椰胡声功率级的半消声室测试

椰胡是具有地方特色的拉弦乐器之一,多用于演奏广东音乐和广东戏曲、曲艺的伴奏。但对其发声强度一直未进行过科学的测试。本文介绍在华南理工大学半消声室内参照ISO(GB)标准对椰胡声功率级的测量工作。由两位资深乐师分别用两把椰胡在pp,mp,f和ff力度下演奏单音、音阶和乐曲,对每一把椰胡的每一测试内容,由十通道测试设备同步测试中心频率为100～10000 Hz的1/3倍频带声压级谱,通过计算获得每把椰胡在演奏每项内容时的声功率级和动态范围。通过对两把椰胡的测试结果进行平均,获得该乐器在演奏上述内容时的典型声功率级数值及频谱。文中并将半消声室内的测试结果与混响室内的测试结果相对比,探讨测试环境对测试结果的影响。民族乐器发声强度及其频谱特性的获得是开展民族音乐厅堂音质研究的基础。     

优化扬声器阵列的指向性与声功率级

提出了同时优化扬声器阵列的指向性和声功率级的方法。运用该方法可以优化扬声器阵列的输入电压分布,获得指向性和声功率级二者兼顾的扬声器阵列。本方法不必使用复杂的与频率相关的信号处理装置。模拟结果和实验测量结果表明该方法是可行的和有效的。     

测定声源声功率级的新方法——正声强测量法

本文通过对一般环境中声强场特性的研究分析,提出了一种测量噪声源声功率级的新方法——正声强测量法(PSIM).与国际标准草案ISO/DP 9614《声学:噪声源声功率级的测定方法——声强法》中的方法相比,正声强法对声场坏境要求较低,判别条件简单,省时,易推广.因此用正声强方法在现场测量机器辐射声功率很适合在工程测量中应用.文章给出了正声强测量方法的原理和初步测试结果.结果是令人满意的.     

结构振动模态之间耦合对预测结构声功率的影响

以简支矩形板为例,分析结构振动模态之间的耦合对声功率的影响。通过对声功率传递矩阵计算方法的改进,得到计算声功率传递矩阵对角元素和非对角元素(模态耦合项)的解析解,并进行数值计算和分析。所得解析解结果同前人发表的数值解非常吻合。     

变压器典型工作环境对声功率测量结果的影响

变压器两侧常建有高大的防火墙,其从声学角度可视为刚性反射壁面,会改变变压器的辐射声场,进而影响变压器声功率测量结果。本文利用有限元、边界元等数值计算方法建立了变压器声辐射的仿真模型用以分析反射壁面对变压器声功率测量结果的影响,并通过实际测量验证了仿真计算所得结论。结果表明,反射壁面对变压器声功率测量结果的影响程度随反射壁面到变压器箱体距离增加而减弱,且当反射壁面距变压器箱体5 m以上时,其对变压器声功率基频及各谐波成份测量结果的影响均在2 dB以内。另外反射壁面对变压器噪声高频成份声功率测量结果的影响较大,而对100 Hz、200 Hz等低频成份测量结果影响较小,基本低于3 dB。     

科学级光学CCD非线性特性测试

在惯性约束聚变(ICF)实验研究中,科学级CCD常和光谱仪、条纹相机等诊断设备组合进行冲击波等物理过程的时间、空间方面的诊断研究。非线性作为CCD一个非常重要的性能参数,在实验的后处理过程中有着相当重要的作用,实验分别采取固定曝光时间,改变光源的出射功率密度、固定光源的输出功率密度和改变CCD的曝光时间两种方案对TEK 512×512DB CCD的非线性特性进行测试,计算得到两种实验方案下该CCD的非线性度分别为0.595%和0.508%,并通过对各种因素的评估得到第一种标定方案为最佳,为科学级CCD的性能参数自动测试平台的建立提供参考。     

基于波束形成缩放声强的声源局部声功率计算

基于波束形成法识别噪声源时,为计算主要噪声源的辐射声功率,给出了基于平面波模型的声强缩放方法,模拟计算了单极子点声源局部声功率的计算误差,结果显示:当阵列平面与声源计算平面间距离等于阵列直径时,基于波束形成缩放声强计算的声功率误差仅略高于0.1 dB。为克服旁瓣干扰,给出了具有一定动态范围的声源计算平面积分法,模拟计算了单极子点声源的局部声功率,结果表明:该积分法的计算值与主瓣区域积分法的计算值近似相等,均约等于理论声功率。进一步,波束形成法与声强法的对比算例试验验证了基于波束形成缩放声强计算声源局部声功率方法的有效性。     

带永久磁钢的磁致伸缩探测器及其在声功率测量中的应用

本文研究了带永磁钢的磁致伸缩探测器以及在超声频声功率的电测法上应用.根据超声频拾振测量的需要,针对目前压电拾振和光测拾振的缺点,适当的给磁致伸缩探测器附加了永久磁钢,使之在我们的测量范围内,拾振的信号电压基本上和物体的振动速度成正比.它的灵敏度很高,不但可以拾振铁磁性振动物体,而且可以在弱磁性物体——像铝合金、钛合金等振动物体上拾振测量.本文给出45号钢、铁合金、铝合金的拾振校正曲线,还列举了带永磁钢的磁致伸缩探测器在超声频功率的电测法上应用.     

科学级光学CCD暗电流及机械快门时间响应特性测试

暗电流在科学级电荷耦合器件(CCD)长时间曝光测试实验中是主要的噪声之一。实验测试了暗电流信号平均计数随曝光时间的变化关系,并经过计算得出-10℃和-20℃下暗电流分别为2.43ADU/(s.pixel)和0.4854ADU/(s.pixel),同时测试了暗电流随CCD制冷温度的变化特性,结果显示暗电流随温度类似指数函数形式变化。由于CCD机械快门的时间响应特性对科学级光学CCD的短时曝光计数的影响比较大,实验测试了CCD平均计数和曝光时间的关系,得出实验所用的TEK 512pixel×512pixel DB CCD的机械快门在18ms时能够完全打开。     

Aircrafts’ taxi noise. Sound power level and directivity frequency band results

When noise mapping airports, the main noise sources are take offs and landings. But aircrafts’ taxi noise can also be important, and should be considered, for instance when there are residential buildings near the airport’s terminal.Main prediction tools, like Integrated Noise Model (INM), do not consider taxiing and standard outdoors noise predictions software applications must be used, to model taxi as industrial noise sources.This technical note shows frequency band sound power levels and directivity data for several aircrafts’ classes; so that an acoustic consultant can include taxi for noise mapping an airport.     

近红外光谱的古筝面板用木材等级识别研究

目前民族乐器古筝面板用板材的等级主要依靠乐器技师凭借个人经验进行判断,此方法受限于有丰富经验的技师且容易受其主观判断影响。针对此现状,以用于制作古筝面板的泡桐木材为实验样本,提出了一种利用近红外光谱结合改进的BP神经网络方法,实现快速识别古筝面板用板材的不同等级。近红外光谱可以表征丰富的物质结构与组成信息,并且测量仪器成本较低,附件形式多样化,所以针对泡桐板材的近红外光谱实验分析有实用意义首先进行光谱去噪,消除系统误差等以提高光谱分辨率,根据均方根误差与信号平方和作为多种预处理方法评价指标,选取一阶导数为本实验最终预处理方式,15为合适的滤波去噪窗口大小,然后通过主成分分析法压缩数据以及马氏距离法剔除建模集异常样本,从而建立更具代表性的建模集。然后通过聚类分析无监督学习方法进行板材等级分析,证明板材分级的可行性。由于H₂O在近红外光谱区域具有较大吸收,根据实验光谱分析结果,不考虑其基频振动波段5 396.0～4 978.0 cm-1区域和第一泛音振动波段6 800～7 000 cm-1区域,仅考虑剩余近红外光谱波段信息,将不同光谱信息波段组合,共七种组合波段区域作为神经网络模型的输入,进行面板板材等级识别模型实验。对传统的BP神经网络模型作改进。BP神经网络中学习率的设置采用自适应学习率优化策略,弥补传统神经网络训练速率慢等劣势。同时采用交叉熵函数作为代价函数,从而加快权重的更新速度。选取Relu函数作为输入层与隐藏层之间的传递函数,提高了模型训练速度,有效防止过拟合的发生。选取Softmax函数作为最后一层的传递函数,以此减少复杂计算,构成该研究最终BP神经网络模型。选取不同数量的主成分变量所能提取的光谱信息量不同,通过不断增加主成分个数和调整参与模型的光谱波段区间,调整BP神经网络模型的输入,当主成分个数为11和光谱区间为10 000～7 000和4 976～4 000 cm-1时,未知样本识别率达到99.7%,所选光谱区间涵盖C-H等基团全部特征信息。研究结果表明,近红外光谱结合神经网络可以对不同等级的泡桐木材进行有效的识别,降低人工检测误差,缩短板材分级时间,更好地满足乐器市场需求。     

卷积神经网络用于近红外光谱古筝面板木材分级

目前,我国乐器制作行业在古筝面板用木材等级的筛选上主要依赖于技师主观评判,但此法缺少科学理论的依据,效率低,客观性及出材率的提高等方面受到限制,无法满足乐器市场的大量需求。实现古筝面板用木材快速、智能化的分级工作是一个急需解决的课题。近红外光谱非常适用于测量含氢的有机物质。古筝面板木材主要化学成分的化学键均由含氢基团组成,不同等级板材的化学成分存在差异,这些差异反映在近红外光谱中,为判断木材等级提供了可能。同时卷积神经网络对非线性数据具有较强的特征提取能力,所以提出一种应用卷积神经网络模型对光谱数据进行分析的方法,进而判别木材的等级。应用了Savitzky Golay一阶、二阶微分两种预处理方法和核主成分分析、连续投影算法两种数据压缩方法,通过所设计的卷积神经网络模型以样本识别准确率和模型构建过程中的损失值作为判定指标选出最佳预处理和数据压缩方法。为了提高模型提取分析光谱数据的能力和避免过拟合现象,应用了多通道卷积核、批量归一化和early stopping策略,将通过两层卷积层提取的特征信息送入全连接层,从而充分提取剩余信息,通过Softmax函数获得板材的最终预测等级,从而确定了最终模型。最终Savitzky Golay一阶微分和核主成分分析为最佳数据处理方法,同时得出用于区分不同等级的古筝面板用木材的主要关键谱带,分别为1 163~1 243, 1 346~1 375和1 525~1 584 nm。将该模型应用于测试集样本,古筝面板用木材的等级识别准确率为95.5%。实验结果表明所提出的方法可以高效地处理光谱数据,有效识别区分不同等级的古筝面板用木材的关键特征,从而为广阔的乐器市场提供一定的技术支持。     

Orthogonal contributor number for the measurement of sound power

Orthogonal contributors to a global error represent a very efficient design method in terms of both sensing and control of noise radiation. In practice the price of a sensing system will be determined by the number of errors it must resolve. Therefore predicting the most efficient way of measuring radiation power is an important problem. Recently work has compared sensing the number of vibration modes to the number of orthogonal contributors to radiated power. The required number of vibration modes was based on the proximity of the structural mode resonance frequency and the excitation frequency. While ultimately this technique will result in a valid estimate of radiated power, it is shown here that the number of structural modes can be minimized by first considering orthogonal radiators based on structural mode amplitudes. Two disturbance cases are considered: a point force and an even disturbance coupling to each structural mode. Also, under these conditions the practicality of estimating the number of orthogonal radiators when it is assumed that each contributor is equal in amplitude is examined. Finally in an attempt to optimism the number of signals to be sensed, a variable error margin for the estimate of power, based on the ratio of the sound power at each frequency to the maximum peak in the considered frequency range is proposed and analyzed.     

Determination of the sound power levels emitted by various vehicles using a novel testing method

This paper presents a new and efficient method to determine sound power levels (PWLs). PWLs, generally used for modeling outdoor sound simulations, are obtained from sounds that are emitted by various types of vehicles and cause road traffic noise. Other models, such as HARMONOISE and the ASJ Model, are also based on PWLs. However, a more efficient method is required for determining PWLs from sound pressure levels (SPLs) that typically are measured by field testing and evaluating the influence of different vehicles and road surfaces. The statistical pass-by (SPB) of ISO 11819-1 is used for SPL measurements; however, numerous SPBs must be carried out to reduce measurement uncertainty as well as to satisfy requirements related to meteorological conditions and background noise. In order to alleviate this problem and to make the determination of PWLS more efficient, a testing approach is presented that uses both the novel close proximity (NCPX) method and the pass-by method to determine PWLs.     

阵列式双水听器平面扫描声强分布测量和声功率计算实验研究

根据双水听器法测量声强的基本原理，本文提出了基阵在湖中的布放及测量声强分布的实施步骤。通过对试验数据的处理与分析，给出了声强分布的三维力和等值曲线图，并利用扫描平面上的声强分布。计算出声源辐射的声功率。实验表明，本文提出的用列阵式双水听器声强测量系统，作平面扫描测量声强分布的方案是合理的；利用所测得的双平面近场声强分布来计算源的辐射也是可行的。     

声级计国际标准的修订进展与内容

描述了１９９３年２月频布的ＩＥＣ ６５１（１９７９）：声级计的修正件１及ＩＥＣ ８０４（１９８５）积分－平均声级计修正件２的主要内容，并给出有关这两项国际标准修订的进程与状况。     

A new methodology to assess sound power level of tyre/road noise under laboratory controlled conditions in drum test facilities

Tyre/road interaction is the main source of noise emission caused by road traffic when cruising at speeds over 30 km/h. Several methods such as the Coast-By, the Close-Proximity, the Statistical Pass-By or the Controlled Pass-By have been used over recent decades to measure noise emission. However, since Regulation (EC) No. 1222/2009 on the labelling of tyres was published, only the method described in UNECE Regulation 117 concerning the approval of tyres with regard to rolling sound emissions, can be used in order to obtain tyre/road noise emission approved values. All these conventional methods have several disadvantages such as the lack of repeatibility, the influence of environmental factors or the different results that can be obtained depending on the test track or the vehicle upon which the tests are carried out. A new methodology based on drum tests and the ISO 3744:1994 has been developed in order to avoid these limitations. This paper describes the new method including the positioning of microphones, calculating correction factors, characterising the background noise caused by the drum and obtaining the sound power level of a tyre when rolling against a drum.     

波叠加法在结构辐射声功率计算中的应用

描述了用波叠加法来计算任意形状辐射体的辐射声功率的方法。该方法在给定辐射体表面的振动速度后就可求解辐射源的强度,进而求解辐射体表面声功率。文中以脉动球源的辐射问题为列,讨论了波叠加法在应用过程中对单元、节点数目以及单元形状的敏感性。通过将该方法计算结果与解析结果进行对比表明,运用此方法在保证较高精度的前提下能明显减少计算所需的单元节点数,从而节省时间提高计算效率。