中科院發(fā)明可看見聲音的聲相儀
發(fā)布日期：2014-06-11 瀏覽次數(shù) ：1566
有人說(shuō)聲音是可以看見的，也許你會(huì)覺得這是在開玩笑。據(jù)悉，中科院聲學(xué)所震動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了一款聲相儀。聲相儀總設(shè)計(jì)師、聲學(xué)所研究員楊亦春說(shuō)，聲相儀攜帶有聲音傳感器和攝像頭，傳感器將聲音信號(hào)傳到信號(hào)處理器上形成圖像，與攝像頭拍攝的視頻畫面透明疊加起來(lái)，形成直觀的聲像圖，即可定位聲源，聲音由此可“看”。聲音可見成為了現(xiàn)實(shí)。
在實(shí)驗(yàn)室一角，記者看到了這個(gè)神奇的產(chǎn)品。它整體看起來(lái)像一個(gè)旋轉(zhuǎn)的“風(fēng)火輪”，上面布滿了很多大小相同的聲音傳感器。仔細(xì)數(shù)一數(shù)，竟然有64個(gè)。而在“風(fēng)火輪”的中心，安有一個(gè)攝像頭。
聲學(xué)所副研究員滕鵬曉向記者展示了聲相儀如何鎖定聲音。他站在距離聲相儀大概一米遠(yuǎn)的位置開始發(fā)聲，屏幕上他的嘴邊迅速出現(xiàn)圈狀彩色圖斑，聲音的位置由此確定。“圖像的不同顏色代表聲音的強(qiáng)弱。”
滕鵬曉說(shuō)，聲相儀的應(yīng)用主要包括兩個(gè)方面：一是查詢故障，一是尋找噪聲。
“當(dāng)你覺得儀器有故障但無(wú)法確定位置時(shí)，就可以使用聲相儀定位。”他介紹說(shuō)，聲相儀還可以對(duì)大壩、核電站進(jìn)行實(shí)時(shí)工況監(jiān)測(cè)。
在各類新產(chǎn)品的研發(fā)中，聲相儀還可用作測(cè)量?jī)x器，檢測(cè)產(chǎn)品是否處于工作狀態(tài)，從而及時(shí)完善裝備工藝，提高性能。“這可以大減少企業(yè)研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期。”楊亦春說(shuō)。其實(shí)，“風(fēng)火輪”只是楊亦春小組所設(shè)計(jì)產(chǎn)品中的一個(gè)。這里的聲相儀有直徑35厘米呈齒輪狀的，有直徑75厘米像足球的，還有直徑3.5米的八星陣聲相儀……
“不同的陣型和大小有著不同的功用，直接影響聲相儀工作的頻率范圍。”滕鵬曉介紹說(shuō)。
聲相儀的陣型直接影響聲音位置判斷的準(zhǔn)確性及其工作的頻率范圍。與楊亦春小組研發(fā)的產(chǎn)品相比，國(guó)外的陣型多以圓環(huán)形和矩形為主，確定聲源位置的準(zhǔn)確性較低。在數(shù)據(jù)的處理速度和規(guī)模上，前者能達(dá)到25幀/秒，而國(guó)外目前只能做到2幀/秒。在成像質(zhì)量上，前者可達(dá)42萬(wàn)像素，國(guó)外則普遍只有1萬(wàn)像素。
楊亦春說(shuō)，聲相儀在應(yīng)用上具有普適性，未來(lái)用戶會(huì)囊括各行各業(yè)，走進(jìn)每一條生產(chǎn)線。“以后，每個(gè)用戶都能建立自己產(chǎn)品的聲像數(shù)據(jù)庫(kù)，只要調(diào)取前面累積的聲像，對(duì)比一下就可以知道問題在哪。”
經(jīng)過近3年的市場(chǎng)調(diào)研和試用發(fā)現(xiàn)，聲相儀廣泛適用于對(duì)噪聲的測(cè)量分析，既可用于環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)，又可作為設(shè)備噪聲分析的儀器，可以檢測(cè)由振動(dòng)或者其他原因?qū)е碌穆曇簦梢詫?shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，聲相儀可以幫助設(shè)備研制生產(chǎn)中減小噪聲，設(shè)備維護(hù)中發(fā)現(xiàn)不尋常的噪聲，評(píng)價(jià)設(shè)備噪聲的產(chǎn)生位置和噪聲強(qiáng)度，觀測(cè)多噪聲源的產(chǎn)生和傳遞狀態(tài)，檢驗(yàn)設(shè)備安裝、調(diào)試和運(yùn)行狀態(tài)。在家電、筆記本電腦和臺(tái)式計(jì)算機(jī)、通迅產(chǎn)品的研制環(huán)節(jié)和生產(chǎn)線，產(chǎn)品維修等，在汽車、火車、飛機(jī)、艦船的制造、安裝調(diào)試、生產(chǎn)運(yùn)行各階段，在汽油機(jī)、柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)、熱－水－風(fēng)電的發(fā)電機(jī)制造和運(yùn)行管理上，都可以用聲相儀觀測(cè)噪聲，監(jiān)測(cè)故障，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)、發(fā)電廠、變電站、電力輸送控制、工業(yè)設(shè)施的噪聲檢測(cè)，在環(huán)保局、噪聲治理企業(yè)可以用提高對(duì)噪聲源的評(píng)價(jià)能力，觀測(cè)主要噪聲源。
聲相儀的推出使得聲學(xué)故障診斷向前邁進(jìn)了一大步，為機(jī)械設(shè)備故障診斷的發(fā)展鋪平了道路，具有非常光明的應(yīng)用前景。
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