| 概述 |
近期去某汽车研究院调研，同时拥有矢量声刷和标量声学相机的NVH经理说“声刷和声学相机都很有用，一个解决近场，一个解决远场。一个对低频友好，一个适合高频。一个适用稳态，一个适用瞬态。我们经常会配合使用。”
从传感器尺寸上来看：
某标量声学相机产品的传感器阵列直径约18cm，测试距离一般大于0.2m
粒子声学矢量传感器，内部传感器封装最大直径7mm，外壳直径为12.7mm测试距离：1cm~10cm。
更适合探测狭小空间，特别是车厢底部、车窗漏声以及其他振动的小部件等。
声刷对低频友好，声学相机适合高频
矢量传声器可探测的频率范围是20Hz-10KHz，经调研，很多机械或发动机异响低频范围在50Hz-1kHz，而标量声学相机推荐的测量频率范围1KHz-60KHz，无法对1kHz以下低频噪声有效定位。
粒子声学矢量声刷所用传感器
为何声学相机的频率范围对低频不是很友好，这要从标量麦克风阵列定位的原理谈起。
各个麦克风接收的信号具有与声源位置相关的时延（相位差），通过时延匹配，可以得到远场声源方位信息，因此时延进行估计是大多数声源定位技术的理论基础。
如上图所示，时延估计要求麦克风间距d小于等于所分析噪声的波长的一半，否则相位模糊导致时延估计错误。传统的标量声学相机因其定位原理，决定了标量声源定位的局限性，如1）麦克风阵列的尺寸决定了其所能测量分析的目标噪声频率下限；2）阵列尺寸越小，低频噪声的定位准确度越低；下图是各种声源探测用标量阵列的尺寸示意。
所以，一般直径在18cm的标量麦克风阵列，对高频会比较友好，对低频则不够敏感。
屏蔽背景噪音，声刷堪称完美
矢量声刷，主要由矢量传声器获取声场信息，矢量传声器既能测量到声压，又能测量到声质点振速，声质点速度传感器结合声压传感器能够完整的描述整个声场（声压、声质点振速、声强、声阻抗）。利用声质点振速的8字指向特性可以抑制环境噪声改善宽带声源定位能力，并且这个8字指向性不会随着测量频率变低而性能劣化。所以，矢量传声器可以在正常背景噪声的干扰下直接测试。
不要小看屏蔽背景噪音的功能，在实际应用中，如不具备消声室这样的测试环境，此功能可实现工业制造中不下线检测，或者设备在工作环境中的较精准检测。
下图是我们在简易环境下测试小型电机的噪声分布，以及得出添加某材料后，噪音可降6DB的简单实验环境。
也是因为声刷是用一支传感器扫描物体声场成像，所以适用于稳态的声场，而声学相机扫描声场时阵列可不移动，除稳态声场之外，也适用于更适用于瞬态声场。
因为没有深入应用，仅看理论感受还不够深刻。
我们拿兄弟公司的标量声学相机，一起做了实验，才有了更直观感受。
下面来模拟漏声检测实验：
我们把手机打开作为声源，放入一个30cm*30cm*12cm的亚克力盒子里，在盒子左侧盖垫张餐巾纸掀起盒子约2mm。（手机用的是SoundGeneratorAPP发声）
打开手机声源，200Hz单频噪音播放，如下是声学相机的成像（基本看不到声源），印证了声学相机对于低频局限。
如下是矢量声刷的呈像。可清晰看到盒子边缘的声泄露。
把声源声音调至1200Hz。声学相机成像如下图所示，声像云图覆盖了整个盒子，但仅能看到大的声源位置，无法定位出是盒子哪个部位泄露的噪声。
通过声刷的声质点振速U通道的声成像云图则可以看到漏声缝隙。
在此基础上我们又放了两个手机在台子上，检验声刷是否能定位两个手机的发声点。
声刷得出的声成像图如下，相距仅8cm，仍然可以找到精确的声源点，即手机的麦克风位置。
| 结论 |
由此，理论和实测得出：
1. 声学相机适用于远场高频噪声信号的分析定位，声学相机定位精度约20cm*20cm，适合瞬态声源分析。
2. 声刷适用于近场，低频到高频噪声均可，并且可以有效屏蔽背景噪声，定位的精度可以在厘米级别，适合稳态声源分析。
由此可见，声刷和声学相机配合可以更全面的分析目标噪声辐射特性。
| 公司情况 |
南京粒子声学科技（简称粒子声学）是国内第一家研究矢量声学并且成功研制出矢量声学传感器以及开发出一系列工业应用的高科技创新企业。核心团队来自中国科学院声学研究所与南京大学。
能够同时掌握芯片设计、传感器设计与生产、矢量声学算法以及矢量声学测量测试和声学应用，是公司的核心竞争力。
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