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汽车天窗产线测试的减振降噪

采用了多种手段降低天窗产线测试环境振动噪声信号的干扰,提高有用信号的性噪比。

应用背景

目前汽车天窗产线测试时,通过顶杆式加速度传感器测量天窗运行时的振动加速度计值,信号经过混音器传递到耳机,主要通过工人人工判断是否有异响,产品是否合格,或者辅助以自动测试软件计算多路加速度信号的特征值,判断其是否超过规定的阈值进行判别。此2种方法都直接依赖加速度传感器信号的质量,在产线上,往往会有其他设备产生的振动噪声对天窗被测处加速度信号造成干扰,影响判断的准确率。

 

减振降噪方案

1、针对来自产线上其他部位的振动传递到振动传感器处引起的干扰,减少的主要手段的有传感器安装处的隔振和信号处理。

 

物理隔振

根据测试隔振结果选择合适的隔振结构和材料,通常情况下需选择产线上常有的振动频段来进行隔振,选择此频段内性能较好的隔振材料和结构。典型测试流程如下:在未夹住天窗的情况下,单独对隔震单元测试。测试中在隔震单元前后各布置一块加速度计,对比敲击下两个加速度计的振动幅值。

 

对比上述数据,隔振单元独立工作时,在垂直方向有一定的隔振效果,在水平方向隔振作用不显著。需针对天窗可能受干扰的情况,选择合适的减振器。

 

信号处理

当隔振效果不明显或者是代价较高不方便施工时,可以考虑在台架附近额外布置几个加速度传感器,作为环境振动参考点,同步测量环境振动值,用于和测得的天窗动作信号同步分析,以剔除某些明显是环境振动的干扰。
一些常用的算法如:计算环境振动信号和天窗被测信号的相关性,如果某次测量当中受到了较大的背景振动干扰,那么天窗上测量的加速度信号和环境参考点的加速度信号都应该同时受到干扰,之间具有某种内在的物理联系,通过相关分析得出的它们之间存在着某种虽然不精确、但却具有相应的、表征其特性的近似关系。可根据之前积累的数据,当相关系数大于某个阈值,数据无效重新进行测试。
除此之外,还可以根据现场情况采用其它的信号处理方法:如某频段内振动能量值、自适应滤波噪声滤除、频率响应关系分析、传递路径分析等方法。
2、测试时传感器接触到天窗,人和其他设备发出的噪声,经过天窗(薄板结构)的传递(有可能放大某些频段的信号),引起振动传感器处的干扰。此种干扰源,主要是由于天窗本身是薄板结构,声波会引起天窗结构的振动,为了避免或降低这一部分的干扰,需进行传递路径测试,测试天窗对不同频段声源的传递函数频谱特性,对影响较大的区域,软件中进行针对的抑制。

 

 

根据实测的天窗对噪声的频率响应函数,测试时在天窗附件增加麦克风监测环境噪声,根据测试的频响函数,计算噪声对天窗测点处的影响,通过只适应滤波器实施降噪处理。
3、产线消声室
为了彻底隔绝外界振动和噪声对测试结果的影响,目前工业上比较成熟的解决方案是将测试过程放置在消声室中进行,在流水线的测试工位上建设具有隔振降噪功能的消声房,消声房的进出口有电气门,当有产品在内部测试时,进出口的门关闭,测试完毕开启,更换测试产品。
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