CN116539148A - 一种噪声测量装置、方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种噪声测量装置、方法及系统，所述装置包括：第一参考定位板、第二参考定位板、超声波测距定位器、主控设备、噪声传感器支架和噪声传感器；所述方法包括：主控设备确定待测设备的离地距离和距离参考定位板的参考距离；设置待测设备的离地高度、参考定位板的位置；主控设备确定噪声传感器布置测点的目标位置；对于任一个噪声传感器布置测点，获取第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标，并调整传感器支架的位置和传感器支架上基座的位置，以使得第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标与所述目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标一致，设置噪声传感器；噪声传感器测量噪声数据；主控设备对噪声数据进行采集。
Description
技术领域
本发明涉及噪声测量技术领域，并且更具体地，涉及一种噪声测量装置、方法及系统。
背景技术
很多电力设备在运行过程中会向空气中辐射可听噪声。在声环境要求较高的场合，需严格控制电力设备的可听噪声辐射量。如高压电力电容器和电抗器是变电站高效输送电能或提高电能质量的重要设备，但是电容器和电抗器在运行过程中所产生大量的声音可能影响周围环境，甚至干扰周围电子设备的正常运行。随着环保法规的日益严格以及人们的环保意识逐渐增强，换流变电站的噪声污染问题日渐突出，对于电力电容器和电抗器的噪声测量控制技术的研究十分重要。噪声水平是衡量电力电容器、电抗器等电力设备性能的一个重要指标，如何准确测量电力电容器和电抗器的噪声，对控制换流站内滤波设备噪声源本体噪声控制非常关键。
在测量电容器声功率级时，需要在电容器单元的周围布置大量的声压传感器，各个传感器形成一个包裹电容器单元的平行六面体测量面，根据各个传感器测得的声压级数据计算得到电容器单元的声功率级。传感器位置的变化会改变测量面的形状，并将直接影响最终得到的电容器声功率级大小。
在电力电容器噪声测量中，声压传感器的位置是相对于被试电容器单元而确定的（与被试电容器的位置和尺寸有关），当电容器单元固定好后，传感器要布置在特定方向的特定距离处。目前试验室在布置声压传感器时，仍使用卷尺进行人工定位。电容器的测量包络面为平行六面体形状，传感器数量为17个（GB/T32524.1-2016测量方法）或34个（GB/T28543-2021测量方法），人工定位、测量结果误差大。另外，采用人工定位费时费力，进行定位时至少需3名试验人员相互配合，每测量一台电容器单元需耗时1小时以上，其中大部分时间花费在传感器定位布置上。
目前电力电容器噪声测量装置多采用人工现场直接布置，首先基于电容器位置确定测量点的方向，通过人工、尺子测量布置点位的距离，再依据测点高度要求确定一个测量点，依此类推逐步完成所有测量点的定位和传感器布置。缺点是：（1）测点布置精度低，使得噪声测量得到数据的可靠性大打折扣；整个测量工作通常需要三到四名工作人员相互配合，花费数小时才能完成一个待测设备的噪声测点布置和噪声测量工作，测试效率低。
因此，如何在保证电力电容器等电力设备噪声测量准确性与可靠性的情况下，使测量工作变得简单易于操作，从而提高噪声测量工作的效率，是继续解决的问题。
因此，需要一种用于对电力电容器等电力设备进行噪声测量的噪声测量装置、方法及系统。
发明内容
本发明提出一种噪声测量装置、方法及系统，以解决如何高效地对电力设备进行噪声测量的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种噪声测量装置，所述装置包括：第一参考定位板、第二参考定位板、超声波测距定位器、主控设备、至少一个噪声传感器支架和至少一个噪声传感器，所述第一参考定位板，垂直于所述第二参考定位板，且所述第一参考定位板和第二参考定位板均垂直于地面，待测设备置于由所述第一参考定位板、第二参考定位板和地面组成的区域内；其中，
所述超声波测距定位器，与所述主控设备相连接，用于测量所述超声波测距定位器当前所在的位置分别与所述第一参考定位板、第二参考定位板和地面的距离，获取第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标；
所述噪声传感器支架，用于支撑所述噪声传感器；
所述噪声传感器，用于测量所述待测设备产生的噪声数据；
所述主控设备，与每个噪声传感器相连接，用于根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置，并判断所述第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标是否与目标位置一致；用于对所述噪声数据进行采集。
优选地，其中所述第二参考定位板插入第一参考定位板边缘的卡槽内，所述第一参考定位板和第二参考定位板的背部各设置有2个三角形支架，在每个三角形支架的尾端设置有配重，配重的中心在所述三角形支架的尾端。
优选地，其中所述超声波测距定位器，包括：处理器、第一无线传输模块、液体仓以及X轴、Y轴和Z轴三个方向的超声波传感器；其中，
所述X轴、Y轴和Z轴三个方向的超声波传感器将距离数据通过处理器的串口写入第一无线传输模块，并通过第一无线传输模块将所述距离数据发送至所述主控设备；
所述液体仓位于所述超声波测距定位器的顶部，所述液体仓内部注水并保留一个气泡，当气泡处于正中间时，确定所述超声波测距定位器处于平衡状态。
优选地，其中所述噪声传感器，包括：依次连接的噪声采集传感器、电压放大电路、AD转化器和第二无线传输模块。
优选地，其中所述主控设备，根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置，包括：
，
，
，
其中，X、Y和Z分别为噪声传感器布置测点的目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标； 是待测设备的长度， />是待测设备两侧离第一参考定位板和第二参考定位板的距离，/> 是待测设备的宽度，X1、Y1和Z1分别为在国标给出的参考坐标体系中噪声传感器的X轴参考坐标、Y轴参考坐标和Z轴参考坐标。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于如上所述的噪声测量装置的噪声测量方法，所述方法包括：
主控设备根据待测设备的尺寸参数确定待测设备的离地距离和距离参考定位板的参考距离；
利用超声波测距定位器基于所述离地距离和参考距离设置待测设备的离地高度、第一参考定位板的位置以及第二参考定位板的位置；
主控设备根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置；
对于任一个噪声传感器布置测点，将超声波测距定位器置于传感器支架上，测量所述超声波测距定位器当前所在的位置分别与所述第一参考定位板、第二参考定位板和地面的距离，获取第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标，并调整所述传感器支架的位置和传感器支架上基座的位置，以使得所述第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标与所述目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标一致，以基于调整一致后的超声波测距定位器所在的位置设置噪声传感器；
所有的噪声传感器测量待测设备处于运行状态时产生的噪声数据；
所述主控设备对所述噪声数据进行采集，并建立每个噪声数据和对应的噪声传感器的关联关系。
优选地，其中所述主控设备根据待测设备的尺寸参数确定待测设备的离地距离和距离参考定位板的参考距离，包括：
主控设备根据待测设备的尺寸参数，按照国标的参考数据，确定待测设备的第一离地距离和距离参考定位板的第一参考距离；
根据所述第一参考距离和预设距离阈值的差值确定第二参考距离；
判断所述第一离地距离和第二参考距离是否满足预设测试尺寸限制要求，获取判断结果；
若所述判断结果指示满足所述预设测试尺寸限制要求，则确定所述第一离地距离为待测设备的离地距离，确定所述第一参考距离为距离参考定位板的参考距离；若所述判断结果指示不满足所述预设测试尺寸限制要求，则调整所述第一离地距离和第一参考距离并重新计算，直至满足所述预设测试尺寸限制要求时，确定当前的第一离地距离为待测设备的离地距离，确定当前的第一参考距离为距离参考定位板的参考距离。
优选地，其中所述预设测试尺寸限制要求，包括：
，
其中，d为第二参考距离； 是待测设备的长度； />是待测设备的宽度；/> 是待测设备的高度。
优选地，其中所述主控设备根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置，包括：
，
，
，
其中，X、Y和Z分别为噪声传感器布置测点的目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标； 是待测设备的长度， />是待测设备两侧距离第一参考定位板和第二参考定位板的距离，/> 是待测设备的宽度，X1、Y1和Z1分别为在国标给出的参考坐标体系中噪声传感器的X轴参考坐标、Y轴参考坐标和Z轴参考坐标。
根据本发明的又一个方面，提供了一种基于如上所述的噪声测量装置的噪声测量系统，所述系统包括：
距离确定单元，用于主控设备根据待测设备的尺寸参数确定待测设备的离地距离和距离参考定位板的参考距离；
设置单元，用于利用超声波测距定位器基于所述离地距离和参考距离设置待测设备的离地高度、第一参考定位板的位置以及第二参考定位板的位置；
目标位置确定单元，用于主控设备根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置；
噪声传感器设置单元，用于对于任一个噪声传感器布置测点，将超声波测距定位器置于传感器支架上，测量所述超声波测距定位器当前所在的位置分别与所述第一参考定位板、第二参考定位板和地面的距离，获取第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标，并调整所述传感器支架的位置和传感器支架上基座的位置，以使得所述第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标与所述目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标一致，以基于调整一致后的超声波测距定位器所在的位置设置噪声传感器；
噪声数据测量单元，用于所有的噪声传感器测量待测设备处于运行状态时产生的噪声数据；
噪声数据采集单元，用于所述主控设备对所述噪声数据进行采集，并建立每个噪声数据和对应的噪声传感器的关联关系。
优选地，其中所述距离确定单元，主控设备根据待测设备的尺寸参数确定待测设备的离地距离和距离参考定位板的参考距离，包括：
主控设备根据待测设备的尺寸参数，按照国标的参考数据，确定待测设备的第一离地距离和距离参考定位板的第一参考距离；
根据所述第一参考距离和预设距离阈值的差值确定第二参考距离；
判断所述第一离地距离和第二参考距离是否满足预设测试尺寸限制要求，获取判断结果；
若所述判断结果指示满足所述预设测试尺寸限制要求，则确定所述第一离地距离为待测设备的离地距离，确定所述第一参考距离为距离参考定位板的参考距离；若所述判断结果指示不满足所述预设测试尺寸限制要求，则调整所述第一离地距离和第一参考距离并重新计算，直至满足所述预设测试尺寸限制要求时，确定当前的第一离地距离为待测设备的离地距离，确定当前的第一参考距离为距离参考定位板的参考距离。
优选地，其中所述预设测试尺寸限制要求，包括：
，
其中，d为第二参考距离； 是待测设备的长度；/> 是待测设备的宽度；/> 是待测设备的高度。
优选地，其中所述目标位置确定单元，主控设备根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置，包括：
，
，
，
其中，X、Y和Z分别为噪声传感器布置测点的目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标； 是待测设备的长度， />是待测设备两侧距离第一参考定位板和第二参考定位板的距离，/> 是待测设备的宽度，X1、Y1和Z1分别为在国标给出的参考坐标体系中噪声传感器的X轴参考坐标、Y轴参考坐标和Z轴参考坐标。
本发明提供了一种噪声测量装置，包括：超声波测距定位器，用于测量所述超声波测距定位器当前所在的位置分别与第一参考定位板、第二参考定位板和地面的距离，获取第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标；噪声传感器支架，用于支撑所述噪声传感器；噪声传感器，用于测量待测设备产生的噪声数据；主控设备，用于根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置，并判断所述第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标是否与目标位置一致；用于对所述噪声数据进行采集；本发明的装置测试环境搭建简单易懂，效率大幅提升，能够实现方便地进行噪声量。本发明还提供了一种基于如上所述的噪声测量装置的噪声测量方法及系统，包括：主控设备根据待测设备的尺寸参数确定待测设备的离地距离和距离参考定位板的参考距离；利用超声波测距定位器基于所述离地距离和参考距离设置待测设备的离地高度、第一参考定位板的位置以及第二参考定位板的位置；主控设备根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置；对于任一个噪声传感器布置测点，将超声波测距定位器置于传感器支架上，测量所述超声波测距定位器当前所在的位置分别与所述第一参考定位板、第二参考定位板和地面的距离，获取第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标，并调整所述传感器支架的位置和传感器支架上基座的位置，以使得所述第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标与所述目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标一致，以基于调整一致后的超声波测距定位器所在的位置设置噪声传感器；所有的噪声传感器测量待测设备处于运行状态时产生的噪声数据；所述主控设备对所述噪声数据进行采集，并建立每个噪声数据和对应的噪声传感器的关联关系。本发明的方法通过超声波测距定位器，实时定位X，Y，Z三轴坐标，使坐标定位工作简单容易，减少发生错误的几率；省去了繁琐的测试点坐标计算和限制条件计算，并且所有的噪声测试数据以无线方式同步传输到数据采集计算机进行存储和显示，使得测试工作效率大幅提升，并且噪声测量装置同步采集监视电力电容器噪声数据，绘制所有噪声传感器数据随时间的变化曲线等，测试结果更直观可靠。
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噪声测量装置100的结构示意图；
图2为根据本发明实施方式的超声波测距定位器测量示意图；
图3为根据本发明实施方式的超声波测距定位器的结构示意图；
图4为根据本发明实施方式的噪声传感器支架的示意图；
图5为根据本发明实施方式的噪声传感器的结构示意图；
图6为根据本发明实施方式的噪声测量方法600的流程图；
图7为根据本发明实施方式的噪声测量过程的示例图；
图8为根据本发明实施方式的噪声测量系统800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噪声测量装置100的结构示意图。如图1所示，本发明实施方式提供的噪声测量装置100的测试环境搭建简单易懂，效率大幅提升，能够实现方便地进行噪声量。本发明实施方式提供的噪声测量装置100，包括：第一参考定位板101、第二参考定位板102、超声波测距定位器103、主控设备104、至少一个噪声传感器支架105和至少一个噪声传感器106。
优选地，所述第一参考定位板101，垂直于所述第二参考定位板102，且所述第一参考定位板和第二参考定位板均垂直于地面，待测设备置于由所述第一参考定位板、第二参考定位板和地面组成的区域内。
优选地，其中所述第二参考定位板插入第一参考定位板边缘的卡槽内，所述第一参考定位板和第二参考定位板的背部各设置有2个三角形支架，在每个三角形支架的尾端设置有配重，配重的中心在所述三角形支架的尾端。
本发明的装置可以对电力电容器等电力待测设备进行噪声测量。在本发明中，以电力电容器为例进行说明。
结合图2所示，在本发明中，电力电容器噪声测量装置由第一参考定位板、第二参考定位板、超声波测距定位器、噪声传感器支架、噪声传感器和主控设备组成。参考定位板用于组成X轴和Y轴方向的坐标，当超声波测距定位器发射的超声波信号遇到定位板后返回到超声波传感器，从而获得超声波传感器距离定位板的物理距离，以坐标形式显示在主控设备的软件上。
在本发明中，第一参考定位板为X轴的定位板，第二参考定位板为Y轴的定位板。第一参考定位板和第二参考定位板用于反射超声波的面尺寸为1.5M*3M，反射面的材料是铝板。Y轴的定位板与X轴的定位板完全垂直，并且Y轴的定位板直接插入X轴定位板边缘的卡槽内，能够方便快速的拼接与拆装。在每个参考定位板的背部均各设置有2个三角形的支架，在支架尾端有配重保持定位板与地面垂直，且重心维持在靠近支架尾端。
优选地，所述超声波测距定位器103，与所述主控设备相连接，用于测量所述超声波测距定位器当前所在的位置分别与所述第一参考定位板、第二参考定位板和地面的距离，获取第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标。
优选地，其中所述超声波测距定位器，包括：处理器、第一无线传输模块、液体仓以及X轴、Y轴和Z轴三个方向的超声波传感器；其中，
所述X轴、Y轴和Z轴三个方向的超声波传感器将距离数据通过处理器的串口写入第一无线传输模块，并通过第一无线传输模块将所述距离数据发送至所述主控设备；
所述液体仓位于所述超声波测距定位器的顶部，所述液体仓内部注水并保留一个气泡，当气泡处于正中间时，确定所述超声波测距定位器处于平衡状态。
在本发明中，利用超声波测距定位器测量所述超声波测距定位器当前所在的位置分别与所述第一参考定位板、第二参考定位板和地面的距离，获取第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标，以基于第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标进行噪声传感器的定位。
在本发明中，超声波测距定位器在X，Y，Z三个方向分别安装了超声波传感器，定位器内部植入了处理器和蓝牙模块。结合图3所示，定位器内部的三个超声波探头（超声波传感器）由处理器LPC2148控制，当需要启动测距时，LPC2148通过IO引脚使能超声波传感的发送探头输出超声波信号并开始计时，在此过程中不断的检测接收超声波信号的探头，通过计量2个信号的时间差的T，以及结合超声波在空气中的传播速度V，得到此时探头离反射面的距离为： ，其中，D为实测的距离，V时超声波在空气中的速度，T为发射和接受到超声波信号的时间差。三个超声波探头在处理器LPC2148的控制下，分时循环工作，X轴测量传感器测量完成后转入Y轴传感器测量，Y轴测量完成后转入Z轴传感器测量，然后再次转入X轴测量，每一个传感器测量的时间大约为100ms得到距离数值，测距量程控制在10米以内，完成三个方向的距离测量耗时大约300ms，距离数据在计算机软件上的刷新时间大约为每秒刷新3次。超声波定位传感器每次完成超声波传感器的距离数值测量后，实时通过处理器LPC2148的串口将数据写入蓝牙模块，然后通过蓝牙模块将距离数据发送到主控设备，主控设备接收到距离数据后实时将当前的距离参数显示在软件界面，方便用户通过定位器快速判断当前定位器距离参考定位板和地面的距离。
超声波测距定位器在测量与X，Y，Z方向的距离时，定位器本身应处于水平状态，在定位器的顶部制作了一个液体仓，内部注水并保留一个气泡，当气泡处于正中间时，表示当前超声波测距定位器处于平衡状态。
优选地，所述噪声传感器支架105，用于支撑所述噪声传感器。
结合图4所示，在本发明中，噪声传感器支架底部是直径为300mm的金属圆盘，圆盘的中心是直径为20mm的铝制圆杆，高度为2.6M，圆形杆上有3条凹槽从上至下分布，用于限制安装在传感器支架上的传感器基座位置。基座的中心为通孔方便超声波信号的穿过以便于测量基座离地面的距离，基座固定在支架上，并且通过支架的凹槽限制只能在垂直方向调整高度位置。在使用传感器支架定位噪声传感器的位置时，为了避免电容器本身对定位点超声波信号的阻断，首先通过超声波测距定位器确定噪声传感器的X和Y轴坐标。具体方法是将超声波测距定位器置于传感器基座上，通过移动支架，确定基座在参考坐标系中的X轴和Y轴方向的距离，然后固定传感器支架的位置，上下滑动传感器基座，使得传感器基座离地的距离坐标与目标值一致，在确定传感器位置的坐标过程中，基座的X，Y，Z轴方向坐标均由超声波测距定位器实时测量得到。测量过程中应避免超声波信号直接发射到电容器本体上发生反射，并且传感器布置的顺序为首先布置远处较高位置的噪声传感器，避免传感器支架，传感器基座对超声波信号的反射，而造成测量距离测量数据不准确。
优选地，所述噪声传感器106，用于测量所述待测设备产生的噪声数据。
优选地，其中所述噪声传感器，包括：依次连接的噪声采集传感器、电压放大电路、AD转化器和第二无线传输模块。
结合图5所示，在本发明中，噪声传感器通过噪声采集传感器进行噪声采集，将噪声信号转为电信号，然后进入电压放大电路，经过处理后进入AD转换器变为数字信号，AD转换器得到的数字信号被处理器CC1310读取并换算为噪声分贝数值，该噪声信号对应的分贝数值在CC1310中编码后存储。主控设备通过循环查询的方式，分时轮询请求噪声传感器测量模块，当模块收到主控设备的数据请求命令时，CC1310将当前实测的噪声信号数值写入处理器的无线射频通信模块，从而将当前的噪声数据传输到主控设备，传输到主控设备的数据包括噪声数值和传感器ID两部分内容。
优选地，所述主控设备104，与每个噪声传感器相连接，用于根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置，并判断所述第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标是否与目标位置一致；用于对所述噪声数据进行采集。
优选地，其中所述主控设备，根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置，包括：
，
，
，
其中，X、Y和Z分别为噪声传感器布置测点的目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标； 是待测设备的长度， />是待测设备两侧离第一参考定位板和第二参考定位板的距离， />是待测设备的宽度，X1、Y1和Z1分别为在国标给出的参考坐标体系中噪声传感器的X轴参考坐标、Y轴参考坐标和Z轴参考坐标。
在本发明中，主控设备具备蓝牙通信功能，并且在USB接口上连接了基于CC1310的1GHz无线信号主机模块用于和各个噪声传感器通信。主控设备上安装了用于噪声数据采集，存储与分析的数据采集控制软件，并且软件系统具备传感器布点辅助功能。所述的传感器布点辅助功能基于的参考坐标系原点在参考定位板连接处的接地点，相较于国标给出的参考坐标系圆点位于电容器中心位置在地面的投影处，两个坐标系有所区别，因此在套用国标给出的参考定位坐标时，软件系统按照如下公式进行了坐标变换计算：
，
，
，
其中， 是待测设备的长度，/> 是待测设备两侧离第一参考定位板和第二参考定位板的距离，/> 是待测设备的宽度，X1，Y1，Z1是在国标给出的参考坐标体系中噪声传感器的X轴参考坐标、Y轴参考坐标和Z轴参考坐标。
开始测试前，在主控设备输入电容器的长宽高参数l1，l2，l3参数，主控设备按照国标的参考数据，给出电容器离地高度e和电容器离X，Y参考面的坐标d1。其中，e优先选择0.8m，d1比国标参考的距离d大0.25m以上，优选选择1.25m，确保传感器支架能够顺利的全部放置在测试区。在确定e和d1数值后，主控设备软件会自动检查当前的距离参数是否能够满足国标对测试尺寸限制要求：
，
其中，通过 ，得到国标规定的参考距离d。
图6为根据本发明实施方式的噪声测量方法600的流程图。如图6所示，本发明实施方式提供的噪声测量方法，通过超声波测距定位器，实时定位X，Y，Z三轴坐标，使坐标定位工作简单容易，减少发生错误的几率；省去了繁琐的测试点坐标计算和限制条件计算，并且所有的噪声测试数据以无线方式同步传输到数据采集计算机进行存储和显示，使得测试工作效率大幅提升，并且噪声测量装置同步采集监视电力电容器噪声数据，绘制所有噪声传感器数据随时间的变化曲线等，测试结果更直观可靠。本发明实施方式提供的噪声测量方法600，从步骤601处开始，在步骤601，主控设备根据待测设备的尺寸参数确定待测设备的离地距离和距离参考定位板的参考距离。
优选地，其中所述主控设备根据待测设备的尺寸参数确定待测设备的离地距离和距离参考定位板的参考距离，包括：
主控设备根据待测设备的尺寸参数，按照国标的参考数据，确定待测设备的第一离地距离和距离参考定位板的第一参考距离；
根据所述第一参考距离和预设距离阈值的差值确定第二参考距离；
判断所述第一离地距离和第二参考距离是否满足预设测试尺寸限制要求，获取判断结果；
若所述判断结果指示满足所述预设测试尺寸限制要求，则确定所述第一离地距离为待测设备的离地距离，确定所述第一参考距离为距离参考定位板的参考距离；若所述判断结果指示不满足所述预设测试尺寸限制要求，则调整所述第一离地距离和第一参考距离并重新计算，直至满足所述预设测试尺寸限制要求时，确定当前的第一离地距离为待测设备的离地距离，确定当前的第一参考距离为距离参考定位板的参考距离。
优选地，其中所述预设测试尺寸限制要求，包括：
，
其中，d为第二参考距离； 是待测设备的长度；/> 是待测设备的宽度；/> 是待测设备的高度。
在步骤602，利用超声波测距定位器基于所述离地距离和参考距离设置待测设备的离地高度、第一参考定位板的位置以及第二参考定位板的位置。
在步骤603，主控设备根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置。
优选地，其中所述主控设备根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置，包括：
，
，
，
其中，X、Y和Z分别为噪声传感器布置测点的目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标； 是待测设备的长度，/> 是待测设备两侧距离第一参考定位板和第二参考定位板的距离，/> 是待测设备的宽度，X1、Y1和Z1分别为在国标给出的参考坐标体系中噪声传感器的X轴参考坐标、Y轴参考坐标和Z轴参考坐标。
在步骤604，对于任一个噪声传感器布置测点，将超声波测距定位器置于传感器支架上，测量所述超声波测距定位器当前所在的位置分别与所述第一参考定位板、第二参考定位板和地面的距离，获取第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标，并调整所述传感器支架的位置和传感器支架上基座的位置，以使得所述第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标与所述目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标一致，以基于调整一致后的超声波测距定位器所在的位置设置噪声传感器。
在步骤605，所有的噪声传感器测量待测设备处于运行状态时产生的噪声数据。
在步骤606，所述主控设备对所述噪声数据进行采集，并建立每个噪声数据和对应的噪声传感器的关联关系。
结合图7所示，在本发明中，以电力电容器为待测设备，基于如上所述的噪声测量装置进行噪声测量过程的说明。在进行电力电容器噪声测量时，测量步骤如下：
1）在控制计算机（即主控设备）输入电容器尺寸参数l1，l2，l3，计算机给出参考距离d1和电容器离地高度e，试验员可以根据实际情况修改d1和e的数值，e的数值由当前已配支架的实际高度决定，计算机软件会重新根据修改的距离参数d1和高度e，判定当前配置是否符合国标要求并给出结论。
2）确认距离d1和高度e后，放置第一参考定位板和第二参考定位板，然后将待测电容器放置到高度为e的支架上。
3）开启计算辅助布点程序，通过超声波测距定位器将电容器距离参考定位板的X与Y轴面距离均调整为d1。
3）点击计算软件的开始噪声传感器布置，计算机软件上依次给出多个布置测点的目标位置的坐标X，Y，Z数值（即第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标），该数值为国标上给出的参考定位点坐标换算得到，布点的顺序为由远至近，由高至低依次完成，确保方便于超声波测距定位器能顺利工作，并非按照国标的索引顺序执行。
4）将超声波测距定位器置于传感器支架上，通过超声波在参考定位板的反射，确定当前的超声波测距定位器的X轴坐标与Y轴坐标（即第一X轴坐标和第一Y轴坐标），调整支架位置使得当前定位器的X轴坐标和Y轴坐标与目标位置的坐标一致。
5）传感器支架位置确定后，调整噪声传感器基座使得超声波测距定位器离地高度（即第一Z轴坐标）与目标位置的第二Z轴坐标一致，然后固定传感器基座在支架上的位置。
6）噪声传感器位置确定后，将超声波测距定位器从基座上移除更换为对应序号的噪声传感器。
7）依次完成所有噪声传感器测量点的布置，然后启动所有噪声传感器，并检查噪声传感器与控制计算机软件的通信是否正常。
8）启动控制计算机的数据采集软件并使得电容器处于运行状态，实时采集噪声传感器的噪声数据，存储记录的噪声点数值，并绘制噪声随时间的变化曲线。
本发明采用超声波定位方式，取代传统的人工定位，基于软硬件相结合的方式，软件计算与硬件测量实现对电容器噪声测量点的精准定位。为了进一步提升测量定位效率，可以增加超声波传感器的测量面，从三面测量变为五面测量，拓展软件的数据通道，优先确定各测量面的中间测量点，确定好中间测量点后，基于该点的传感器发射超声波至相邻近的三个测量点，进而定位所有测量点。
本发明通过超声波测距定位器和控制计算机软件的辅助使得传感器的定位工作大幅简化，提供试验的效率和可靠性，并且通过无线传输集中收集各个噪声传感器的数据使得测试过程更直观，可靠。依据软件可直接获取传感器目标放置坐标，提高了工作效率和数据可靠性；通过超声波测距定位器，实时定位X，Y，Z三轴坐标，使坐标定位工作简单容易，减少发生错误的几率；基于无限射频传输，计算机软件对传感器数据同步采集，存储和显示，大幅简化了数据处理与分析工作。本发明的方法可推广至行业上所有的噪声检测实验室，应用于其他复杂传感器测点布置的测量需求，以提升测量的准确性和工作效率。
图8为根据本发明实施方式的噪声测量系统800的结构示意图。如图8所示，本发明实施方式提供的基于如上所述的噪声测量装置的噪声测量系统800，包括：距离确定单元801、设置单元802、目标位置确定单元803、噪声传感器设置单元804、噪声数据测量单元805和噪声数据采集单元806。
优选地，所述距离确定单元801，用于主控设备根据待测设备的尺寸参数确定待测设备的离地距离和距离参考定位板的参考距离。
优选地，其中所述距离确定单元801，主控设备根据待测设备的尺寸参数确定待测设备的离地距离和距离参考定位板的参考距离，包括：
主控设备根据待测设备的尺寸参数，按照国标的参考数据，确定待测设备的第一离地距离和距离参考定位板的第一参考距离；
根据所述第一参考距离和预设距离阈值的差值确定第二参考距离；
判断所述第一离地距离和第二参考距离是否满足预设测试尺寸限制要求，获取判断结果；
若所述判断结果指示满足所述预设测试尺寸限制要求，则确定所述第一离地距离为待测设备的离地距离，确定所述第一参考距离为距离参考定位板的参考距离；若所述判断结果指示不满足所述预设测试尺寸限制要求，则调整所述第一离地距离和第一参考距离并重新计算，直至满足所述预设测试尺寸限制要求时，确定当前的第一离地距离为待测设备的离地距离，确定当前的第一参考距离为距离参考定位板的参考距离。
优选地，其中所述预设测试尺寸限制要求，包括：
，
其中，d为第二参考距离； 是待测设备的长度； />是待测设备的宽度；/> 是待测设备的高度。
优选地，所述设置单元802，用于利用超声波测距定位器基于所述离地距离和参考距离设置待测设备的离地高度、第一参考定位板的位置以及第二参考定位板的位置。
优选地，所述目标位置确定单元803，用于主控设备根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置。
优选地，其中所述目标位置确定单元803，主控设备根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置，包括：
，
，
，
其中，X、Y和Z分别为噪声传感器布置测点的目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标； 是待测设备的长度， />是待测设备两侧距离第一参考定位板和第二参考定位板的距离，/> 是待测设备的宽度，X1、Y1和Z1分别为在国标给出的参考坐标体系中噪声传感器的X轴参考坐标、Y轴参考坐标和Z轴参考坐标。
优选地，所述噪声传感器设置单元804，用于对于任一个噪声传感器布置测点，将超声波测距定位器置于传感器支架上，测量所述超声波测距定位器当前所在的位置分别与所述第一参考定位板、第二参考定位板和地面的距离，获取第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标，并调整所述传感器支架的位置和传感器支架上基座的位置，以使得所述第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标与所述目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标一致，以基于调整一致后的超声波测距定位器所在的位置设置噪声传感器。
优选地，所述噪声数据测量单元805，用于所有的噪声传感器测量待测设备处于运行状态时产生的噪声数据。
优选地，所述噪声数据采集单元806，用于所述主控设备对所述噪声数据进行采集，并建立每个噪声数据和对应的噪声传感器的关联关系。
本发明的实施例的噪声测量系统800与本发明的另一个实施例的用噪声测量方法600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，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，在本发明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。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程主控设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程主控设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程主控设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程主控设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种噪声测量装置，其特征在于，所述装置包括：第一参考定位板、第二参考定位板、超声波测距定位器、主控设备、至少一个噪声传感器支架和至少一个噪声传感器，所述第一参考定位板，垂直于所述第二参考定位板，且所述第一参考定位板和第二参考定位板均垂直于地面，待测设备置于由所述第一参考定位板、第二参考定位板和地面组成的区域内；其中，
所述超声波测距定位器，与所述主控设备相连接，用于测量所述超声波测距定位器当前所在的位置分别与所述第一参考定位板、第二参考定位板和地面的距离，获取第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标；
所述噪声传感器支架，用于支撑所述噪声传感器；
所述噪声传感器，用于测量所述待测设备产生的噪声数据；
所述主控设备，与每个噪声传感器相连接，用于根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置，并判断所述第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标是否与目标位置一致；用于对所述噪声数据进行采集。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二参考定位板插入第一参考定位板边缘的卡槽内，所述第一参考定位板和第二参考定位板的背部各设置有2个三角形支架，在每个三角形支架的尾端设置有配重，配重的中心在所述三角形支架的尾端。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超声波测距定位器，包括：处理器、第一无线传输模块、液体仓以及X轴、Y轴和Z轴三个方向的超声波传感器；其中，
所述X轴、Y轴和Z轴三个方向的超声波传感器将距离数据通过处理器的串口写入第一无线传输模块，并通过第一无线传输模块将所述距离数据发送至所述主控设备；
所述液体仓位于所述超声波测距定位器的顶部，所述液体仓内部注水并保留一个气泡，当气泡处于正中间时，确定所述超声波测距定位器处于平衡状态。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述噪声传感器，包括：依次连接的噪声采集传感器、电压放大电路、AD转化器和第二无线传输模块。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控设备，根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置，包括：
，
，
，
其中，X、Y和Z分别为噪声传感器布置测点的目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标；是待测设备的长度，/>是待测设备两侧离第一参考定位板和第二参考定位板的距离，/>是待测设备的宽度，X1、Y1和Z1分别为在国标给出的参考坐标体系中噪声传感器的X轴参考坐标、Y轴参考坐标和Z轴参考坐标。
6.一种基于如权利要求1-5中任一项所述的噪声测量装置的噪声测量方法，其特征在于，所述方法包括：
主控设备根据待测设备的尺寸参数确定待测设备的离地距离和距离参考定位板的参考距离；
利用超声波测距定位器基于所述离地距离和参考距离设置待测设备的离地高度、第一参考定位板的位置以及第二参考定位板的位置；
主控设备根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置；
对于任一个噪声传感器布置测点，将超声波测距定位器置于传感器支架上，测量所述超声波测距定位器当前所在的位置分别与所述第一参考定位板、第二参考定位板和地面的距离，获取第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标，并调整所述传感器支架的位置和传感器支架上基座的位置，以使得所述第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标与所述目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标一致，以基于调整一致后的超声波测距定位器所在的位置设置噪声传感器；
所有的噪声传感器测量待测设备处于运行状态时产生的噪声数据；
所述主控设备对所述噪声数据进行采集，并建立每个噪声数据和对应的噪声传感器的关联关系。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述主控设备根据待测设备的尺寸参数确定待测设备的离地距离和距离参考定位板的参考距离，包括：
主控设备根据待测设备的尺寸参数，按照国标的参考数据，确定待测设备的第一离地距离和距离参考定位板的第一参考距离；
根据所述第一参考距离和预设距离阈值的差值确定第二参考距离；
判断所述第一离地距离和第二参考距离是否满足预设测试尺寸限制要求，获取判断结果；
若所述判断结果指示满足所述预设测试尺寸限制要求，则确定所述第一离地距离为待测设备的离地距离，确定所述第一参考距离为距离参考定位板的参考距离；若所述判断结果指示不满足所述预设测试尺寸限制要求，则调整所述第一离地距离和第一参考距离并重新计算，直至满足所述预设测试尺寸限制要求时，确定当前的第一离地距离为待测设备的离地距离，确定当前的第一参考距离为距离参考定位板的参考距离 。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设测试尺寸限制要求，包括：
，
其中，d为第二参考距离；是待测设备的长度；/>是待测设备的宽度；/>是待测设备的高度。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述主控设备根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置，包括：
，
，
，
其中，X、Y和Z分别为噪声传感器布置测点的目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标；是待测设备的长度，/>是待测设备两侧距离第一参考定位板和第二参考定位板的距离，/>是待测设备的宽度，X1、Y1和Z1分别为在国标给出的参考坐标体系中噪声传感器的X轴参考坐标、Y轴参考坐标和Z轴参考坐标。
10.一种基于如权利要求1-5中任一项所述的噪声测量装置的噪声测量系统，其特征在于，所述系统包括：
距离确定单元，用于主控设备根据待测设备的尺寸参数确定待测设备的离地距离和距离参考定位板的参考距离；
设置单元，用于利用超声波测距定位器基于所述离地距离和参考距离设置待测设备的离地高度、第一参考定位板的位置以及第二参考定位板的位置；
目标位置确定单元，用于主控设备根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置；
噪声传感器设置单元，用于对于任一个噪声传感器布置测点，将超声波测距定位器置于传感器支架上，测量所述超声波测距定位器当前所在的位置分别与所述第一参考定位板、第二参考定位板和地面的距离，获取第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标，并调整所述传感器支架的位置和传感器支架上基座的位置，以使得所述第一X轴坐标、第一Y轴坐标和第一Z轴坐标与所述目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标一致，以基于调整一致后的超声波测距定位器所在的位置设置噪声传感器；
噪声数据测量单元，用于所有的噪声传感器测量待测设备处于运行状态时产生的噪声数据；
噪声数据采集单元，用于所述主控设备对所述噪声数据进行采集，并建立每个噪声数据和对应的噪声传感器的关联关系。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述距离确定单元，主控设备根据待测设备的尺寸参数确定待测设备的离地距离和距离参考定位板的参考距离，包括：
主控设备根据待测设备的尺寸参数，按照国标的参考数据，确定待测设备的第一离地距离和距离参考定位板的第一参考距离；
根据所述第一参考距离和预设距离阈值的差值确定第二参考距离；
判断所述第一离地距离和第二参考距离是否满足预设测试尺寸限制要求，获取判断结果；
若所述判断结果指示满足所述预设测试尺寸限制要求，则确定所述第一离地距离为待测设备的离地距离，确定所述第一参考距离为距离参考定位板的参考距离；若所述判断结果指示不满足所述预设测试尺寸限制要求，则调整所述第一离地距离和第一参考距离并重新计算，直至满足所述预设测试尺寸限制要求时，确定当前的第一离地距离为待测设备的离地距离，确定当前的第一参考距离为距离参考定位板的参考距离 。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述预设测试尺寸限制要求，包括：
，
其中，d为第二参考距离；是待测设备的长度；/>是待测设备的宽度；/>是待测设备的高度。
13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述目标位置确定单元，主控设备根据所述待测设备的尺寸确定噪声传感器布置测点的目标位置，包括：
，
，
，
其中，X、Y和Z分别为噪声传感器布置测点的目标位置中的第二X轴坐标、第二Y轴坐标和第二Z轴坐标；是待测设备的长度，/>是待测设备两侧距离第一参考定位板和第二参考定位板的距离，/>是待测设备的宽度，X1、Y1和Z1分别为在国标给出的参考坐标体系中噪声传感器的X轴参考坐标、Y轴参考坐标和Z轴参考坐标。
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