缺陷，导致曲线52第4期3.1相关性图4显示了不同频率、不同等效源距离时，全息面位于0.060m 、重建面位于0.030m 处的传递矩阵G 列向量的相关性.从图中可以看出，在250Hz 时，随着等效源距离的增加，矩阵的相关性呈现明显的增大趋势，并且由于ESM 的测量方法以及等效源布置方式的限制，其相邻点区域的相关性较强（图中对角线区域）.同时可以看出，在低频时，间隔距离较远的点的相关性衰减幅度较低，在1800Hz 时，仅有间隔较近的点之间的相关性较强.但是，矩阵最大列相关系数并没有随着距离与频率的变化产生较大的变化，并且由于低频时等效源稀疏度较好，相关性对重建精度的影响较小.表1是带有TMM 稀疏基和不带有稀疏基的传递矩阵列相关系数最大值的分布情况，其中左侧频率为800Hz ，右侧频率为1800Hz ，全息面与重建面距离为0.060m 与0.030m.带有稀疏基的传递矩阵列相关系数最大值的全部取值点都小于无稀疏基的情况，数值随着频率的上升而增大.系数的分布趋势与图3所示误差分布吻合，带有TMM 稀疏基的最大列相关系数在0.015m 处取最小值，之后逐渐上升；而在无稀疏基的情况下，列相关系数最大值基本保持不变.因此，无论CESM 还是ESM 方法，在无稀疏基情况下的等效源距离选取都与相关性无关，应该使用传统奇异值判断方法进行判断.图3（网络版彩图）不同等效源距离下重建误差对比图（d ）1800Hz ESM（c ）1800Hz CESM （b ）1800Hz TMM 稀疏基（a ）800Hz 波动较大，没有明显的最小值点，但两者整体上依旧呈现出U 型变化曲线；TMM 方法的重建误差在0.035m 时较大，之后快速下降并在0.020m 处取最小，之后随着等效源距离的增加逐渐增大，该曲线虽然也呈U 型分布，但其极小值点明显较CESM 与ESM 方法提前.出现以上现象的原因：一是随着频率的增加，奇异值中较大数值阶数的占比逐渐增多，等效源向量的稀疏性降低；二是受传递矩阵相关性的影响，不同方法传递矩阵列相关性变化形式不同.将通过一系列实验验证CS 框架下等效源布置距离的变化.魏晟弘等：压缩感知等效源法近场声全息关键参数选取53第32卷广西科技大学学报表1不同传递矩阵、不同等效源距离列相关系数最大值在800Hz 时TMM 的列相关系数最大值小于1800Hz ，这是因为列相关系数的大小与稀疏性密切相关.而TMM 中使用的稀疏基的稀疏性取决于σr i 中较大值阶数占比的多少，该占比随着频率的增大快速增加.因此，高频时稀疏基的稀疏性不佳，造成了列相关系数的增大.3.2奇异值分布根据3.1节所述，TMM 方法相比CESM 方法有更好重建效果的原因是稀疏基的使用增强了传递矩阵的稀疏性，该稀疏基性能与重建传递矩阵的奇异值σr i 中较大值阶数的占比有关.如图5所示，改变等效源距离对数值较小的奇异值的分布影响较大，对数值较大的奇异值的分布影响较小，说明在同一频率下等效源位置变化导致的奇异值分布变化对稀疏基性能的影响较小，其主要影响体现在重建误差与求逆误差的对比，如图6所示.图6是全息面与重建面距离分别为0.060m 与0.040m 时，归一化σr i min 与1/σi min 的数值对比图，σr i min 与1/σi min 分别表示σr i 与σi 的最小值.图51800Hz 不同等效源距离奇异值分布情况对比图4（网络版彩图）传递矩阵G 在不同频率与等效源距离时的相关性（d ）1800Hz ，等效源距离0.020m（c ）1800Hz ，等效源距离-0.025m （b ）250Hz ，等效源距离0.020m（a ）250Hz ，等效源距离-0.025m 54第4期图61800Hz 归一化奇异值对等效源距离的判断根据文献[14]所述，结合图6分析，在本文所使用的例子中，等效源距离的选择应该在-0.005m 附近，但是根据图3（b ）所示，TMM 在0.020m 处有最低重建误差，这时的归一化曲线还未取到最小值，而CESM 与ESM 方法则符合图6曲线，在归一化奇异值最小处取最小值.TMM 等效源选取距离能够更加靠近重建面与全息面的原因是稀疏基的加入使得TMM 方法的等效源求解精度相比传统正则化方法更高，这使得σr 的误差对精度的影响降低.随着等效源距离的增加，σr 的影响逐渐减小，σ的影响增大，但在低频时TMM 方法的稀疏基能够有效地增加稀疏性，因此，在等效源距离较远时也能保证重建精度.在高频时，稀疏基的稀疏性降低，但在等效源距离较小时还能够保持较好的重建精度；随着等效源距离增大，σ逐渐增大，重建精度逐渐得不到保证.由以上分析可以得出，相较于传统ESM 方法TMM 方法等效源距离的选取应当更为靠近重建面与全息面，以最大列相关系数的变化趋势为主要判断依据；而CESM 方法的等效源距离选取则与传统ESM 方法一致，以归一化奇异值取最小值为判断依据.3.3点声源情况为进一步证明不同方法等效源距离选取的区别，对点声源进行实验，结果如图7所示.图7（a ）是2800Hz 点声源重建误差对比，单个点声源位于()0,0,0处，全息面与重建面布置于0.060m 与0.030m 处.从图7（a ）可以看出，CESM 方法的等效源位置与图7（b ）所示的归一化奇异值最小值最为吻合，而ESM 方法受频率影响严重.TMM 与简支板声源类似，在归一化奇异值最小值之前取得最佳图7（网络版彩图）等效源距离与点声源重建误差关系图（a ）等效源距离误差对比图（b ）等效源距离与归一化奇异值关系图（c ）随机点声源TMM 误差图（d ）随机点声源CESM 误差图魏晟弘等：压缩感知等效源法近场声全息关键参数选取55第32卷广西科技大学学报重建精度.图7（c）、图7（d）为在原平面随机选取10个点作为点声源的重建误差图，频率为1800Hz.由于TMM稀疏基对于点声源重建精度较低，因此，其重建误差曲线分布规律性不强，但依旧能够看出其取值范围较CESM方法更为靠近重建面.4结论由以上分析可知，TMM与CESM方法等效源距离选择的主要区别在于稀疏基Vr的应用，CESM 与ESM方法则没有太大的区别.稀疏基对等效源距离选取的影响可以通过传递矩阵最大列相关系数的分布进行观测，在列相关系数较小时，应通过列相关系数的分布进行等效源距离的选取，若无法满足CS的相关条件，则应该以归一化奇异值最小区域作为判断条件.本文的结论如下：1）在低频时，3种方法的等效源选取范围较广，随着频率的升高等效源的选取范围逐渐减小，误差随着等效源距离增大呈U型分布.2）不带有稀疏基的CESM方法等效源位置选择与ESM方法相同，以传递矩阵归一化奇异值大小为标准，在两归一化最小奇异值同为最小的范围内选取.在本文例子中，1000Hz以下频域等效源距离选取应在距离重建面0.030～0.100m范围内，频率越低，可选择的距离越远；1000Hz以上频域等效源距离选取应在距离重建面0.030～0.060m范围内.3）使用稀疏基的TMM方法等效源位置选取以传递矩阵列相关系数最大值曲线为标准.在本文例子中，1500Hz以下频域等效源距离选取应在距离重建面0.010～0.060m范围内，1500Hz以上频域等效源距离选取应在距离重建面0.010～0.040m范围内.本文所采用的等效源布置方法都是沿声源法线后方一定距离布置，但实际情况中通常不能严格满足条件，因此，后续还需对不同等效源布置情况的距离设置进行研究，同时更多类型稀疏基的测试也有待后续实验.参考文献[1]MAYNARD J D，WILLIAMS E G，LEE Y.Nearfieldacoustic holography：I.Theory of generalized hologra‐phy and the development of NAH[J].The Journal of theAcoustical Society of America，1985，78（4）：1395-1413.[2]PASQUAL A M.A patch near-field acoustical holographyprocedure based on a generalized discrete Fourier series[J].Mechanical Systems and Signal Processing，2017，90：285-297.[3]BI C X，LIU Y，ZHANG Y B，et al.Sound field recon‐struction using inverse boundary element method andsparse regularization[J].The Journal of the AcousticalSociety of America，2019，145（5）：3154-3162.[4]KOOPMANN G H，SONG L，FAHNLINE J B.A meth‐od for computing acoustic fields based on the principle ofwave superposition[J].The Journal of the Acoustical Soci‐ety of America，1989，86（6）：2433-2438.[5]石梓玉，向宇，陆静，等.一种提高声场重构稳定性的射线等效源法[J].广西科技大学学报，2019，30（3）：1-7，21.[6]BI C X，LIU Y，ZHANG Y B，et al.Extension ofsound field separation technique based on the equivalentsource method in a sparsity framework[J].Journal ofSound and Vibration，2019，442：125-137.[7]HALD J.Fast wideband acoustical holography[J].TheJournal of the Acoustical Society of America，2016，139（4）：1508-1517.[8]伍松，吴小龙，魏晟弘.一种优化的语音信号处理方法[J].广西科技大学学报，2021，32（2）：78-82. 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压缩机振动噪声测试分析与降噪教材

密级：压缩机振动噪声测试分析与降噪设计Test and analysis of compressor’s vibration and noise and design for noise reduction学院：机械工程学院专业班级：机械设计制造及其自动化学号：学生姓名：指导教师：2013年 6 月毕业设计(论文)指导教师审阅意见题目：压缩机振动噪声测试分析与降噪设计评语：指导教师：（签字）年月日毕业设计(论文)评阅教师审阅意见题目：压缩机振动噪声测试分析与降噪设计评语：评阅教师：（签字）年月日毕业设计（论文）成绩评定机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）第2答辩委员会于2011年6月24日审阅了机自XX班级 XXX 同学的毕业设计（论文），听取了该生的报告，并进行了答辩。

毕业设计（论文）题目：压缩机振动噪声测试分析与降噪设计毕业设计（论文）答辩委员会意见：经答辩委员会无记名投票表决，通过同学本科毕业设计（论文）答辩。

根据学校相关规定，经答辩委员会认定，该生的毕业设计（论文）成绩为。

专业毕业设计（论文）答辩委员会主任委员（签字）年月日摘要随着现代工业的发展，对于工业噪声的控制越来越重要。

目前全国各行各业对螺杆压缩机的需求越来越大，而螺杆压缩机作为一种噪声设备, 对环境污染非常严重, 其噪声传播距离远，影响较大，严重危害了工人的工作环境和身心健康。

为适应环保要求和用户需要，采取有效措施来控制螺杆压缩机的噪声是十分必要的。

从国内、外对螺杆压缩机噪声与振动方面的研究来看, 对噪声源识别、噪声与振动分布、噪声与振动特性、噪声与振动控制方面的研究还不太系统, 目前国内还没有形成一套完整的研究思路和研发体系, 螺杆压缩机在噪声与振动测试方面研究还在进行中, 噪声与振动控制方面的研究尚缺乏完善的基础理论依据。

本文以螺杆压缩机为主要研究对象，从振动源入手，分析螺杆压缩机吸气、压缩气体、排气的工作过程，针对喷油螺杆压缩机的噪声问题进行分析，包括机械噪声，空气动力性噪声，电磁噪声等，测试并分析噪声信号的频谱特性。

离心压缩机噪声性能试验指导书

实验二离心压缩机噪声性能实验一. 实验目的：1 .了解声级计和倍频程滤波器的工作原理及其使用方法。

2 .掌握离心压缩机噪声性能测试技术。

3 .掌握噪声实验数据处理方法。

二. 实验装置简图压缩机进气口噪声实验装置见图2-1，该压缩机是在做出气气动性能实验基础上进行噪声的测量，因此噪声源位置选择在进气口处。

图2-1压缩机进气口噪声测试实验装置三. 声级计的结构和工作原理声级计是最基本的噪声测量仪器，一般由传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器、指示表头和电源等组成。

声级计的工作原理是：由传声器将声音转换成电信号，再由前置放大器变换阻抗，使传声器与衰减器匹配。

放大器将输出信号加到计权网络，对信号进行频率计权（或外接滤波器），然后再经衰减器及放大器将信号放大到一定的幅值，送到有效值检波器（或外接电平记录仪），在指示表头上给出噪声声级的数值。

其工作原理简图如下：图2料声级计工作原理图传声器 i 声一外接纪录仪均方根值检波器四．声级计的使用方法1．使用前的准备从便携箱中取出声级计和倍频程滤波器（二者合一成一个整体），推开背面电池盖板，按电池匣内所示极性放入五节5号电池，推回盖板。

从小方盒中取出电容传声器，并旋到声级计头部，使长六边形开关置“电池检查”位置，约过30 秒后指示灯发红色微光，由电表指示检查电池电力，电表指针应指示在红线范围内（如低于红线，表示电池电力不足，应更换电池）。

将开关放在“快”和“慢”，仪器即能正常工作。

2.校正使用声级校准器校正：由于声级校准器产生1000HZ, 94dB正弦声压，因此“计权网格”开关可以放在“线性”或A、B、、C计权位置。

进行上述检查和校正后，声级计即可进行测量。

基于矢量阵近场声全息技术的噪声源识别方法研究的开题报告

基于矢量阵近场声全息技术的噪声源识别方法研究的开题报告一、研究背景随着城市化进程的加快和工业化发展的不断推进，噪声污染已成为困扰人们健康生活的重要问题，也是环境保护工作中亟待解决的难点之一。

为了减少噪声污染对生态环境、社会和人类健康的影响，需要对噪声源进行有效识别和监控。

由于现有的噪声源识别方法往往需要在靠近噪声源处进行测量，并且需要考虑噪声源和接收器之间的复杂相互关系，因此其适用范围有限，难以在大范围内实现噪声源的准确识别。

因此，新的噪声源识别技术的研发亟待开展。

近年来，矢量阵近场声全息技术逐渐被广泛应用于噪声源定位、识别等领域，其基本原理是通过在噪声源周围布置一组阵列式的传感器，捕捉到噪声源辐射的声波信号，并通过对信号进行处理，实现对噪声源位置、类型等信息的识别。

然而，现有的矢量阵近场声全息技术仍存在一些问题，如精度不高、复杂性较高等，因此需要进一步研究和改进。

本文旨在研究基于矢量阵近场声全息技术的噪声源识别方法，探索如何提高其精度和效率，为解决城市噪声污染问题提供支持和借鉴。

二、研究内容本文的研究内容主要包括以下几个方面：1.综述噪声源识别技术的研究现状和发展趋势，对比分析不同技术的优劣特点，总结存在的问题和解决方案。

2.介绍矢量阵近场声全息技术的基本原理和特点，分析其在噪声源识别方面的优势和不足之处。

3.研究和改进现有的矢量阵近场声全息技术，提出一种有效的噪声源识别方法。

具体包括矢量阵阵列的优化设计、信号处理算法的改进、噪声源模型的建立等方面的研究。

4.设计并实现实验平台，验证所提出的噪声源识别方法的准确性和有效性。

5.分析实验结果，对所提出的噪声源识别方法进行优化，提出后续改进方向。

三、研究意义该研究的意义在于：1.为解决城市噪声污染问题提供一种新的、可行的噪声源识别方法，有助于提高环境保护工作的质量和效率。

2.推动矢量阵近场声全息技术的发展和完善，为该技术的应用提供支持。

3.丰富并深化噪声源识别技术的研究内容和方向，推动技术的不断创新和进步。