Ta članek govori o tehniki oblikovanja snopa za določanje mesta hrupnosti na mimovozečih vozilih. Tehnika postavlja več izzivov, ki vključujejo hkratno zajemanje podatkov z velikim poljem tipal, napredno obdelavo signalov, shranjevanje izredno velikih naborov podatkov in vplive okolja, ki se pojavljajo pri uporabi na preizkusni progi na prostem. Ta članek priporoča najboljše prakse za izvedbo oblikovanja snopa in obravnava celoten potrebni sistem, od preizkusnega okolja preko tipal do matematike, analiziranja ter shranjevanja podatkov, da bo lahko bralec uporabil to tehniko.
Uvod v akustično oblikovanje snopa
Tradicionalni preizkusi hrupnosti mimovozečih vozil so uporabni za določanje ravni hrupnosti virov hrupa na vozilu med delovanjem. Te se pogosto merijo za zagotavljanje skladnosti z zakoni, ki urejajo sprejemljive ravni zvočnih izpustov vozil za omejevanje hrupnosti prometa. Prepoznavanje vira hrupa na mimovozečem vozilu gre še za korak naprej, saj prepozna tudi vir hrupa, tako da lahko inženirji zmanjšajo hrupnost s fino prilagoditvijo zasnove vozila.
Za prepoznavanje virov hrupa je na voljo več tehnik, ki med drugim vključujejo akustično holografijo v bližnjem polju (NAH) in oblikovanje snopa. NAH deluje v »bližnjem polju« zvoka, na razdalji ene ali dveh valovnih dolžin od vira, kjer se zvočni valovi obnašajo kot krožni valovi, ki izhajajo iz vira. Oblikovanje snopa je primernejše za večje oddaljenosti, saj se tipala namestijo približno sedem valovnih dolžin od vira hrupa, kjer se zvočni valovi obnašajo kot ravninski valovi [1]. Če si vir zvoka predstavljamo kot kamenček, ki ga vržemo v vodo, je zvok, ki izhaja iz vira, podoben valovom, ki potujejo z mesta padca kamenčka. Če ste blizu mestu padca kamenčka, so valovi očitno krožni in imajo središče na mestu padca kamenčka. Če stojite daleč stran na obali, pa valovi niso več videti kot krogi, ampak kot ravne črte, ki potujejo proti vam. Zvočni valovi se obnašajo enako. Ker merilnih tipal pogosto ne moremo postaviti dovolj blizu vozil, da bi bila v bližnjem polju in bi lahko izvedli analizo NAH, je za take namene primernejše oblikovanje snopa.
Oblikovanje snopa nam postavlja več izzivov, ki vključujejo hkratno merjenje velikega števila mikrofonskih tipal, oddajanje in shranjevanje te velike količine pridobljenih podatkov o valovnih oblikah ter sposobnost hitrega obdelovanja velikih naborov podatkov za vizualizacijo rezultatov v realnem času. Ta članek je bil napisan v prizadevanju, da bi vam predstavili najboljše tehnike za izvajanje oblikovanja snopa na mimovozečih predmetih in vas vodili na poti do natančne analize mesta ter glasnosti hrupa pri vozilih.
Pri pisanju tega članka je avtor uporabljal strojno opremo NI cDAQ-9178 in NI 9234 C Series, s katero je zajemal podatke, in programsko opremo NI LabVIEW s programskim paketom NI Sound and Vibration Measurement Suite za obdelavo signalov ter grafični prikaz.
Standardi meritev za preizkušanje mimovozečih vozil
Namen meritve narekuje, katere od številnih mednarodnih standardov, ki predpisujejo potrebne metode merjenja, morate upoštevati. ISO 362 na primer predpisuje metodo za merjenje hrupnosti mimovozečega vozila. Čeprav ima tukaj opisana tehnika oblikovanja snopa veliko skupnega z metodami v standardu ISO 362, je prisotnih tudi nekaj pomembnih razlik, zlasti glede merilnih tipal. ISO 362 na primer uporablja enojne mikrofone za preprosto določanje ravni hrupa, oblikovanje snopa pa zahteva polja mikrofonov za prepoznavanje vira. Morda vas bodo zanimali tudi ti standardi ISO za meritve:
- ISO 362 – hrupnost mimovozečih vozil
- ISO 13325 – hrupnost pnevmatik
- ISO 5130 – hrupnost izpuha
Uporaba akustičnega snopa za zaznavanje hrupa (1)
National Instruments d.o.o.
Tel: + 386 3 425 4200
Brezplačna številka: 080 080 844
2014_SE217_43
