专利名称：一种发动机排气噪声信号采集系统的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车发动机噪音采集技术领域，涉及一种发动机排气噪声信号采集 系统。
背景技术：
排气噪声是发动机主要的噪声源，而发动机噪声又是交通工具产生的所有噪声 中最主要的声源，在日益严格的噪声污染控制法规下，发动机的排气噪声越来越引起人 们的关注，对排气噪声的研究主要集中在优化消声器设计和噪声控制方面；同时，利用 排气噪声直接进行发动机故障诊断的相关研究也逐步深入。因此，性能优良的发动机排 气噪声信号采集系统对于收集排气噪声、准确反映信号特征，继而展开不同领域的研究 工作起着非常关键的作用，意义深远。但是目前没有一套发动机排气噪声信号采集系 统，而专利号为200610024655.8的中国专利所公开的“一种测量汽车车外噪声时的数据 采集方法”，该数据采集方法不适用于发动机的噪声采集。

发明内容
本发明针对现有技术存在上述的问题，提出了一种发动机排气噪声信号采集系 统，该系统能够能够准确完整的采集发动机噪声，并将采集后的噪声数据存储，该系统 具有价格低、兼容性号、性能稳定、灵活通用。本发明通过下列技术方案来实现一种发动机排气噪声信号采集系统，其特征 在于，该系统包括采集噪声的传声器和PC机声卡，传声器与PC机声卡连接，还包括用于创建波形文件和建立电子表格文件路径的输入装置；用于缓存数据的存储器；将记录在声卡中的声音数据读取并缓存到存储器中的装置；将缓存在存储器中的声音数据显示出来的示波器；将示波器中显示的波形写入到波形文件和电子表格文件的装置；用于完成一次声音数据采集后判断是否停止采集的装置，若停止采集，则清空 存储器中的缓存内容，结束任务；若继续采集，则继续读取声卡中的下一个声音数据， 重复上述步骤直至停止采集。本采集系统在使用时先对PC声卡进行初始化，通过输入装置创建波形文件和建 立电子表格文件路路，再将记录在声卡中的声音数据读取并缓存到存储器中，通过示波 器将声音数据显示出来，并将显示的波形写入到上述的波形文件和电子表格文件中存储 起来，这样就完成了一次采集。完成一次采集后会进行判断是否要停止采集，一般是在 采集前先预先设定采集次数，或者预先设定一个采集的时间长度。在上述的发动机排气噪声信号采集系统中，所述的传声器的布置点在排气管出 口的右边，布置点和排气管出口中心点的连线与该出口管中心线成43 47°方向，且距 离排气管出口中心点0.4 0.6m处。
在上述的发动机排气噪声信号采集系统中，所述的PC机声卡具有信号滤波、放 大及采样保持、A/D及D/A功能，用作数据采集设备，对音频信号进行双声道16位数据 采集，采样频率最高为44.IKHZ。在上述的发动机排气噪声信号采集系统中，对发动机排气噪声信号进行测量， 先测量环境噪声，再将环境噪声与测得发动机排气噪声信号进行比较，以判断环境噪声 对测量数值的影响；若环境噪声比发动机噪声低IOdB以上，则不必修正。在上述的发动机排气噪声信号采集系统中，所述的传声器选用背极式单指向型 传声器。在上述的发动机排气噪声信号采集系统中，所述的传声器戴防风罩。在上述的发动机排气噪声信号采集系统中，所述的排气管引到室外，并对发动 机主体噪声进行隔离。与现有技术相比，本发明利用PC声卡配合LabVIEW软件建立发动机排气噪声 采集系统，突破了采用数据采集板对数据进行采集和处理的传统方法；在分析排气噪声 特性的基础上，将传声器选择在最佳测点，为实验创造良好的基础。声卡的信号滤波、 放大及采样保持、A/D及D/A等功能与数据采集设备相当，具有价格低廉，兼容性好、 性能稳定、灵活通用等优点。声卡的采样频率和对信号的量化精度均可以满足实验及工 程测量的要求。


图1是本发明的原理框图。图2是本发明的排气噪声测点示意图。图3是本发明的流程图。图中，传声器1 ；排气管2。
具体实施例方式以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描 述，但本发明并不限于这些实施例。如图1所示，本发明利用PC声卡配合LabVIEW建立发动机排气噪声采集系统， 将PC机声卡插接再PC机上后，通过Line in 口使传声器1和声卡连接，在PC机上装 有LabVIEW平台，LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器(Ni)公司研制开发 的。与C和BASIC—样，LabVIEW也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的 庞大函数库。通过LabVIEW平台内LabVIEW函数设计一个采集软件，该采集软件显示 在显示器上，通过输入装置进行输入操作，输入装置可以是触摸屏、鼠标键盘等。Lab VIEW函数库中Sound Input函数提供了声音数据记录的节点，结合LabVIEW 的存储波形函数、电子表格写入函数，对数据进行初步处理和存储。在LabVIEW8.5环 境中，程序流程图如图3所示。因此，本发动机排气噪声信号采集系统，包括采集噪声的传声器1和PC机声 卡，传声器1与PC机声卡连接，还包括用于创建波形文件和建立电子表格文件路径的输 入装置；用于缓存数据的存储器；将记录在声卡中的声音数据读取并缓存到存储器中的装置；将缓存在存储器中的声音数据显示出来的示波器；将示波器中显示的波形写入到 波形文件和建立电子表格文件的装置；用于完成一次声音数据采集后判断是否停止采集 的装置，若停止采集，则清空存储器中的缓存内容，结束任务；若继续采集，则继续读 取声卡中的下一个声音数据，重复上述步骤直至停止采集。如图2所示，传声器1选用背极式单指向型传声器1，因为发动机排气噪声是以 周期性排气产生的低频噪声为主，周期性排气噪声的基频是发动机的发火频率。传声器 1的布置点在排气管2出口的右边，布置点和排气管2出口中心点的连线与该出口管中心 线成43 47°方向，图2中为45°，且距离排气管2出口中心点0.4 0.6m处，图2中 为 0.5m。PC机声卡具有信号滤波、放大及采样保持、A/D及D/A功能，用作数据采集设 备。声卡具有较高的采集频率与精度，对音频信号进行双声道16位数据采集，采样频率 最高为44.IKHZ。为了能较准确地识别出声源，在对发动机排气噪声信号进行测量前，必须先测 量环境噪声，再将环境噪声与测得发动机排气噪声信号进行比较，判断环境噪声对测量 数值的影响。关于测量环境结果的影响修正方法，若环境噪声比所测得噪声小得多，则 不必修正，即若环境噪声比发动机噪声低IOdB以上，则测量中环境噪声影响可以不予考
权利要求
1.一种发动机排气噪声信号采集系统，其特征在于，该系统包括采集噪声的传声器 (1)和PC机声卡，传声器(1)与PC机声卡连接，还包括用于创建波形文件和建立电子表格文件路径的输入装置； 用于缓存数据的存储器；将记录在声卡中的声音数据读取并缓存到存储器中的装置； 将缓存在存储器中的声音数据显示出来的示波器； 将示波器中显示的波形写入到波形文件和电子表格文件的装置； 用于完成一次声音数据采集后判断是否停止采集的装置，若停止采集，则清空存储 器中的缓存内容，结束任务；若继续采集，则继续读取声卡中的下一个声音数据，重复 上述步骤直至停止采集。
2.根据权利要求1所述的发动机排气噪声信号采集系统，其特征在于，所述的传声器 (1)的布置点在排气管(2)出口的右边，布置点和排气管(2)出口中心点的连线与该出口 管中心线成43 47°方向，且距离排气管(2)出口中心点0.4 0.6m处。
3.根据权利要求1或2所述的发动机排气噪声信号采集系统，其特征在于，所述的PC 机声卡具有信号滤波、放大及采样保持、A/D及D/A功能，用作数据采集设备，对音频 信号进行双声道16位数据采集，采样频率最高为44+IKHz。
4.根据权利要求3所述的发动机排气噪声信号采集系统，其特征在于，对发动机排气 噪声信号进行测量，先测量环境噪声，再将环境噪声与测得发动机排气噪声信号进行比 较，以判断环境噪声对测量数值的影响；若环境噪声比发动机噪声低IOdB以上，则不必 修正。
5.根据权利要求4所述的发动机排气噪声信号采集系统，其特征在于，所述的传声器 (1)选用背极式单指向型传声器(1)。
6.根据权利要求5所述的发动机排气噪声信号采集系统，其特征在于，所述的传声器(1)戴防风罩。
7.根据权利要求6所述的发动机排气噪声信号采集系统，其特征在于，所述的排气管(2)引到室外，并对发动机主体噪声进行隔离。
全文摘要
本发明提供了一种发动机排气噪声信号采集系统，属于汽车发动机噪音采集技术领域。它解决了现有技术中不存在发动机排气噪声采集系统的问题。该系统包括传声器和PC机声卡，传声器与PC机声卡连接，还包括输入装置；存储器；将记录在声卡中的声音数据读取并缓存到存储器中的装置；示波器；将示波器中显示的波形写入到波形文件和电子表格文件的装置；判断是否停止采集的装置，若停止采集，则清空存储器中的缓存内容，结束任务；若继续采集，则继续读取声卡中的下一个声音数据，重复上述步骤直至停止采集。该系统能够能够准确完整的采集发动机噪声，并将采集后的噪声数据存储，该系统具有价格低、兼容性号、性能稳定、灵活通用。
文档编号G01H17/00GK102012262SQ20101051423
公开日2011年4月13日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者丁勇, 丁哲, 孙文凯, 李书福, 李传海, 李志成, 杨健, 由毅, 赵福全 申请人:浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司