通过噪声测量和其他应用来实现对噪声源的识别？

如何开发便携式且价格合理的声束成形技术，以实现噪声测量和其他应用中的噪声源识别？巴西圣卡塔琳娜联邦大学（UFSC）的噪声和振动实验室使用由32个麦克风，NILabVIEW软件，NI声音和振动测量套件以及具有8个NI92344通道动态特性的32通道NICompactDAQ系统组成的螺旋阵列。采集（DSA）模块用于获取噪声源的视觉图像，以识别行驶中的车辆产生的信号。
UFSC已将LabVIEW的声束成形技术中的通过噪声测试标准化，并将NICompactDAQ应用于车辆通过噪声测试，从而可以量化车辆运行过程中的最大偶然噪声水平。在许多国家/地区，相关的政府机构对声音测试（通常是ISO362）进行限制，即对公路车辆加速产生的噪音进行测量。
这些规定旨在记录正常在城市交通中行驶的车辆所产生的主要噪声源水平，并且通常将速度限制为每小时50或70公里。通过噪声测试的车辆可以验证符合标准的车辆产生的交通噪声不会超过规定的限制。
汽车的许多零件都会产生噪音，包括电动机，排气装置，变速箱和轮胎。标准的通过噪声测试无法识别会导致测试失败的源噪声，因此我们需要一种能够可视化声场以区分不同声源的技术。
在此测试中，我们使用波束赋形来查看哪些声源将显着增加总体噪声并对车辆的通过噪声产生影响。波束成形我们已经构建了一个波束成形器，即“声学相机”。
它的结构是由32个麦克风组成的螺旋阵列。麦克风之间的最大直径距离为1米，可用于捕获噪声源的视觉图像。
我们还形成了一个1.1 * 1米的金属网格。阵列的位置与标准测试中单个麦克风的位置相同。
距通道中心线的距离为7.5m，中心距地面的距离为1.3m，以确保通过测试中的所有测量条件均相同。我们的学生使用低成本的驻极体盒式麦克风制造了阵列麦克风。
传统的定向阵列硬件由市场上的电容式麦克风和前置放大器组成，但对于实验室使用而言太昂贵了。创建完整的麦克风阵列可以节省金钱，并为学生提供有价值的项目。
NASA兰利研究中心的研究发现，所用驻极体盒产生的麦克风频率响应适用于定向阵列，音频频谱的幅度和相位响应变化很小，高频变化适度。基于上述研究，我们已经完成了设计。
对于数据收集，我们使用带有8个NI9234DSA模块的NIUSB-9162高速C系列USB盒进行数据收集。我们选择了紧凑的，直流供电的NI硬件，它可以为阵列中的麦克风供电。
模块的无混叠带宽高达20kHz。另外，通道的相位匹配对于声束形成非常重要，并且系统规定任何两个通道之间的相位不匹配不能超过一个度。
由于系统由直流供电，因此使用电池操作非常方便。在笔记本电脑上运行LabVIEW软件和声音和振动测量套件可以轻松地将电压值转换为用于噪声测量的工程单位。
此外，声音和振动测量套件还符合IEC61260（电声，八度和分数八度带通滤波器）和IEC61672（电声和声级计）的要求，用于声级测量，加权滤波器和八度分析。国际标准，其测量结果准确，可重复。
在收集到分析数据之后，我们使用传统的延迟相加波束成形算法对其进行分析。我们总结了声音信号，并描述了从声源到不同麦克风的不同传播路径。
声源以较高的速度通过声学摄像机（与数据采集系统的采样速度相比，现代汽车的速度仍然很慢），从而使光束集中并跟踪通过麦克风阵列的声源。我们必须校正多普勒逆过程的多普勒效应，包括幅度和频率校正，以获得相干信号和。
为了校准被测车辆的声学测量数据和照片，并叠加噪声振幅，我们激活了蜂鸣器（主要部件在2.2 kHz时约为90分贝），并且车辆以50 ki的恒定速度行驶。