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声源定位

Sound Source Localization

一、声源定位技术概述

       在解决噪声问题或完善产品声学设计时，工程师有时会遇到难以找出声学问题的根源的情况。声音究竟来自哪里？声源定位是一种技术，它使用麦克风阵列来定位和可视化声源发出的声音，可以确保您找到确切的噪声干扰源，从而采取适当的应对措施。声源定位可以让您加快声学故障排查的速度，确保您始终在处理实际的噪声问题。与传统方法相比，使用麦克风阵列进行声源定位具有实时声学可视化的优势，只需一次测量即可。随着数字麦克风等新技术的出现，借助于声学刷或声学照相机等设备，声源定位解决方案的使用变得更加快速、便捷，而且获取成本也更低。

二、基于声全息的声源定位

       基于近场声全息技术的声源定位功能，结合西门子专利的Focalization声聚焦分析功能，可以在不增加测试点密度和麦克风个数的情况下，将分析频率上限提高一倍，使用同一组测试数据，系统可以根据用户定义的分析频率范围，自动选择分析方法，低频使用全息技术，中高频使用声聚焦技术，从而保证宽带分析结果的精确性。

      1、空间分辨率：≤0.5λ

      2、适用声源：稳态，非稳态，瞬态等各种声源识别

      3、 用户可自定义分析带宽，系统内部自动选择最优的分析算法，可同时得到各点的声压、声强，以及某个区域的声功率

      4、 可以基于声功率计算进行声源排序

      5、可交互选择用于噪声源定位分析的时间、转速及频率范围或倍频程段，数据分析结果（时域波形，频谱等）可与噪声源分布云图上的各点动态关联，深入的对各噪声源进行分析

      6、噪声源云图可导出为.wmf格式的矢量图形或.jpeg格式图形 

      7、噪声源动画可导出为影像文件 

      8、功率谱曲线可以导出为.wmf格式的矢量图形，并可将数据导出为.txt格式的文件

三、基于波束成型的声源定位

       基于远场波束成型的麦克风阵列声源定位功能，结合西门子专利的Focalization声聚焦功能，可以实现近场的声源定位功能，可将空间分辨率提高1倍以上，通过两步测试，可以将空间分辨率提高一倍以上。第一步远场对整个结构进行噪声源识别，初步找到噪声源位置；第二步将阵列推近，近场对特定的噪声源位置进行细致的识别。

      1、 空间分辨率：远场波束成型≈λ；近场声聚焦≈0.44 λ。（λ为波长）

      2、适用声源：稳态，非稳态，瞬态等各种声源识别

      3、结合西门子特制麦克风阵列，可自动测试阵列与被测物间距

      4、用户可自定义分析空间分辨率（自动内部插值计算）

      5、可交互选择用于噪声源定位分析的时间、转速及频率范围

      6、数据分析结果（时域波形，频谱等）可与噪声源分布云图上的各点动态关联，深入的对各噪声源进行分析

可对原始时域信号进行回放，并可对某点所对应的噪声源进行单独声音回放

      7、噪声源云图可导出为.wmf格式的矢量图形或.jpeg格式图形

      8、噪声源动画可导出为影像文件

四、非规则阵列声全息

       基于近场非规则阵列声全息技术的声源定位功能，结合波束成型及西门子专利的声聚焦算法，实现全频的高分辨率噪声源识别。

      1、空间分辨率：优于20cm

      2、 声源识别动态范围：优于10dB

      3、频率范围：50-1kHz  适用声源：稳态，非稳态，瞬态等各种声源识别

      4、可计算得到各部位声功率

      5、结合西门子特制麦克风阵列，可自动测试阵列与被测物间距

      6、可交互选择用于噪声源定位分析的时间、转速及频率范围

      7、数据分析结果（时域波形，频谱等）可与噪声源分布云图上的各点动态关联，深入的对各噪声源进行分析

      8、噪声源云图可导出为jpeg格式图形

      9、噪声源动画可导出为avi影像文件

五、声强法声源定位

       声强既可以指示声音方向，也可以指示声音大小的幅度，因此在定位声源时也非常有用。通过声强云图确定声源位置和分布，研究复杂振动机械的辐射方向。以下是对某款大巴空调通过声强测试实现声源定位的案例，数据采集仪选用西门子Scadas XS 12通道数采，P-P式声强探头，软件使用西门子Sound Intensity Testing、Intensity Analysis模块，测试系统如下。

       详见站内链接：声强测试 (pudut.com)

       详见站内链接：声强测试案例 (pudut.com)

六、案例分享——燃烧噪声分离

       在进行发动机声源定位的时候，可以分离燃烧噪声和其他非燃烧噪声声源，并确定不同声源的位置。发动机产生的噪声包括燃烧噪声和其他机械噪声（包括曲轴连杆，活塞，凸轮轴，喷油嘴等）。通过以上提到的声源定位技术，可以把只和缸压有关燃烧噪声分离出来。

      1、分离燃烧噪声和其他机械噪声

      2、确认并定位声源位置

      3、适用于4缸柴油发动机

      4、滤波函数自动完成

      5、分离的噪音结果可导出，用于回放或进一步分析

                                               声学刷                                                      声学照相机