水下聲學測量的案例
韓梅等：水下聲學浮標南中國海海洋環境噪聲實測分析
圖4 水下聲學浮標試驗海區位置
試驗期間，設置“G-Argo”水下聲學浮標定漂深度為200m，容差±100m，聲學測量系統在浮標平臺深度大于100m后開始上電工作，在整個浮標定深漂流階段聲學測量系統全程開機采集水聲信號，并用船載AIS雷達設備實時接收試驗海區水面航船信息。
圖5 “G-Argo”浮標平臺和附近水面航船相對位置點
圖5給出了07:00–19:00時間段內1#、5#、7#水下聲學浮標和周圍水面航船相對位置態勢圖，由圖可以看出：“G-Argo-1#”水下聲學浮標在09:26–18:53時間段內沿119°方向漂流距離約6.0km，漂流速度平均約0.36kn；“G-Argo-5#”水下聲學浮標在09:03–18:54時間段內沿134°方向漂流距離約9.4km，漂流速度平均約0.47kn；“G-Argo-7#”水下聲學浮標在07:30–18:49時間段內沿140°方向漂流距離約7.6km，漂流速度平均約0.34kn。
展開 聲學所成功制備三維水下聲學隱身毯
6月1日，中國科學院聲學研究所噪聲與振動重點實驗室研究員楊軍與副研究員賈晗帶領的超材料研究組，在《Applied Physics Letters》在線發表了最新研究成果“Experimental demonstration of three-dimensional broadband underwater acoustic carpet cloak”。該研究組首次成功制備出三維水下聲學隱身毯樣品，并通過實驗驗證了其隱身效果。
基于超材料的聲學隱身毯是一種以控制聲傳播路徑為手段的新型聲學隱身器件。
此前，該研究組在空氣中利用穿孔板結構實現了二維的聲學幻象（Journal of Applied Physics, http://dx.doi.org/10.1063/1.4775408），隨后進一步在水下利用周期分布的銅片制備出二維的水下聲學隱身毯樣品，并通過聲場測量驗證了有效性（Scientific Reports, http://www.nature.com/articles/s41598-017-00779-4）。
截至2017年底，基于超材料的新型水下隱身器件一直停留在二維狀態。然而，二維的隱身器件存在一定的局限性，從第三個方向進行探測的聲波可以輕易發現隱藏目標。
近期，該研究組通過精密的設計，利用周期性互相分隔的鋼條構建出水下八棱錐形的三維聲學隱身毯。
在水池實驗中，研究人員將聲學隱身毯覆蓋于被隱藏目標上，并對回波聲場進行測量。實驗結果證實，這個隱身體系的聲回波信號與平整反射面的聲回波信號相一致，成功實現對目標的聲隱藏，驗證了該隱身毯的有效性。
此外，在不同截面上，隱身體系的回波聲場表現一致，證明三維隱身毯可以躲過任意方向的探測聲波。
圖1. 水下聲學隱身毯樣品概念圖（左）和實物圖（右）。
展開 聲學所成功制備三維水下聲學隱身毯
6月1日，中國科學院聲學研究所噪聲與振動重點實驗室研究員楊軍與副研究員賈晗帶領的超材料研究組，在《Applied Physics Letters》在線發表了最新研究成果“Experimental demonstration of three-dimensional broadband underwater acoustic carpet cloak”。該研究組首次成功制備出三維水下聲學隱身毯樣品，并通過實驗驗證了其隱身效果。
基于超材料的聲學隱身毯是一種以控制聲傳播路徑為手段的新型聲學隱身器件。
此前，該研究組在空氣中利用穿孔板結構實現了二維的聲學幻象（Journal of Applied Physics, http://dx.doi.org/10.1063/1.4775408），隨后進一步在水下利用周期分布的銅片制備出二維的水下聲學隱身毯樣品，并通過聲場測量驗證了有效性（Scientific Reports, http://www.nature.com/articles/s41598-017-00779-4）。
截至2017年底，基于超材料的新型水下隱身器件一直停留在二維狀態。然而，二維的隱身器件存在一定的局限性，從第三個方向進行探測的聲波可以輕易發現隱藏目標。
近期，該研究組通過精密的設計，利用周期性互相分隔的鋼條構建出水下八棱錐形的三維聲學隱身毯。
在水池實驗中，研究人員將聲學隱身毯覆蓋于被隱藏目標上，并對回波聲場進行測量。實驗結果證實，這個隱身體系的聲回波信號與平整反射面的聲回波信號相一致，成功實現對目標的聲隱藏，驗證了該隱身毯的有效性。
此外，在不同截面上，隱身體系的回波聲場表現一致，證明三維隱身毯可以躲過任意方向的探測聲波。
圖1. 水下聲學隱身毯樣品概念圖（左）和實物圖（右）。
展開 水下潛艇濕模態分析（聲學模態模塊） ￥20
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<p class="a X3"><strong><span id="_GoBack"><span class="a X3">1 </span><span class="a X3">工程背景</span></span></strong></p>
<p>潛艇在水下運行中除了受自身發動機的影響，外殼還會發生振動并激勵外場海水介質形成輻射聲場。因此，結構自身的振動特性分析是研究其輻射聲場強度分布的基礎。潛艇水下的振動模態，稱為水下潛艇的濕模態。</p>
<p>建模過程中需要建立流固耦合模型，其中流體為理想流體，滿足如下基本假設：</p>
<p>（1）流體是無粘和可壓縮的：</p>
<p>（2）聲波振幅相對較窄，這樣流體密度變化較??；</p>
<p>（3）波傳播與熱力學過程是絕熱的。</p>
<p>注：例子來自《<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" class="jsk-anchor">ANSYS Workbench</a>設計、仿真與優化 第3版》p61，原書中采用插入命令流方式實現流固耦合，之前寫過采用act插件實現，<a href="https://www.yqgqt.org.cn/post/1197433" target="_blank" title="水下潛艇濕模態分析(插入命令流與ACT對比)">水下潛艇濕模態分析(插入命令流與ACT對比)</a>。
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【免費直播】B&K聲學與振動官方課程-聲學測量基礎
培訓內容
為幫助用戶更好地掌握聲學測量技術，本培訓將介紹聲學測量的基本知識，并配合講解B&K聲學測量的特點，內容包括：
評價聲音的基本參數
聲學測量的儀器設備
聲學測量環境
提問與解答
講師介紹
肖已達
畢業于上海交通大學，2013年獲得自動化專業碩士學位。畢業后就職于上海聚星儀器。2016年加入Brüel & Kj?r中國，負責技術支持和應用。
培訓時長
1-1.5小時
培訓時間
10月16日 19:30
培訓對象
對聲學測量感興趣的所有用戶
培訓條件
培訓將通過網絡授課的方式進行，請自備具備上網條件的電腦
費用
免費
報名方式
點擊免費報名鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/live/10545
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交流群
技術鄰技術鄰NVH交流群：777902724 一鍵加群：http://t.cn/RsriLCv
展開 便攜式船載水下跟蹤測量系統設計
近年來，海洋資源的開發力度不斷加大，同時也促進了無人智能潛器技術的快速發展，UUV、ROV等水下無人設備的應用范圍也越來越廣泛，大到海洋監測網絡的建設，小到水庫安全檢測都有水下智能無人設備活躍的身影，而水下目標定位跟蹤測量系統作為水下無人設備工作保障設備之一，其重要性不言而喻。
水下目標定位跟蹤測量系統已有多年的發展歷史，主要分為長基線系統、短基線系統和超短基線系統。這些測量系統測量原理基本相同，只是根據測量目標、應用環境以及使用條件的不同，也具有不同的機械結構和功能設計。常見的水下跟蹤測量設備專用性較強，主要根據特定用途專門設計，應用拓展較難。且國內外市場上的船載跟蹤系統大部分都需要配備相應的安裝構件，工作時都有特定要求，通用性不強。
因此，結合水下無人設備的廣闊發展前景，考慮降低其使用難度和成本，設計一種體積小、機械結構易于拆卸及安裝、便于船載使用的水下目標定位跟蹤測量系統是很有必要的。
二、水下跟蹤系統測量原理
便攜式水下目標定位跟蹤系統水平定位采用同步式球面交匯定位原理。深度測量采用脈沖間隔遙測方法，利用雙脈沖時延值調制完成水下目標的深度測量。其水平定位球面交匯方程為：
(x－xi)2＋(y－yi)2＋(z－zi)2＝c2×ti2（i＝1，2，3） ⑴
式中：（x、y、z）為所求的目標位置，單位：m；（xi、yi、zi）為已知的水聽器坐標，單位：m；c為平均聲速，單位：m/s；ti為聲信號到達各水聽器的時間，單位：s。
展開 聲學技術為無線水下攝像機供能，能源效率提高十萬倍
他們想要增加相機的內存，這樣它就可以實時捕捉照片、流圖像，甚至拍攝水下視頻。
他們還想擴大相機的拍攝范圍。他們成功地將數據傳輸到距離接收器40米的地方，但擴大這個范圍將使相機能夠在更多的水下環境中使用。
信息源于：eurekalert
文章來源：21dB聲學人
聲學測量－書pdf
聲學測量1/4
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聲學測量.part2.rar
聲學測量.part3.rar
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建筑聲學 | 如何測量并評估隔聲效果？
一般而言，一個建筑聲學用高質無指向性揚聲器每頻帶產生100dB的聲音（即聲音非常大）。
聲壓級的穩定性：為保證建筑聲學測量的穩定性，聲功率不應隨時間有較大變化。隨著揚聲器溫度的升高，“壓縮”效應會減小聲壓級，因此應補償該效應，使聲壓級的減小速度小于0.2dB/min。
次要特征僅與人體工學（如尺寸和重量）有關。盡管次要特征的重要性亞于主要特征，但建筑聲學測量通常由一個人開展，當測量時間較長時，測量設備的重量與搬運方案就變得十分重要，尤其是在電梯尚未投入使用的新公寓大樓中。
2755型功放
TYPE 2755 SMART POWER AMPLIFIER
HBK 2755型智能功率放大器是一款強大的緊湊輕便功率放大器，內置信號發生器，配合4292-L型全指向性聲源完成建筑聲學測試。它具有單通道或雙通道輸出，并且輕便易于攜帶，適合于現場測試。與4292-L型全指向性聲源使用時，能夠獲得最大和平直的聲功率輸出。對于連續長時間工作，也能夠獲得非常穩定的聲功率輸出。此外，它可以作為通用USB音頻設備使用，可以直接連接幻像供電和CCLD傳聲器以及揚聲器。
建筑聲學測量是一項技術活，實施測量的技術人員需接受相關培訓，并熟悉當地相關法律，此外還需要使用適當的專業設備，包括完全合規的無指向性聲源。滿足以上條件后，技術人員方能夠客觀地測量任何兩間房之間的隔聲以及將測量結果與適用的建筑法規規定的數值進行對比。
展開 中科院聲學所張晗《EML》：可重構手性雙螺旋復合水下吸聲超表面
近年來，聲學超表面結構的發展使得將螺旋型吸聲結構應用到實際中實現低頻吸聲成為可能。
圖1 生物螺旋與螺旋樓梯
近日，張晗副研究員項目組在生物螺旋結構的啟發下，圍繞水下低頻吸聲難以實現的科學問題，攻克傳統水下吸聲材料在低頻區域吸聲性能差且笨重的應用難題。項目組在此前提出手性螺旋功能基元的基礎上完成了雙螺旋高階鏡像拼接的復合功能基元設計，徹底打破基元結構對稱性，進一步獲得了更高性能的水下低頻吸聲超表面，工作發表在國際期刊Extreme Mechanics Letters。文章題為 “Reconfigurable spiral underwater sound-absorbing metasurfaces”,以手性螺旋的構型參數和雙螺旋序列的拼接方式為切入點，基于廣義Snell定律的聲超表面波控設計方法，通過增長螺旋、高階螺旋、順向拼接雙螺旋、鏡像拼接雙螺旋逐步破壞序元空間對稱性，達到了原有手性螺旋基元不能實現的更加低頻寬帶的完美吸聲效果，為高性能水下聲隱身提供了新機理、新途徑。該研究工作得到了國家自然科學基金、廣東省“珠江人才計劃”引進創新創業團隊項目的支持。
螺旋吸聲器的模型
首先介紹了吸聲器螺旋單元結構。螺旋吸聲單元由空心圓柱和纏繞在其四周的螺旋路徑組成。將設計好的螺旋吸聲器放入波導進行吸聲特性研究，波導的兩端是開放的且均為平面波輻射邊界條件，所有邊界在聲學上設置為剛性，聲波從左側入射。聲波在螺旋單元的入口基于廣義Snell定律相位調控被完成吸收，在出口又由于聲阻抗失配被完全阻擋，實現近乎完美的寬頻吸聲。
圖2所示為螺旋吸聲器的模型。
展開 基于聲學全息術的先進噪聲測量系統
聲學全息術是一種將噪聲映射為聲強分布并定位噪聲源的技術。它使用麥克風陣列生成噪聲源的聲音圖像。系統中的通道越多，圖像的分辨率就越高。本文說明靈活的模塊化儀器設備將繼續憑借強大的PC功能實現高精度的噪聲測量，并通過更小的封裝滿足更高取樣速率、更多通道數量、更寬動態范圍以及分布式架構要求。
汽車制造商們正想方設法減少噪聲以提高用戶能感知的汽車質量。通過使用多通道數量的噪聲映射系統，他們能夠檢測到超強噪聲的來源點，進而加以校正。同樣的原理也應用于地震檢測和水下戰爭所需的水下聲學陣列。 目前的典型系統能夠使用64到128個通道甚至更多。汽車制造商想要價格更低的400通道以上的系統。采用陣列中麥克風之間的相位關系就可以定位較強的噪聲源。
飛機通過噪聲測量
對于新型飛機來說，環境問題非常重要，航空公司希望避免支付由于超過機場規定的噪聲極限而發生的費用。許多機場愿意為消音飛機留出更多或最佳的停機位置。 過去數年間，飛機引擎噪聲利用各種技術一直在不斷降低。在某些新的飛機上，由機身發出的噪聲量已基本相當于一些前置引擎所發出的噪聲。在接近機場和降落過程中機身已經成為主要的噪聲源。在飛機通過噪聲測試中可以使用波束成形技術測量和區分引擎與機身噪聲源。如果有更多的通道，就可以獲得更高的分辨率以更好地區分這兩個噪聲源。該信息可以用于設計或操作更改。 客機的機身噪聲最高可達6kHz。在物理測試中，不同尺寸的比例模型被用于建模的驗證，有時比例可達1：20。機身尺寸與頻率成反比關系，也就意味著高達100kHz的頻率范圍將要求ADC的取樣速度超過200kS/s?；谏鲜鲈?，二大飛機制造廠在飛機通過噪聲測試中選用了采用VME技術的MKII，因為該儀器具有很大的靈活性和可升級性，并且通道數量多。
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建筑聲學 | 如何測量并評估隔聲效果？
</p><p><br></p><p><strong>建筑聲學簡介</strong></p><p>WHAT IS BUILDING ACOUSTICS?</p><p><br></p><p>建筑聲學是一門研究聲音如何從某一住宅或房間傳到另一住宅或房間以及如何<strong>測量與量化聲音傳遞</strong>的學科。建筑聲學有兩種噪聲類型，分別是<strong>空氣傳播噪聲</strong>（音樂或說話聲）與<strong>撞擊聲</strong>（相鄰公寓中的腳步聲）。盡管公寓間傳播的聲音大多是經墻傳播的空氣傳播噪聲，但也有很大一部分是通過<strong>建筑結構</strong>間接傳播的。</p><p><br></p><p>建筑法規規定了相鄰公寓與連棟房屋間應滿足的隔聲要求。隔聲是建筑隔墻的功能，而不是房間的功能。新建筑建好后，必須測量建筑聲學，確認建筑的隔聲是否符合法規的要求。這類測量通常是簡單測量房間（即放置聲源的房間與接收噪聲的房間）之間傳播的噪聲。</p><p><br></p><p>下圖展示了<strong>如何測量空氣傳播噪聲的隔聲量</strong>，簡而言之，就是測量聲源房間與接收噪聲房間之間的噪聲級差異。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/OZOcVSxAOZWTYAYbzpTxibZm0t6SFcicicr4WaCRT8v510SibsJYIDiaNPIU25zDKfVnOy6U53QiaYLwibTcPxy89pqAQ/640?
展開 建筑聲學 | 如何測量并評估隔聲效果？
建筑聲學簡介
WHAT IS BUILDING ACOUSTICS?
建筑聲學是一門研究聲音如何從某一住宅或房間傳到另一住宅或房間以及如何測量與量化聲音傳遞的學科。建筑聲學有兩種噪聲類型，分別是空氣傳播噪聲（音樂或說話聲）與撞擊聲（相鄰公寓中的腳步聲）。盡管公寓間傳播的聲音大多是經墻傳播的空氣傳播噪聲，但也有很大一部分是通過建筑結構間接傳播的。
建筑法規規定了相鄰公寓與連棟房屋間應滿足的隔聲要求。隔聲是建筑隔墻的功能，而不是房間的功能。新建筑建好后，必須測量建筑聲學，確認建筑的隔聲是否符合法規的要求。這類測量通常是簡單測量房間（即放置聲源的房間與接收噪聲的房間）之間傳播的噪聲。
下圖展示了如何測量空氣傳播噪聲的隔聲量，簡而言之，就是測量聲源房間與接收噪聲房間之間的噪聲級差異。
展開 飛機發動機引起的機艙噪聲的高分辨率振動聲學測量與分析
德宇航（DLR） ISTAR飛機（達索獵鷹2000 LX），正用于廣泛的振動測量活動。這項活動的目標有兩個：獲取飛機振動- 聲學行為的空間密集信息，以便稍后在中頻范圍內更新有限元模型進行計算，并分析運行發動機注入機身結構的振動。測量結果包括ISTAR飛機在約1300個位置對激振器激勵和發動機振動作出的響應，這些位置由傳感器的劃行網格獲取。結果以使用結構強度分析計算的工作變形分析（ODS）和能量傳遞路徑的形式呈現。
要了解在可聽頻率范圍內由不同的（有時是音調的）振動源引入機身的振動傳遞路徑是一項復雜的任務。飛機的機身采用網格狀結構建造，縱向縱梁和周向框架將蒙皮層保持在適當的位置。這為振動能量傳播的可能路徑創建了一個網格。
為了更好地了解這個問題并測試可能的解決方案，德國航空航天中心（DLR）與達索航空合作，于2022年3月對一架研究飛機進行了大規模的振動聲學測量活動。該飛機是由DLR擁有的達索獵鷹2000LX，稱為ISTAR，是In-Flight Systems & Technology Airborne Research的首字母縮寫。ISTAR配備兩個后置發動機。識別源自這些發動機的振動傳遞到客艙是本項目的目標之一。為了在使用實驗結構強度（STI）估計進行振動傳遞路徑分析時獲得良好的結果，高密度的傳感器網格是必要的。事實上，網格密度越高越好。
為了使用有限數量的傳感器實現最大數量的測量位置，使用了劃行網格（rowing grid）方法。此過程將平面網格細分為順序測量的子網格。結果隨后被合并到一個完整的數據集中。DLR已經多次使用這種方法，并證明它適用于電磁振動器的可重復人工激勵。
展開 Brüel & Kj?r聲學與振動測量公司將與HBM公司合并
思百吉集團（Spectris；倫敦證交所交易代碼：SXS；一家制造精密儀器儀表及控制設備的公司）今天宣布，從2019年1月1日起，集團旗下的Brüel & Kj?r聲學與振動測量公司和HBM公司將合并運營。Brüel & Kj?r公司和HBM公司都是思百吉集團旗下測試與測量板塊的運營公司。合并后的新公司將被命名為HBK（Hottinger, Brüel & Kj?r）。
Brüel & Kj?r公司和HBM公司是各自領域的全球市場專家，在整個測量鏈上擁有互補的專長。通過發揮兩家公司的各自優勢，我們的目標是創建具有能力、廣度和規模的業務，帶來差異化的客戶價值，例如，在推進力、耐用性、安全性，以及噪音、振動和平順性等領域。
基于Brüel & Kj?r公司和HBM公司的優勢和專長，一個新的管理團隊已經被選定，將于2018年7月1日就位。合并的準備工作將從現在開始到2018年底結束，在這一準備階段，兩家公司將在現有架構中運作。合并后的新公司HBK將于2019年1月1日起在新架構下運行。
思百吉測試與測量板塊集團總監Eoghan O’Lionaird說：“Brüel & Kj?r和HBM都是測量領域的先進硬件供應商，也都非常重視軟件。通過合并，這兩家公司可以將傳感器、數據采集、準備、評估和工程服務結合在一起，為客戶提供整合的解決方案。這與思百吉集團專注于提供整合硬件、軟件及相關服務的完整解決方案的戰略相一致，并將使我們能夠為Brüel & Kj?r和HBM的用戶提供更廣泛的服務和更多的價值。
關于Brüel & Kj?r
Brüel & Kj?r幫助用戶解決聲音與振動的挑戰，并開發測量和管理聲音與振動的先進技術。作為該領域的專家，Brüel & Kj?r幫助用戶確保組件質量、提高產品性能、并監控操作的合規性。
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