齒輪箱低頻撞擊噪聲測試儀的製作方法
2023-07-03 17:12:56
專利名稱:齒輪箱低頻撞擊噪聲測試儀的製作方法
本發明屬於精密測量儀器。
機器在運轉的過程中，其齒輪箱會發出噪聲。目前國內外對這種噪聲音量的測量一般只能通過聲級計測得分貝值，以表示噪聲音量的大小。即以音量為尺度來衡量發聲設備的噪聲程度。但據分析，噪聲中還包含多達十幾種雜音，這些雜音影響著噪聲音質的好壞和悅耳程度。噪聲大、音質差，不悅耳的問題直接說明了齒輪箱的裝配質量不高，並直接影響機器出廠和打入國際市場，一旦用於生產，則汙染環境，影響工人身體健康。因此，國內外在機器出廠前不但要檢驗其噪聲的音量，還要測試其中雜音的音質是否悅耳。而測試音質的方法，通常是憑有經驗的檢測人員用耳朵聽，然後主觀評定。如英國、日本、西德等國均採用這種聽檢的辦法。這種測法顯然是不科學的，因為它受人的聽覺器官、思想情緒、責任心和工作背景的影響，既無客觀標準，也不能定量地評定音質的好壞和悅耳程度。為了解決客觀評定音質的問題，國內外作了一些努力。如北京第二工具機廠和北京工具機研究所在一九八五年採用了對雜音信號作時域分析的辦法測定音質，已能大致定性地把雜音分為「好」、「較好」、「差」幾個級別，但仍不能定量地測量和分析音質。又如日本國「昭56-168518發明專利」所述的「行星輪系傳動中的太陽齒輪損傷檢測方法」，它實際上是採用減速器原理，利用嚙合信號尋找齒輪缺陷的檢測方法，並不能對由於缺陷所引起的齒輪雜音進行定量評定。
本發明正是為了從根本上解決雜音音質的定量測量問題，從而能夠實現客觀、科學地評定噪聲中雜音的音質。
本發明的要點在於它是由運算放大器、濾波器、A/D(模/數)轉換器和運算部件組成的。運算放大器可採用集成電路運算放大器。濾波器可採用阻容耦合式的低通濾波器。A/D(模/數)轉換器可採用集成電路的模/數轉換器。運算部件可採用價格低廉的國產單板微型計算機。其中運算放大器、濾波器和A/D(模/數)轉換器可集中裝配在一塊印刷電路板上，然後和單板微型計算機一起封裝在一個小箱內。
本發明結構簡單、合理，從而使整個儀器重量僅兩公斤左右，體積只有普通電晶體收音機那麼大。檢測人員手提輕便，攜帶方便，使用簡便。且造價低廉，僅數千元。由於採用了微型計算機進行運算和輸出運算結果，所以能夠定量地測出雜音的音質和悅耳程度。微型計算機不僅能夠直接輸出衡量雜音質量的指標「低頻撞擊雜音敏感度」(Susceptibieity of Low Frequency Knock，簡稱SLFK)的值，還能直接判斷出某臺機器是否合格，並列印出結果。本發明除了可以用於定量檢測、判別工具機齒輪箱的低頻撞擊噪聲的好壞及音質的悅耳程度外，還可以用於一切有關聲音質量的分析和檢測場合。
附圖1是本發明的總體構結構框圖。其中1是運算放大器，2是濾波器，3是A/D(模/數)轉換器，4是運算部件。
附圖2是運算放大器的電路圖。其中A1是集成電路運算放大器，C1是電容器，R1和R2是電阻，K1是扳鍵開關。A1、C1、R1和R2共同組成一個同相放大器，以便對信號進行前置放大。
附圖3是濾波器的電原理圖。其中A2、A3、A4和A5為集成電路運算放大器，D1和D2為二極體，T1和T2為三極體，C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10和C11為電容器，R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22和R23為電阻，R24和R25為電位器，K2為扳鍵開關。A2、C2、C5、C9、R3、R4R16和R20共同組成阻容耦合式濾波器第一個濾波單元的壓控電路，元件R3和R4決定了濾波單元的截止頻率。A3、C3、C6、C10、R5、R6、R17和R21共同組成阻容耦合式濾波器第二個濾波單元的壓控電路，元件R5和R6決定濾波單元的截止頻率。A4、C4、C7、C11、R7、R8、R18和R22共同組成阻容耦合式濾波器的第三個濾波單元的壓控電路，元件R7和R8決定濾波單元的截止頻率。A5、D1、D2、T1、T2、C8、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R18和R23組成輸出放大器。R24為調零電位器。調節R25可使儀器有適當的增益，使A/D(模/數)轉換器得到合適的採樣電平。本低通濾波器的作用是濾除信號中的高頻幹擾。
附圖4為A/D(模/數)轉換器的示意圖。它以型號為ADC0809的A/D(模/數)轉換器為例。這部分的作用是把濾波器送來的模擬量信號轉換為數字量信號，以便送入微型計算機中去進行定量的運算和分析。
作為本發明的最佳實施例，是將權項1所述的運算放大器、濾波器、A/D(模/數)轉換器這三部分安裝在一塊印刷電路板上，此塊印刷電路板與運算部件-微型計算機一起組裝在一個鐵皮製成的小箱內。現本發明已製作成功，多次試用效果極佳。其中所採用的集成電路運算放大器均是國產的，型號為5G28。所說的阻容耦合式低通濾波器由三級互相隔離的二階Butterworth濾波器構成。電阻、電容、二極體、三極體均為國內普通產品。A/D(模/數)轉換器採用國產的ADC0809。微型計算機採用清華大學生產的QJ-80單板微型計算機。該計算機的輸出既可接CRT終端顯示器，亦可接列印設備，以顯示結果。
權利要求
1.一種能夠定量地測試噪聲敏感度值，並根據此值判別噪聲的好壞及音質悅耳程度的測量儀器，其特徵在於它是由運算放大器(1)、濾波器(2)、A/D(模/數)轉換器(3)和運算部件(4)所組成的。
2.按照權利要求
1所說的測量儀器，其特徵在於所述的運算部件(4)是一臺微型計算機。
3.按照權利要求
1所說的測量儀器，其特徵在於所述的濾波器(2)是多階低通濾波器。
4.按照權利要求
1、3所說的測量儀器，其特徵在於所述的多階低通濾波器是採用阻容耦合式的六階低通濾波器。
5.按照權利要求
1所說的測量儀器，其特徵在於所說的運算放大器(1)是半導體集成電路運算放大器。
6.按照權利要求
1所說的測量儀器，其特徵在於所說的A/D(模/數)轉換器(3)是採用半導體集成電路塊。
專利摘要
本發明屬於精密測量儀器。它能夠定量地測試噪聲敏感度值，並根據此值來判斷噪聲的好壞及音質的悅耳程度。用本發明檢測機器齒輪箱的低頻撞擊噪聲，簡單、方便、科學。從此淘汰了檢驗人員用耳朵聽來評定機器噪聲音質的不科學的辦法。本發明的運算部件採用了微型計算機，用它檢測機器噪聲時，不但能定量地測量噪聲的音質，還能直接判斷出某臺機器是否合格。
文檔編號G01R29/00GK86102367SQ86102367
公開日1987年1月24日 申請日期1986年4月7日
發明者張涵垺, 李庚新, 屈梁生 申請人:西安交通大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan