復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)故障的輻射噪聲可以有效反應(yīng)設(shè)備工作狀態(tài)，故障狀態(tài)下其輻射噪聲也包含了主要故障信息，因此聲學(xué)測(cè)量方法在復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)故障的檢測(cè)和診斷方面應(yīng)用廣泛，如電力、汽車、軌道列車、機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)、檢測(cè)和維護(hù)等。聲學(xué)測(cè)量方法通常采用聲傳感器和振動(dòng)加速度計(jì)采集聲與振動(dòng)信號(hào)，振動(dòng)加速度計(jì)等測(cè)量手段需要固定在試件表面，影響試件工作或模態(tài)分析，基于聲傳感器的聲學(xué)測(cè)量方案屬于非接觸測(cè)量，適用性廣泛。

1.矢量振速傳感器檢測(cè)優(yōu)勢(shì)

  傳統(tǒng)標(biāo)量聲傳感器具有全指向性，在近場(chǎng)測(cè)量時(shí)容易受環(huán)境噪聲和被測(cè)試件其他部位噪聲干擾，需要做一定信號(hào)預(yù)處理來(lái)提高信噪比，或直接采用聲傳感器陣列來(lái)提高信噪比。聲矢量傳感器在低頻帶具有8字指向性，即天然具有空間濾波特性，可近距離采集試件微弱噪聲信號(hào)。若進(jìn)一步采用聲矢量傳感器陣列，可以進(jìn)一步獲得超增益指向性，精確定位微小異常噪聲源位置。

2.應(yīng)用案例（某軸承轉(zhuǎn)動(dòng)異響噪聲分析）

對(duì)某軸承組合結(jié)構(gòu)在不同工況下的噪聲進(jìn)行采集，采集現(xiàn)場(chǎng)如下，在軸承結(jié)構(gòu)兩側(cè)靠近軸承部分安裝兩個(gè)傳感器進(jìn)行聲信號(hào)采集。

組合軸承結(jié)構(gòu)的噪聲信號(hào)采集

各軸承轉(zhuǎn)動(dòng)噪聲信號(hào)數(shù)據(jù)說(shuō)明如下表所示，其中

l 所有測(cè)量的轉(zhuǎn)動(dòng)工況均為電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

l 測(cè)量時(shí)均在較為安靜的背景環(huán)境下測(cè)試。

軸承結(jié)構(gòu)2為組裝結(jié)構(gòu)，是將29號(hào)軸承和34號(hào)軸承組合而成的一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。同樣分別測(cè)量了順時(shí)針、逆時(shí)針，以及兩種轉(zhuǎn)速下，共四種對(duì)照試驗(yàn)。結(jié)構(gòu)2在兩種不同轉(zhuǎn)速下的時(shí)頻圖如下：

                  (a) 29號(hào)軸承時(shí)頻域(1pm)           (b) 34號(hào)軸承時(shí)頻域(15pm)

圖13組合軸承結(jié)構(gòu)2的噪聲信號(hào)采集

從上圖可以看到：

l 在轉(zhuǎn)速1 pm的情況下，能量集中在3 kHz以下，整體強(qiáng)度不大，在2 kHz左右有能量較為集中的線譜，聲壓級(jí)為52.7 dB。

l 在轉(zhuǎn)速15 pm的情況下，結(jié)構(gòu)2表現(xiàn)出了一些異常噪聲。從時(shí)域來(lái)看，表現(xiàn)出一定的周期性，周期長(zhǎng)度約為50 s左右；從頻域來(lái)看，在2 kHz附近出現(xiàn)明顯能量集中的帶寬較寬的峰值，高頻段一直到10 kHz能量都有所增加；從聲壓級(jí)來(lái)看，達(dá)到70.6 dB，整體強(qiáng)度較大。