声全息

摘要： 介绍一种基于Beamforming声全息技术的空调类产品声源识别及定位方法,该方法能够通过传声器阵列测量的声压结果计算产品表面的声场分布,从而找出产品主要噪声贡献位置,实现声源定位,最后通过压缩机声源定位试验验证该方法的有效性,试验结果表明,该方法能够在保证声源定位精度的同时缩短声源识别时间,提升空调类产品的隔声/声泄漏检测与噪声诊断效率。

摘要： 声全息是一种有效的声场测量分析技术,全息面上的声压重建精度直接影响声源的空间分辨率。基于空间面积分声压重建理论,提出一种融合Newton插值和克希荷夫积分的声压重构方法,通过构造测量点声压及位置声矢量的牛顿插值函数和设置全息面上的虚拟克希荷夫面,由少量麦克风测量点数据,经插值运算和克希荷夫积分重建出全息面上任意位置点上的声压值及声矢量,快速高精度实现全息面声压重构,经数值仿真分析和实验,验证了该方法的准确性和高效性。

摘要： 汽车通过噪声具有频带范围宽、随车速变化快、来源众多、产生机理复杂等特点。基于麦克风阵列的波束形成和声全息方法及基于“源-路径-响应”的传递路径分析方法适合于汽车通过噪声这类非稳态工况的噪声源识别。文章概述三种方法在汽车通过噪声识别领域的发展历程及应用情况,分析其特点,最后展望其发展方向,为高效准确识别汽车通过噪声源提供参考。

摘要： 电动汽车内的振动和高频噪声直接影响汽车产品的结构安全性、舒适性和市场营销等各个方面,为解决某品牌电动汽车驱动系统内置式永磁同步电动机运行工况下振动噪声超标的问题,首先根据电磁场理论推导出电机空载和负载运行时产生的径向电磁力波解析表达式,得到径向电磁力波的阶次、频率和幅值,并给出电机运行时产生电磁和机械力波的频率。利用Brüel&Kj?r3050-A型六通道数据采集系统对电机空载和负载运行时的振动加速度进行阶次扫频分析,对比试验频率和解析分析结果找到电机振动较大的原因;为进一步识别电机的噪声源,基于特征频率对比法并使用Brüel&Kj?r PULSE Reflex声学照相机套装对样机进行工况下的声全息试验实现了对噪声源的定位,可为车用内置式永磁电机振动噪声抑制技术提供参考。

摘要： 针对汽车异响噪声源难以定位的问题,对传统噪声源识别定位方法、工程信号处理方法、阵列定位方法、基于人工智能的定位方法,进行了系统性的总结和分析,指出适用于汽车异响噪声源定位的方法,对比了这些定位方法的应用范围和优缺点。最后对汽车异响噪声源定位方法的未来发展作了几点展望。

摘要： 为有效实现水下圆柱舱段模型耦合振动噪声源识别及空间声场定位,本文首先给出离散化柱面近场声全息(NAH)的频域计算方法,重建任意声场空间的声压或振速,并剖析该方法存在无法实现单个振源的声场重建等不足;然后,提出基于系统辨识(SI)思想的工况传递路径分析(OTPA)方法(即SIOTPA法)解决振源间的交叉耦合问题,并实现耦合振动噪声源及其传递路径识别;随后,将柱面NAH方法与SIOTPA法进行有效的集成和融合,形成一种适用于耦合声源识别、声场可视化定位和预报的SIOTPA-NAH方法;最后,以水下圆柱舱段模型振动-声辐射数值仿真分析和消声水池试验为基础,验证了给出的SIOTPA-NAH方法能够有效地实现水下圆柱舱段模型内部耦合振动源识别、振源贡献量排序及声场可视化定位,并能准确实现单个振源的空间声场预报.

摘要： 针对近场声全息(near-fieldacousticholography,NAH)在实际测量环境下降低环境噪声的影响且保证全息面上声压重建精度的需求,基于空间面积分声压重建理论,在基于等效源法的近场声全息方法(near-field acoustic holography based on equivalent source method,NAH-ESM)基础上,利用Newton插值和克希荷夫积分的声压重构方法提出一种双层插值NAH噪声源定位方法.由少量麦克风测量点数据,重构多个全息面上任意位置点的声压值及声矢量,实现噪声源定位,进而重构噪声源.最后结合噪声源重构结果建立噪声源等效模型,通过实地测量,建立某制氧厂主厂房噪声数值仿真,仿真结果与实测值误差在5％以内.通过实验证明在一定复杂环境下,该方法能有效提高噪声源定位效率及精度.

摘要： 在传统波叠加法的近场声全息算法中通常采用单层势或双层势波函数作为积分核函数,这类波函数在全息面与等效源面非共形的情况下极易导致系统矩阵的线性相关性增强和病态加重.以往研究多侧重对病态矩阵的正则化处理,以求获得更好的计算结果.从理论上分析了传统单层势或双层势波函数导致系统产生病态的原因,进而通过对格林函数的各阶求导构造出了系列具有较强指向性的射线波函数.利用该系列射线波函数替换传统波叠加法中的单层势或双层势波函数,可以使所形成的系统矩阵呈现主对角占优且近似对称的良态形式,从而可获得更精确、更稳定的计算结果.对脉动球源、振动球源以及可叠加为任意声源外声场的一般球源进行了数值仿真.研究表明:采用高阶波函数叠加法在传统波叠加法的系统矩阵已病态且不使用Tikhonov正则化就无法获得满意计算结果的情况下,能明显降低系统矩阵的条件数,使系统矩阵良态化.因而从这个意义上说,该方法也是一种可提高重建稳定性的正则化手段.同时发现,无论是传统的单层势和双层势波函数,还是射线波函数都各有其适用范围和优缺点,因此在实际使用中应根据不同的情况选择不同的波函数以提高计算稳定性和计算效率.

摘要： 本文针对利用COMSOL等有限元仿真软件模拟超声换能器三维声场运行速度慢的问题,基于角谱法(ASM)提出超声换能器三维声场的快速模拟方法,基于ASM和Gerchberg-Saxton迭代算法,提出超声换能器声场调控方法,并根据计算的相位差,利用3D打印技术研制声全息透镜,实现超声换能器的声场调控.

摘要： 声全息技术空间分辨率高、计算速度快,能够对在结构内部传播的结构波进行可视化.该技术的出现为超衍射极限分辨率的检测提供了重要方向.主要研究近场超声在薄工件中的传播以及声场与微小缺陷相互作用的规律,基于近场声全息建立纵波信号与工件结构、缺陷类型的定量关系,找到可以通过工件表面声场特性来判别近场区域内是否存在缺陷的方法,将计算结果与有限元仿真进行对比,以验证该方法的正确性.该模型对于提高近场检测分辨率以及微小缺陷的特征提取具有一定的指导意义.

摘要： 本项目主要开展了内声场近场声全息—声品质3D耦合分析方法及试验验证的研究工作.研究了内声场近场声全息声场重构结果与声品质参量3D分布间关联机理,建立了内声场声品质参量3D分布的理论计算模型,搭建了内声场声全息—声品质3D耦合分析原型系统,并在自由及非自由声场中开展了原型系统的试验验证研究.项目研究成果为内声场的系统化声品质客观量评价分析、主要噪声源识别定位和关键部件减振降噪优化设计提供了理论依据.目前,项目研究成果已应用于ARJ21-900飞机客舱、小汽车轿厢、汽车配件等产品的声学封装设计中.

摘要： 近场声全息是上世纪80年代由全息领域脱颖而出的新技术。NAH技术特别适用于低频场源特性的判别、散射体结构表而特性以及结构模态振动等研究，还用于源辐射功率和大型结构远场指向性的预报等。本文根据平面近场声全息的基本原理，论述了实验参数包括全息孔径大小、采样间隔和重构距离以及窗函数参数的设定要求，并通过仿真模拟验证了这些参数设定的正确性。并进行了实验验证，得到了很好的实验效果。

摘要： 本文试图将声阻抗管中使用的宽带窄脉冲信号引入到近场声全息测有限尺度试样反射系数的测量中,以实现减少有限尺度试样边缘衍射和测量边界的反射干扰。推导证明,理论上是可行的,可实施的。

摘要： 应用近场声全息(NAH)方法和多普勒原理识别运动声源是一种有效的方法[1].但由于空间采样的局限性,近场声全息中FFT变换会带来空间频率的泄漏和混叠.统计最优平面近场声全息(SONAH)[2,3,4]直接在空间域采用声场叠加原理来实现空间声场的重建,避免了FFT变换所引起的误差.本文在统计最优平面近场声全息的基础上,利用多普勒效应消除原理来实现运动声源的识别.通过实车试验验证了方法的有效性.

摘要： 根据轴对称声场声全息变换技术的基本原理,建立了声反射系数快速反演技术的理论模型.使用这种测量模型,只需分别测量两个全息面的径向复声压即可以反演出材料的反射系数,减少了测量的工作量。rn 根据实际实验场地,针对半自由空间,建立了半空间测量模型,利用已知理论反射系数数值的弹性铡板进行验证性实验,实验结果和理论值一致性很好.实验结果表明,这种声反射系数快速反演技术在准确地反演材料的声反射系数的同时,大大减少了实验所需时间,具有较高的可行性以及实用性。

摘要： 本文介绍了被称为"声照相"的基于波束形成(Beamforming)算法的噪声源识别方法,利用传声器阵列和延迟求和构架的波束形成算法,可对非稳态声源或移动声源进行快速连续测量,从位置、频率范围、声辐射能量等多方面进行噪声源的识别。Beamforming方法不仅可以使用网格传声器阵列,还可使用一些其他形式的传声器阵列,并且具有更好的测量效果。最后本文从应用角度将此方法与另外两种常用的噪声源识别方法──声强分布和声全息进行了比较。

摘要： 本文介绍了被称为"声照相"的基于波束形成(Beamforming)算法的噪声源识别方法,利用传声器阵列和延迟求和构架的波束形成算法,可对非稳态声源或移动声源进行快速连续测量,从位置、频率范围、声辐射能量等多方面进行噪声源的识别.Beamforming 方法不仅可以使用网格传声器阵列,还可使用一些其它形式的传声器阵列,并且具有更好的测量效果.最后本文从应用角度将此方法与另外两种常用的噪声源识别方法-声强分布和声全息进行了比较.

摘要： 论述了对于用声全息反演法测量水声材料任意入射角的反射系数,用柱面波分解比平面波分解优越的理由,平面波分解计算采用快速傅立叶变换受到波数域的分辨率及声波波长的限制,不能测量到任意入射角的反射系数;而柱面波分解理论则无上述限制,能测量任意入射角的反射系数,柱面波分解法利用了声源及测试材料声反射面的轴对称性,只需测量半径方向上的复声压数据,极大地减少了工作量.随后以水中8毫米厚的铝板为例,通过数值模拟,分析了测量过程中各种因素对测量精度的影响,这些因素包括测量半径、阵元及阵位置误差、阵元间隔、测量面高度的定位误差等,指出了实际测量过程中对这些因素均有很高的要求,低频条件下声源若不满足指向性很高的要求,测量大入射角的反射系数仍然存在困难.

摘要： 研究了水下近场扫描测量用的均匀水听器线阵各阵元位置误差的校正方法.该方法使用事先设置的校正源,在校正过程中将垂直悬挂的水听器线阵相对于支架轴以己知角度旋转两次,利用不同位置阵元的观测数据就能准确地估计各阵元位置.然后与理想的测量点位置进行比较,得到各阵元的位置误差,根据泰勒级数展开,将理想测量点处的声场值表示为实际测量值与一个误差因子组合的形式,迭代修正计算后可以得到精确的近场数据.计算机模拟的结果验证了本文方法的有效性.

摘要： 本文研究了利用全息声压测量方法反演矩形材料声复反射系数的基本误差因素,其中涉及空间滤波和补零技术、不同声源类型、声场测量的几何参数和不同硬度的反射界面等因素与界面反射系数预报误差的关系.在分析过程中,对声源和声场测量的轴对称性不作要求,这可便于实际实验测量.结果表明,采用空间滤波和补零技术和偶极子型声源可大大减少反射系数的预报误差,而几何测量参数中最关键的是两测量面间距和被测量样品距最近测量面的距离,均小于λ/10时可保证反射系数的预报误差小于10％,被测量样品和测量面的尺寸应大于3λ,测点间距小于λ/4即可,声源距离样品的距离可以取0.5-1.0 λ.

摘要： 本发明涉及音响系统技术领域，具体来说是一种传统扩声与全息扩声和电子声罩结合的音响系统及其使用方法，其特征在于：包括全息扩声和电子声罩系统，信号输入端将声音信号发送至调音台，调音台将声音信号发送至MADI话放，MADI话放接收调音台的声音信号以及电子声罩拾音器采集到的环境发声源的模拟信号，将模拟信号转换为数字信号，同时将数字信号和声音信号并传输至处理器，处理器对声音信号赋予空间坐标以及属性并发送至ADDA转换器，ADDA转换器将数字信号发送至信号输出端，其优点在于：加强了整个系统的容错空间，避免设备故障造成的演出事故。

摘要： 本发明公开了一种基于Patch近场声全息技术的声品质客观参量三维可视化方法：在大型结构声源辐射形成的存在来波和去波的声场中，利用小型麦克风阵列对大型复杂声源表面进行多次扫描测量，由本专利公开的Patch近场声全息-声品质耦合矩阵计算模型，得到声学量和声品质客观参量在整个空间声场中的分布信息，实现了声学物理量和声品质客观参量三维分布可视化。

摘要： 本发明公开了一种具有声源稀疏度自适应性的变范数等效源近场声全息算法，是在声源近场辐射区域内布置全息面并测量获得全息面上声压PH；在目标重建面远离全息面一侧布置等效源面；利用等效源与全息面之间的声压传递矩阵建立声压与等效源间关系；采用带有自适应范数约束惩罚项的迭代正则化算法求解等效源源强，再用求得的源强以及等效源与目标重建面之间的传递矩阵计算获得目标重建面上的声场数据。本发明自适应地改变正则化求解过程中lp范数惩罚项中的p值，使求解所得等效源源强的稀疏度与声源的实际稀疏度更加一致，对空间稀疏型声源、空间连续型声源或源强稀疏度介于充分稀疏与连续之间的声源皆能够实现精确求解。

摘要： 本发明公开了一种半空间环境下的边界元法近场声全息变换方法，包括步骤一：建立半空间环境下的近场声全息测量模型，获取真实声源以及镜像虚源的源面上的节点坐标信息；步骤二：建立基于边界元理论的亥姆霍兹‑基尔霍夫(Helmholtz‑Kirchhoff)积分方程；步骤三：建立相应的传递矩阵；步骤四：建立全息变换关系式；步骤五：全息重建过程中的正则化处理。本发明考虑半空间测试环境，对传统半空间边界元法进行了改进，考虑了半空间中界面对源面声压及振速场的影响，建立了半空间环境下的全息变换矩阵，从而提高重构精度。

摘要： 本发明公开了一种基于近场声全息的隔声测量系统及其测量方法，该系统包括设于声源室内并依次相连的PC机、声卡、功率放大器、正十二面体扬声器、声级计，以及设于接收室内的基于Labview的隔声测量平台、全息传声器阵列、参考信号传声器和显示器。本发明使用传声器阵列扫描技术测取构件近场的复声压分布，通过近场声全息算法重建构件表面的辐射声场，包括声压分布、振速分布、三维声强分布以及辐射声功率等，进一步分析不仅可得构件的隔声频率特性，而且能精准定位隔声缺陷。本发明具有精度高、多点同步测量以及不受房间声学条件限制等优点，为构件隔声的实验室测量和现场测量提供了新的参考。

摘要： 本发明公开了一种基于Patch近场声全息技术的声品质客观参量三维可视化方法：在大型结构声源辐射形成的存在来波和去波的声场中，利用小型麦克风阵列对大型复杂声源表面进行多次扫描测量，由本发明公开的Patch近场声全息-声品质耦合矩阵计算模型，得到声学量和声品质客观参量在整个空间声场中的分布信息，实现了声学物理量和声品质客观参量三维分布可视化。

摘要： 有界空间中基于近场声全息的声源直接辐射远场声学量的预测方法，包括：1.建立基于有限项半空间球面波基函数叠加的有界空间声场数学模型；2.在声源近场布置全息测量面进行声压全息测量；3.将全息测点分为两组，建立两组测点声压之间的数学关系，确定基函数的最优展开项数；4.建立声源近场全息测量获取的有界空间声压与声源直接辐射远场声压的数学关系，求解远场声压值，实现声源直接辐射远场声学量的预测。本发明对于在不具备理想声学测量条件的情况下，实施结构声源，特别是大尺寸结构声源远场辐射声学量的评估，提供了数学基础。

摘要： 本发明公开了一种穿颅多点超声聚焦声全息透镜，其通过以下方法形成：选择位于颅骨中的刺激靶点的位置做为虚拟声源点；对超声神经调控器件选择预定超声波频率；以刺激靶点的位置作为虚拟声源反向计算声波穿过颅骨模型之后在超声神经调控器件位置的相位信息；结合声全息透镜材料对声波相位的调控特性设计声全息透镜表面；根据获得的声全息透镜表面制备出穿颅多点超声聚焦声全息透镜。本发明的声全息透镜具有聚焦位置精确的优点。

摘要： 本实用新型公开了一种基于近场声全息的隔声测量系统，该系统包括：接收室、声源室、待测构件、显示器、基于Labview的隔声测量平台、全息传声器阵列、参考信号传声器、声卡、声级计和设于声源室内并依次相连的PC机、功率放大器、正十二面体扬声器；设于接收室内的基于Labview的隔声测量平台分别与全息传声器阵列、参考信号传声器、显示器相连，全息传声器阵列的多个声压传感器按设定采样间距排布，参考传声器设于待测构件近场位置；接收室与声源室之间设有测试洞口，待测构件设于测试洞口中，声级计设于声源室内测量声压级。本实用新型具有精度高、多点同步测量以及不受房间声学条件限制等优点，为构件隔声的实验室测量和现场测量提供了新的参考。

摘要： 本实用新型公开了一种基于全息声技术的数字音乐厅，包括音乐厅和声全息系统，音乐厅内部底端的一侧设置有演奏区，演奏区顶部的一侧设置有第一隔音板，第一隔音板的一侧设置有第二隔音板，第二隔音板的一侧安装有显示屏，声全息系统集成在音乐厅的内部。本实用新型通过波场合成模块对乐队演奏产生的音频进行特殊处理，使其听众听到的声音仿佛如立体环绕，若隐若现。然后在听赏的同时，通过图像传输模块向显示屏传输播放出与音频相对应动态画面，使其跟随音频高潮通过画面体现出高潮，进而对音频的听赏效果体现出最大值，使其听赏音频真如触手可及一般。此种基于全息声技术的数字音乐厅，对音频效果较好，适合广泛推广应用。