CN104634441A - 寻找由部件接触引起的机械性杂音的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种寻找由部件接触引起的机械性杂音的装置和方法，其中所述装置包括直流电源、数据采集仪以及第一触点和第二触点，其中所述直流电源的一端经由所述数据采集仪与第一触点和第二触点中的一个电连接，所述直流电源的另一端与第一触点和第二触点中的另一个电连接，第一触点和第二触点可分别附接到在运行过程中可能接触的待检测部件上，以通过直流电源、数据采集仪和附接的触点形成外接的电流回路，并通过将数据采集仪采集到的噪声信号与待检测部件接触后导致电流回路的导通而产生的电压信号相比较来分析是否由所述待检测部件接触引起机械性杂音。与现有技术相比，本发明具有结构简单、使用方便、可靠性高、适应范围广等诸多优点。

Description

寻找由部件接触引起的机械性杂音的装置和方法

技术领域

本发明涉及机械性杂音探察识别，特别是涉及寻找由部件接触引起的机械性杂音的装置和方法。

背景技术

在车辆等机械领域中经常存在由于振动等导致的部件的接触（例如碰撞）而引起的机械性杂音，如何以简便的方式快速寻找这种机械性杂音的来源一直以来作为困扰业界的一个重要课题。例如，目前针对整车由零部件接触引起的车内噪声问题的寻找和测试的方法较少，其主要通过以下几种传统方法进行：

1）针对容易接触的部件，在部件附近贴附加速度传感器，依据部件触碰时产生的冲击信号判定零部件接触，并由此判断噪声的来源。

该方法的缺点在于，由于结构设计、空间位置等的限制，对于部分零部件而言，没有足够的空间进行加速度传感器的布置和安装，因而无法或难于进行该方法的实施。

2）针对容易接触的部件，在部件附近布置麦克风传感器，依据部件触碰时产生的噪声信号判定零部件接触，并由此判断噪声的来源。

同样，该方法的缺点在于，对于部分零部件而言，没有足够的空间布置麦克风传感器。同时，麦克风传感器受周围噪声的影响明显，导致识别困难或准确性低。

3）有经验的工程师通过人耳主观查找噪声的来源。

该方法的缺点在于，需要进行人员经验的长期培养，查找时间花费较长，且工作效率较低。

可见，上述不同的传统方法在噪声寻找时很容易受到空间位置、传感器尺寸或环境噪声等客观因素的影响，导致其存在着难于实施、准确性低、耗时长等缺陷，因而存在着进一步完善或改进的必要。

发明内容

鉴于以上背景，为克服上述现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提出一种寻找由部件接触引起的机械性杂音的装置和方法，其能够以简单的方式简便、快速地判断部件在运行过程中是否发生接触，并结合采集到的数据可靠地判定是否由所述部件接触引起机械性杂音。

为达到上述目的，本发明的主要设计原理在于，由直流电源、数据采集仪和可附接待检测部件的触点形成一套外接的电流回路，所述触点可布置在容易接触的待检测部件上，其在电流回路中作为提供类似开关信号的电路元件，通过将部件接触后导致电流回路的导通而产生的电压信号由现有的数据采集仪采集，并将数据采集仪采集到的噪声信号与上述电压信号进行比较来分析是否由该部件接触引起机械性杂音。

更具体地说，根据本发明的一个方面，提出一种寻找由部件接触引起的机械性杂音的装置，其包括：

直流电源，其作为电压源提供稳定的电压；

数据采集仪，其用于采集包括噪声信号和电压信号的数据；以及

第一触点和第二触点，

其中所述直流电源的一端经由所述数据采集仪与所述第一触点和所述第二触点中的一个电连接，所述直流电源的另一端与所述第一触点和所述第二触点中的另一个电连接，

所述第一触点和所述第二触点可分别附接到在运行过程中可能接触的待检测部件上，以通过直流电源、数据采集仪和附接的触点形成外接的电流回路，并通过将数据采集仪采集到的噪声信号与待检测部件接触后导致电流回路的导通而产生的电压信号相比较来分析是否由所述待检测部件接触引起机械性杂音。

有利的是，所述第一触点和/或所述第二触点以可移除的方式附接到待检测部件上。通过这种方式，可以快速、方便地对选定的待检测部件进行检测，并可以重复性地使用所述第一触点和/或所述第二触点。

有利的是，所述第一触点和/或所述第二触点呈导电胶带或导电夹的形式。

当采用导电胶带时，可以利用导电胶带的较大表面积扩大触点的接触面积，同时可以利用导电胶带柔软性好、粘接力强、导电性好的特性，由此可确保或增强检测过程的可靠性和便捷性。

有利的是，所述导电胶带为导电布胶带或导电金属箔胶带。

有利的是，所述直流电源提供等于或小于5V的稳定电压。

实践中，直流电源提供的电压主要依据数据采集仪可以接受的信号而定。一般来说，本发明的数据采集仪可以采用能够满足本发明要求的各种现有数据采集仪，而大多数现有数据采集仪可以接受等于或小于5V的直流电压信号，因此优选将直流电源提供的电压设定为等于或小于5V，但这并非绝对必要，在符合本发明的原理的条件下，本领域的技术人员可以根据具体需要略加变化或调整。

有利的是，所述直流电源为干电池或蓄电池。事实上，所述直流电源的方式不限，只要其可以提供数据采集仪能够接受的稳定的电压信号即可。例如，在最简单的情况下，当需要提供3V的稳定电压时，可直接使用串联起来的两节普通干电池（每节干电池的电压为1.5V）作为所述直流电源。

有利的是，本发明的装置还包括一个或多个附加触点，其经由所述数据采集仪与所述直流电源的一端电连接或直接与所述直流电源的一端电连接，并可在使用时选择性地附接到选定的待检测部件上，以能够同时或顺序地形成多个并联的电流回路，从而同时或顺序地对多个待检测部件进行检测。

借助于上述方式，通过在实际使用中设置多个触点并可根据具体需要选择性使用选定的触点和待检测部件，从而可以在一个检测步骤中同时形成多个并联的电流回路，以同时对多个部件进行检测，或者在相继的多个检测步骤中顺序地形成多个并联的电流回路，以顺序地对多个部件进行检测。

有利的是，在所述电流回路中设有控制单元，例如按钮或开关，以选择性地控制电流回路的通断，并进而控制针对选定触点或选定检测部件的检测过程。通过这种方式，可以进一步加强对检测程序或检测过程的监控。

有利的是，所述装置以模块化单元的方式提供，其中所述直流电源作为供电电源连接在所述模块化单元的供电端，所述数据采集仪连接在所述模块化单元的输出端，所述第一触点和所述第二触点连接在所述模块化单元的输入端。

通过上述模块化设计，可以使得本发明的装置使用起来更加简单方便，并便于整体出售或使用。此外，当需要针对不同的应用进行变化或维修更换时，可以自由地拆卸或更换模块化单元的各部件，由此使得故障发现和修理工作能够以非常简单的方式完成，而不需要更换整个装置，从而可以显著提高本发明的装置的可操作性、互换性，并大大降低制造和维护成本。

有利的是，所述装置用于寻找由部件接触引起的车内机械性杂音。当然，本发明的应用并不局限于车辆领域，其显然可以应用于存在由部件接触引起的机械性杂音的其他不同领域和场合。

根据本发明的另一方面，提出一种寻找由部件接触引起的机械性杂音的方法，该方法借助于如上所述的寻找由部件接触引起的机械性杂音的装置实施，并包括以下步骤：

将选定的触点分别附接到待检测部件之一上，以通过直流电源、数据采集仪和附接的触点形成外接的电流回路；

利用数据采集仪采集待检测部件附近的噪声信号和待检测部件接触后导致电流回路的导通而产生的电压信号；

将采集到的噪声信号和电压信号相比较来分析是否由所述待检测部件接触引起机械性杂音。

根据本发明的方法，有利的是，采集到的噪声信号和电压信号在时域信号中分析。

根据本发明的方法，有利的是，在时域信号分析中，当机械性杂音出现的时刻与待检测部件接触后导致电流回路的导通而产生的电压信号出现的时刻重合时，基本判定所述待检测部件的接触引起机械性杂音。

根据本发明的方法，有利的是，当采用多于两个的触点时，将所述触点分别选择性地附接到多个待检测部件之一上，以同时或顺序地形成多个并联的电流回路，从而同时或顺序地对多个待检测部件进行检测，由此可显著提高工作效率。

从以上描述中可以看出，本发明的装置和方法能够以简单的方式简便、快速地判断部件在运行过程中是否发生接触，并结合采集到的数据可靠地判定是否由所述部件接触引起机械性杂音。尤其是，本发明可仅仅利用例如由电池、导电胶带、数据采集仪等形成的外接电流回路方便地实现对于零部件接触或触碰的判断，并可在随后的数据分析中结合数据采集仪获得的噪声信号和电流回路产生的电压信号判断是否由于部件接触引起机械性杂音。该装置和方法具有设计简单、使用方便、可靠性高、制造成本低等优点，且可以在极小的空间内使用，基本上不受空间位置、尺寸或环境噪声等的影响，并能够广泛地应用于诸如车辆等的各种领域和场合中。

附图说明

通过下面结合附图关于本发明的具体实施方式的详细描述，将有助于更清楚、全面地理解本发明的特征、细节和优点。其中：

图1为示出了根据本发明的寻找由部件接触引起的机械性杂音的装置的工作原理的电路示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例由数据采集仪采集到的数据。

具体实施方式

下面借助于示范性实施例详细描述本发明。需指出的是，本领域的技术人员很容易理解，以下实施例仅仅为便于更清楚地理解和描述本说明以举例方式给出的关于本发明的示范性实施例，其并不意味着对本发明进行任何限制。

如图1的电路原理图所示，根据本发明的寻找由部件接触引起的机械性杂音的装置主要包括直流电源1、数据采集仪2、第一触点3和第二触点4。

所述直流电源1作为直流电压源例如由干电池或蓄电池构成，其提供优选等于或小于5V、例如3V的稳定电压。

数据采集仪2用于采集包括噪声信号和电压信号的数据，现有技术中存在可在本发明中使用的多种类型的数据采集仪，本领域的技术人员在本发明原理的基础上可根据实际需要和应用环境进行自由选择。

直流电源1的一端经由数据采集仪2与第一触点3电连接，直流电源1的另一端例如通过导线5与第二触点4电连接。

本发明的装置在使用时，第一触点3和第二触点4可分别附接到在运行过程中可能接触的待检测部件上，由此通过直流电源1、数据采集仪2以及第一触点3和第二触点4形成一套外接的电流回路。数据采集仪分别采集待检测部件附近的噪声信号和待检测部件接触后导致电流回路的导通而产生的电压信号，并将上述信号进行比较，以分析和判断是否由所述待检测部件接触引起机械性杂音。

如前所述，根据本发明的一个优选方面，为了更好地控制检测过程和提高工作效率，可以在上述装置中进一步设置一个或多个附加触点，从而使得该装置包括多于两个的多个触点。在此情况下，可选择性地利用选定的触点和选定的待检测部件同时或顺序地形成多个并联的电流回路，以同时或顺序地对多个待检测部件进行检测。此外，还可在一个或多个电流回路中设置控制单元（例如开关或按钮），以进一步加强对检测过程的监控。

根据本发明的另一个优选方面，本发明的装置的各部件可以集成在一个模块化单元中，其中直流电源1可作为供电电源连接在所述模块化单元的供电端，数据采集仪2可连接在所述模块化单元的输出端，第一触点3和第二触点4可连接在所述模块化单元的输入端（检测端）。在此情况下，可以显著提高本发明的装置的可操作性和互换性，并大大降低制造和维护成本。

本发明的噪声信号和电压信号分析优选在时域信号中进行。所述分析通常在数据采集后的后续过程中人工地进行，但也可以通过相关的软件设计自动地进行，或者在数据采集过程中实时地进行。

下面借助于一具体实施例描述本发明的装置的示范性应用和本发明的方法的操作过程。

根据该实施例，如图1所示的本发明的装置被用于寻找由部件接触引起的车内机械性杂音。需说明的是，虽然以下将基于寻找车内机械性杂音的实施例对本发明进行示例性描述，但这并不意味着对本发明的应用领域进行限制。相反，如前所述，本发明可广泛地应用于其他各种领域。

更具体地说，本申请的发明人在某款车型的研发过程中发现，在车辆从静止到起步过程中，车内可以感受到明显的机械性杂音，其很可能来自于位于车身下部用于连接发动机和车身的下系杆。

为了寻找该机械性杂音，传统的方法是，利用布置在待检测部件（即，下系杆）上或其附近的加速度计或麦克风进行测量。然而，由于该部件安装在车辆底部，并且需要在车辆行驶过程中进行测量，传感器和麦克风均不易于布置和安装。即使对于有经验的工程师，也无法在短期内寻找到机械性杂音的源头。

为了验证本发明的可靠性和技术效果，通过本发明的装置和方法来寻找该机械性杂音的来源。

首先，将分别由锡纸胶带构成的第一触点和第二触点分别附着在下系杆的内部构件和外圈上。所述内部构件和所述外圈之间具有间隙，并可能在车辆的起步过程中发生碰撞，由此导致第一触点和第二触点发生电接触。利用导线以图1所示方式连接直流电源和数据采集仪，以构成根据本发明的寻找由部件接触引起的机械性杂音的装置。在本实施例中，采用了现有技术中已知的Head Squadriga型数据采集仪，并采用了串联起来的两节干电池（每节干电池的电压为1.5V）作为直流电源。

车辆起步后通过数据采集仪采集并记录车内噪声信号和检测到的电压信号，并在时域信号下进行噪声信号和电压信号的分析。

图2示出了根据本发明的该实施例由数据采集仪采集到的数据，其中，横坐标为时间（s），左侧纵坐标为声压级SPL-dB(A),右侧纵坐标为电压（V）。图2中，上方的锯齿形曲线为车内噪声信号，下方的平直线段为触点处检测到的电压信号。

在数据采集后的时域信号分析中，可以直观地看到，当车内机械性杂音出现时，关注部件（下系杆）中布置的触点也发生接触，从而产生非零电压信号，即触点接触的时刻与机械性杂音出现的时刻基本一致，从而基本上可以判定，在车辆起步过程中，下系杆中分别布置第一触点和第二触点的内部构件和外圈发生了接触，并导致了机械性杂音的产生。相反，如果在机械性杂音出现的时刻没有电压信号或者电压信号滞后或提前于噪声信号，则该机械性杂音并非该部件引起。

由此可见，本发明能够以简单的方式简便、快速地寻找出由部件接触引起的机械性杂音的来源。此外，与现有技术相比，本发明具有结构简单、使用方便、可靠性高、适应范围广等诸多优点。

以上结合具体实施例对本发明进行了详细描述。很明显，以上描述以及在附图中示出的实施例均应被理解为是示例性的，而非对本发明的限制。对于本领域的技术人员来讲，很容易理解，可以在不脱离本发明的精神的情况下对本发明中的各部件的构成、连接关系、操作过程等进行各种变型或修改，这些变型或修改均不脱离本发明的范围。

Claims (14)

1.一种寻找由部件接触引起的机械性杂音的装置，其特征在于，包括：

直流电源，其作为电压源提供稳定的电压；

数据采集仪，其用于采集包括噪声信号和电压信号的数据；以及

第一触点和第二触点，

其中所述直流电源的一端经由所述数据采集仪与所述第一触点和所述第二触点中的一个电连接，所述直流电源的另一端与所述第一触点和所述第二触点中的另一个电连接，

所述第一触点和所述第二触点可分别附接到在运行过程中可能接触的待检测部件上，以通过直流电源、数据采集仪和附接的触点形成外接的电流回路，并通过将数据采集仪采集到的噪声信号与待检测部件接触后导致电流回路的导通而产生的电压信号相比较来分析是否由所述待检测部件接触引起机械性杂音。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一触点和/或所述第二触点以可移除的方式附接到待检测部件上。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一触点和/或所述第二触点呈导电胶带或导电夹的形式。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述导电胶带为导电布胶带或导电金属箔胶带。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流电源提供等于或小于5V的稳定电压。

6.根据权利要求1或5所述的装置，其特征在于，所述直流电源为干电池或蓄电池。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一个或多个附加触点，其经由所述数据采集仪与所述直流电源的一端电连接或直接与所述直流电源的一端电连接，并可在使用时选择性地附接到选定的待检测部件上，以能够同时或顺序地形成多个并联的电流回路，从而同时或顺序地对多个待检测部件进行检测。

8.根据权利要求1或7所述的装置，其特征在于，在所述电流回路中设有控制单元，以选择性地控制电流回路的通断。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置以模块化单元的方式提供，其中所述直流电源作为供电电源连接在所述模块化单元的供电端，所述数据采集仪连接在所述模块化单元的输出端，所述第一触点和所述第二触点连接在所述模块化单元的输入端。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置用于寻找由部件接触引起的车内机械性杂音。

11.一种寻找由部件接触引起的机械性杂音的方法，其特征在于，该方法借助于如权利要求1至10中任一项权利要求所述的寻找由部件接触引起的机械性杂音的装置实施，并包括以下步骤：

将选定的触点分别附接到待检测部件之一上，以通过直流电源、数据采集仪和附接的触点形成外接的电流回路；

利用数据采集仪采集待检测部件附近的噪声信号和待检测部件接触后导致电流回路的导通而产生的电压信号；

将采集到的噪声信号和电压信号相比较来分析是否由所述待检测部件接触引起机械性杂音。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，采集到的噪声信号和电压信号在时域信号中分析。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在时域信号分析中，当机械性杂音出现的时刻与待检测部件接触后导致电流回路的导通而产生的电压信号出现的时刻重合时，基本判定所述待检测部件的接触引起机械性杂音。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，当采用多于两个的触点时，将所述触点分别选择性地附接到多个待检测部件之一上，以同时或顺序地形成多个并联的电流回路，从而同时或顺序地对多个待检测部件进行检测。