近场声全息实验：罗茨真空泵噪声源识别与定位

"基于分布源边界点法的近场声全息实验研究" 本文详细探讨了基于分布源边界点法的近场声全息技术在噪声源识别与定位中的应用，特别关注了在运转状态下的罗茨真空泵的噪声分析。研究团队由毕传兴、陈心昭、李卫兵和陈剑组成，他们隶属于合肥工业大学噪声振动工程研究所。他们利用13个声压传感器组成的传声器阵列和一个参考传声器，收集全息面上的复声压数据，然后通过分布源边界点法的近场声全息技术和Tikhonov正则化方法进行处理，以重构声源的表面法向振速。 在实验中，研究人员发现有两个低频噪声源是由于真空泵工作时支架的共振引起，而非真空泵本身的固有噪声。另一方面，频率范围在1533.2Hz到1699.2Hz的宽带噪声被确定为由真空泵端盖表面振动产生的，这被认为是真空泵特有的噪声源。这些发现为真空泵的噪声控制提供了具体依据，有助于优化设计和降低噪声。 声全息技术起源于Gabor D的光学全息概念，并由Thurstone FL首次引入声学领域。近场声全息（NAH）的提出，使得在声源近场进行测量成为可能，克服了瑞利波长限制，提高了噪声源定位的分辨率。NAH的关键在于获取全息面上的复声压信息和应用有效的空间变换算法。复声压的幅值测量相对简单，但相位获取较为复杂，通常通过单参考源传递函数法、多参考源互谱测量法或快照法来实现。在声场的空间变换算法方面，研究涵盖了二维Fourier变换、边界元法和HELS法等多种方法。 边界元法（BEM）在NAH中的应用尤其重要，因为它能够处理复杂的几何形状和边界条件，提供精确的声场重建。该方法将声场问题转化为边界上的离散方程，从而减少了计算量，提高了计算效率。HELS法（混合元素局部谱方法）则是另一种有效的手段，它结合了局部化和全局化的优点，提高了声场重建的精度。 这项研究展示了近场声全息技术在解决实际工程问题中的潜力，特别是在噪声控制和机械设备故障诊断方面。通过这种方法，可以更准确地识别和定位噪声源，为改善设备性能和减少环境噪声污染提供了科学依据。未来的研究可能会进一步优化这些技术，提高噪声源识别的精度和实时性，以适应更多样化的工业应用需求。