[发明专利]排气系统气流啸叫声快速定位系统及方法

权利要求书

1.一种排气系统气流啸叫声快速定位系统，用于模拟发动机排气气流的气流发生装置与待测排气系统连通，其特征在于：待测排气系统的上、下游管道上分别布置一个声压传感器，上游声压传感器前和下游声压传感器后分别布置一个绝对消声器，上游声压传感器和上游的绝对消声器之间外接一只声源；上游的绝对消声器前设置一个流量计；各声压传感器分别连接至数据采集系统，数据采集系统、声源、流量计均与控制系统相连；

上述排气系统气流啸叫声快速定位系统在使用时包括如下步骤：

(1)将待测排气系统装在气流发生装置之上，将稳压气流引入待测排气系统之中，

(2)根据待测排气系统出现啸叫时发动机的进气量和喷油量，计算此时的发动机的排气流量Q；

(3)调节气流发生装置使发生的气流量不小于待测排气系统出现啸叫时的实际排气流量Q，在待测排气系统中激励出气流啸叫声；

(4)通过声压传感器采集排气系统内部的气流再生噪声S₁(n)和S₂(n)并进行频谱分析，确定啸叫声的频带范围(f₁,f₂)；

(5)根据啸叫声的频带范围(f₁,f₂)，设计一个通带为(f₁,f₂)带通滤波器，对上、下游声压传感器各自采集的信号S₁(n)和S₂(n)进行滤波处理，滤出气流产生的啸叫声音信号s₁(n)和s₂(n)；

(6)打开声源，播放啸叫声音信号s₁(n)，通过调节声源的音量，使上、下游声压传感器采集的声音信号经过带通滤波器(f₁,f₂)，滤波得到啸叫声s_1f(n)和s_2f(n)分别比气流产生的啸叫音信号s₁(n)和s₂(n)高10dB以上，通过互相关时延估计算法得到声源播放的啸叫声到达上、下游声压传感器的时延为△t_f；

(7)关闭气流，继续播放啸叫声音信号s₁(n)，上、下游声压传感器采集的声音信号经过带通滤波器(f₁，f₂)，滤波得到的啸叫声分别为s_1s(n)和s_2s(n)，通过互相关时延估计算法得到声源播放的啸叫声到达上、下游声压传感器的时延为△t_s；

(8)计算上游声压传感器到下游声压传感器之间的声音传播路径长度为

L＝c₀×△t_s

其中c₀为空气中的声音传播速度；

(9)计算从上游到下游的气流平均流速为

v＝L/△t_f-c₀

(10)设气流啸叫声发生具体位置距离上、下游声压传感器的声音传播路径长度分别为L₁和L₂，则

L₁/(c₀-v)-L₂/(c₀+v)＝△t

L₁+L₂＝L

联立两式即可求得气流啸叫声发生具体位置距离上、下游声压传感器的传播路径长度L₁和L₂，从而可以确定气流啸叫声发生的位置。

2.根据权利要求1所述的排气系统气流啸叫声快速定位系统，其特征在于：气流发生装置通过变频器调节的输出气流量；在气流发生装置进气口安装进气消声系统，气流发生装置出口连接稳压箱，稳压箱后连接泄流阀，泄流阀位于流量计上游；控制系统与变频器及泄流阀连接。

3.根据权利要求1所述的排气系统气流啸叫声快速定位系统，其特征在于：下游的绝对消声器下游管道上设置一个管状吸声末端。

4.根据权利要求1所述的排气系统气流啸叫声快速定位系统，其特征在于：吸声末端为锥形，锥形的尖端靠近下游的绝对消声器设置。