專利名稱：一種非接觸測(cè)量邊界振動(dòng)的方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種振動(dòng)測(cè)試方法，特別涉及一種非接觸測(cè)量被測(cè)物體邊界振動(dòng)速度、聲壓的方法，并可以將該方法應(yīng)用于振動(dòng)聲源的識(shí)別。
背景技術(shù)：
邊界的振動(dòng)存在于多種應(yīng)用場(chǎng)合。邊界振動(dòng)的測(cè)量方法目前主要采用加速度傳感器安裝在邊界表面進(jìn)行測(cè)量，這種測(cè)量方法屬于接觸式測(cè)量，一方面由于傳感器與振動(dòng)表面接觸并一起運(yùn)動(dòng)，不可避免的帶來(lái)測(cè)量誤差；另一方面單個(gè)傳感器只能測(cè)量當(dāng)?shù)氐木植空駝?dòng)速度，測(cè)量效率較低。采用電渦流或光學(xué)傳感器是一種非接觸式測(cè)量方法，能夠動(dòng)態(tài)測(cè)量振動(dòng)物體表面的位移、速度等參量，具有較高的精度，但是同樣不能一次測(cè)量整個(gè)固體邊界各局部的振動(dòng)位移和速度，測(cè)量效率不高?，F(xiàn)有技術(shù)還未有一種采用非接觸方式能夠同·時(shí)測(cè)量整個(gè)固體邊界各局部表面振動(dòng)速度的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用非接觸方式同時(shí)測(cè)量整個(gè)固體邊界各局部表面振動(dòng)速度的方法。該非接觸測(cè)量方法測(cè)量精度高，并能顯著提高測(cè)量速度，同時(shí)，基于測(cè)得的固體局部表面振動(dòng)速度，可以快速計(jì)算出相應(yīng)的位移、加速度。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種非接觸邊界振動(dòng)測(cè)量方法，其特征在于，包括下述步驟(I)在被測(cè)物體周圍布置2N個(gè)聲壓傳感器，各聲壓傳感器連接一個(gè)數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡連接至計(jì)算機(jī)；在三維空間內(nèi)建立直角坐標(biāo)系，確定各聲壓傳感器的幾何坐標(biāo)矢量 Xn，其中，n=l，2，. . . 2N，N 彡 2 ;(2)基于數(shù)據(jù)采集卡同步采樣得到2N個(gè)聲壓傳感器采集的時(shí)域離散聲壓P (xn，k Λ t)，k = 1，2，... K，其中K表示采樣次數(shù)，Δ t表示采樣時(shí)間間隔；(3)對(duì)時(shí)域離散聲壓P (xn，k Λ t)采用快速傅里葉變換，得到對(duì)應(yīng)的頻域復(fù)聲壓
P (xn，k Λ f)，其中4/" = 表示頻率分辨率；(4)將被測(cè)物體邊界虛擬離散為N個(gè)三角形或四邊形單元，分別確定各單元的面積Sm,m=l, 2，. . . N和單元中心的坐標(biāo)矢量7111及法向矢量n(ym),將上述參數(shù)和步驟(3)得到的2N個(gè)聲壓傳感器的頻域復(fù)聲壓值代入到下式P(^kAf) = -EI dG(x0J；^Af)p(y^kAf)dSJyJ
m = l ' J c^nKym )⑴
_2] -2kjJ2 Js kAfpVn{jm，kAf)G(xn，ym,kAf)dSm(ym)
m—1 .m其中G(xn, ym, k Δ f)表示頻域Green函數(shù),其具體表達(dá)式為
權(quán)利要求
1.ー種非接觸測(cè)量邊界振動(dòng)的方法，其特征在于，包括下述步驟 (1)在被測(cè)物體周圍布置2N個(gè)聲壓傳感器，各聲壓傳感器連接ー個(gè)數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡連接至計(jì)算機(jī)；在三維空間內(nèi)建立直角坐標(biāo)系，確定各聲壓傳感器的幾何坐標(biāo)矢量xn，其中，
2.如權(quán)利要求I所述的非接觸測(cè)量邊界振動(dòng)的方法，其特征在于，所述滿足尺寸要求的単元尺寸在
3.一種振動(dòng)聲源的識(shí)別方法，其特征在于，基于權(quán)利要求I所述非接觸測(cè)量邊界振動(dòng)的方法根據(jù)被測(cè)物體表面的振動(dòng)復(fù)速度和復(fù)聲壓，計(jì)算得到被測(cè)物體表面的聲強(qiáng)，在計(jì)算機(jī)顯示設(shè)備上輸出被測(cè)邊界表面的聲源強(qiáng)度分布特征。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非接觸測(cè)量邊界振動(dòng)的方法及應(yīng)用，首先在三維空間內(nèi)建立直角坐標(biāo)系，并在被測(cè)物體周圍布置2N個(gè)聲壓傳感器，確定其幾何坐標(biāo)矢量；利用數(shù)據(jù)采集卡對(duì)2N個(gè)聲壓傳感器的信號(hào)進(jìn)行同步采樣，通過(guò)各個(gè)聲壓傳感器測(cè)量得到時(shí)域聲壓，經(jīng)傅里葉變換得到頻域復(fù)聲壓；基于各聲壓傳感器位置的頻域復(fù)聲壓、計(jì)算機(jī)虛擬離散得到的結(jié)構(gòu)單元及聲學(xué)邊界元的數(shù)值積分程序計(jì)算得到各離散單元表面的振動(dòng)復(fù)速度和復(fù)聲壓；通過(guò)結(jié)構(gòu)表面振動(dòng)復(fù)速度和復(fù)聲壓計(jì)算得到結(jié)構(gòu)表面的聲強(qiáng)值，識(shí)別得到聲源的位置和強(qiáng)度。
文檔編號(hào)G01H17/00GK102853902SQ20121032753
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者毛義軍, 趙忖, 徐辰, 張群林, 祁大同 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)