技术贴丨轨道车辆降噪解决方案

本文摘要：（由ai生成）本文讨论了风噪声测试中湍流和边界层测量的重要性，并指出麦克风尺寸对结果的影响。GRAS开发的超薄精密麦克风（UTP）适合此类测量，具有易安装、适用于狭窄空间等优势。相比传统嵌入式麦克风，UTP麦克风成本更低、非破坏性，且能够提供更准确的高频成分测量。文章还介绍了UTP麦克风的校准方法、产品特点和相关参数，并提供了联系方式以供咨询采购。1►引言湍流是产生流动噪声的主要来源，湍流的产生与边界层效应相关，边界层的特性非常重要。在风噪声测试的主要焦点就是湍流和边界层测量，在边界层中将声信号与流动诱导的湍流或流体动力噪声分离是非常有意义的，尤其是确定气流从层流（相对安静）流向湍流准确位置。 在流动的测量中，麦克风的存在会干扰气流，并导致不必要的气动声学和口哨声。目前已有的解决方案是将麦克风进行嵌入安装（例如，嵌入在汽车玻璃窗中），这种嵌入式安装方法，不仅费时，代价昂贵而且有潜在的破坏性。另外使用具有大尺寸的麦克风进行测量时将导致湍流高频成分大量不足，这是由于湍流以与来流相同的速度传播，并且具有更高的波数，这些波数将更快地被平均化，导致高频成分被低估。 图2. 普通麦克风（左）和表面麦克风（右）的嵌入式安装为了获得准确、有效的数据，GRAS开发了新的UTP麦克风——超薄精密麦克风。它们结合了经典测量麦克风的所有优点——宽频率范围、准确度和可重复性以及超小的外形尺寸，高度仅为1毫米，是边界层和湍流测量的理想选择。 图3. GRAS超薄表面麦克风在风洞中的应用本文将通过GRAS的新的UTP麦克风产品讨论测量传感器膜片尺寸在获取准确数据方面的重要性、以及将传感器在测量区域内的气动声学影响降至最低的必要性。同时还将通过对比超薄麦克风和嵌入式麦克风数据，讨论非嵌入式传感器安装在高成本结构中的实用性。最后将列出GRAS的UTP表面麦克风相关参数。 2►传感器尺寸影响根据传感器的物理尺寸，传感器将自然倾向于平均来自与其传感元件（或膜片）表面平行的方向的声波。这是一种常见的麦克风测量场景，适用于气流以90°角通过或掠过光滑壁面。如果波长的大小不明显大于麦克风膜片，则施加压力的积分将有可能低于真实声压水平。这种趋势将持续到波长大小等于麦克风振膜大小，这时整个表面上的积分将同时经历正压和负压，并返回零的输出。 图4. 膜片尺寸的影响换言之，与具有较小传感元件的传感器相比，较大尺寸传感元件传感器将更容易低估高频含量。 图5. 基于不同膜尺寸的90°入射响应当流动缓慢时，与来流一起传播的气动声学扰动将具有更高的波数，这种效果更为明显。 图6. 相同频率不同流速不同波数从1到10因此，优化的膜片尺寸略小于1/4〃的麦克风，如GRAS 48LX-1型，相比嵌入式安装的1/2〃麦克风将在保持低噪声基底和合理输出的同时产生最小的平均效果。 图7. 15 m/s时的高频气动声学噪声测量3►非嵌入式安装实用性考虑到尺寸的重要性以及对被测设备的破坏性影响，在被测设备表面安装较薄的传声器是非常好的湍流和边界层测试解决方案，例如GRAS 48LX型。麦克风（高度为1 mm，安装面积为9 x 18 mm）非常小，配合安装在专门设计的整流罩中，几乎无法区分48LX和传统嵌入式测量麦克风的频率响应。 图8. 48LX-1尺寸，单位：mm这意味着不再需要钻孔。如图所示，麦克风可以轻松且高效地安装在任何平面和曲面上。 图9. UTP表面麦克风直接安装（左侧；沃尔沃汽车公司测试）与嵌入式安装（右侧）4►UTP麦克风产品特点GRAS的UTP麦克风易于安装和拆卸，即使在狭窄的空间中非常方便。单个UTP麦克风可安装在硬整流罩中，该整流罩可用作永久安装底座，整流罩用双面胶带固定。使用遮蔽胶带安装UTP线阵列，可以快速复 制以前的设置，并保持几何结构。 单UTP麦克风安装在整流罩中，整流罩用双面胶带固定，麦克风卡扣式安装在整流罩中，便于固定和拆卸 遮蔽胶带安装UTP线阵列只需几分钟，重新安装时，原始设置很容易重复，且条带确保几何结构保持不变带有软垫的特殊验证适配器可实现快速、简便和可靠的现场校准。四个距离垫片确保获得正确的音量，并且可以轻松再现该音量。即使在轻微弯曲的表面上，这种验证方法也非常精确，因此无需拆卸。 只需将校准器放在麦克风上，即可现场验证UTP麦克风 软垫确保了验证的气密性和稳定性，同事垫片使校验过程中容易保持校准器静止5►UTP产品参数 来源：懿朵科技