CN217953664U - 多声道扩声系统的声致振动测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种多声道扩声系统的声致振动测量系统，用于测量多声道扩声系统在厅堂装修材料上所产生振动，多声道扩声系统安装在厅堂内，具备至少3个以上独立工作的声道，声致振动测量系统包括信号发生装置、音频采集装置、振动采集装置、分析装置，其中：信号发生装置与多声道扩声系统连接，以使多声道扩声系统播放测试信号；音频采集装置设置在厅堂内，且与分析装置电连通；振动采集装置安装在装修材料上，并且与分析装置电连通，用于采集装修材料的振动信号；分析装置包含音频接口、信号分析平台，信号分析平台用于分析多声道扩声系统投射声场的声能信号与装修材料的振动信号的对应关系。

Description

多声道扩声系统的声致振动测量系统

技术领域

本实用新型属于测量仪器技术领域，具体涉及一种多声道扩声系统的声致振动测量系统。

背景技术

厅堂内安装的多声道扩声系统在工作时，扬声器对外辐射的声能有可能引起厅堂装修材料发生振动，这类振动一方面对听众造成不良的噪声干扰，同时可能导致装修材料的损坏或脱落，存在安全隐患。在工程建设领域中，如何简便快捷地测量得到装修材料振动的振动级与多声道扩声系统辐射声能的声压级之间的对应关系尚未有明确的测试手段，音响工程师往往在项目中采用主观听音的方法来评估装修材料的声致振动情况。

另外，当厅堂内的扬声器对外辐射的声能很强时，不仅仅该厅堂内壁的装修材料可能发生振动，该厅堂外壁的装修材料也可能发生振动，甚至是距离厅堂有一段距离的其他房间的装修材料也可能发生振动。换言之，某个房间内（例如厅堂内）的多声道扩声系统发出的声音会影响其他房间特别是隔壁房间的声学效果。因此在实际工程中，还需要考察某房间对其隔壁房间声学效果的影响，从而对该两个房间之间的隔音设计提供指导或参考。

为了便于工程技术人员考察厅堂内多声道扩声系统在装修材料上所产生的振动效应，亟需提出一种声致振动测量系统。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提出一种多声道扩声系统的声致振动测量系统，以用于考察厅堂内多声道扩声系统在装修材料上所产生的振动效应；本实用新型的其他效果、目的可由具体实施方式中的技术方案得出。

本实用新型提供如下技术方案：

一种多声道扩声系统的声致振动测量系统，用于测量多声道扩声系统在装修材料上所产生振动，所述多声道扩声系统安装在厅堂内，具备至少3个独立工作的声道，所述声致振动测量系统包括信号发生装置、音频采集装置、振动采集装置、分析装置，其中：所述信号发生装置与所述多声道扩声系统连接，以使所述多声道扩声系统播放测试信号；所述音频采集装置设置在所述厅堂内，且与分析装置电连通；所述振动采集装置安装在所述装修材料上，并且与所述分析装置电连通，用于采集所述装修材料的振动信号；所述分析装置包含音频接口、信号分析平台，所述信号分析平台用于分析所述多声道扩声系统投射声场的声能信号与所述装修材料的振动信号的对应关系。

可选地，所述多声道扩声系统包括如下选项中的至少三者：左常规声道、右常规声道、中央声道、次低频声道、左环绕声道、右环绕声道、顶部环绕声道、后部环绕声道。

可选地，所述振动采集装置包括第一振动采集单元和/或第二振动采集单元，其中，所述第一振动采集单元设置在厅堂内壁的装修材料上，所述第二振动采集单元设置在厅堂外壁或者其他非厅堂房间墙壁的装修材料上。

可选地，所述信号发生装置还用于通过所述多声道扩声系统在空间中播放白噪声和/或粉红噪声以作为测试信号。

可选地，所述音频采集装置为多音头测试电容传声器。

可选地，所述多音头测试电容传声器具有4个声学特性一致的心形指向性电容传声器音头，4个所述音头安装在固定支架上，分别指向：左前上方、右前下方、左后下方、右后上方。

可选地，所述传声器使用单根多芯电缆传输信号，多芯电缆通过转换器转化为4条单通道话筒线接入音频接口。

可选地，其特征在于，所述振动采集装置为能够与所述装修材料固定的加速度计。

可选地，所述加速度计带有磁性，用于吸附在铁质物体表面。

可选地，所述振动采集装置为能够与所述装修材料固定的加速度计以及铁质转换器，其中：所述加速度计带有磁性，用于与所述铁质转换器相吸附；所述铁质转换器用于固定至所述装修材料。

可选地，所述铁质转换器粘接至所述装修材料，或者，所述铁质转换器用螺丝固定至所述装修材料。

根据本实用新型的技术方案，测量系统包括信号发生装置、音频采集装置、振动采集装置、分析装置，多声道扩声系统播放测试信号从而使厅堂内的装修材料产生振动，利用振动采集装置获取这种振动的信息，有助于考察多声道扩声系统对于厅堂装修材料的影响。

附图说明

为了说明而非限制的目的，现在将根据本实用新型的优选实施例、特别是参考附图来描述本实用新型，其中：

图1是本实用新型实施方式的声致振动测量系统的基本结构的示意图；

图2是本实用新型实施方式的声致振动测量系统中部分组件的空间分布的示意图；

图3是本实用新型实施方式的一种多音头测试电容传声器的基本结构的示意图；

图4是本实用新型实施方式的一种可与被测材料固定的加速度计的基本结构的示意图。

具体实施方式

本实用新型提出的测量系统为多声道扩声系统的声致振动测量系统。该测量系统用于测量多声道扩声系统在装修材料上所产生振动，其中多声道扩声系统安装在厅堂内，具备至少3个独立工作的声道。实践中，多声道扩声系统可以包括如下选项中的至少三者：左常规声道、右常规声道、中央声道、次低频声道、左环绕声道、右环绕声道、顶部环绕声道、后部环绕声道。具体可以是“左常规声道、右常规声道、中央声道、次低频声道”的组合，或者“左环绕声道、右环绕声道、顶部环绕声道、后部环绕声道”的组合，或者其他组合，本领域技术人员可以根据实际情况灵活设计。

图1是本实用新型实施方式的多声道扩声系统的声致振动测量系统的基本结构的示意图。如图1所示，该测量系统1可以包括信号发生装置、音频采集装置、振动采集装置、分析装置，下文具体介绍。

信号发生装置用来产生电信号，然后由设置在厅堂内的多声道扩声系统转换成声音信号。信号发生装置可播放白噪声和/或粉红噪声在内的特定测试信号。

声音采集装置设置在厅堂空间内，并且与分析装置电连通。声音采集装置可采用多音头测试电容传声器。电容换能器的灵敏度相对于动圈换能器较高，频率响应相对于MEMS换能器更优。分析装置用来对转换成电信号的声音进行分析，可采用现有的相关软件进行。分析装置中包含音频接口、基于软件的分析平台等。

振动采集装置与待测对象即装修材料固定安装并与分析装置电连通。具体地，振动采集装置可以包括第一振动采集单元和/或第二振动采集单元。第一振动采集单元设置在厅堂内壁的装修材料上，第二振动采集单元设置在厅堂外壁或者其他非厅堂房间墙壁的装修材料上。图2是本实用新型实施方式的声致振动测量系统中部分组件的空间分布的示意图，为了呈现清晰，图中的装修材料绘制得较厚。根据图2可知振动采集装置不仅可以检测厅堂内的装修材料振动情况（即音频采集装置与振动采集单元在同一房间，即都在厅堂内），也可检测厅堂隔壁房间的装修材料、甚至更远房间墙壁的振动情况（即音频采集装置与振动采集单元分别位于不同房间）。该实施例中，振动采集装置能够进行全面周到的检测工作，可以为用户提供丰富数据供后续管理决策。

分析装置可以包含音频接口、信号分析平台等。其中，信号分析平台用于分析多声道扩声系统投射声场的声能信号与装修材料的振动信号的对应关系，可采用现有的相关软件实现。信号分析平台应当同时具备声场声能（声压级）检测和分析功能，以及振动情况（加速度和/或振动级）检测和分析功能。结合声场情况和振动情况，可以得到扩声系统投射的声场与装饰装修材料振动情况的对应关系。例如，在某个测试场景中获得若干组采样数据：声压级为100dB的投射声场的声能信号激发2mm厚金属装修材料产生了振动级为20dB的振动，并且其振动频率为150Hz；声压级为95dB的投射声场的声能信号激发10mm厚亚克力装修材料产生了振动级为15dB的振动，并且其振动频率为300Hz；声压级为90dB的投射声场的声能信号激发20mm厚木板表面的贴皮产生了振动级为30dB的振动，并且其振动频率为250Hz……分析装置针对这些采样数据，利用数值分析、曲线拟合等技术手段，分析出“声能信号”与“振动信号”两个物理量之间的对应关系。该对应关系通常并不是简单函数，而是根据不同材料、位置、情况等变化的。

对于室内空间较大、发生振动的材料位置较多的情况，例如剧场、影院、大会议室等场合，为了便于简化测试过程，可同时测量多组数据，并且可测量振动噪声在空间方向上的特征等信息，上述声音采集装置为4个声学特性一致的心形指向性电容传声器音头，4个音头安装在固定支架上，分别指向：左前上方、右前下方、左后下方、右后上方。为了便于铺设线缆，传声器输出端使用单根多芯电缆传输信号，多芯电缆在接入分析装置前，通过转换器转化为4条单通道话筒线然后接入音频接口。

图3是本实用新型实施方式的一种多音头测试电容传声器的基本结构的示意图。如图3所示，多音头测试电容传声器具有手柄21，该手柄的一端连接多个延伸方向各不相同的臂，图中示出221、222、223、224这4个臂。每个臂设置有1个音头单元（图中未示出），每个单元包含1个心形指向性的电容传声器音头。

作为待测对象的厅堂内的装修材料，主要包括天花板饰面及安装构件、墙壁饰面及安装构件、装饰画或装饰品及其安装构件等。其材质多种多样，有木质、石质、铁质、布质等。本实施方式中，振动采集装置可采用能够与被测材料相固定的加速度计。加速度计带有磁性，可吸附在铁质物体表面。

如果装修材料不是铁质，则可以再加一个铁质转换器，如图4所示，图4是本实用新型实施方式的一种可与被测材料固定的加速度计的基本结构的示意图。这种加速度计包括加速度计31和铁质转换器32。使用时先将铁质转换器32固定于被测材料，再将带有磁性的加速度计31吸附于该铁质转换器32。铁质转换器32可以用胶带或粘合剂粘接到被测材料，也可以采用螺钉与被测材料相连接。如果装修材料具有光滑表面，例如为石质或者陶瓷，也可以采用吸盘将铁质转换器32与该光滑表面固定。

根据本实用新型实施方式的技术方案，多声道扩声系统播放测试信号从而使厅堂内的装修材料产生振动，利用振动采集装置获取这种振动的信息。该信息可以用来考察分析多声道扩声系统对于装修材料的力学效应，从而有助于实现对多声道扩声系统引起的材料振动情况的测量以及分析，包括其频率、加速度等指标，可有效地指导声学或多声道扩声系统工程设计、安装集成人员快速准确地识别和解决问题。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (11)

1.一种多声道扩声系统的声致振动测量系统，其特征在于，用于测量多声道扩声系统在装修材料上所产生振动，所述多声道扩声系统安装在厅堂内，具备至少3个独立工作的声道，所述声致振动测量系统包括信号发生装置、音频采集装置、振动采集装置、分析装置，其中：

所述信号发生装置与所述多声道扩声系统连接，以使所述多声道扩声系统播放测试信号；

所述音频采集装置设置在所述厅堂内，且与分析装置电连通；

所述振动采集装置安装在所述装修材料上，并且与所述分析装置电连通，用于采集所述装修材料的振动信号；

所述分析装置包含音频接口、信号分析平台，所述信号分析平台用于分析所述多声道扩声系统投射声场的声能信号与所述装修材料的振动信号的对应关系。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述多声道扩声系统包括如下选项中的至少三者：左常规声道、右常规声道、中央声道、次低频声道、左环绕声道、右环绕声道、顶部环绕声道、后部环绕声道。

3.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述振动采集装置包括第一振动采集单元和/或第二振动采集单元，其中，所述第一振动采集单元设置在厅堂内壁的装修材料上，所述第二振动采集单元设置在厅堂外壁或者其他非厅堂房间墙壁的装修材料上。

4.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述信号发生装置还用于通过所述多声道扩声系统在空间中播放白噪声和/或粉红噪声以作为测试信号。

5.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述音频采集装置为多音头测试电容传声器。

6.根据权利要求5所述的测量系统，其特征在于，所述多音头测试电容传声器具有4个声学特性一致的心形指向性电容传声器音头，4个所述音头安装在固定支架上，分别指向：左前上方、右前下方、左后下方、右后上方。

7.根据权利要求5所述的测量系统，其特征在于，所述传声器使用单根多芯电缆传输信号，多芯电缆通过转换器转化为4条单通道话筒线接入音频接口。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述振动采集装置为能够与所述装修材料固定的加速度计。

9.根据权利要求8所述的测量系统，其特征在于，所述加速度计带有磁性，用于吸附在铁质物体表面。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的测量系统，其特征在于，所述振动采集装置为能够与所述装修材料固定的加速度计以及铁质转换器，其中：

所述加速度计带有磁性，用于与所述铁质转换器相吸附；

所述铁质转换器用于固定至所述装修材料。

11.根据权利要求10所述的测量系统，其特征在于，所述铁质转换器粘接至所述装修材料，或者，所述铁质转换器用螺丝固定至所述装修材料。

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