《電子技術(shù)應(yīng)用》
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法國 SAPHIR 公司使用SAVE 保護(hù)臨近地區(qū)免受噪音與振動的影響
Jean-Michel Chalons
摘要: 使用 NI LabVIEW軟件,、NI聲音和振動測量套件,,與NI CompactDAQ,,開發(fā)基于計算機的環(huán)境聲音與振動監(jiān)控系統(tǒng)( Surveillance of Acoustics and Vibration in the Environment,,SAVE),以無線裝置來監(jiān)控建筑工地所產(chǎn)生的聲音與振動,。 "由于 LabVIEW 搭配 NI 聲音和振動測量套件,,可輕松建立符合 IEC 規(guī)定的聲音強度與倍頻分析功能,因此我們使用這兩項工具設(shè)計前端設(shè)備,、中心服務(wù)器和 SAVE 軟件,。"
Abstract:
Key words :

"由于 LabVIEW 搭配 NI 聲音和振動測量套件,可輕松建立符合 IEC 規(guī)定的聲音強度與倍頻分析功能,,因此我們使用這兩項工具設(shè)計前端設(shè)備,、中心服務(wù)器和 SAVE 軟件。"

 

建筑工地產(chǎn)生的振動,,除了會讓人不舒服之外,,也可能對建筑物造成傷害。針對人類對振動的反應(yīng)研究指出,,若以最差的環(huán)境條件來看,,人類對振動可接受的容忍度將遠(yuǎn)低于一般建筑物;因此,,擁有可監(jiān)控建筑工程對周遭環(huán)境影響的系統(tǒng)極其重要,。

創(chuàng)建 SAVE 低成本、高靈活性的硬件架構(gòu)

身為NI聯(lián)盟伙伴的dB Vib Consulting和SAPHIR公司,,設(shè)計和實現(xiàn)了SAVE 架構(gòu),,它包含了多個噪音振動監(jiān)測工作站 (或稱客戶端),和一個中心監(jiān)控服務(wù)器,。通過安裝在監(jiān)控中心服務(wù)器上的用戶界面,,使用者便可對分散于工地四周的工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控。我們設(shè)計這樣靈活的分部式結(jié)構(gòu),,除了可分配不同的監(jiān)控任務(wù)之外,,同時也提高了系統(tǒng)的性能。每個監(jiān)控站可獨立響應(yīng)中心服務(wù)器,,啟動重要任務(wù),,比如在網(wǎng)絡(luò)連接斷開的時候發(fā)出警告并在本地記錄數(shù)據(jù)。

每個噪音與振動監(jiān)控工作站,,都配備一臺置于防護(hù)箱中的筆記本電腦,,并以無線連接的方式與監(jiān)控服務(wù)器通信,。各個工作站均安裝NI USB-9233與NI 9234C系列24位動態(tài)信號采集模塊。選擇NI 9234模塊的原因在于它具有大動態(tài)范圍,,適用于噪音與振動測量,;并有內(nèi)置信號調(diào)理功能,和低功耗的特性,。

我們使用 USB 接線盒做信號調(diào)理,,并采集聲音強度然后做1/3 倍頻分析;用室外麥克風(fēng),、加速器,,與地音探測器采集振動信號。我們使用NI WLS-9163外盒,,搭配具有IEEE 802.11g (Wi-Fi) 無線連接功能的NI 9234,,以最大的靈活性擴(kuò)大監(jiān)控工作站的距離范圍至100米。這樣的無線架構(gòu)可實現(xiàn)低成本的系統(tǒng)擴(kuò)展,。此外,,我們使用NI 9481高電壓數(shù)字輸出模塊觸發(fā)聲音和視覺警報,以即時提醒相關(guān)工作人員,。

在建筑工地中,,我們挑選噪音與振動最敏感的位置安裝監(jiān)控工作站。中央服務(wù)器可自動檢測,、配置,,并管理監(jiān)控工作站;采集并顯示來自多個工作站的數(shù)據(jù)與警報,;下載并備份來自工作站的文件,;并可啟動遠(yuǎn)程訪問功能,發(fā)送警報和通知至遠(yuǎn)處的工作站,。數(shù)據(jù)庫可對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢,、顯示、回放,、以及相關(guān)后續(xù)處理,,從而提供報表,或進(jìn)行不同用戶間的數(shù)據(jù)交互,。

用SAVE 的軟件架構(gòu)滿足日益嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)

我們之所以使用LabVIEW和NI的聲音與振動工具包,,設(shè)計前端設(shè)備、中心服務(wù)器,,和SAVE的軟件體系,,是因為它易于進(jìn)行聲音信號的幅度與倍頻分析,并遵循IEC規(guī)范,包括IEC 61260,,IEC 61672,,IEC 1260,與 ISO 2631,。

聲音系統(tǒng)的需求與分析功能,,除了日益依賴電腦的密集計算之外,也越來越著重細(xì)節(jié),。舉例來說,,法國2006年更新的公共健康規(guī)范,就對環(huán)境噪音進(jìn)行了全域聲音強度的限制 (Leq),。Leq 是一個基于時域的數(shù)據(jù),;因此,其所構(gòu)成的聲音強度并無法代表任何特定頻段,。從早上7點至晚上10點環(huán)境Leq值不可超過5dB(A);晚上 10點至早上7點則不可超過3dB(A),。由于短時變化即可能嚴(yán)重影響環(huán)境噪音,,因此噪音區(qū)間也有相關(guān)規(guī)范與調(diào)整方式(小于10秒、1 ~ 5 分,、5 ~ 20 分,、20 分 ~ 2 小時等等)。

新法規(guī)特別針對 1/3 倍頻頻帶,,規(guī)定其強度標(biāo)準(zhǔn),。舉例來說,若倍頻頻帶中心在 125和250Hz,,則環(huán)境噪音強度不可超過7dB(A),。然而,若倍頻頻帶中心達(dá)到 500,、1000,、2000,與 4000 Hz,,則環(huán)境噪音強度不可超過5dB(A),。

SAVE的模塊化架構(gòu)的監(jiān)控和存檔功能,使得它同樣適用于其它的應(yīng)用,。目前它以及被應(yīng)用到如下系統(tǒng)中:

•     法國天然氣公司 (Gaz de France,,GDF) 的瓦斯管線

•     法國電力公司 (Électricité de France,EDF) 的發(fā)電廠

•     AdduX 公司的裝配線路噪音

 National Instruments的聯(lián)盟伙伴為獨立的商業(yè)實體,,與 NI 之間并不具有任何代理,、合股,或合資關(guān)系。

 

作者信息:
Jean-Michel Chalons
SAPHIR
Rue du Mail
38530 Barraux
法國
Tel: 33 (0) 438.92.15.50
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