以分布式測試系統(tǒng)降低噪音，“靜”化環(huán)境

創(chuàng)建一個可升級的高性價比系統(tǒng)來測試新設(shè)計(jì)的有效性，該設(shè)計(jì)被用于減少商業(yè)噴氣式客機(jī)在起飛、降落和持續(xù)飛行過程中發(fā)出的噪音。

　　解決方案：

　　使用NI 的PXI 控制器、機(jī)箱、動態(tài)信號分析儀和LabVIEW 軟件來設(shè)計(jì)一個可升級的分布式測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)擁有嚴(yán)格的定時和同步功能，用于在飛機(jī)低空飛行測試時進(jìn)行相控陣數(shù)據(jù)采集。

　　“用NI的軟硬件平臺，我們可以創(chuàng)建一個高性價比的高端系統(tǒng)，把采集系統(tǒng)分布地放置在多個機(jī)箱中，嚴(yán)格同步所有的通道?！?/P>

　　大型電子機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)為人類提供了便利，然而它們在運(yùn)行時帶來的噪聲，也嚴(yán)重地影響了人們的生活。正確地測量和定位噪聲是降低噪聲的前提，NI 提供了多種噪聲測量方案，如DELTA公司和Boeing（波音）公司就選用了NI LabVIEW 軟件和PXI 平臺實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力渦輪機(jī)和飛機(jī)的噪聲測試系統(tǒng)。

　　當(dāng)今社會，噪聲無處不在。包括汽車，飛機(jī)在內(nèi)的大型設(shè)備運(yùn)行時會引起大量的噪聲，嚴(yán)重地影響了人們的工作和生活。為此，有關(guān)部門提出了一系列的噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)，以限制噪聲的產(chǎn)生。降低噪聲的前提是正確地測量和定位噪聲，作為聲音振動領(lǐng)域的專家，NI一直致力于幫助工程師解決噪聲監(jiān)測問題。

　　為波音公司開發(fā)噪聲測量與定位系統(tǒng)

　　Boeing（波音）公司創(chuàng)建于1916 年，主要生產(chǎn)各種民用和軍用飛機(jī)，是目前世界上航空航天領(lǐng)域規(guī)模最大的公司。波音公司制造的各類客機(jī)、貨機(jī)被銷往世界各地。由于飛機(jī)在起飛、降落和飛行過程中會帶來很大的噪聲，嚴(yán)重影響了周圍的環(huán)境，引起了政府部門的關(guān)注。為了達(dá)到日益嚴(yán)格的噪聲標(biāo)準(zhǔn)，波音公司也在不斷地改進(jìn)飛機(jī)的設(shè)計(jì)，以盡可能地降低噪聲。

　　為了降低商業(yè)噴氣式客機(jī)在起飛、降落和持續(xù)飛行過程中發(fā)出的噪聲，波音公司需要對應(yīng)用在其飛機(jī)上的新降噪技術(shù)進(jìn)行測試?！拔覀冃枰粋€能在測試過程中進(jìn)行相控陣聲學(xué)成像的測試系統(tǒng)，來幫我們判斷起飛過程中的噪聲點(diǎn)。測試系統(tǒng)構(gòu)架必須是分布式的，它可以擴(kuò)展到一千或者更多個通道，同時在通道間保持嚴(yán)格的定時和同步。此外，該系統(tǒng)還要靈活精確而且可以升級?！被谝陨弦?，NI PXI 軟硬件平臺為波音提供了滿意的解決方案。波音使用600 多個基地麥克風(fēng)來裝備其測試系統(tǒng)，這些麥克風(fēng)按照自定義的螺旋狀安裝在一個250 英尺寬、300 英尺長的跑道區(qū)域的末端。當(dāng)777-300ER 飛機(jī)飛過頭頂時，利用PXI 動態(tài)信號采集卡來獲取它發(fā)出的噪音，立即恢復(fù)并處理數(shù)據(jù)，然后得到一幅該飛機(jī)的聲學(xué)成像圖。一個數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)集群通過千兆網(wǎng)連接到主計(jì)算機(jī)上，對這些數(shù)據(jù)和圖像進(jìn)行實(shí)時分析。在一個典型的測試周期中，飛機(jī)大約每隔6 分鐘飛過麥克風(fēng)陣列。在這個周期內(nèi)，系統(tǒng)可以把以前獲得的數(shù)據(jù)上傳，同時準(zhǔn)備獲取更多的新數(shù)據(jù)?！拔覀冊趩未螠y試中就進(jìn)行了三百多次的數(shù)據(jù)獲取，得到了78 分鐘的低空飛行結(jié)果，總數(shù)據(jù)量超過了1T 字節(jié)。”

　　“利用NI公司的軟硬件，我們得以創(chuàng)建一個低成本的高端系統(tǒng)：它可以把采集系統(tǒng)分布地放置在多個機(jī)箱中，嚴(yán)格同步所有通道，在提供大規(guī)模通道數(shù)量的同時，給所有的系統(tǒng)通道提供完整的帶寬，而且可以允許無限數(shù)量的通道數(shù)擴(kuò)展?！崩眠@一系統(tǒng)，波音成功地改進(jìn)了原有的767型客機(jī)的設(shè)計(jì)，并應(yīng)用在了噪音更小，更舒適的全新波音787 型客機(jī)中。

　　風(fēng)力渦輪機(jī)噪聲監(jiān)測系統(tǒng)

　　近年來，環(huán)境問題的加劇導(dǎo)致人類開始尋找各類更環(huán)保的能源。風(fēng)能就是其中發(fā)展最為迅猛的一種。風(fēng)力渦輪機(jī)實(shí)現(xiàn)了風(fēng)能到電能的轉(zhuǎn)換，為人類使用綠色能源創(chuàng)造了便利，然而風(fēng)力發(fā)電廠所發(fā)出的噪聲同時又影響了周圍居民的生活環(huán)境。隨著風(fēng)力渦輪機(jī)噪聲排放的統(tǒng)一測量標(biāo)準(zhǔn)IEC61400-11:2002 的出臺，風(fēng)力發(fā)電場也必須兼顧降噪的要求。

　　NI 公司的合作伙伴之一：丹麥的DELTA 公司基于NI PXI臺，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力渦輪機(jī)的噪聲測量系統(tǒng)。NI PXI-4472 動態(tài)信號采集模塊為該測量系統(tǒng)的硬件核心。DELTA 通過4472 采集麥克風(fēng)獲取的特定頻率下的聲音信號。與此同時，麥克風(fēng)被安裝在地面的圓板上，并使用符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的擋風(fēng)板覆蓋之。擋風(fēng)板可降低麥克風(fēng)周圍的風(fēng)速和麥克風(fēng)內(nèi)的風(fēng)力感應(yīng)噪聲，從而在低頻的情況下，進(jìn)一步提高信噪比。而測量軟件平臺noiseLAB則是使用LabVIEW 開發(fā)。該軟件實(shí)現(xiàn)了聲音數(shù)據(jù)的記錄及IEC 標(biāo)準(zhǔn)所需的倍頻程、音調(diào)等參數(shù)的測量。同時還可以根據(jù)ISO 1996-2 標(biāo)準(zhǔn)，定義音調(diào)?！盎赑XI 硬件平臺的系統(tǒng)，既可降低成本又能達(dá)到高通道數(shù)。此外，我們使用LabVIEW圖形化開發(fā)環(huán)境來實(shí)現(xiàn)自己的noiseLAB，簡單而且高效?！?/P>

　　建立噪聲檢測平臺，“靜”化生活環(huán)境

　　在電子、機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)中，盡可能地降低噪音 target=_blank>降低噪音是每位工程師的理想。NI 幫助DELTA 和波音等公司成功地實(shí)現(xiàn)了噪聲的測量與定位，為日后降低噪聲的研究做好了充分的準(zhǔn)備。幫助客戶量化問題，解決問題，是每一位NI 工程師的目標(biāo)。