降低噪音，美化环境

 

　　在工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的干扰周围生活环境的声音。环境噪声是一种恶性刺激物，长期作用于人的中枢神经系统，可使大脑皮层的兴奋和抑制失调，条件反射异常，出现头晕、头痛、耳鸣、多梦、失眠、心慌、记忆力减退、注意力不集中等症状，严重者可产生精神错乱。环境噪声监测环境噪声不仅会影响听力，而且还对人的心血管系统、神经系统、内分泌系统产生不利影响，所以有人称噪声为"致人死命的慢性毒药".但由于现代工业、交通运输业规模很大，要采取噪音控制的企业和场所为数甚多，因此在防止噪音问题上，必须从技术、经济和效果等方面进行综合权衡。NI 提供了多种噪声测量方案，如DELTA公司和Boeing（波音）公司就选用了NI LabVIEW 软件和PXI 平台实现了风力涡轮机和飞机的噪声测试系统。

　　为波音公司开发噪声测量与定位系统

　　Boeing（波音）公司创建于1916 年，主要生产各种民用和军用飞机，是目前世界上航空航天领域规模的公司。波音公司制造的各类客机、货机被销往世界各地。由于飞机在起飞、降落和飞行过程中会带来很大的噪声，严重影响了周围的环境，引起了政府部门的关注。为了达到日益严格的噪声标准，波音公司也在不断地改进飞机的设计，以尽可能地降低噪声。

　　为了降低商业喷气式客机在起飞、降落和持续飞行过程中发出的噪声，波音公司需要对应用在其飞机上的新降噪技术进行测试。"我们需要一个能在测试过程中进行相控阵声学成像的测试系统，来帮我们判断起飞过程中的噪声点。测试系统构架必须是分布式的，它可以扩展到一千或者更多个通道，同时在通道间保持严格的定时和同步。此外，该系统还要灵活而且可以升级。"基于以上要求，NI PXI 软硬件平台为波音提供了满意的解决方案。波音使用600 多个基地麦克风来装备其测试系统，这些麦克风按照自定义的螺旋状安装在一个250 英尺宽、300 英尺长的跑道区域的末端。当777-300ER 飞机飞过头顶时，利用PXI 动态信号采集卡来获取它发出的噪音，立即恢复并处理数据，然后得到一幅该飞机的声学成像图。一个数据处理计算机集群通过千兆网连接到主计算机上，对这些数据和图像进行实时分析。在一个典型的测试周期中，飞机大约每隔6 分钟飞过麦克风阵列。在这个周期内，系统可以把以前获得的数据上传，同时准备获取更多的新数据。"我们在单次测试中就进行了三百多次的数据获取，得到了78 分钟的低空飞行结果，总数据量超过了1T 字节。"

　　"利用NI公司的软硬件，我们得以创建一个低成本的高端系统：它可以把采集系统分布地放置在多个机箱中，严格同步所有通道，在提供大规模通道数量的同时，给所有的系统通道提供完整的带宽，而且可以允许无限数量的通道数扩展。"利用这一系统，波音成功地改进了原有的767型客机的设计，并应用在了噪音更小，更舒适的全新波音787 型客机中。

　　风力涡轮机噪声监测系统

　　近年来，环境问题的加剧导致人类开始寻找各类更环保的能源。风能就是其中发展为迅猛的一种。风力涡轮机实现了风能到电能的转换，为人类使用绿色能源创造了便利，然而风力发电厂所发出的噪声同时又影响了周围居民的生活环境。随着风力涡轮机噪声排放的统一测量标准IEC61400-11:2002 的出台，风力发电场也必须兼顾降噪的要求。

　　NI 公司的合作伙伴之一：丹麦的DELTA 公司基于NI PXI台，实现了风力涡轮机的噪声测量系统。NI PXI-4472 动态信号采集模块为该测量系统的硬件。DELTA 通过4472 采集麦克风获取的特定频率下的声音信号。与此同时，麦克风被安装在地面的圆板上，并使用符合IEC标准的挡风板覆盖之。挡风板可降低麦克风周围的风速和麦克风内的风力感应噪声，从而在低频的情况下，进一步提高信噪比。而测量软件平台noiseLAB则是使用LabVIEW 开发。该软件实现了声音数据的记录及IEC 标准所需的倍频程、音调等参数的测量。同时还可以根据ISO 1996-2 标准，定义音调。"基于PXI 硬件平台的系统，既可降低成本又能达到高通道数。此外，我们使用LabVIEW图形化开发环境来实现自己的noiseLAB,简单而且高效。"

　　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，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显着区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。

　　PXI （PCI eXtensions for Instrumentation,面向仪器系统的PCI扩展） 是一种由NI公司发布的坚固的基于PC的测量和自动化平台。PXI结合了PCI的电气总线特性与CompactPCI的坚固性、模块化及Eurocard机械封装的特性发展成适合于试验、测量与数据采集场合应用的机械、电气和软件规范。

　　建立噪声检测平台，"静"化生活环境

　　在电子、机械设备的设计中，尽可能地降低噪音是每位工程师的理想。NI 帮助DELTA 和波音等公司成功地实现了噪声的测量与定位，为日后降低噪声的研究做好了充分的准备。帮助客户量化问题，解决问题，是每一位NI 工程师的目标。

　　放置在机场跑道上用于测量噪音的麦克风阵列

　　基于LabVIEW 的噪声分析软件noiseLAB 的界面