传声器阵列是什么？该如何选择适合的类型？

BK声学与振动 · 发表于 2023-12-14 09:52

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传声器阵列可以同时捕获来自多个不同点的声音信号，进行空间音频滤波，从而生成声波的方向。传声器阵列具有不同的形状和大小，它的历史可以追溯到100年前。

这种类型的非触觉感测称为声学摄像机，使声音可以映射到2D / 3D。

许多行业都在使用它：飞机，航空航天，军事，汽车，风能，铁路，机械等。

举个例子，在汽车行业中，传声器阵列用于识别风噪声的来源，以及在设计和量产阶段整车的异响。这一切都是为了让使用者更舒适。根据ISO国际标准，必须进行某些特定测试，例如（室内）通过噪声，以进行产品认证。

传声器阵列可针对多种噪声源迅速绘制出详细的声成像图。B&K的产品包罗万象，从小型双传声器装置一直到内含数百个传声器的阵列，适合许多种应用场景。

选购阵列时所需要考虑的重要因素：

环境（机舱内、室内、室外、水下）
所需的频率范围
声学成像图所需分辨率
声源距离（近场或远场）
声源类型（静止或移动）

球形阵列
主要用途：机舱内、室内

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球面波束形成根据一种简单的测量法，在各种声学环境中都能提供完整的360°声学成像图。提供两种算法：一种基于球谐函数的算法，称为SHARP；另一种是滤波与求和，称为FAS（专利申请中）。FAS能够极大降低最大旁瓣水平。低频增强技术帮助解决低频声源空间分辨率差的问题。结合CLEAN-SC的FAS能够极大提高中高频声源的空间分辨率。

其它的方法只能描绘部分周围环境，而球面波束形成则运用球形阵列绘制出所有方向上的噪声，而装在圆球上的12台摄像头会同时记录下所有方向上的图像。

记录下来的图像会作为声成像图的背景。球面波束形成无需假定声学环境，因此，在自由场以及混响环境均可使用。

在狭小以及半阻尼空间中（如车辆与飞机机舱）通常都会用到球面波束形成。

噪声源识别方式：球面波束形成

通道数：36或50

尺寸：20cm直径

最大频率：12kHz（最大旁瓣级优于6dB）

平面轮形阵列

主要用途：室内、户外

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我们创新性的轮形阵列具有多种直径与传声器配置，视具体应用而定。可与PULSE波束形成软件搭配使用，并且可达到理想的效果，同时保证使用便捷。

该阵列主要用于波束形成测量，不过如果足够接近声源，也可以用于声全息测量。

噪声源识别方式：波束形成、声全息或宽带声全息（专利）

通道数：18、36、60或84

尺寸：0.35-2.0m直径

最大频率：

- 波束形成

36通道：6.0kHz（最大旁瓣级优于8dB）
60通道：8.0kHz（最大旁瓣级优于8dB）

- 声全息

36通道：1.5kHz
60通道：1.2kHz

手持式阵列

主要用途：机舱内、室内

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手持式阵列的使用场景为离声源近的声场与狭小的空间，如在车辆内或接近复杂机械进行泄漏探测以及保形成像。

为了适应待测量的频率范围，我们有多种间隔（25毫米到40毫米）可供选择，而且双层阵列有助于在混响环境中进行测量。

噪声源识别方式：实时声全息，局部映射和共形计算

通道数： 最小6×6×1；最大8×8×2

间距：25、30、35、40及50mm（尺寸取决于通道数和间距）

最大频率：6kHz

网格阵列

主要用途：室内

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在靠近测试物体的稳态声场进行测量时最常用的是一种常规的声学传感器点阵（传声器或水听器）。

搭配机器人，可使测量点极为精确地啮合在一起。这样，我们的近场声全息软件所生成的声成像图就能达到非常高的空间分辨率。

噪声源识别方式：声全息和瞬态计算

通道数：≥6

尺寸：0.125m×0.125m以上（各种间距可用）

最大频率：6kHz

根据阵列的形状和大小以及阵列中使用的传声器的位置和数量，B&K的阵列产品将更好地助力您的工作。

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