[发明专利]一种脉冲响应信号声强测量的方法

摘要

本发明提供了一种脉冲响应信号声强测量的方法，包括如下步骤：用双传声器探头A、B采集脉冲响应信号声压数据，将两探头测得的声压数据导入计算机，分别记为P'_A(t)、P'_B(t)；确定脉冲响应信号p_Ai(t)的固有频率值和脉冲响应信号p_Bi(t)的固有频率值根据脉冲响应信号p_Ai(t)的起始时间固有频率衰减系数幅值初始相位脉冲响应信号p_Bi(t)的起始时间固有频率衰减系数幅值初始相位参数重构脉冲响应信号，分别记为将重构脉冲响应信号代入瞬时声强计算公式。本发明可以不使用傅里叶变换分解脉冲响应信号，而是将每个脉冲响应信号从原始信号中提取出来，直接计算其声强；可以清晰地测量识别出脉冲响应信号的声强值，有助于准确地判断脉冲响应声波的特性。

主权项

1.一种脉冲响应信号声强测量的方法，其特征在于，包括如下步骤：S01：用双传声器探头A、B采集脉冲响应信号声压数据，将测得的声压数据导入计算机，分别记为P'_A(t)、P'_B(t)；S02：记录信号P'_A(t)和P'_B(t)的时间长度为T，对信号P'_A(t)和P'_B(t)做离散傅里叶变换，通过频谱的峰值个数判定通道中包含的脉冲响应信号数量为m，其中探头A第i个脉冲响应信号设为p_Ai(t)，探头B第i个脉冲响应信号设为p_Bi(t)，p_A(t)和p_B(t)分别记为：其中0＜t＜T；S03：确定脉冲响应信号p_Ai(t)的固有频率值和脉冲响应信号p_Bi(t)的固有频率值构建信号：当初始值i＝1时，LA₀(t)＝p_A(t)、LB₀(t)＝p_B(t)；构建信号LA_i‑1(t)做傅里叶变换，确定最大幅值及对应频率点，确定构建信号LA_i‑1(t)的频率估计值确定频率搜索区间在频率搜索区间内获取H个均分的细分频率点其中，w＝0,1,…,H；构造函数将构造函数与构建信号LA_i‑1(t)做内积运算，寻找內积模极值点，根据极值点处的频率，获取响应信号p_Ai(t)的固有频率值构建信号LB_i‑1(t)做傅里叶变换，确定最大幅值及对应频率点，确定构建函数LB_i‑1(t)的频率估计值确定频率搜索区间在频率搜索区间内获取H个均分的细分频率点其中，w＝0,1,…,H；构造函数将构造函数与构建信号LB_i‑1(t)做内积运算，寻找内积模极值点，根据极值点处的频率，获取响应信号p_Bi(t)的固有频率值S04：根据脉冲响应信号p_Ai(t)的固有频率值构造在时间轴上移动的函数：根据脉冲响应信号p_Bi(t)的固有频率值构造在时间轴上移动的函数：其中：ΔT为函数的时间长度，τ为变量且τ∈(0,T‑ΔT)；构建信号LA_i‑1(t)与构造函数c_Ai(t)做内积运算，构建函数LB_i‑₁(t)与构造函数c_Bi(t)做內积运算，确定内积模极大值，根据确定的内积模极大值，从而确定脉冲响应信号p_Ai(t)的起始时间信号p_Bi(t)的起始时间S05：截取构建信号LA_i‑1(t)在时间段上的声压信号，记为截取构建信号LB_i‑1(t)在时间段上的声压信号，记为构造函数：其中，n_Ai和n_Bi为变量；对构造函数归一化处理得到：y_Ai(t)＝u_Ai(t)/||u_Ai(t)||y_Bi(t)＝u_Bi(t)/||u_Bi(t)||将函数y_Ai(t)与截取信号进行内积运算，将函数y_Bi(t)与截取信号进行内积运算，得到X_Ai、X_Bi的表达式：采用逐级细化方法寻找内积模||X_Ai||和||X_Bi||的最大值，根据X_Ai、X_Bi的表达式计算出衰减系数和S06：根据内积值X_maxAi、X_maxBi和构造函数u_Ai(t)、u_Bi(t)计算出数值：其中：X_maxAi、X_maxBi分别为||X_Ai||、||X_Bi||取得最大值时对应的数值；根据计算得出C_Ai和C_Bi的相位和幅值：其中：Arg(C_Ai)表示求C_Ai的辐角，Arg(C_Bi)表示求C_Bi辐角；|C_Ai|表示求复数C_Ai的绝对值，|C_Bi|表示求复数C_Bi的绝对值；S07：根据脉冲响应信号p_Ai(t)的起始时间固有频率衰减系数幅值初始相位脉冲响应信号p_Bi(t)的起始时间固有频率衰减系数幅值初始相位参数重构脉冲响应信号，分别记为其中：S08：将重构脉冲响应信号代入瞬时声强计算公式：其中，ρ：空气密度；d：探头A和B的间距；取信号瞬时声强的时间平均值，得到此脉冲响应信号的声强：S09：若i＜m时，则i＝i+1，对LA_i‑1(t)和LB_i‑1(t)执行第S03‑S08，计算出剩下m‑1个脉冲响应信号的声强；当i＝m时，循环结束。