CN113959559A

CN113959559A - 一种声级计检定装置转台

Info

Publication number: CN113959559A
Application number: CN202111313754.9A
Authority: CN
Inventors: 李勍; 白洁; 郑慧慧; 付磊; 兰鹏; 赵迪; 吴勇; 高蒙; 臧鹏; 毛斌
Original assignee: SHAANXI INSTITUTE OF METROLOGY SCIENCE
Current assignee: SHAANXI INSTITUTE OF METROLOGY SCIENCE
Priority date: 2021-11-08
Filing date: 2021-11-08
Publication date: 2022-01-21

Abstract

本发明属于声学计量技术领域，涉及一种声级计检定装置转台，包括支撑装置；驱动组件，设置在支撑装置上侧；转台，设置在驱动组件上侧且与驱动组件的输出件连接，驱动组件用于带动转台实现周向的角度调整；多个夹具，用于分别装夹标准传声器与多个被检仪器，均布设置在转台上，夹具沿着转台的径向方向位置可调；检测装置，设置在转台上，用于采集转台的旋转角度；消声材料层，包覆在支撑装置、驱动组件、转台和多个夹具外，用于吸收回声，消除支架结构对自由声场的破坏；控制器，设置在支座上，分别与检测装置和驱动组件电连接。本发明可在不破坏自由声场的状态下同时对多台声级计进行检定，提高了检定效率、降低了检定员的劳动强度。

Description

一种声级计检定装置转台

技术领域

本发明属于声学计量技术领域，具体涉及一种声级计检定装置转台。

背景技术

我国的声学计量起步较晚，同时由于前期对噪声污染防治不重视，使得噪声测量仪器使用量较少，声学计量仪器虽然取得了一些发展但总体水平较为落后。

近几年来，随着国家对噪声污染防治的重视，噪声测量仪器大量使用，因此声级计送检量大幅攀升。如何保证检定质量并且高效地完成检定工作成为重中之重。国内的声学设备生产厂家适时推出了消声箱，一定程度上提高了噪声测量设备的检定和校准效率，但是消声箱吸声间劈短，空间有限，截止频率高，较难满足JJF1147-2006《消声室和半消声室声学特性校准规范》中对自由声场空间范围和本底噪声的要求，而且，在实施检定工作中使用标准传声器和被检声级计替换法检定时，每次仅能将一台声级计放置消声室内，因此，需检定员频繁进出消声室进行替换操作，费时费力，检定效率很低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种声级计检定装置转台，以便解决上述提到的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种声级计检定装置转台，包括支撑装置；

驱动组件，设置在所述支撑装置上侧；

转台，设置在所述驱动组件上侧且与驱动组件的输出件连接，所述驱动组件用于带动转台实现周向的角度调整；

多个夹具，用于分别装夹标准传声器与多个被检仪器，均布设置在所述转台上，所述夹具沿着所述转台的径向方向位置可调；

检测装置，设置在所述转台上，用于采集转台的旋转角度；

消声材料层，包覆在所述支撑装置、驱动组件、转台和多个夹具外；

控制器，设置在所述驱动组件上，分别与所述检测装置和驱动组件电连接。

优选的，所述支撑装置的高度可调。

优选的，所述驱动组件包括：

筒体，开口朝上设置，其封闭端与所述支撑装置可拆卸式连接；

第一电机，设置在所述筒体内，所述第一电机的输出轴竖直朝上设置且延伸至所述筒体外；

连接板，与所述第一电机的输出轴套装固定；

控制开关，设置在所述筒体上，分别与第一电机和控制器电连接，所述控制开关电连接供电电源。

优选的，所述转台包括：

圆支架，其中部开设有多个安装孔，所述安装孔内穿设有用于实现圆支架与所述连接板的可拆卸式连接的第一连接件；

多个调整组件，用于分别调整所述夹具的位置，均布设置在所述圆支架上，且所述调整组件的调整方向沿所述圆支架的径向方向布置。

优选的，所述调整组件包括：

第二电机，与所述圆支架固定；

丝杆，一端与所述第二电机的输出轴套装固定，另一端架设在支板上，所述支板与所述圆支架固定；

螺母座，套装在所述丝杆上，其下端通过导向组件与所述圆支架连接。

优选的，所述导向组件包括开设在所述圆支架上的燕尾槽，所述燕尾槽内卡装有滑块，所述滑块与所述螺母座固定连接。

优选的，所述夹具包括：

底板，与所述螺母座可拆卸式连接；

第一卡夹，与所述底板的一端可拆卸式连接；

第二卡夹，与所述底板的另一端可拆卸式连接，且与所述第一卡夹相对设置。

本发明提供的一种声级计检定装置转台，可在不破坏自由声场的状态下同时对多台声级计进行检定，不仅能够解决检定员需多次进入消声室完成参考传声器和被检声级计替换的问题，还能降低检定员的工作强度；同时，解决了因人员频繁进出消声室而带来的试验环境气压波动、温度波动，以及仪器替换过程中带来的位置偏移而产生的检定结果偏差，缩短了检定时间，提高了检定工作效率，对声级计等噪声测量设备的发展具有重要意义，实用性强，值得推广。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2是本发明的局部结构示意图1；

图3是本发明的局部结构示意图2；

图4是本发明的局部结构示意图3；

图5是本发明的局部结构示意图4。

具体实施方式

本发明提供了一种声级计检定装置转台，下面结合图1到图5的结构示意图，对本发明进行说明。

实施例1

一种声级计检定装置转台，如图1所示，其结构具体的包括用于提供整体支撑作用的支撑装置4，在支撑装置4上侧设置有用于提供动力的驱动组件3，驱动组件3的输出件上连接转台1，转台1设置在驱动组件3上侧，驱动组件3用于带动转台1实现周向的角度调整，在转台1上均布有多个夹具2，夹具2用于分别装夹标准传声器与多个被检仪器，夹具2可以沿着转台1的径向方向实现位置可调。转台1上还设置有检测装置，检测装置用于采集转台1的旋转角度，在驱动组件3上有控制器，控制器分别与检测装置和驱动组件3电连接。

具体的，检测装置可以是角位移传感器，用来采集转台旋转角度，并将采集到的信息反馈给转台控制软件。

进一步的，支撑装置4的高度可调。

具体的，支撑装置4可以选择为三角架、液压缸、气压缸或者螺旋升降机的一种，使用中，单独调整支撑装置4的高度即可实现对装置整体的高度的调整，从而改变标准传声器与多个被检仪器的高度。

进一步的，如图4和图5所示，驱动组件3的结构具体的包括开口朝上设置的筒体35，筒体35的封闭端与支撑装置4通过多个第一螺钉实现连接。在筒体35内固定第一电机33，第一电机33用于驱动转台旋转，使标准传声器与被检仪器能够始终面对声源方向，第一电机33的输出轴竖直朝上，且延伸至筒体35外后套装固定有连接板32，连接板32上穿设有多个第一连接件31，第一连接件31具体的可以是螺栓或者螺钉的一种，第一连接件31用于实现圆支架与连接板32的固定。在筒体35上有控制开关34，控制开关34分别与第一电机33和控制器电连接，控制开关34电连接供电电源。

进一步的，如图2所示，转台1的结构具体的包括中部开设有多个安装孔的圆支架，安装孔用于实现圆支架与连接板32的可拆卸式连接。

进一步的，在支撑装置、驱动组件、转台和多个夹具外包覆消声材料层，用于吸收回声，消除支架结构对自由声场的破坏，维护测量装置周围处于自由声场状态。

具体的，使用中，启动第一电机33，即可带动其上连接的圆支架转动，实现圆支架周向的角度调整，从而保证标准传声器与被检仪器能够始终面对声源方向。

为了方便对标准传声器与被检仪器的位置进行调整，在圆支架上还均布有多个调整组件5，每一个调整组件5即为一条转台的转臂，夹具2设置在转臂上，调整组件5用于调整夹具2的位置，从而带动标准传声器与被检仪器的位置移动，调整组件5的调整方向沿圆支架的径向方向布置。

进一步具体的，调整组件5的具体结构包括与圆支架固定的第二电机53，第二电机53的输出轴套装固定有丝杆54的一端，丝杆54的另一端套装有轴承，轴承装在支板51上，支板51与圆支架固定。在丝杆54上套装螺母座52，螺母座52的下端通过导向组件与圆支架连接，导向组件用于实现导向，便于螺母座52的滑动和限位。

进一步的，导向组件的结构具体包括开设在圆支架上的燕尾槽，燕尾槽内卡装有滑块，滑块与螺母座52固定连接。

使用中，启动第二电机53，即可带动丝杆54旋转，从而使得其上螺母座52在导向组件的作用下沿着丝杆54的长度方向移动，使得螺母座52上的夹具2带动标准传声器与被检仪器同步移动，实现对标准传声器与被检仪器的位置的调整。

进一步的，如图3所示，夹具2的结构具体包括通过第二螺钉与螺母座52固定连接的底板22，底板22的一端通过第三螺钉23连接有第一卡夹21，底板22的另一端通过第四螺钉连接有第二卡夹24，第二卡夹24与第一卡夹21相对设置，用于分别装夹标准传声器与多个被检仪器。

使用中，当需要装夹标准传声器与被检仪器时，可以先松开第三螺钉23或者第四螺钉，从而使得第二卡夹24与第一卡夹21之间的距离变大，方便将标准传声器与被检仪器放入第二卡夹24与第一卡夹21之间，再拧紧第三螺钉23或者第四螺钉，从而固定标准传声器与被检仪器的位置。

利用该装置可以进行的相关试验如下：

1、装置结构对消声室自由场声学特性的影响；

试验方法：

当转台转臂为1时，将被检仪器夹持在转臂的夹具2上，用信号源直接连接声源和数字电压表，给定输出电压，标准传声器采集到一个稳定的声压级L₁，记录此时数字电压表的电压值U₁；当转臂＞1时，声源稳定输出声压级为L₁时，记录此时数字电压表的电压值U₂；通过公式：

ΔL_p＝20lg(U₂/U₁)

得出单转臂与多转臂时声压级的差值。求得各个频率下多组差值后，使用使用贝塞尔公式：

根据拉依达准则剔除测量异常值后得出最终结果。

(1)装置结构中考虑2臂、3臂、4臂、6臂转台，随着转臂的增加，转台结构更加复杂，导致声反射面增加，会在声场中形成更多的反射。

a)、2转臂转台一个转臂的夹具2上安装标准传声器，一个转臂的夹具2上安装被检仪器，2个转臂之间的夹角为180°。因此，2转臂转台几乎没有反射面。b)、3转臂转台一个转臂的夹具2上安装标准传声器，剩下的2个转臂的夹具2上安装被检仪器，3个转臂之间的夹角为120°。因此，当一个转臂面对声源时，另2个转臂会产生声反射。

下表为不同频率中声反射对标准传声器或被检仪器的影响。

剔除异常值后得出下表：

频率/Hz	1000	2000	4000	8000
					误差/dB	0.02	0.02	0.02	0.03

c)、4转臂转台一个转臂的夹具2上安装标准传声器，剩下的3个转臂安装被检仪器，4个转臂之间的夹角为90°。因此，当一个转臂面对声源时，另3个转臂会产生声反射。

下表为不同频率中声反射对标准传声器或被检仪器的影响。

剔除异常值后的出下表：

频率/Hz	1000	2000	4000	8000
					误差/dB	0.03	0.04	0.04	0.05

d)、6转臂转台一个转臂的夹具2上安装标准传声器，剩下的5个转臂安装被检仪器，6个转臂之间的夹角为60°。因此，当一个转臂面对声源时，另5个转臂会产生声反射。

下表为不同频率中声反射对标准传声器或被检仪器的影响。

剔除异常值后得出下表：

频率/Hz	1000	2000	4000	8000
					差值/dB	0.06	0.07	0.06	0.08

(2)带动转臂旋转的第一电机在通电静止状态和运行状态下所产生的噪音会对测量造成影响。

根据公式：

t：从任意其实时间t₁到终止时间t₂间隔时间内的积分变量；

T：时间间隔T＝t₁-t₂；

P_A(t)：运行时间内的A计权声压；

P₀：基准声压；

得出5分钟第一电机33通电静止状态等效连续声级42dBA；5分钟运行状态下等效连续声级53dBA。

声级计检定时，标准声源发出70dB的稳态信号，第一电机持续工作，用标准传声器分别测量第一电机不通电时消声室内声源的等效连续声级L₁和第一电机运行后消声室内的等效连续声级L₂，如下表所示：

可以判定第一电机运行后对噪声测量有影响，为0.06dB。

2、声入射角度偏移对声级计检定的影响；

试验方法：当转台转臂与声源入射方向成0°角时时，用信号源直接连接声源和数字电压表，给定输出电压，标准传声器采集到一个稳定的声压级L₁，记录此时数字电压表的电压值U₁；当转臂偏离声源入射方向±5°时，数字电压表电压为U₁，记录此时标准传声器的声压级L₂；

通过下面的公式：

ΔL_p＝L₂-L₁

得出单转臂与多转臂时声压级的差值。

求得各个频率下多组差值后，使用贝塞尔公式：

根据拉依达准则剔除测量异常值后得出最终结果，如下表所示：

3、消声室内温、湿度及气压变化对声级计检定的影响；

1)、温度对测量的影响：

消声室内初始温度为(23±3)℃，由于声源、第一电机33、被检仪器等在运行过程中都会使消声室内的温度产生影响，所以给声源输出任意一个持续稳定的信号，同时保持第一电机33处于持续运行状态连续工作10分钟，测量10次消声室内温度T2，如下表所示：

所以，温度平均变化为0.6℃。

0.6℃＝273.75K标准温度0℃＝273.15K

按均匀分布，温度上升带来的不确定度分量为：u＝0.0055dB。

2)、湿度对测量的影响：

实验期间环境相对湿度会有变化，任意选取十天，当消声室处于恒温状态后，记录10分钟内消声室环境相对湿度的变化，如下表所示：

湿度变化量取3％，按均匀分布，湿度变化所带来的不确定度分量为：

u＝0.0003dB

3)气压变化对测量的影响：

由于实验室气压长期处于95kPa左右，按照JJG188-2017中对气压修正的要求，气压处于80kPa至97kPa时，应在不大于3kHz频率点上附加0.09dB的标准不确定度，大于3kHz频率点上附加0.14dB标准不确定度。

经过上述试验数据验证，本发明提供的一种声级计检定装置转台，可在不破坏自由声场的状态下同时对多台声级计进行检定，不仅能够解决检定员需多次进入消声室完成参考传声器和被检声级计替换的问题，还能降低检定员的工作强度；同时，解决了因人员频繁进出消声室而带来的试验环境气压波动、温度波动，以及仪器替换过程中带来的位置偏移而产生的检定结果偏差，缩短了检定时间，提高了检定工作效率，对声级计等噪声测量设备的发展具有重要意义，实用性强，值得推广。

以上公开的仅为本发明的较佳具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种声级计检定装置转台，其特征在于，包括：

支撑装置(4)；

驱动组件(3)，设置在所述支撑装置(4)上侧；

转台(1)，设置在所述驱动组件(3)上侧且与驱动组件(3)的输出件连接，所述驱动组件(3)用于带动转台(1)实现周向的角度调整；

多个夹具(2)，用于分别装夹标准传声器与多个被检仪器，均布设置在所述转台(1)上，所述夹具(2)沿着所述转台(1)的径向方向位置可调；

检测装置，设置在所述转台(1)上，用于采集转台(1)的旋转角度；

消声材料层，包覆在所述支撑装置(4)、驱动组件(3)、转台(1)和多个夹具(2)外；

控制器，设置在所述驱动组件(3)上，分别与所述检测装置和驱动组件(3)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种声级计检定装置转台，其特征在于，所述支撑装置(4)的高度可调。

3.根据权利要求1所述的一种声级计检定装置转台，其特征在于，所述驱动组件(3)包括：

筒体(35)，开口朝上设置，其封闭端与所述支撑装置(4)可拆卸式连接；

第一电机(33)，设置在所述筒体(35)内，所述第一电机(33)的输出轴竖直朝上设置且延伸至所述筒体(35)外；

连接板(32)，与所述第一电机(33)的输出轴套装固定；

控制开关(34)，设置在所述筒体(35)上，分别与第一电机(33)和控制器电连接，所述控制开关(34)电连接供电电源。

4.根据权利要求3所述的一种声级计检定装置转台，其特征在于，所述转台(1)包括：

圆支架，其中部开设有多个安装孔，所述安装孔内穿设有用于实现圆支架与所述连接板(32)的可拆卸式连接的第一连接件(31)；

多个调整组件(5)，用于分别调整所述夹具(2)的位置，均布设置在所述圆支架上，且所述调整组件(5)的调整方向沿所述圆支架的径向方向布置。

5.根据权利要求4所述的一种声级计检定装置转台，其特征在于，所述调整组件(5)包括：

第二电机(53)，与所述圆支架固定；

丝杆(54)，一端与所述第二电机(53)的输出轴套装固定，另一端架设在支板(51)上，所述支板(51)与所述圆支架固定；

螺母座(52)，套装在所述丝杆(54)上，其下端通过导向组件与所述圆支架连接。

6.根据权利要求5所述的一种声级计检定装置转台，其特征在于，所述导向组件包括开设在所述圆支架上的燕尾槽，所述燕尾槽内卡装有滑块，所述滑块与所述螺母座(52)固定连接。

7.根据权利要求5所述的一种声级计检定装置转台，其特征在于，所述夹具(2)包括：

底板(22)，与所述螺母座(52)可拆卸式连接；

第一卡夹(21)，与所述底板(22)的一端可拆卸式连接；

第二卡夹(24)，与所述底板(22)的另一端可拆卸式连接，且与所述第一卡夹(21)相对设置。