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通过旋转波束成形技术进行声源定位

日期:2017-12-15
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通过麦克风阵列进行延时叠加的波束成形技术是一种常见的、众所周知的声源定位方法,然而普通的波束成形对于快速旋转的风扇、转子、叶片和车轮等高转速的声音来源往往定位困难,而且还额外需要高速摄像机捕捉旋转图像以便生成声学图像。
实际上,在整个气流系统的噪声中,风扇往往占了主要的贡献量,因此对风扇进行降噪优化往往是大家最感兴趣的。
 
德国GFAI最新的旋转波束成形方法,使用基于源转速的虚拟旋转麦克风阵列,并且允许时域和频域中利用已知波束成形算法。我们在风扇试验台上演示并评估了它的用法,目标是尽量减少噪音排放的同时尽量保证风扇的效率,通过多通道环形阵列进行数据测试的实验证明,该方法不仅可以在不同时域段,还能在不同的频域段对风机的各种声源进行定位。

 关键词: 波束成形,  旋转波束成形, 风扇噪声, 声源定位,  麦克风阵列,轴流式风扇

                                                                              图1 测试示意图



                             图2  三种不同叶片

                         图3 声学相机在试验台测试示意图

4 为5kHz三分之一倍频带声学图像。左边没有旋转BF算法,中间有旋转BF和FDBF算法,右边包括旋转BF,OBF和FB算法。
5 不同频段的声学图像,包含旋转BF、滤波并使用OBF和FB算法。
结束语:
引入旋转波束成形算法完美解决了快速旋转源的声源定位问题。风机试验台的测量结果证明了该方法的有效性和准确性。用该方法生成的风扇声音图像能显示叶片上的各种噪声来源,从而为不同叶片的声学特性评价以及优化提供了有力支持。(由于该方法需要对阵列进行同心和平行定位,因此这种方法还不能用于测量对准不可实现的工况,例如巨大的风力涡轮机。)
对旋转波束成形技术感兴趣可联系我们获取更多信息。

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