使用NI LabVIEW軟件和PXI硬件完成飛機(jī)噴流噪聲測量

　　使用NI PXI平臺(tái)構(gòu)建多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　我們在基于NI PXI平臺(tái)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上，記錄來自麥克風(fēng)的時(shí)間波形。PXI機(jī)箱包含九個(gè)16通道NI PXI-4496模塊和兩個(gè)4通道NI PXI-4462 DSA板卡，它們具有同步采樣的特性可以確保所有152個(gè)通道處于正確的相位。DSA板卡具有每通道24位模擬輸入和IEPE恒定電流信號調(diào)理的特點(diǎn)，是進(jìn)行精確麥克風(fēng)測量的理想選擇。

　　PXI-4496模塊具有113 dB動(dòng)態(tài)范圍，而且在高達(dá)204.8 kS/s的速率下可以對所有16個(gè)通道進(jìn)行同步采樣。此外，模塊包含內(nèi)建的抗混疊濾波器，這些濾波器的參數(shù)會(huì)根據(jù)采樣率自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，與此同時(shí)，模塊還提供了高達(dá)20 dB的軟件可選輸入增益。113 dB動(dòng)態(tài)范圍和20dB的軟件可選增益調(diào)節(jié)讓我們可以對弱信號和強(qiáng)信號都進(jìn)行精確測量。另外，采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過一轉(zhuǎn)折頻率為0.5 Hz的高通濾波器進(jìn)行AC耦合。

　　圖3：NAH多通道數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視測量系統(tǒng)

　　我們可以用四分之一英寸的G.R.A.S. 40BE自由場麥克風(fēng)和26CB預(yù)放大器進(jìn)行高幅值壓力測量。它允許4 Hz至100 kHz ± 3 dB的頻率響應(yīng)。此外，兩個(gè)設(shè)計(jì)修改可以對這個(gè)應(yīng)用程序傳感器進(jìn)行定制。麥克風(fēng)被設(shè)計(jì)為具有1 mV/Pa標(biāo)稱靈敏度，可以測量高達(dá)170 dB的各個(gè)等級的聲壓。我們還將四分之一英寸麥克風(fēng)的預(yù)放大器擴(kuò)展為半英寸BNC接頭將電線連接降至最小，抑制聲音反射并且提高陣列安裝的堅(jiān)固程度。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上的IEPE調(diào)理板卡提供了恒定電流的前置放大器。

　　NAH測量系統(tǒng)使用包含90個(gè)麥克風(fēng)的二維麥克風(fēng)陣列，通過四個(gè)輪子和導(dǎo)軌，這個(gè)麥克風(fēng)陣列可以在與噴流平行的平面上移動(dòng)。待測區(qū)域被分解為多個(gè)二維麥克風(fēng)陣列塊。導(dǎo)軌讓我們可以在噴流中精確定位測試裝備。此外，可以將測試裝備鎖定在某一位置上。

　　圖4：NAH測量團(tuán)隊(duì)與F-22

　　所有通道的數(shù)據(jù)以流的形式通過同軸電纜，使用MXI-4連接傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的1 U控制器。控制器包含Intel Core 2 Quad處理器和四塊250 GB硬盤驅(qū)動(dòng)器組成RAID 0配置。控制器的RAID 0配置允許超過150個(gè)通道傳輸數(shù)據(jù)流，并同時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)視和分析軟件。