一种汽车路面噪声快速检测装置及方法与流程

本发明是一种用于机动车性能检测领域的汽车路面噪声快速检测装置及方法。

背景技术：

汽车行驶过程中，路面噪声是车内的主要噪声源，通常包括：空气辐射噪声、车身结构噪声、空气泵运行噪声、空气动力学噪声和车轮振动噪声等。车轮振动噪声是最为主要的噪声源，其影响参量多、控制难度大、识别分析难。

现有技术中，中国专利申请cn107292034a、cn107356324a、cn106066921a和cn205157402u分别提出了不同的车内振动噪声检测分析方法，它们或是采用仿真分析系统，或是利用压力传感和声传感的单片机分析，或是基于svanpc++软件的噪声频谱特征分析，或是基于轮心载荷理论公式gf＝hs⁺gahs^+h的有限元仿真模型分析，其共同缺陷是：检测参量杂、硬件要求多、软件成本高、操作难度大。

技术实现要素：

本发明的目的是要提供一种汽车路面噪声快速检测装置及方法，它能够有效地优化检测参量，减少设备投入，降低软件成本，简化操作过程。

本发明的技术方案是：

设计一种汽车路面噪声快速检测装置，它由相互连接的信号采集单元和数据分析单元组成，信号采集单元由车速传感器、声压传感器、加速度传感器和数据采集模块组成，车速传感器、声压传感器和加速度传感器分别与数据采集模块连接，车速传感器、声压传感器和加速度传感器将各自采集到的不同信号转换成数字信号传递给数据采集模块；数据分析单元由计算机、频谱分析模块、相干分析模块、包络分析模块和运算器组成，计算机中安装有lmstestlab振动噪声测试和分析软件，计算机分别连接频谱分析模块和相干分析模块，相干分析模块连接包络分析模块，频谱分析模块和包络分析模块分别连接运算器，经计算机处理，运算器产生路噪分析信号，实现汽车路面噪声的快速检测。

信号采集单元中，车速传感器为gps测带速传感器，声压传感器是一种用于声压信号转换和采集的传感器，加速度传感器是一种三向振动加速度传感器。

同时，设计一种利用本发明所述装置的汽车路面噪声快速检测方法，包括以下三个步骤：

步骤一，部件连接与配置：将信号采集单元与数据分析单元连接；将车速传感器、声压传感器和加速度传感器分别与数据采集模块连接；将计算机分别连接频谱分析模块和相干分析模块，相干分析模块连接包络分析模块，频谱分析模块和包络分析模块分别连接运算器；

步骤二，信号采集与传输：车速传感器用以接收汽车行驶中的车速信号，并将车速信号转化为标准的电压方波信号传递给信号采集单元；声压传感器将声压信号转化为模拟电压信号，并通过专用信号线传递输出；加速度传感器用于汽车振动加速度信号的采集和转换，将xyz三个方向的振动加速度信号转化为模拟电压信号，并通过专用信号线传递输出；

步骤三，数据分析与显示：数据分析单元接收信号采集单元传递来的数字信号，由于计算机内lmstestlab振动噪声测试和分析软件的作用，经频谱分析模块在线和离线处理产生噪声频谱信号，经相干分析模块处理生成声振相干信号，然后通过包络分析模块获得振动与噪声间的传递和相干关系，并输出和显示声振相干包络信号，噪声频谱信号和声振相干包络信号分别进入运算器，经计算机处理，输出和显示路噪分析信号，从而实现对汽车路面噪声的快速检测。

本发明的有益技术效果是：从部件配置上看，信号采集单元分别连接车速传感器、声压传感器、加速度传感器和数据采集模块，数据分析单元分别连接计算机、频谱分析模块、相干分析模块和包络分析模块，因而本发明检测设备用量明显较少。同时，从检测参量上看，车速传感器用以接收汽车行驶中的车速信号，声压传感器将声压信号转化为模拟电压信号，加速度传感器用于将xyz三个方向的振动加速度信号转化为模拟电压信号，因而本发明减少和优化了检测参量。另外，从操作方法上看，本发明信号采集单元设置有车速传感器、声压传感器和加速度传感器，数据分析单元配置有计算机和lmstestlab振动噪声测试和分析软件，因而简化了操作过程，减少了人为因素对检测结果的干扰。本发明还具有装置结构简单、部件配置合理、检测精度较高、检测数据重复性好的优点。

附图说明

图1是本发明所述装置及方法的部件配置与检测过程框图。

图中，1、信号采集单元，2、数据分析单元，3、车速传感器，4、车速信号，5、声压传感器，6、车内声压信号，7、加速度传感器，8、车轮振动信号，9、数据采集模块，10、计算机，11、频谱分析模块，12、噪声频谱信号，13、相干分析模块，14、声振相干信号，15、包络分析模块，16、声振相干包络信号，17、路噪分析信号，18、运算器。

具体实施方式

下面通过附图提供的实施例分三个部分对本发明作进一步说明。

第一部分，部件结构与信号名称。

本发明实施例所述装置包括：信号采集单元⑴，数据分析单元⑵；

信号采集单元⑴包括：车速传感器⑶，车速信号⑷，声压传感器⑸，车内声压信号⑹，加速度传感器⑺，车轮振动信号⑻，数据采集模块⑼；

数据分析单元⑵包括：计算机⑽，频谱分析模块⑾，噪声频谱信号⑿，相干分析模块⒀，声振相干信号⒁，包络分析模块⒂，声振相干包络信号⒃，路噪分析信号⒄，运算器⒅。

第二部分，部件功能与信号传递。本发明由相互连接的信号采集单元⑴和数据分析单元⑵组成，其中，信号采集单元⑴分别连接车速传感器⑶、声压传感器⑸、加速度传感器⑺和数据采集模块⑼，车速传感器⑶、声压传感器⑸和加速度传感器⑺将各自采集到的不同信号转换成数字信号传递给数据采集模块⑼。数据分析单元⑵分别连接计算机⑽、频谱分析模块⑾、相干分析模块⒀和包络分析模块⒂，计算机⑽中安装有lmstestlab振动噪声测试和分析软件，软件包括频谱分析模块⑾、相干分析模块⒀、包络分析模块⒂和运算器⒅，通过计算机⑽处理相关信号，以实现汽车路面噪声的快速检测。车速传感器⑶为gps测带速传感器，声压传感器⑸是一种用于声压信号转换和采集的传感器，加速度传感器⑺是一种三向振动加速度传感器。信号采集单元⑴中，车速传感器⑶采集和传递车速信号⑷，声压传感器⑸采集和传递车内声压信号⑹，加速度传感器⑺采集和传递车轮振动信号⑻。信号采集单元⑴将所采集到的各路信号传递给数据分析单元⑵，由于数据分析单元⑵分别连接计算机⑽、频谱分析模块⑾、相干分析模块⒀和包络分析模块⒂，频谱分析模块⑾、相干分析模块⒀、包络分析模块⒂和运算器⒅，通过计算机⑽内lmstestlab振动噪声测试与分析软件处理，从而实现对汽车路面噪声的快速检测。

第三部分，检测过程与检测方法。

步骤一，部件连接与配置：将信号采集单元⑴与数据分析单元⑵连接；将车速传感器⑶、声压传感器⑸和加速度传感器⑺分别与数据采集模块⑼连接；将计算机⑽分别连接频谱分析模块⑾和相干分析模块⒀，相干分析模块⒀连接包络分析模块⒂，频谱分析模块⑾和包络分析模块⒂分别连接运算器⒅。

步骤二，信号采集与传输：车速传感器⑶用以接收汽车行驶中的车速信号⑷，并将车速信号⑷转化为标准的电压方波信号传递给数据采集模块⑼，声压传感器⑸将声压信号转化为模拟电压信号，并通过专用信号线传递输出，加速度传感器⑺用于汽车振动加速度信号的采集和转换，将xyz三个方向的振动加速度信号转化为模拟电压信号，并通过专用信号线传递输出。信号采集单元⑴分别连接车速传感器⑶、声压传感器⑸、加速度传感器⑺和数据采集模块⑼，车速传感器⑶、声压传感器⑸和加速度传感器⑺将各自采集到的不同信号转换成数字信号传递给数据采集模块⑼。车速传感器⑶为gps测带速传感器，声压传感器⑸是一种用于声压信号转换和采集的传感器，加速度传感器⑺是一种三向振动加速度传感器。

步骤三，数据分析与显示：数据分析单元⑵接收信号采集单元⑴传递来的数字信号，由于计算机⑽内lmstestlab振动噪声测试和分析软件的作用，经频谱分析模块⑾在线和离线处理产生噪声频谱信号⑿，经相干分析模块⒀处理生成声振相干信号⒁，然后通过包络分析模块⒂获得振动与噪声间的传递和相干关系，并输出和显示声振相干包络信号⒃，噪声频谱信号⑿和声振相干包络信号⒃分别进入运算器⒅，经计算机⑽处理，输出和显示路噪分析信号⒄，从而实现对汽车路面噪声的快速检测。