CN202033101U - 一种振动及噪声测量仪 - Google Patents

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邹维克
彭建学
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Abstract

本实用新型公开了一种振动及噪声测量仪，包括：振动传感器、信号放大器、信号处理器和电源；其中振动传感器检测被测物的振动信号，将其发送给信号放大器；信号放大器将振动信号放大后，发送给信号处理器；信号处理器对经过放大后的振动信号进行模数转换后，通过软件实现信号的滤波、有效值计算、频谱分析、噪声辐射指数运算和噪声计权，得到振动量、噪声值、振动频谱和噪声频谱；电源为整个振动及噪声测量仪供电。本实用新型通过检测封闭固体机器表面的振动信号，由信号处理器直接进行软件数字处理得到振动量、噪声值、振动频谱和噪声频谱，简化了测量仪的结构，降低了成本；由于不受硬件电路分档限制，测试精度得到了显著提高。

Description

一种振动及噪声测量仪
技术领域
本实用新型涉及检测与测试技术领域，更具体地说，涉及一种封闭固体机器的振动及噪声测量仪。 
背景技术
在科研与生产实践中，经常需要对诸如电动机、发电机、接触器和继电器等封闭固体机器(以下简称被测物)进行振动量及噪声值的测量与评估。 
现有技术中，对被测物进行噪声测试的主要方式有两种：一种是将被测物放置在标准的静音房里运行，通过声压计或声强计检测其噪声，通过振动传感器检测被测物的振动量；另一种是振速法，即通过振动传感器检测被测物的振动信号，同时通过硬件电路对振动信号进行振动量(加速度、速度、位移)间的变换，根据预先研究统计获得的不同尺寸被测物在不同振动频率下的表面振动速度，与空气振动速度之间的传递函数，通过硬件电路进行滤波、噪声辐射指数运算和噪声计权等处理，得到被测物的噪声量值。 
基于第一种方式的振动及噪声测量，检测噪声需要建立标准的静音房，检测振动量，需要设置振动检测系统，成本较高，并且不适用于生产流水线的测试环境；基于第二种方式的振动及噪声测量仪，尽管不需要建立标准的静音房，但硬件电路复杂，同时由于硬件电路分档的限制，使得噪声辐射指数运算电路的参数不能做到是被测物的尺寸的连续函数，测试精度有限。 
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种结构简单、成本低廉、测试精度较高的振动及噪声测量仪，技术方案如下： 
一种振动及噪声测量仪，包括：振动传感器、信号放大器、信号处理器和电源；其中： 
所述振动传感器检测被测物的振动信号，将所述振动信号发送给所述信号放大器；所述信号放大器将所述振动信号放大后，发送给所述信号处理器；所述信号处理器利用硬件电路对所述经过放大处理后的振动信号进行模数转换，并对所述转换后的振动信号进行滤波、有效值计算、频谱分析、噪声辐射指数运算和噪声计权，得到振动量、噪声值、振动频谱和噪声频谱；所述电源为整个振动及噪声测量仪供电。 
优选的，上述振动及噪声测量仪中，还包括： 
通信接口单元，所述通信接口单元与所述信号处理器相连，提供振动及噪声测量仪与其它设备的通信接口。 
通过以上技术方案可以看出，本实用新型通过检测密封固体器件表面的振动信号，由信号处理器直接进行软件数字处理，包括信号滤波、有效值计算、频谱分析、噪声辐射指数计算和噪声计权，得到振动量、噪声值、振动频谱和噪声频谱，简化了测量仪的结构，降低了成本；由于不受硬件电路分档的限制，测试精度得到了显著提高。 
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 
图1为本实用新型提供的一种振动及噪声测量仪的结构示意图； 
图2为本实用新型提供的另一种振动及噪声测量仪的结构示意图。 
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 
参见图1所示，本实用新型实施例提供的振动及噪声测量仪可以包括： 
振动传感器101、信号放大器102、信号处理器103和电源104；其中，所述振动传感器101检测被测物的振动信号，将所述振动信号发送给所述信号放大器102；所述信号放大器102将所述振动信号放大后，发送给所述信号处理器103；所述信号处理器103对所述经过放大后的振动信号进行模数转换后，通过软件实现对所述信号的滤波、有效值计算、频谱分析、噪声幅值指数运算和噪声计权，得到振动量、噪声值、振动频谱和噪声频谱；所述电源104为整个振动及噪声测量仪供电。 
信号处理器单元103对振动信号进行模数转换后，通过软件实现对所述信号的滤波、有效值计算、频谱分析、噪声幅值指数运算和噪声计权，得到振动量、噪声值、振动频谱和噪声频谱的具体步骤如下： 
(1)对所述经过模数转换的振动信号进行数字带通滤波； 
(2)对数字滤波后的振动信号进行快速傅里叶变换，得到振动传感器型式对应的振动信号(加速度或速度或位移)的频谱； 
(3)根据振动传感器型式对应的振动信号的频谱，通过数字积分或数字微分变换，得到其他振动信号的频谱(加速度或速度或位移)； 
(4)根据得到的速度频谱、封闭固体机器的声源尺寸、封闭固体机器的噪声辐射指数，对每个频率分量的速度进行衰减； 
(5)利用噪声计权函数对每个频率分量的速度进行衰减； 
(6)计算封闭固体机器表面空气的总声压级噪声； 
(7)利用自由声场声源辐射衰减函数计算距离封闭固体机器表面设定距离处空气的噪声频谱和噪声值。 
需要说明的是，步骤(4)、(5)的顺序任意。 
从以上实施例可以看出，本实用新型通过检测封闭固体机器表面的振动信号，由信号处理器直接进行软件数字处理，包括信号滤波、有效值计算、频谱分析、噪声辐射指数计算和噪声计权，得到振动量、噪声值、振动频谱 和噪声频谱，简化了测量仪的结构，降低了成本；由于不受硬件电路分档的限制，测试精度得到了显著提高。 
如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，所提供的振动及噪声测量仪还可以包括： 
通信接口单元105，所述通信接口单元105与所述信号处理器103相连，提供振动及噪声测量仪与其它设备的通信接口。 
通信接口单元105为振动及噪声测量仪提供一个与其它设备的通信接口，可以通过该接口将测量得到的数据发送给外接设备，还可以通过该接口对振动及噪声测量仪的软件进行升级。 
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (2)

1.一种振动及噪声测量仪，其特征在于，包括：振动传感器、信号放大器、信号处理器和电源；其中：
所述振动传感器检测被测物的振动信号，将所述振动信号发送给所述信号放大器；所述信号放大器将所述振动信号放大后，发送给所述信号处理器；所述信号处理器利用硬件电路对所述经过放大处理后的振动信号进行模数转换，并对所述转换后的振动信号进行滤波、有效值计算、频谱分析、噪声辐射指数运算和噪声计权，得到振动量、噪声值、振动频谱和噪声频谱；所述电源为整个振动及噪声测量仪供电。
2.根据权利要求1所述的振动及噪声测量仪，其特征在于，还包括：
通信接口单元，所述通信接口单元与所述信号处理器相连，提供振动及噪声测量仪与其它设备的通信接口。 
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