航空发动机噪声采集系统的构建

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航空发动机噪声采集系统的构建

航空发动机的功率很大，而且噪声源分布复杂，航空发动机噪声包括风扇噪声、压力机噪声、

涡轮噪声、燃烧室噪声和喷气噪声等。在航空发动机噪声中，隐藏着某种故障的特征信息，通

过测量、分析航空发动机的噪声，可以为航空发动机故障分析和诊断提供数据支撑。本文采用

基于 PXI 总线技术的虚拟仪器，完成了对航空发动机整个运行过程中的噪声采集、存储和分

析，对航空发动机的试验、测试和故障诊断具有重要意义。

1 航空发动机噪声测试设备的发展

早期的航空发动机噪声采集通常采用模拟式声级计。模拟式声学仪器大多只适用于稳定噪声信

号的测量，且精度低、成本高、操作复杂。随着数字化集成电路的发展，数字式声级计开始出

现并被广泛使用，其中，声学仪器倍频程分析仪广泛选用集成化有源带通滤波器芯片替代成组

的模拟滤波器，通过改变输入时钟频率的方法，改变了带通滤波的中心频率，再配合电子开

关，就可实现声音信号的倍频程分析功能。

计算机的发展和应用推动了测试技术的发展，尤其在信号分析领域，采用快速傅立叶变换技

术、以计算机为核心的各种声学仪器相继问世。这些声学仪器借助数字信号处理器和傅立叶技

术实现了倍频程、1/3 倍频程、功率谱、频率响应函数和相关分析等多种功能。

虚拟仪器技术的普及使发动机噪声测量与分析技术出现了质的飞跃，先后开发出了噪声采集、

保存、分析软件，在通用计算机、工控机上，就可实现倍频程分析、1/3 倍频程分析、声功率

谱分析、倒频率分析、相关分析、相干分析、声强分析等声学分析功能，同时还具备数据库管

理功能，具有高精度、低成本、易维护、开发性等优点。

2 航空发动机噪声采集系统的设计

2.1 航空发动机噪声采集系统的组成

航空发动机噪声采集系统基于虚拟仪器的开发思想，采用 PXI 总线技术，利用动态数据采集

卡，在 PXI 控制器上实现了噪声数据的动态采集和记录，通过网络上传试验数据，利用虚拟仪

器技术分析航空发动机噪声的声功率谱和倍频程等特性。

航空发动机噪声采集系统主要由信号转换单元、数据采集单元和数据分析处理单元等部分组

成，如图 1 所示。

信号转换单元包括试验现场的一次仪表，主要有传声器、前置放大器和信号调理器等，主要是

完成声信号与电信号之间的转换，并将微弱的电信号调理为可控通用采集模块采集的大信号；

数据采集单元包括机箱、控制器和数据采集模块等，主要是完成动态信号的实时采集和存储；

数据分析处理单元一般采用计算机系统实现，具有数据分析、存储能力，分析功能包括声功率

谱和倍频程等。

2.2 工作原理

航空发动机噪声采集系统的工作原理是：由声音传感器采集航空发动机的噪声信号，然后转化

为电信号，经前置放大器和信号调理器处理后，由数据采集卡采集，并将电压数据以。DAT

文件的形式存储于 PXI 控制器上；PXI 控制器可将数据存储文件目录设置为共享目录，以供数

据处理计算机调取数据文件；数据处理计算机可通过用户局域网打开数据文件，然后进行相应

处理。

2.3 部件设计

2.3.1 数据采集单元

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标签： #发动机

摘要：

航空发动机噪声采集系统的构建航空发动机的功率很大，而且噪声源分布复杂，航空发动机噪声包括风扇噪声、压力机噪声、涡轮噪声、燃烧室噪声和喷气噪声等。在航空发动机噪声中，隐藏着某种故障的特征信息，通过测量、分析航空发动机的噪声，可以为航空发动机故障分析和诊断提供数据支撑。本文采用基于PXI总线技术的虚拟仪器，完成了对航空发动机整个运行过程中的噪声采集、存储和分析，对航空发动机的试验、测试和故障诊断具有重要意义。1航空发动机噪声测试设备的发展早期的航空发动机噪声采集通常采用模拟式声级计。模拟式声学仪器大多只适用于稳定噪声信号的测量，且精度低、成本高、操作复杂。随着数字化集成电路的发展，数字式声级计开始...

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