Identificación de fuentes de ruido

Идентификация источников шума

Обнаружение компонентов, излучающих шум, позволяет инженерам точно прикладывать усилия к его снижению.

Необходимо снижать уровень шума изделий, а также обнаруживать и оптимизировать шум, который невозможно устранить полностью. Благодаря оборудованию для идентификации источников шума (NSI) компании Brüel & Kjær специалисты по акустике могут диагностировать, визуализировать, изучать и устранять проблемы, связанные с шумом. Обнаружение конкретных компонентов, излучающих шум, позволяет инженерам более точно прикладывать усилия к его снижению.

Идентификация, снижение и оптимизация шума

После обнаружения источников шума, акустических неполадок и утечек с помощью различных инструментов (от гидрофонов до внешних решеток, имеющих до 144 каналов) можно искать и исследовать наиболее важные второстепенные источники шума. Их ранжирование помогает определять области, в которых меры по снижению общего излучения звуковой мощности или отдельных компонентов шума (таких как конкретные частотные спектры) наиболее эффективны. Для уменьшения шума можно подавлять, изолировать и исключать его источники из конструкции системы.

Итеративное использование инструментов NSI при проектировании и прототипировании изделия позволяет оптимизировать профиль его общего шума и соблюдать предельно допустимые уровни шума, установленные законом.

Цветовые схемы распространения шумов

На каждом этапе обнаружения источников звука необходимо использовать специальные инструменты. Для первоначальных "моментальных" измерений (например, в кабине воздушного судна) требуется легко развертываемое оборудование, которое позволяет максимально быстро получать результаты. Наше программное обеспечение отображает уровни звука в виде цветовых контуров на удобных для восприятия схемах распространения шумов с высоким разрешением. Акустическая голография обеспечивает аналогичные результаты в высоком разрешении, когда необходима точная и подробная информация (например, при разработке слуховых аппаратов), а бимформинг позволяет быстро обнаруживать местонахождение источников шума в крупных объектах, например, в автомобилях в аэродинамической трубе. Для создания акустических схем движущихся объектов (например, ветроэнергетических установок и летательных аппаратов) можно использовать бимформинг движущихся источников.

Бимформинг — это простой одноэтапный процесс измерения относительного вклада источника в давление и интенсивность звука. Бимформинг хорошо подходит для крупных объектов (например, автомобилей в аэродинамической трубе), в которых микрофонная решетка расположена относительно далеко от источника вне турбулентного воздушного потока. В состав решетки могут входить от 18 до 144 микрофонов. Интегрированная камера обеспечивает удобное и наглядное документирование. Для увеличения пространственного разрешения можно использовать метод уточнённого бимформинга.

Бимформинг применим к средним и высоким частотам (от 500 Гц до 20 кГц). Патентованная широкополосная голография позволяет проводить измерения в очень широких частотных диапазонах вблизи источников (например, двигателей в камере для испытаний). Добавление режима посторонних акустических шумов позволяет определять средние величины в областях времени, скорости и углов вращения, что идеально подходит для анализа силовой передачи.

Предлагаемое решение

Базовая система бимформинга на платформе PULSE с программным обеспечением для измерений и последующей обработки, плоская решетка в виде разделённого на части круга с 18 микрофонами и оборудование для сбора данных идеально подходят для идентификации источников шума, поиска и устранения неисправностей, проведения испытаний на скрип и дребезг, а также измерения шума на промышленных предприятиях. Эта система создает акустическую карту источников шума, определяя направление распространения их звука одним простым измерением с помощью набора микрофонов. Функциональные возможности системы бимформинга можно расширить посредством голографии. 

> Бимформинг измерения на суперкаре (Видео) 

Картографирование интенсивности звука — один из методов обнаружения шума, который используется для борьбы с шумом, вибрацией и жесткостью. Это многофункциональный инструмент, который позволяет измерять величину и направление энергии в акустическом поле. Он имеет широкую область применения, в которую, в числе прочего, входит определение звуковой мощности, поглощения и передачи звука. Этот инструмент быстро определяет направление звука и источники шума даже при наличии фонового шума, а визуальная и акустическая обратная связь в процессе измерений моментально обеспечивает удобные в использовании результаты для действующих источников звука.

Наглядные цветовые схемы распространения шумов позволяют специалистам с легкостью документировать результаты исследований и делиться ими друг с другом, а функция определения точечной интенсивности звука дает возможность обнаруживать его первоисточники и механизмы излучения.

При проведении измерений в большом количестве точек роботизированные системы автоматически позиционируют микрофоны, а для измерений в помещениях и движущихся транспортных средствах мы предлагаем портативные системы на основе шумомеров.

Предлагаемое решение

Мы рекомендуем картографировать интенсивность звука с помощью системы сбора и анализа данных на платформе BK Connect с интерфейсом LAN-XI, передней панелью для определения интенсивности звука и программным обеспечением для обнаружения источников шума. Функциональные возможности этой системы дополняет зонд для определения интенсивности звука с удаленным управлением и калибратор интенсивности звука. Кроме того, систему сбора и анализа данных можно расширить с помощью двумерной автоматической системы позиционирования зонда для определения интенсивности звука и третьего входа передней панели для измерения точечной интенсивности звука. 

С помощью акустической голографии можно быстро создавать точные акустические карты звукового давления, интенсивности звука и других параметров акустического поля для низких и средних частот (от 100 Гц до 2 кГц) при проведении измерений вблизи источника звука. Наши патентованные алгоритмы SONAH и ESM обеспечивают высокую точность измерений без пограничных эффектов при использовании относительно небольших решеток. Кроме того, акустическая голография позволяет рассчитывать результаты в точках, которые расположены в отдалении от источника, а функции системы можно расширять с помощью автоматического позиционирования, расчетов посторонних акустических шумов, квазистационарных вычислений и метрик качества звука. Широкополосная голография может использоваться в гораздо более широком диапазоне частот, чем традиционная.

Предлагаемое решение

Acoustic holography system overview 

Базовая система акустической голографии на платформе PULSE включает в себя программное обеспечение для проведения измерений и последующей обработки, плоскую решетку в виде разделённого на части круга с 18 микрофонами и оборудование для сбора данных LAN-XI установленные в стойку на несколько модулей, со специальной передней панелью. Эта система идеально подходит для картографирования шума двигателей, компонентов автомобиля, приборов, электрических инструментов и других устройств, а также для анализа вкладов второстепенных источников в звуковую мощность.

Сферический бимформинг позволяет быстро картографировать относительное давление и интенсивность звука, распространяющегося в любых направлениях, и идеально подходит для обнаружения утечек и шума в салоне. В состав решетки входят 36 или 50 микрофонов, расположенных на поверхности твердотельной сферы с 12 интегрированными камерами. Акустические параметры, измеряемые на поверхности сферы, проецируются на двумерную поверхность так же, как данные с глобуса переносятся в атлас. Для этого используется алгоритм SHARP и наш патентованный алгоритм "фильтр и сумма", который увеличивает динамический диапазон решетки и подавляет виртуальные изображения, создаваемые боковыми лепестками.

Расширение в области низких частот увеличивает рабочий частотный диапазон системы.

Предлагаемое решение

spherical beamforming system overview 

Мы комплектуем системы сферического бимформинга в соответствии с индивидуальными потребностями наших заказчиков. В состав типовой системы для измерения шума внутри автомобиля входит программное обеспечение на платформе PULSE для проведения измерений и последующей обработки методом сферического бимформинга, оборудование для сбора данных LAN-XI (стойка, модули и передние панели), 50-канальная сферическая решетка и аксессуары (зажим автомобильного сиденья, пистонфон, распределительная коробка, кабели и др.)

Комплексная многофункциональная портативная BK Connect акустическая камера обнаруживает источники шума в реальном времени почти в любых акустических средах и применяется в основном в аэрокосмической и автомобильной промышленности. С ее помощью проводятся стационарные и нестационарные измерения в широком спектре частот методами бимформинга и акустической голографии. 

Эта камера одинаково эффективно применяется для поиска и устранения источников шума в салонах и кабинах воздушных судов, жужжания, скрипа и дребезжания в салонах автомобилей, а также обнаружения утечек высоких частот. Система готова к работе и отображает карты в реальном времени уже через 10 секунд после запуска модуля BK Connect Array Analysis.

Благодаря процедуре наводки, съемки и измерения акустическая камера позволяет делать снимки экрана планшета, сохранять их, делиться ими, снимать контурные карты на видео и сохранять его для исследования с помощью модуля BK Connect Array Analysis, а также анализировать записи с помощью пакета приложений BK Connect согласно Вашим условиям испытаний (доступно отдельно).

Предлагаемое решение

Real-time noise source identification with acoustic camera system overview

Программное обеспечение акустической камеры BK Connect  включает в себя модуль BK Connect Array Analysis, BK Connect просмотр данных, BK Connect настройка оборудования (расширенная), а оборудование состоит из портативной решетки и системы сбора данных LAX-XI (стойка, модули и передняя панель). Оборудование размещено в водонепроницаемом, удобном для транспортировки корпусе. ПК и планшет не входят в комплект поставки.

Система также поддерживает другие решетки в виде разделенного на части круга, плоские нерегулярные решетки, а также полный набор инструментов для создания акустических карт, измерения звука и вибрации от Bruel & Kjaer, в том числе запатентованную широкополосную голографию.

> Акустическая камера в действии (YouTube)

Поиск источника акустических явлений может выполняться различными способами в зависимости от условий, в которых они происходят. Для многих автопроизводителей измерения в аэродинамической трубе являются единственным способом имитации реальных условий для проведения испытаний на моделях и ходовых макетах. Этот метод также подходит для проверки данных имитационного моделирования и исследования эффективности борьбы с шумом.

Аэродинамический шум особенно сильно влияет на комфортность автомобилей и высокоскоростных поездов. При движении с высокой скоростью в автомобиле преобладает аэродинамический шум; он измеряется внутри полноразмерного автомобиля в аэродинамической трубе на различных этапах разработки. При исследовании внешнего аэродинамического шума в высокоскоростных поездах измерения в аэродинамической трубе обычно проводятся на уменьшенных моделях частей поезда или их компонентах (таких как пантографы).

Предлагаемое решение

Наши решения на платформе PULSE для идентификации источников шума с помощью решеток собирают достоверные данные даже в жестких условиях аэродинамических труб. В этих решениях используются два основных метода измерений с внешней стороны транспортных средств в аэродинамических трубах — голография в ближнем поле и бимформинг. При бимформинге решетка размещается относительно далеко от источника вне турбулентного воздушного потока. При голографии в ближнем поле набор измерительных микрофонов размещается рядом с испытываемым транспортным средством и, как правило, внутри воздушного потока.

Оборудование решений включает в себя плоские и полукруглые решетки, а также поверхностный микрофон типа 4949 для измерения реального поверхностного давления. Эти компоненты очень удобно монтировать непосредственно к поверхности автомобиля при испытаниях в аэродинамической трубе.

Борьба с излучением шума является важнейшей задачей для производителей воздушных судов. Существуют различные аналитические, эмпирические и численные инструменты для проектирования тихих летательных аппаратов. Аэродинамические трубы используются в аэроакустических измерениях сложных источников шума и их направленности в воздушных судах. С помощью этих труб проверяются методы прогнозирования и исследуется акустическая эффективность систем шумоподавления. Аэродинамические и аэроакустические исследования различных шумовых явлений, вызываемых воздушными потоками, проводятся с использованием как замкнутых, так и разомкнутых безэховых аэродинамических труб. Выбор оборудования для проведения испытаний определяется в первую очередь сферой применения изделия, сроками его проектирования и размером модели.

Предлагаемое решение

Wind tunnel acoustic testing – Aerospace system overview

Система акустических испытаний в аэродинамической трубе компании Brüel & Kjær точно выполняет все задачи, необходимые для проведения акустических испытаний уменьшенных моделей воздушных судов. Эта система основана на наших стандартных коммерческих продуктах, которые оптимизированы для решения конкретных задач при проведении испытаний в аэродинамических трубах. Наши продукты охватывают всю технологическую цепочку измерений и включают в себя датчики, системы сбора, обработки, анализа данных и создания отчетов.

Типовая система включает в себя необходимое количество микрофонов и предусилителей, оборудование для сбора данных LAN-XI, рабочую станцию для сбора и обработки данных с установленным программным обеспечением, локальную сеть с протоколом PTP (Precision Time Protocol, протокол точного времени), а также одну или несколько станций удаленного мониторинга.

Измерение стояночного шума предназначено для определения подробной характеристики шума воздушного судна на стоянке. Испытания на стояночный шум проводятся для оценки и снижения воздействия шума на обслуживающий персонал и пассажиров воздушного судна при посадке и высадке. Основные источники шума находятся во вспомогательных генераторах, установках с воздушным циклом и вентиляторных тормозах.

Предлагаемое решение

Ramp noise testing system overview

Для измерения стояночного шума система сбора данных должна охватывать всю конструкцию воздушного судна. Система сбора и обработки данных PULSE LAN-XI записывает данные, поступающие из сотен каналов; ее компоненты можно размещать внутри или вокруг воздушного судна и связывать друг с другом в единую локальную кабельную сеть для получения согласованных результатов.

Система проводит мониторинг данных испытаний в реальном времени, отображает схему распространения шумов вокруг воздушного судна и обеспечивает доступ к данным испытаний для последующего анализа.

Производители воздушных судов могут использовать оборудование и программное обеспечение на платформе PULSE для сертификации летательных аппаратов по шуму на местности в соответствии с международными стандартами.

Рост интенсивности международных авиаперевозок приводит к зашумлению территорий вокруг аэропортов и ужесточению законодательства. По этой причине борьба с внешним шумом является приоритетной задачей в аэрокосмической промышленности, а летательные аппараты проходят сертификационные испытания по шуму на местности, в ходе которых проверяются их эффективные воспринимаемые уровни шума (EPNL) во всех полетных условиях (снижение, пролет, боковой шум) в соответствии со стандартами ICAO (приложение 16), FAR 36 и IEC 6126.

Система сертификационных испытаний летательных аппаратов по шуму на местности (Aircraft Noise Certification Test, ANCT) компании Brüel & Kjær с точностью проводит все необходимые измерения и основана на стандартных коммерческих продуктах, которые охватывают всю технологическую цепочку измерений.

Предлагаемое решение

Flight certification system overview

Оборудование и программное обеспечение компании Brüel & Kjær на платформе PULSE может использоваться производителями воздушных судов для сертификации летательных аппаратов по шуму на местности в соответствии с международными стандартами. Система ANCT на платформе PULSE — это специализированное решение, которое интегрирует и оптимизирует возможности наших серийных продуктов. Эти продукты охватывают всю цепочку измерений и в совокупности образуют полнофункциональное решение, которое автоматизирует рабочие процессы и поддерживает все этапы сертификации изделий по шуму. 

Программное обеспечение компании Brüel & Kjær для бимформинга определяет, какие двигатели или другие компоненты летательного аппарата являются причиной возникновения звука при его движении, и создает соответствующие схемы источников шума. Большие микрофонные решетки расставляются в соответствии со схемой, разработанной нашими специалистами, и подключаются к распределенной сети модулей сбора данных при помощи минимального количества аналоговых кабелей.

Положение воздушного судна во время пролета измеряется с помощью бортовой GPS-системы, а синхронизация с данными решетки обеспечивается благодаря совместной регистрации сигнала IRIG-B, данных решетки и GPS-данных воздушного судна. Для расчета бимформинга используется стандартный алгоритм наблюдения задержки и суммирования (Delay and Sum, DAS) в области времени с возможностью удаления диагонали для подавления шума ветра.

Для каждой фокусной точки в движущейся системе выполняется быстрое преобразование Фурье и вычисляются средние значения в коротких временных интервалах, на основе которых создаются спектральные схемы источников шума с положениями воздушного судна внутри этих интервалов.

Предлагаемое решение

Flyover noise source identification system overview

Модуль PULSE Array Acoustics Flyover Moving Source Beamforming (бимформинг источников звука при пролете с использованием решетки на основе платформы PULSE) BZ-5940 создает акустическую схему источников звука посредством одного простого измерения, которое выполняется в момент пролета самолета над микрофонной решеткой находящейся на земле. Уровни звука определяются исходя из направления его распространения.

Помимо модуля BZ-5940, типичная система идентификации источников шума при пролете включает в себя горизонтальную круговую решетку, аппаратные средства сбора данных LAN-XI и программное обеспечение на платформе PULSE для бимформинга акустических решеток.

В ходе наземных испытаний авиационных двигателей по шуму измеряется уровень шума двигателей летательных аппаратов на земле. Наземные сертификационные испытания двигателей по шуму предпочтительнее летных испытаний, поскольку они более экономичны и менее подвержены воздействию метеорологических условий, особенностей земной поверхности, траектории полета и других факторов, а, следовательно, более предсказуемы. После первичной сертификации воздушного судна по шуму его производитель может не проводить полные испытания новых и модифицированных двигателей на уровень шума, а пройти их государственную сертификацию с помощью процедуры эквивалентности наземных и летных испытаний.

Система наземных сертификационных испытаний авиационных двигателей (Static Engine Certification Test, SECT) компании Brüel & Kjær соответствует требованиям и процедурам измерений отраслевых стандартов сертификации по шуму ICAO FAR 36 и приложения 16, а также SAE ARP1846A и ARP866A – Standard Values of Atmospheric Absorption as a Function of Temperature and Humidity (стандартные значения поглощения звука в воздухе в зависимости от температуры и влажности).

Предлагаемое решение

Static engine noise certification system overview

Система SECT точно выполняет все необходимые задачи при проведении наземных сертификационных испытании двигателей по шуму и летно-конструкторских испытаний. Она основана на нашей платформе сбора и анализа данных PULSE и серийных продуктах, которые охватывают всю технологическую цепочку измерений. Система SECT собирает все необходимые данные о шуме и погоде для определения сертифицируемых уровней шума и приводит эти данные к стандартным эталонным условиям с учетом характеристик измерительного оборудования и поглощения звука в воздухе.

Открытая архитектура системы SECT дает возможность решать дополнительные научно-исследовательские задачи конкретных заказчиков. 

Поскольку методы акустического обнаружения и идентификации развиваются и усложняются, необходимо развивать и стратегии обеспечения акустической невидимости. Чтобы обеспечивать акустическую невидимость судна, требуется обнаруживать в нем все источники шума (в том числе персонал, бортовое оборудование и пустоты), а также определять сигнатуру шума, излучаемого судном в целом.

Статическое и динамическое акустическое ранжирование измеряет шум, который судно (как надводное, так и подводное) излучает под водой в широком диапазоне частот. Акустическое ранжирование охватывает все рабочие режимы судна и обнаруживает различные источники звука, которые формируют акустическую сигнатуру корабля.

Предлагаемое решение

Underwater acoustic ranging system overview

Подводная акустическая система ранжирования (Underwater Acoustic Ranging System, UARS) компании Brüel & Kjær – это интегрированное решение для статического и динамического ранжирования, которое охватывает всю цепочку измерений от датчиков (гидрофон) до анализа (платформа PULSE). Системы, входящие в состав решения, можно настраивать под конкретные задачи. Как правило, в состав решения входит основная удаленная рабочая станция сбора и анализа данных на основе платформе PULSE с программным обеспечением UARS, гидрофонами и оборудованием для сбора данных LAN-XI. Количество модулей сбора данных и гидрофонов зависит от требований конкретного проекта.

Система мониторинга собственного шума (Self-noise Monitoring System, SNMS) компании Brüel & Kjær — это стационарное интегрированное решение для мониторинга вибрации и шума подводных лодок и других судов, управление акустической сигнатурой которых является особо ответственной задачей.

Поскольку методы акустического обнаружения и идентификации развиваются и усложняются, необходимо развивать и стратегии обеспечения акустической невидимости. Чтобы обеспечивать акустическую невидимость судна, требуется обнаруживать в нем все источники шума (в том числе персонал, бортовое оборудование и пустоты) и определять сигнатуру шума, излучаемого судном в целом.

Компания Brüel & Kjær имеет богатый опыт в сфере подводной акустики и предлагает решения для проведения испытаний в конкретных прикладных областях — от исследования, анализа и обнаружения источников шума до проверки сложных конструкций.

Предлагаемое решение

Self-noise monitoring systems (SNMS) system overview

Система SNMS основана на стандартной платформе PULSE компании Brüel & Kjær и объединяет оборудование для сбора данных LAN-XI с приложениями PULSE в интегрированное решение для мониторинга и анализа источников шума.

В состав этого решения входят стационарные датчики (закрепленные на корпусе акселерометры и внешние гидрофоны), источник питания для датчиков, модули сбора, анализа, хранения и отображения данных, а также интерфейс данных. Систему можно расширять с помощью портативных виброметров и портативных систем для решения разовых задач. 

Заполните форму обратной связи, и мы обязательно свяжемся с Вами в ближайшее время. Если у Вас технический вопрос, пожалуйста используйте форму для запроса тех. поддержки.

Use this property to display a short description or any instructions, notes, or guidelines that the visitor should read when filling out the form. This will appear directly below the content of the form.