[发明专利]一种多谐振点传声器阵列及其布置方法

说明书

本发明公开了一种多谐振点传声器阵列及其布置方法，属于声学测量技术领域，所述多谐振点传声器阵列至少采用两种谐振点、频率响应范围参数不同的传声器；该阵列按照传声器不同谐振点进行分类分组，至少包含两组传声器，每组个数不能少于三个，每组按照谐振点频率由低到高依次编号；传声器之间按照预设间距进行布置，多组传声器根据不同的预设间距交叉布置；传声器的预设间距通过改进免疫算法对其寻优，得到在阵列有限面积情况下，分辨率最高的布置方式和预设间距。本发明的多谐振点传声器阵列及其布置方法，解决了现有技术中对不同频率信号检测时传声器阵列布置不灵活，算法计算量大等问题，同时提高了对不同频率信号的检测精度。

技术领域

本发明属于声学测量技术领域，具体涉及一种多谐振点传声器阵列及其布置方法。

背景技术

电气设备的某些故障往往伴随着不同频率的噪声，在常规检修过程是采用人耳来分别噪声，可靠性较低。采用噪声源定位技术来定位电气设备的噪声源，能过分辨出电气设备的噪声空间分布，类似于红外温度热成像技术，能够直观的发现电气设备的异常噪声点，简单实用，用于带电检测能够很好的发现电气设备的潜在缺陷及故障，避免设备事故的发生，正逐渐成为一种重要的电气设备状态分析诊断方法。

现如今，传统的噪声源定位技术中采用的传声器阵列是由一定数量的完全一样传声器按照一定的空间几何位置排列而成的，该装置往往需要针对不同待测信号的频率，设置不同的传声器间隔以及不同的阵列孔径。但是现实情况中，声音信号的频率可能是多个频段，或是不同电气设备的噪声频率频段不同，这便导致对不同频段信号检测时，传统传声器阵列信号检测不准、无法检测噪声频段不同的其他电气设备的问题。对不同的频段的噪声检测时，需要设置不同的传声器间隔以及不同的阵列孔径，具有检测方式不灵活，检测精度高，资源浪费等问题。

总之，现有的传声器阵列对电气设备的噪声源定位具有一定的缺陷和不足，因此需要寻找新的方法和技术途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多谐振点传声器阵列及其布置方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种多谐振点传声器阵列，多谐振点传声器阵列至少采用两种谐振点、频率响应范围参数不同的传声器；该阵列按照传声器不同谐振点进行分类分组，至少包含两组传声器，每组个数不能少于三个，每组按照谐振点频率由低到高依次编号；传声器之间按照预设间距进行布置，多组传声器根据不同的预设间距交叉布置；传声器的预设间距通过改进免疫算法对其寻优，得到在阵列有限面积情况下，分辨率最高的布置方式和预设间距，根据不同传声器组之间不同的其布置方式和预设间距进行交叉布置，最终得到多谐振点传声器阵列。

其中，谐振点参数相同的传声器按照某一传声器阵列布置方式进行布置，谐振点参数不同的传声器组之间可以按照多种传声器布置方式进行组合布置。

进一步地，所述传声器预设间距应小于探测声音信号中心频率对应波长的1/2。

进一步地，所述多谐振点传声器阵列中还设有阵列摄像头。

根据本发明的另一方面，本发明提出一种多谐振点传声器阵列的布置方法，具体包括如下步骤：

S1、对不同谐振点、频率响应范围的传声器进行分类，并根据谐振点大小进行编号；

S2、根据不同谐振点传声器组，通过传声器阵列改进免疫算法对其进行寻优，找到在阵列有限面积情况下，分辨率最高的布置方式和预设间距；

S3、将各个不同谐振点传声器组的最优布置方式进行组合，多组传声器按照所需阵列的有限面积进行交叉布置，完成多谐振点传声器阵列布置。

进一步地，所述步骤S1中分类好的传声器根据谐振点大小由低到高进行编号。

进一步地，所述步骤S2中的传声器改进免疫算法，具体包括如下步骤：