噪声测量分析方法研究及在吸叶机噪声分析中的应用

论文总字数：22428字

摘 要

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 噪声测量分析研究现状 1

1.3 论文研究内容及意义 2

1.4 论文组织结构 3

第二章 噪声测量分析方法研究 4

2.1 噪声测量的主要参数 4

2.2 噪声测量方法 6

2.2.1 噪声测量仪器 6

2.2.2 噪声测量注意事项 7

2.3 噪声分析方法 7

2.4 本章小结 10

第三章 基于LabVIEW的噪声测量分析系统设计 11

3.1 虚拟仪器设计思路 11

3.2 系统的硬件构成 11

3.2.1 声级计 12

3.2.2 数据采集装置 12

3.3 系统的软件设计 13

3.3.1 LabVIEW简介 13

3.3.2 软件总体设计方案 13

3.3.3 分析模块程序 14

3.4 本章小结 21

第四章 吸叶机噪声分析 22

4.1 吸叶机噪声理论分析 22

4.2 用虚拟仪器对吸叶机噪声进行分析 23

4.2.1 吹气工况 23

4.2.2 吸气工况 27

4.2.3 吸叶机的降噪 30

4.3 本章小结 30

第五章 总结与展望 31

5.1 总结 31

5.2 展望 31

致谢 32

参考文献 33

绪论

本章主要介绍本课题的研究背景，研究内容及意义，还有噪声测量分析的研究现状和发展趋势。

研究背景

噪声是让人感到心烦意乱并且厌恶的多余的声音，人们都希望远离噪声。如果物体的复杂振动由许许多多频率组成，而各频率之间彼此不成简单的整数比，这样的声音听起来既不悦耳，也不和谐，还会使人烦躁。这种频率和强度都不同的各种声音杂乱地组合而产生的声音就称为噪声^[1]。

随着现代城市的飞速发展，交通运输噪声、工业噪声、建筑施工噪声、社会生活噪声越来越多地出现在生活中，噪声污染已成了环境污染中的重要问题。据统计，在影响城市环境的各种噪声来源中，社会生活噪声占47%，工业噪声占8%－10%，建筑施工噪声占5%左右，交通运输噪声占30%。我国重点城市区域环境噪声总体水平在56-58dB(A)，处于中等污染水平，约有2/3的城市人口生活在高噪声的环境中。我国重点城市道路交通噪声总体水平近十年来居高不下，已有3/4以上的城市交通干线两侧噪声平均值超过70dB(A)；低于70dB(A)的城市比例不到20%。全国每年因道路交通噪声污染导致的经济损失约合人民216亿元^[2]。而城市越发达，噪声污染问题就越严重。

噪声对人体的危害是很大的。长时期在强噪声环境下，会导致耳鸣、耳聋。同时噪声会给心脏、神经和消化系统带来不好的影响，吵闹的噪声还会影响工作和休息。对于动物而言，噪声会使它们丧失行为控制能力，同样带来难以想象的灾难。特强噪声会对仪器设备和建筑结构会产生危害。

在面对噪声带来的巨大危害时，人们越来越关注该如何防治和控制噪声。通过对噪声的测量分析，可以指出产生噪声的原因，进而采取必要的噪声防治和控制措施。于是对噪声进行正确的测量、分析变得非常重要，这也是改善人类生存环境的关键环节。

噪声测量分析研究现状

噪声测量分析发展到今天，已经不单单是以前的那种用仪表测量，用笔记录数据的形式了。在信息时代的今天，测试技术与计算机技术紧密结合，与时俱进，已经得到了长足的发展。

Lundmark^[3]提出了一种衡量和量化风机的调幅噪声的方法。这个方法要求在10min的测量范围里记下大于5dBA的振幅，这里记录的振幅是指50ms基准时间里最大幅值与平均最小值的差值。

岳巍澎，薛宇和刘燕^[4]据此提出了一个更有效的测量和分析风机调幅噪声的方法。在风机前面左右两个45度的地方测量风机调幅噪声。然后把测量到的数据高通滤波得到瞬时dBC值，最后通过傅里叶变换得到叶片通过频率和调幅噪声幅值。

Nishimura H^[5]等人采用边界元法(B.E.M.)通过发动机表面辐射噪声和从发动机表面到测量点处的传播函数来评估车外噪声。

Masahiro Nakamura和Mitsuo Nakano^[6]用声学管测到的体积速度和发动机与测量点之间的频率响应函数计算出发动机的辐射噪声，省去了对车辆建模的大量工作量。

张义昕，张海和吴平^[7]提出了一种基于滤波和二阶互差分的测量噪声方差估计算法，这种方法把只适用于冗余测量条件下的二阶互差分算法推广到单一测量，从而解决了自适应Kalman滤波中测量噪声统计特性估计问题。

金彦丰^[8]通过爆炸声源子弹抛撒模型得出各个落点之间的距离公式，结合宽带声源级的表达式，成功地解决了连续爆炸式声源定位及测量困难的问题。

陈丽丽^[9]等人采用了统计能量分析法，在仿真软件平台上建立了大众汽车SEA模型，分析解决车内噪声问题。

本田汽车公司的Misaji^[10]等工程师采用了SEA法来预测汽车内部的噪声，预测结果的误差不超过。

吕志江^[11]通过实验对比了个体噪声剂量计测量法、积分声级计单一时间段测量法和积分声级计多时间段测量法这三种测量方法，研究出了不同测量方法对噪声测量的结果会有不同的影响。

夏王霞^[12]在砖窑的生产过程中使用虚拟仪器技术功能模块，对实时温度数据进行采集及监测，从而来监测砖窑生产过程中的温度，这样做使工程管理变得非常方便。

在现代谱分析理论和方法的研究中，人民十分关心对ARMA参数模型方法的研究。在参数模型方法中，人们对AR方法的研究非常成熟。

综上国内外研究现状，关于噪声测量分析的研究朝着更加精确，科学和便捷的方向发展。在科技浪潮的推动下，噪声测量分析也在大踏步地前进发展。在这个发展的过程中，大家越来越多地使用计算机测量分析信号，虚拟仪器技术就起到了至关重要的作用，它使噪声测量分析与信息技术紧密结合在了一起。可以预见到的是，测试技术将会沿着信息化、模块化、系统化和标准化的道路继续发展。

论文研究内容及意义

噪声对人类生存环境造成了大量不可估量的危害，它与空气污染、水污染和固体废弃物污染一起被公认为环境污染四大公害。噪声污染对人、动物、建筑物以及仪器仪表都会构成危害。因此对噪声进行有效的监测和分析，掌握噪声产生的过程和演变机理，对控制和消除噪声具有重要的现实意义，这也是本课题的研究意义所在。

随着计算机技术与电子测量技术的发展，大家越来越多地使用计算机对信号进行测量和分析，这个趋势推动了虚拟测量仪器的出现。本课题就将在虚拟仪器平台上测量分析噪声。

本课题的研究内容包括以下几个方面：

1. 研究噪声和噪声测量分析基本原理。
2. 在LabVIEW虚拟仪器平台上编制噪声测量分析软件。
3. 将该系统应用到吸叶机的噪声分析中去，得到分析图形和数据。
4. 进一步分析吸叶机的噪声，提出降噪的改进意见。
5. 最终归纳出一般机器噪声分析方法及步骤。

论文组织结构

本文共分为6章，各章的主要内容具体如下：

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