3声源识别

传统外场声阵列
LMS 传统声全息+声聚焦
使用场合 : 稳态和瞬态（转速跟踪） 传统声全息用于低频分析
同一次测试即可完成
近场声聚焦用于高频分析 麦克风阵列为矩形, 麦克风数量和阵列尺寸可以根据需求定制.
在全频带内有准确的声源识别精度和定量分析能力
1、支持多次测量，最后完成声源识别 2、阵列硬件成本可以降低
声线法和声聚焦均认为所有麦克风是同时记录声 压信号。 声线法假设：麦克风阵列是在远场，声源是以平 面波传递的。
1 s (t ) N
p (t
j 1 j
N
j
) with j d cos
c
声聚焦假设：麦克风阵列是在近场，声源是以球 面波传递的。
S ( f ) Pj ( f )e
dBA 91 90 89 88 87 86 85 84 83
根源是什么? 声源? 传递途径? 声振耦合分析工程
传递路径分析 声源量化排序 声振耦合模态分析
需要用什么样的材料来 降低噪声?
材料及部件测试
吸声，传递损失 驻波管法，现场试验法，试验室法
产品是否满足标准要求?
声功率 & 通过噪声
声压法 & 声强法 试验室内，车内，试车场
声源识别技术
声强
声强 = 声压 x 粒子速度
声压-声压 探头 2个传声器 根据声压梯度近似计算粒子速度 有限的频率范围
声压-速度 探头 传声器 + 粒子速度传感器 通过细铂丝的温度变化推导粒子速度 全频段
传声器间距 6 mm 12 mm 50 mm
低频 210 Hz 105 Hz 25 Hz
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
65
麦克风阵列尺寸： 50*50cm
麦克风间距： 5 cm
60
55
50
45
200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300
Interest in combining
400 Hz
1000 Hz
2000 Hz
4000 Hz
NAH
and
focalization
24 copyright LMS International - 2007
LMS 传统声全息+声聚焦应用实例
75
声功率定量测试
Acoustic Power (dB)
70
空间分辨率决定是否将声源进行分离
差 声强法 中等 声线法 好 声全息
Intensite dB 98 97 96 95 94 93 92 91 90
到被测声源的距离
远场 声线法 声强法 近场 声全息 声强法
声学环境
外场（自由场） 内场 (反射场）
2D 阵列
3D 阵列
运行工况
稳态 声强法 瞬态 声全息 声线法
5 cm
传统的近场声全息 与声聚焦组合使用 用经济的方法拓宽了能够处理的频率
空间分辨率性能
20 cm
范围
80 cm
传统的波束成型 LMS HD 声学照相机 (波束成型 & 声聚焦Focalization)
通过声聚焦提高试验效率和精确度
通过声聚焦改善了空间分辨率
15 copyright LMS International - 2008
声强高级报告 3维视图-活动图片
• 2维 & 3维视图 • 线框架几何模型 • 背景图片 • 幅值表征: • 颜色 • 箭头 (向量)
• 位移
• 静态或动画 • 可在微软office软件中生成活
动图片
10 copyright LMS International - 2011
声线法：Beamforming 和 声聚焦 Focalazation
18 copyright LMS International - 2009
传统声全息阵列 示例
传统声全息阵列 示例
2D & 3D 机器人
2D & 3D 机器人用于:
• 声强测试
Y: 3720mm
Z: 3320mm
• 声全息 • 其他类型的传感器
Z Y X X: 1130mm
使用流程: • 几何建模: 定义网格
声全息
2 个相距 20cm 的声源 利用60x60 cm²的测试
阵列
采集 10x10 个点 8dB scale
ct. 1/3 1000 - G lobal - () - H 2sourcesb - Focal_7cm- 2 sources_7cm- O 2sourcesb - Focal_7cm- 2 sources_7cm- O ct. 1/3 400 - G lobal - () - H 2sourcesb - Focal_7cm- 2 sources_7cm- O ct. 1/3 2000 - G lobal - () - H 2sourcesb - Focal_7cm- 2 sources_7cm- O ct. 1/3 4000 - G lobal - () - H
23 copyright LMS International - 2007
LMS 传统声全息+声聚焦应用实例
2sourcesb - hologramme - 2 sources_7cm- O ct. 1/3 1000 - G lobal - () - 2sourcesb H 2sourcesb - hologramme - 2 sources_7cm- O ct. 1/3 400 - G lobal - () - H - hologramme - 2 sources_7cm- O ct. 1/3 2000 - G lobal - () - H 2sourcesb - hologramme - 2 sources_7cm- O ct. 1/3 4000 - G lobal - () - H Intensite dB 78 77 76 75 74 73 72 71 70 Intensite dB 87 86 85 84 83 82 81 80 79 Intensite dB 91 90 89 88 87 86 85 84 83 Intensite dB 91 90 89 88 87 86 85 84 83
以发动机声源识别为例: 声全息阵列尺寸定为. 0.8 m X 1m 如果仅使用近场声全息方法（要求麦克风间距<1/2最小波长）
1700 Hz, λ= 20 cm, microphone spacing = 10 cm => 9 x 11 = 99 points 3400 Hz, λ = 10 cm, microphone spacing = 5 cm => 17 x 21 = 357 points
1
远场波束成型 基于麦克风间的时间延迟进行声源定位 所有通道(36-52)同时测试。天线包含光学照相机 从一定距离处快速预览声源分布 空间分辨率与分析频率相关 (34cm@1000Hz，而3m@100 Hz)
13 copyright LMS International - 2008
近场声全息 & 声聚焦

如果近场声全息和近场声聚焦结合使用:
测量阵列: microphone spacing = 10 cm => 9 x 11 = 99 points 近场声全息可以测试1700 Hz以内的频带 近场声聚焦可以测试： 1700 Hz to 3400 Hz。


节省硬件投入或测试时间，但测量精度可以保证
j 1
N
ikR j
with kRj 2f j
因此：声线法可用于远场声源识别， 声聚焦可用于近场声源识别
近场声全息技术

假设条件: 测试得到近场的耗散波
Pc ( x, y, w) Sc (k x , k y , w).e
j ( k x x k y y )
.
dk x dk y . 2 2
Intensite dB 81 80 79 78 77 76 75 74 73
近场声聚焦
Intensite dB 91 90 89 88 87 86 85 84 83
Intensite dB 98 97 96 95 94 93 92 91 90
Intensite dB 101 100 99 98 97 96 95 94 93
声音是从哪里发出来的? 声源识别
声强 – 波束成型 声全息 – 声聚焦 Cartographie moteur Renault_2 - carto_proche - distribution - mont閑- 2800 - 3230 Hz - (A) - H 车外 & 车内噪声源识别 Intensite
各种不同声源定位技术的应用场合
2sourcesb - Focal_7cm- 2 sources_7cm- O ct. 1/3 400 - G lobal - () - H Intensite dB 81 80 79 78 77 76 75 74 73 2sourcesb - Focal_7cm- 2 sources_7cm- O ct. 1/3 2000 - G lobal - () - H
高频测试需要大量的麦克风 近场声全息 近场声聚焦
低频的分辨率一般
Solution: 用近场声全息进行低频段声源识别，用近场声聚焦进行高频段声源识别 两种方法可以通过一次试验完成。
22 copyright LMS International - 2007
LMS 传统声全息+声聚焦应用实例
14 copyright LMS International - 2008
声聚焦 对近场声全息 & 远场波束成型 (HD Acoustic camera) 试验效果的改进
频率
空间分辨率 = 可将相邻声源分离开的 最小间距 270 cm 125 Hz 70 cm 500 Hz
波长
17 cm 2 kHz 7 cm 8 kHz
• 测试过程中,包含过程及状态指示器
• 全自动 (所有测点) • 半自动 (逐点) • 手动 • 分析 • 声功率 & 声源定位
21 copyright LMS International - 2011
LMS 声全息+声聚焦应用实例
任何频率下都有好的分辨率
高频段有良好的分辨 率 高频段测试需要的麦 克风数量较少
因此：主要用于近场声源识别，其分辨率
与麦克风间距有关。
12 copyright LMS International - 2007
LMS High Definition 声学照相机 组合远场波束成型和近场声聚焦
被测物
2
声聚焦 将阵列移近到声源热点， 两倍提高空间分辨率 (在近场的测试需要 不同的处理方法)
高频 10.000 Hz 5.000 Hz 125 Hz
声压 20Hz- 20.000 Hz 速度 1Hz - 20.000Hz

新技术 & 无标准要求 供应商: Microflown technologies (NL)
9 copyright LMS International - 2011
frequency Hz 50 100 124 500 1.000 2.000 5.000 wave microphone hologram lenght distance size cm cm cm 686 343 343 172 277 138 69 34 34 17,2 17 8,6 7 3,4
LMS 声学测试与分析——声源识别
目 录
1 2 3 4 5 LMS 总体声学解决方案 如何声源识别技术 声源识别技术
传统外场声阵列
LMS HDCam 声学照相机 LMS 内场声源识别技术
6
声学试验涵盖哪些领域? 与客户需求有什么样的相关性?
这个声音正常么? 为什么听上去不舒服? 声品质
回放/滤波，心理声学指标， 客观及主观评价
Fmin 空间 分辨率
传统的声全息

Fmax
近场技术 (靠近声源进行测试) 阵列要覆盖整个测试物表面 (也可以分块测试) 频率下限决定于阵列尺寸 频率上限决定于麦克风间距 空间分辨率决定于麦克风间距
被测物

LMS 声全息可以用声聚焦进行功能拓展。
如果没有声聚焦，如果要将频率上限提高一倍，需要4倍 的测点。 (将花费4倍的时间或通道数).
是否满足产品质量目标? 声学分析仪
声级计，Leq连续等效声压级，倍频程， 响度，语言清晰度,..
如何进行噪声源识别
Is this source identification ?
声源识别过程简介
麦克风阵列
声源
测试声压
声源识别计算
6 copyright LMS International - 2009