CN108051072B - 一种计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的方法,包括:获取在预设频率下外界声源位于隔声罩内部第一位置时目标位置的至少两次的内部声压值,并利用加速度测量装置测量外界声源的至少两次的内部振动加速度;根据所述至少两次的内部声压值和内部振动加速度,确定内部平均声压值和内部平均振动加速度;基于对称性选取外界声源相对于隔声罩的对称位置为第二位置,并获取在预设频率下外界声源位于第二位置时目标位置的至少两次的外部声压值,利用加速度测量装置测量外界声源的至少两次的外部振动加速度;根据所述至少两次的外部声压值和外部振动加速度,确定外部平均声压值和外部平均振动加速度;利用插入损失计算公式计算平均插入损失。

Description

一种计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统设备噪声测量技术领域,并且更具体地,涉及一种计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的方法及系统。
背景技术
隔声罩作为一种被动减少主噪声设备辐射噪声水平的措施广泛应用于变电站内。目前,针对变电站中主噪声设备隔声罩的隔声量的测量评估主要包括声传递损失与插入损失两个指标。传递损失指内部声源辐射声能量或声压级经过隔声罩后的衰减量,评价指标为声源辐射出的入射声功率级LWi和隔声罩外的透射声功率级LWt之差,表示为:
TL(dB)=10lg(Wi/Wp)=LWi-LWt (1)
或者,利用隔声罩内某点的声压级Lpi减去隔声罩外某点的声压级Lpt,表示为:
TL(dB)=20lg(Pi/Pt)=Lpi-Lpt (2)
插入损失指隔声罩外某目标点处隔声罩不存在时的声压级Lp1减去存在隔声罩时的声压级Lp2,可用IL表示为:
IL(dB)=20lg(P1/P2)=Lp1-Lp2 (3)
但针对特高压变电站隔声罩使用传递损失这一指标存在一定的缺陷,变电站内声学环境复杂,站内声源较多、位置分散,且大部分属于工频电压、电流激发的可听噪声,频率成分相关性强;因此在测量现场,难以区分距离较近的相干声源单独激发的声功率贡献量,也难以准确测量单个噪声源设备隔声罩的内外声压,导致传递损失测量精度不高。
发明内容
本发明提供了一种计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的方法及系统,以解决难以准确测量单个噪声源设备隔声罩的内外声压值,导致传递损失测量精度不高的问题。
为了解决上述问题,根据本发明的一个方面,提供了一种计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的方法,所述方法包括:
获取在预设频率下外界声源位于隔声罩内部第一位置时目标位置的至少两次的内部声压值,并利用加速度测量装置测量外界声源的至少两次的内部振动加速度;
分别根据所述至少两次的内部声压值和内部振动加速度,确定内部平均声压值和内部平均振动加速度;
基于对称性选取外界声源相对于隔声罩的对称位置为第二位置,并获取在预设频率下外界声源位于第二位置时目标位置的至少两次的外部声压值,利用加速度测量装置测量外界声源的至少两次的外部振动加速度;
分别根据所述至少两次的外部声压值和外部振动加速度,确定外部平均声压值和外部平均振动加速度;
利用插入损失计算公式计算平均插入损失,所述插入损失计算公式为:IL(dB)=20lg(P1/P2)-20lg(a1/a2),其中IL为插入损失,单位为dB;P1为外部平均声压值;P2为内部平均声压值;a1为外部平均振动加速度;a2为内部平均振动加速度。
优选地,其中所述外界声源发出的声音由信号发生器经功率放大器供给。
优选地,其中所述信号发生器产生的信号频率为中心频率从80Hz起按1/3倍频程增长的纯音且避开变电站内设备的工作频率,信号按频率大小逐步播放,测量中保持功放的放大倍数与信号发生器的输出电压不变。
优选地,其中所述外界声源为动圈式扬声器。
优选地,其中所述动圈式扬声器为锥形动圈式扬声器。
优选地,其中所述加速度测量装置为压电加速度传感器,位于外界声源的振膜上,所述压电加速度传感器包括:加速度计单元、电缆单元和前置放大器单元,所述加速度计单元用于拾取振动信号并通过电缆单元将所述振动信号传输到前置放大器单元,所述前置放大器单元用于把压电加速度计的高阻抗输出转换成低阻抗信号并发送至分析仪器中,其中所述加速度计单元包括:压电陶瓷和质量块。
根据本发明的另一个方面,提供了一种计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的系统,所述系统包括:
内部声压值和振动加速度获取模块,用于获取在预设频率下外界声源位于隔声罩内部第一位置时目标位置的至少两次的内部声压值,并利用加速度测量装置测量外界声源的至少两次的内部振动加速度;
内部平均声压值和平均振动加速度获取模块,用于分别根据所述至少两次的内部声压值和内部振动加速度,确定内部平均声压值和内部平均振动加速度;
外部声压值和振动加速度获取模块,用于基于对称性选取外界声源相对于隔声罩的对称位置为第二位置,并获取在预设频率下外界声源位于第二位置时目标位置的至少两次的外部声压值,利用加速度测量装置测量外界声源的至少两次的外部振动加速度;
外部平均声压值和平均振动加速度获取模块,用于分别根据所述至少两次的外部声压值和外部振动加速度,确定外部平均声压值和外部平均振动加速度;
平均插入损失计算模块,用于利用插入损失计算公式计算平均插入损失,所述插入损失计算公式为:IL(dB)=20lg(P1/P2)-20lg(a1/a2),其中IL为插入损失,单位为dB;P1为外部平均声压值;P2为内部平均声压值;a1为外部平均振动加速度;a2为内部平均振动加速度。
优选地,其中所述外界声源发出的声音由信号发生器经功率放大器供给。
优选地,其中所述信号发生器产生的信号频率为中心频率从80Hz起按1/3倍频程增长的纯音且避开变电站内设备的工作频率,信号按频率大小逐步播放,测量中保持功放的放大倍数与信号发生器的输出电压不变。
优选地,其中所述外界声源为动圈式扬声器。
优选地,其中所述动圈式扬声器为锥形动圈式扬声器。
优选地,其中所述加速度测量装置为压电加速度传感器,位于外界声源的振膜上,所述压电加速度传感器包括:加速度计单元、电缆单元和前置放大器单元,所述加速度计单元用于拾取振动信号并通过电缆单元将所述振动信号传输到前置放大器单元,所述前置放大器单元用于把压电加速度计的高阻抗输出转换成低阻抗信号并发送至分析仪器中,其中所述加速度计单元包括:压电陶瓷和质量块。
本发明提供的计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的方法及系统,通过改变外界声源与隔声罩的相对位置,分别测量外界声源位于隔声罩内、外位置时目标位置的声压级和外界声源的振动加速度,并利用插入损失计算公式得到隔声罩的插入损失。本发明的方法使用与变电站内工频噪声不相关的纯音测量计算插入损失,不受环境因素、人为因素、背景噪声的影响,提高测量精度;通过基于对称性改变外界声源与隔声罩的相对位置以及在外界声源上布置一个通道作为参考信号两个措施保证间接法测量插入损失的正确实施;同时,选择外界声源辐射的声音频率与工频不同,可以消除特高压变电站环境因素的影响,提高测量精度。
附图说明
通过参考下面的附图,可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式:
图1为根据本发明实施方式的计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的方法100的流程图;
图2为根据本发明实施方式的插入损失测量装置布置的俯视图;
图3为根据本发明实施方式的动圈式扬声器电力声类比线路图;
图4为根据本发明实施方式的动圈式扬声器阻抗型力学类比线路图;
图5为根据本发明实施方式的压电加速度传感器的等效电路图;
图6为根据本发明实施方式的压电加速度传感器和电荷放大器简化等效电路图;
图7为根据本发明实施方式的振动信号调理电路图;
图8为根据本发明实施方式的压电加速度传感器模数转换原理的电路图;以及
图9为根据本发明实施方式的计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的系统900的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式,然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中,相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明,此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外,可以理解的是,以通常使用的词典限定的术语,应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义,而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的方法100的流程图。如图1所示,本发明提供的计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的方法及系统,通过改变外界声源与隔声罩的相对位置,分别测量外界声源位于隔声罩内、外位置时目标位置的声压级和外界声源的振动加速度,并利用插入损失计算公式得到隔声罩的插入损失。本发明的方法使用与变电站内工频噪声不相关的纯音测量计算插入损失,不受环境因素、人为因素、背景噪声的影响,提高测量精度;通过基于对称性改变外界声源与隔声罩的相对位置以及在外界声源上布置一个通道作为参考信号两个措施保证间接法测量插入损失的正确实施;同时,选择外界声源辐射的声音频率与工频不同,可以消除特高压变电站环境因素的影响,提高测量精度。本发明实施方式的计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的方法100从步骤101处开始,在步骤101获取在预设频率下外界声源位于隔声罩内部第一位置时目标位置的至少两次的内部声压值,并利用加速度测量装置测量外界声源的至少两次的内部振动加速度。
优选地,其中所述外界声源发出的声音由信号发生器经功率放大器供给。
优选地,其中所述信号发生器产生的信号频率为中心频率从80Hz起按1/3倍频程增长的纯音且避开变电站内设备的工作频率,信号按频率大小逐步播放,测量中保持功放的放大倍数与信号发生器的输出电压不变。
优选地,其中所述外界声源为动圈式扬声器。
优选地,其中所述动圈式扬声器为锥形动圈式扬声器。
优选地,其中所述加速度测量装置为压电加速度传感器,位于外界声源的振膜上,所述压电加速度传感器包括:加速度计单元、电缆单元和前置放大器单元,所述加速度计单元用于拾取振动信号并通过电缆单元将所述振动信号传输到前置放大器单元,所述前置放大器单元用于把压电加速度计的高阻抗输出转换成低阻抗信号并发送至分析仪器中,其中所述加速度计单元包括:压电陶瓷和质量块。
图2为根据本发明实施方式的插入损失测量装置布置的俯视图。如图2所示,黑色方框为隔声罩轮廓,两个五角星为外界声源位置,外界声源可以由动圈式扬声器充当,圆圈为目标测点,可以选取距离隔声罩外壁分别为1米,3米,5米处或者按实际需求选取位置布置麦克风的位置。动圈式扬声器发出的声音信号由信号发生器产生经功率放大器供给,为了消除变电站内工频噪声对插入损失测量的影响,设置信号发生器产生的信号频率为中心频率从80Hz起按1/3倍频程增长的纯音且避开变电站内设备工作频率100Hz、200Hz、300Hz、400Hz等,信号按频率大小逐步播放,测量中保持功放的放大倍数与信号发生器的输出电压不变。纯音的中心频率如表1所示。
如需测量某特定工频处的插入损失数值,可以取该工频前后2Hz的纯音分别得到插入损失做插值处理即可。
表1外界声源辐射声信号中心频率数值表
Figure BDA0001475134080000071
图2中实虚两个五角星所代表的外界声源的位置关于隔声罩的一个侧面对称,测量时将外界声源依次放置在这两个位置处,并且分别采集外界声源位于隔声罩外部时目标位置处的外部声压级Lp1以及外界声源位于隔声罩内部时目标位置处的内部声压级Lp2。根据对称性可知在声源以及隔声罩到目标点位置传播环境相同的情况下,Lp1可以被认为是隔声罩不存在情况下外界声源辐射到目标点处的声压级。
为了保证移动外界声源在移动前后声源辐射的声功率没有改变,需要增加一个通道采集声源的辐射性质。在本发明的实施方式中以动圈式扬声器作为外界声源。
为了得到动圈式扬声器的辐射性质,常用的方法是使用电力声类比。电系统、力系统和声系统在结构上是不同的,但其物理运动又有相似的规律性。虽然电磁振动、力学振动和声学振动的研究对象不同,但电、力、声的振动现象在数学上都是以形式相同的微分方程描述的。这种数学形式上的相似在一定程度上表示了物理上的共同规律,这就是电、力、声类比的基础。在电学系统的分析中经常用电路图来描述元件与元件之间的联系。通过电路分析,常常不必先去求解微分方程就能直接了解系统的工作情况和特点,即使要作定量研究,通过形象化的电路图,利用克希霍夫电路定律再去建立微分方程,也要简单得多。电-力-声类比线路的元件与描述系统特性的各参量对应关系如表2所示。
表2电-力-声类比线路的元件和系统参量
Figure BDA0001475134080000072
Figure BDA0001475134080000081
在本发明的实施方式中,使用的外界声源为动圈式扬声器,它利用磁场对载流音圈导体的作用来实现电声换能,因粘附于振膜的音圈在磁隙中运动而得名。动圈式扬声器的振膜形状主要有锥形和球顶形两种。锥形振膜一般用于低频扬声器单元,球顶形振膜一般用于高频扬声器。因此,本发明的实施方式中使用的均为锥形动圈式扬声器。锥形扬声器单元多为直接辐射式扬声器单元,其振膜直接向周围辐射声波。
图3为根据本发明实施方式的动圈式扬声器电力声类比线路图。如图3所示,eg为信号源开路输出电压,单位为V;Rg为信号源内阻,单位为Ω;Re为扬声器单元音圈直流阻,单位为Ω;Le为扬声器单元音圈电感,单位为H;Bl为扬声器单元的力电耦合因素;SD为扬声器单元振膜的有效辐射面积,单位为m2;Cms为扬声器单元悬置系统的等效力顺,即折环和定心支片的总力顺,单位为m/N;Mms为扬声器单元振动系统的等效质量,主要是振膜的等效质量和音圈的质量,单位为kg;rms为扬声器单元悬置系统的等效力阻,单位为N/(m/s);Mar为扬声器单元的辐射声质量,单位为kg/m4;rar为扬声器单元的辐射声阻,单位为声欧。
图4为根据本发明实施方式的动圈式扬声器阻抗型力学类比线路图。将图3的电学和声学部分折合到力学端,可得如图4所示的阻抗型等效力学线路。如图4所示,eg为信号源开路输出电压,单位为V;Reg为信号源内阻与动圈式扬声器音圈的直流阻之和,Reg=Rg+Re,单位为Ω;Le为动圈式扬声器音圈电感,单位为H;vc为音圈的振动速度,单位为m/s;Rms为包括空气负载的悬置系统的等效力阻
Figure BDA0001475134080000082
单位为N/(m/s);Cms为悬置系统的等效力顺
Figure BDA0001475134080000083
即折环和定心支片的总力顺,单位为m/N。为表述清楚,定义以下参数为fs为自由空间的动圈式扬声器共振频率;ωs为自由空间的动圈式扬声器共振圆频率,ωs=2πfs;Qts为动圈式扬声器在fs处的总Q值,即总品质因素,包括所有的扬声器单元机构的损耗,与安装条件有关。由图4可知,音圈的振动速度vc为:
Figure BDA0001475134080000091
声波波长大于动圈式扬声器振膜圆周长的频率范围可作为活塞范围,在此范围内,可认为动圈式扬声器振动系统各处的振动情况完全相同。若kd<<1(d为扬声器单元振膜的有效半径),则可将动圈式扬声器视为点源,其声辐射无指向性。安装于无限大障板上的扬声器单元向半空间辐射时,距动圈式扬声器r处的声压pr为:
Figure BDA0001475134080000092
由上述公式可知,当音圈的振动速度vc不变时,动圈式扬声器的声辐射性质也不会发生变化。
图5为根据本发明实施方式的压电加速度传感器的等效电路图。如图5所示,压电加速度传感器包括:加速度计部分、电缆部分和前置放大器部分。加速度计部分由压电陶瓷和质量块组成,用于拾取振动信号并通过电缆传输到前置放大器部分。振动前置放大器的基本作用是把压电加速度计的高阻抗输出转换成低阻抗信号,使信号可以送至测量仪器或分析仪器中。一般来说,加速度计的阻值、前置放大器的输入端阻值以及反馈通道的阻值可以维持得很高,因此图5可以简化成图6。
图6为根据本发明实施方式的压电加速度传感器和电荷放大器简化等效电路图。如图6所示,
Ct=Ca+Cc+Cp (6)
Figure BDA0001475134080000093
Figure BDA0001475134080000101
Figure BDA0001475134080000102
其中,I为从加速度计流出的总电流;Ii为从Ct流出的电流;Ic为运算放大器反馈回路上的电流。在图6所示的等效电路中,输入电压Vi与输出电压Vo之间关系如公式(9)所示:
Vo=-aVi (10)
因此,
Figure BDA0001475134080000103
理想放大器的输入电流为零,由基尔霍夫电流定律可知:
I+Ii+Ic=0 (12)
Figure BDA0001475134080000104
Figure BDA0001475134080000105
Figure BDA0001475134080000106
由公式(12)至(15)可得:
Figure BDA0001475134080000107
把最初在放大器输出端出现任何直流偏置电压相对应的常数假设为零,由等式(16)可以解得:
Figure BDA0001475134080000108
电荷放大器的放大倍数很大(约为105),因此:
Figure BDA0001475134080000111
由公式(18)可知,输出电压与输入电荷成比例。因此,输出电压与加速度计的加速度也成比例,可以用输出电压标定振动加速度值。
图7为根据本发明实施方式的振动信号调理电路图。由于压电元件的特性,一般情况下输出的电荷信号非常微弱,不能直接送入到显示、记录、分析仪器(如数据采集板卡)中,需要先将加速度计采集到的电荷信号输送到信号调理器,信号调理电路会对输入的电荷信号进行放大或衰减,并滤除噪声,再进行后续分析。本发明实施方式的测量方法中所用的信号调理电路如图7所示,电路能够实现电荷的放大、增益的调节和滤波功能,电荷信号经过信号调理器输送到数据采集板卡,采集板卡的核心是模数转换模块,从信号调理器输入的信号是一个模拟电压信号或电流信号,而计算机能处理的信号必须是数字信号,数据采集卡的主要作用就是将调理器输出的模拟信号转换成计算机能处理的数字信号。
图8为根据本发明实施方式的压电加速度传感器模数转换原理的电路图。如图8所示,电路中“Sensor_V”为传感器经信号调理后的电压;“OUT”为MCU的一个I/O口,由此输出高低电平的方波,此方波与传感器的电压大小有关;“IN_PORT”是A/D转换的输出,也输出一个随传感器电压变化的方波,此信号输入到MCU的一个I/O口,最后通过USB接口或者网络传输将数字信号传输给计算机进行处理。
优选地,在步骤102分别根据所述至少两次的内部声压值和内部振动加速度,确定内部平均声压值和内部平均振动加速度。
优选地,在步骤103基于对称性选取外界声源相对于隔声罩的对称位置为第二位置,并获取在预设频率下外界声源位于第二位置时目标位置的至少两次的外部声压值,利用加速度测量装置测量外界声源的至少两次的外部振动加速度。
优选地,在步骤104分别根据所述至少两次的外部声压值和外部振动加速度,确定外部平均声压值和外部平均振动加速度。
优选地,在步骤105利用插入损失计算公式计算平均插入损失,所述插入损失计算公式为:IL(dB)=20lg(P1/P2)-20lg(a1/a2),其中IL为插入损失,单位为dB;P1为外部平均声压值;P2为内部平均声压值;a1为外部平均振动加速度;a2为内部平均振动加速度。
本发明提出在锥形动圈式扬声器的振膜上放置一个小型(质量小)的加速度传感器采集振膜的振动加速度,这个增加的振动信号通道起到校准的作用,保证外界声源移动前后辐射的声功率相同。此时插入损失IL的公式在式(3)与式(5)的基础上调整为:
IL(dB)=20lg(P1/P2)-20lg(a1/a2) (19)
其中,P1是某频率下外界声源位于隔声罩外部时目标点处的声压,a1是外界声源位于隔声罩外部时动圈式扬声器振膜的振动加速度;P2是某频率下外界声源位于隔声罩内部时目标点处的声压,a2是外界声源位于隔声罩内部时动圈式扬声器振膜的振动加速度。
在本发明的实施方式中有两点需要注意的地方,一是为了降低测量的偶然误差,需要多次重复试验步骤,获取平均插入损失;二是应可能使用质量轻的加速度传感器测量振膜的振动加速度,防止加速度传感器的附加质量带来的非线性影响,加速度传感器的动态质量应远小于附着点结构的动态质量。
图9为根据本发明实施方式的计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的系统900的结构示意图。如图9所示,本发明实施方式的计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的系统900包括:内部声压值和振动加速度获取模块901、内部平均声压值和平均振动加速度获取模块902、外部声压值和振动加速度获取模块903、外部平均声压值和平均振动加速度获取模块904和平均插入损失计算模块905。优选地,在所述内部声压值和振动加速度获取模块901,获取在预设频率下外界声源位于隔声罩内部第一位置时目标位置的至少两次的内部声压值,并利用加速度测量装置测量外界声源的至少两次的内部振动加速度。
优选地,其中所述外界声源发出的声音由信号发生器经功率放大器供给。
优选地,其中所述信号发生器产生的信号频率为中心频率从80Hz起按1/3倍频程增长的纯音且避开变电站内设备的工作频率,信号按频率大小逐步播放,测量中保持功放的放大倍数与信号发生器的输出电压不变。
优选地,其中所述外界声源为动圈式扬声器。
优选地,其中所述动圈式扬声器为锥形动圈式扬声器。
优选地,其中所述加速度测量装置为压电加速度传感器,位于外界声源的振膜上,所述压电加速度传感器包括:加速度计单元、电缆单元和前置放大器单元,所述加速度计单元用于拾取振动信号并通过电缆单元将所述振动信号传输到前置放大器单元,所述前置放大器单元用于把压电加速度计的高阻抗输出转换成低阻抗信号并发送至分析仪器中,其中所述加速度计单元包括:压电陶瓷和质量块。
优选地,在所述内部平均声压值和平均振动加速度获取模块902,分别根据所述至少两次的内部声压值和内部振动加速度,确定内部平均声压值和内部平均振动加速度。
优选地,在所述外部声压值和振动加速度获取模块903,基于对称性选取外界声源相对于隔声罩的对称位置为第二位置,并获取在预设频率下外界声源位于第二位置时目标位置的至少两次的外部声压值,利用加速度测量装置测量外界声源的至少两次的外部振动加速度。
优选地,在所述外部平均声压值和平均振动加速度获取模块904,分别根据所述至少两次的外部声压值和外部振动加速度,确定外部平均声压值和外部平均振动加速度。
优选地,在所述平均插入损失计算模块905,利用插入损失计算公式计算平均插入损失,所述插入损失计算公式为:
IL(dB)=20lg(P1/P2)-20lg(a1/a2),
其中,IL为插入损失,单位为dB;P1为外部平均声压值;P2为内部平均声压值;a1为外部平均振动加速度;a2为内部平均振动加速度。
本发明的实施例的计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的系统900与本发明的另一个实施例的计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的方法100相对应,在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而,本领域技术人员所公知的,正如附带的专利权利要求所限定的,除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地,在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释,除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例,除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行,除非明确地说明。

Claims (6)

1.一种计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的方法,其特征在于,所述方法包括:
获取在预设频率下外界声源位于隔声罩内部第一位置时目标位置的至少两次的内部声压值,并利用加速度测量装置测量外界声源的至少两次的内部振动加速度;
分别根据所述至少两次的内部声压值和内部振动加速度,确定内部平均声压值和内部平均振动加速度;
基于对称性选取外界声源相对于隔声罩的对称位置为第二位置,并获取在预设频率下外界声源位于第二位置时目标位置的至少两次的外部声压值,利用加速度测量装置测量外界声源的至少两次的外部振动加速度;
分别根据所述至少两次的外部声压值和外部振动加速度,确定外部平均声压值和外部平均振动加速度;
利用插入损失计算公式计算平均插入损失,所述插入损失计算公式为:IL(dB)=20lg(P1/P2)-20lg(a1/a2),其中IL为插入损失,单位为dB;P1为外部平均声压值;P2为内部平均声压值;a1为外部平均振动加速度;a2为内部平均振动加速度;
其中,所述外界声源发出的声音由信号发生器经功率放大器供给;所述信号发生器产生的信号频率为中心频率从80Hz起按1/3倍频程增长的纯音且避开变电站内设备的工作频率,信号按频率大小逐步播放,测量中保持功放的放大倍数与信号发生器的输出电压不变;
其中,所述加速度测量装置为压电加速度传感器,位于外界声源的振膜上,所述压电加速度传感器包括:加速度计单元、电缆单元和前置放大器单元,所述加速度计单元用于拾取振动信号并通过电缆单元将所述振动信号传输到前置放大器单元,所述前置放大器单元用于把压电加速度计的高阻抗输出转换成低阻抗信号并发送至分析仪器中,其中所述加速度计单元包括:压电陶瓷和质量块。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述外界声源为动圈式扬声器。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述动圈式扬声器为锥形动圈式扬声器。
4.一种计算变电站主噪声设备隔声罩插入损失的系统,其特征在于,所述系统包括:
内部声压值和振动加速度获取模块,用于获取在预设频率下外界声源位于隔声罩内部第一位置时目标位置的至少两次的内部声压值,并利用加速度测量装置测量外界声源的至少两次的内部振动加速度;
内部平均声压值和平均振动加速度获取模块,用于分别根据所述至少两次的内部声压值和内部振动加速度,确定内部平均声压值和内部平均振动加速度;
外部声压值和振动加速度获取模块,用于基于对称性选取外界声源相对于隔声罩的对称位置为第二位置,并获取在预设频率下外界声源位于第二位置时目标位置的至少两次的外部声压值,利用加速度测量装置测量外界声源的至少两次的外部振动加速度;
外部平均声压值和平均振动加速度获取模块,用于分别根据所述至少两次的外部声压值和外部振动加速度,确定外部平均声压值和外部平均振动加速度;
平均插入损失计算模块,用于利用插入损失计算公式计算平均插入损失,所述插入损失计算公式为:IL(dB)=20lg(P1/P2)-20lg(a1/a2),其中IL为插入损失,单位为dB;P1为外部平均声压值;P2为内部平均声压值;a1为外部平均振动加速度;a2为内部平均振动加速度;
其中,所述外界声源发出的声音由信号发生器经功率放大器供给;所述信号发生器产生的信号频率为中心频率从80Hz起按1/3倍频程增长的纯音且避开变电站内设备的工作频率,信号按频率大小逐步播放,测量中保持功放的放大倍数与信号发生器的输出电压不变;
其中,所述加速度测量装置为压电加速度传感器,位于外界声源的振膜上,所述压电加速度传感器包括:加速度计单元、电缆单元和前置放大器单元,所述加速度计单元用于拾取振动信号并通过电缆单元将所述振动信号传输到前置放大器单元,所述前置放大器单元用于把压电加速度计的高阻抗输出转换成低阻抗信号并发送至分析仪器中,其中所述加速度计单元包括:压电陶瓷和质量块。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述外界声源为动圈式扬声器。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述动圈式扬声器为锥形动圈式扬声器。
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