声波检定仪论文和设计-肖慎飞

全文摘要

本实用新型公开了一种声波检定仪，属于车辆故障检测定损用具的技术领域。本实用新型包括频谱仪、音频输出部分、声音采集机构和声电信号变换机构，声电信号变换机构与声音采集机构的输入端连接，频谱仪、音频输出部分均与声电信号变换机构的输出端连接，所述声电信号变换机构包括声音采集腔、振动球和信号转换器件，振动球和信号转换器件均位于声音采集腔内，声音采集机构的顶端穿过声音采集腔侧壁与振动球底部连接，振动球与信号转换器件接触，信号转换器件与频谱仪、音频输出部分的输入端连接，信号转换器件将信号传给频谱仪或音频输出部分。其可提高鉴定车辆的故障部位的效率。

主设计要求

1.一种声波检定仪，其特征在于,所述检定仪包括频谱仪（3）、音频输出部分（4）、声音采集机构和声电信号变换机构（2），声电信号变换机构（2）与声音采集机构连接，频谱仪（3）、音频输出部分（4）均与声电信号变换机构（2）的输出端连接，所述声电信号变换机构（2）包括声音采集腔（2-1）、振动球（2-2）、信号转换器件和壳体（2-4），其中，声音采集腔（2-1）位于壳体（2-4）的中心部位，振动球（2-2）和信号转换器件均位于声音采集腔（2-1）内，声音采集机构的顶端穿过声音采集腔（2-1）侧壁与振动球（2-2）连接，振动球（2-2）是一个半径为R的均匀球体，所述球体表面与信号转换器件接触，信号转换器件的电信号输出连接频谱仪（3）或音频输出部分（4），将信号传递给频谱仪（3）或音频输出部分（4）。

设计方案

1.一种声波检定仪，其特征在于,所述检定仪包括频谱仪（3）、音频输出部分（4）、声音采集机构和声电信号变换机构（2），声电信号变换机构（2）与声音采集机构连接，频谱仪（3）、音频输出部分（4）均与声电信号变换机构（2）的输出端连接，所述声电信号变换机构（2）包括声音采集腔（2-1）、振动球（2-2）、信号转换器件和壳体（2-4），其中，声音采集腔（2-1）位于壳体（2-4）的中心部位，振动球（2-2）和信号转换器件均位于声音采集腔（2-1）内，声音采集机构的顶端穿过声音采集腔（2-1）侧壁与振动球（2-2）连接，振动球（2-2）是一个半径为R 的均匀球体，所述球体表面与信号转换器件接触，信号转换器件的电信号输出连接频谱仪（3）或音频输出部分（4），将信号传递给频谱仪（3）或音频输出部分（4）。

2.如权利要求1所述的声波检定仪，其特征在于，所述声音采集腔（2-1）的内部为正方体的腔体，正方体的边长与振动球（2-2）的直径匹配，声音采集腔（2-1）的顶壁的中部设有第一通孔（2-1-1），所述第一通孔（2-1-1）的下部为环形挡片（2-1-2），其上部被螺帽（2-3-4）所封闭，螺帽（2-3-4）的下端设有第一凹槽（2-3-5），在第一通孔（2-1-1）内，由环形挡片（2-1-2）与第一凹槽（2-3-5）构成一个阶梯的腔体，所述信号转换器件即安装在所述腔体内；所述信号转换器件包括弹性膜片（2-3-1）和压电陶瓷传感器（2-3-2），压电陶瓷传感器（2-3-2）固定在弹性膜片（2-3-1）的一侧，弹性膜片（2-3-1）的另一侧则与振动球（2-2）接触，压电陶瓷传感器（2-3-2）产生的信号通过引线（2-3-3）引出；所述螺帽（2-3-4）轴向设有引线通道（2-3-6），所述引线通道（2-3-6）连通第一凹槽（2-3-5）和外界。

3.如权利要求2所述的声波检定仪，其特征在于，所述声音采集机构包括声音采集棒（1）和采集球，采集球固定连接在声音采集棒（1）的底端；所述声音采集腔（2-1）的底壁设有封盖，在封盖的中间设有螺孔，螺孔内螺接有支撑螺帽（2-1-4），所述支撑螺帽（2-1-4）顶端设有第二凹槽（2-1-5），支撑螺帽（2-1-4）的轴向设有贯穿孔（2-1-6），所述贯穿孔（2-1-6）的直径与声音采集棒（1）直径滑动配合，声音采集棒（1）底端穿出所述贯穿孔（2-1-6），所述第二凹槽（2-1-5）与声音采集棒（1）之间设有海绵层，所述海绵层支撑振动球（2-2）底部、并将声音采集棒（1）与声音采集腔（2-1）的底壁隔离。

4.如权利要求3所述的声波检定仪，其特征在于，所述检定仪还包括支柱（5）和支撑座（6），所述支柱（5）的顶端和底端分别与所述声电信号变换机构（2）的底部和支撑座（6）连接；所述支撑座（6）包括底座（6-1）和限位螺帽（6-2），底座（6-1）中部设有螺孔，限位螺帽（6-2）的中部设有通孔，通孔的内径大于声音采集棒（1）的外径，限位螺帽（6-2）的底端设有限位槽（6-2-1），限位槽（6-2-1）内设有海绵层，所述声音采集棒（1）中部固接有球状卡块（1-1），声音采集棒（1）穿过通孔且海绵层将球状卡块（1-1）卡在限位槽（6-2-1）内，限位螺帽（6-2）底部螺接在底座（6-1）的螺孔内。

5.如权利要求4所述的声波检定仪，其特征在于，引线（2-3-3）与引线通道（2-3-6）之间填充有绝缘胶。

6.如权利要求5所述的声波检定仪，其特征在于，所述底座（6-1）的底端设有调节螺杆（7）和吸盘（8），调节螺杆（7）的顶端和底端分别与底座（6-1）和吸盘（8）连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及保险定损和车辆故障检测技术领域，尤其涉及一种声波检定仪。

背景技术

随着生活水平的提高，人均汽车保有量持续上升，随之而来的汽车保险及维修行业也得到了迅猛的发展。车辆在事故定损时，最重要的一项工作就是首先要确定受损的汽车部位和零部件。

由于汽车结构的复杂性，在发生事故时，其转动部分很容易出现异响，尤其是一些高端车，由于其附加配件多，要判断出现异响的部位，通常是维修定损人员的经验判断凭耳朵听来判断异响的部位。但这种方式因维修定损人员的感官判断难免出现失误，准确性较低。经常出现误拆装的问题，浪费人力物力。还有一些部件位于汽车结构的深部，很难判断发生异响的准确位置。为了确定损坏或是出现故障的具体位置，就需要对周边零部件进行拆装，来确定异响的原因和部位。在车体拆装和重组的过程中，会对车体零部件造成损坏和隐形伤害，同时还需要消耗大量的一次性零部件，造成浪费，也会造成人力物力的损失。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种声波检定仪，它通过提取汽车部件运转声波信号、来确定受损部件，本实用新型可提高车辆故障鉴定的准确性和效率。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种声波检定仪，包括频谱仪、音频输出部分、声音采集机构和声电信号变换机构，声电信号变换机构与声音采集机构连接，频谱仪、音频输出部分均与声电信号变换机构的输出端连接，所述声电信号变换机构包括声音采集腔、振动球、信号转换器件和壳体，其中，声音采集腔位于壳体的中心部位，振动球和信号转换器件均位于声音采集腔内，声音采集机构的顶端穿过声音采集腔侧壁与振动球连接，振动球是一个半径为R 的均匀球体，球体表面与信号转换器件接触，信号转换器件的电信号输出连接频谱仪或音频输出部分，将信号传递给频谱仪或音频输出部分。

上述声波检定仪，所述声音采集腔的内部为正方体的腔体，正方体的边长与振动球的直径匹配，声音采集腔的顶壁的中部设有第一通孔，所述第一通孔的下部为环形挡片，其上部被螺帽所封闭，螺帽的下端设有第一凹槽，在第一通孔内，由环形挡片与第一凹槽构成一个阶梯的腔体，所述信号转换器件即安装在所述腔体内；所述信号转换器件包括弹性膜片和压电陶瓷传感器，压电陶瓷传感器固定在弹性膜片的一侧，弹性膜片的另一侧则与振动球接触，压电陶瓷传感器产生的信号通过引线引出；所述螺帽轴向设有引线通道，所述引线通道连通第一凹槽和外界。

上述声波检定仪，所述声音采集机构包括声音采集棒和采集球，采集球固定连接在声音采集棒的底端；所述声音采集腔的底壁设有封盖，在封盖的中间设有螺孔，螺孔内螺接有支撑螺帽，所述支撑螺帽顶端设有第二凹槽，支撑螺帽的轴向设有贯穿孔，所述贯穿孔的直径与声音采集棒直径滑动配合，声音采集棒底端穿出所述贯穿孔，所述第二凹槽与声音采集棒之间设有海绵层，所述海绵层支撑振动球底部、并将声音采集棒与声音采集腔的底壁隔离。

上述声波检定仪，所述检测装置还包括支柱和支撑座，所述支柱的顶端和底端分别与所述声电信号变换机构的底部和支撑座连接；所述支撑座包括底座和限位螺帽，底座中部设有螺孔，限位螺帽的中部设有通孔，通孔的内径大于声音采集棒的外径，限位螺帽的底端设有限位槽，限位槽内设有海绵层，所述声音采集棒中部固接有球状卡块，声音采集棒穿过通孔且海绵层将球状卡块卡在限位槽内，限位螺帽底部螺接在底座的螺孔内。

上述声波检定仪，引线与引线通道之间填充有绝缘胶。

上述声波检定仪，所述底座的底端设有调节螺杆和吸盘，调节螺杆的顶端和底端分别与底座和吸盘连接。

与现有技术相比，本实用新型可以通过采集球和声音采集棒将待检测部件的运行声音传递到振动球，通过振动球再将振动传递到声电信号转换部件，获得信号。利用球体球面的均匀性，可以在信号转换中尽可能地减少信息在传递中的不均匀性。本实用新型通过海绵层的的设置，减少了声音采集棒在传递声波过程中的干扰。声电信号变换机构可以实现将声波转化成电信号，并传递给音频输出部分或频谱仪。声电信号变换机构中振动球和信号转换器件之间通过弹性膜片转换，可以提高信息传递的准确性和稳定性，通过共振腔获得较大的信号输出，提高鉴定车辆的故障部位的效率和准确性。本实用新型在检测判断时可以减少不必要的拆装，节约耗材和人力。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是中图1中B部的局部放大图；

图3是本实用新型中支撑座的结构示意图；

图4是某发动机正常运行波形图；

图5是某发动机故障运行波形图；

图6是音频输出部分的电原理图。

图中各标号分别表示为：1.声音采集棒，1-1.球状卡块，2.声电信号变换机构，2-1.声音采集腔，2-1-1.第一通孔，2-1-2.环形挡片，2-1-4.支撑螺帽，2-1-5.第二凹槽，2-1-6.贯穿孔， 2-2.振动球， 2-3-1.弹性膜片，2-3-2.压电陶瓷传感器(YD)，2-3-3.引线，2-3-4.螺帽，2-3-5.第一凹槽，2-3-6. 引线通道，3.频谱仪，4.音频输出部分，SP、扬声器，5.支柱，6.支撑座，6-1.底座，6-2.限位螺帽，6-2-1.限位槽，7. 调节螺杆，8.吸盘，IC1.芯片，C1-C4，第一耦合电容-第四耦合电容； R1-R5.第一电阻-第五电阻，D1.第一二极管；D2.第二二极管；Q1.第一三极管，Q3.第三三极管，9.音频放大电路，10.功放电路；10-1.左声道功放电路，10-2.右声道功放电路。

具体实施方式

下面结合图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型包括频谱仪3、音频输出部分4、声音采集机构和声电信号变换机构2，声电信号变换机构2与声音采集机构的输入端连接，频谱仪3、音频输出部分4均与声电信号变换机构2的输出端连接，所述声电信号变换机构2包括声音采集腔2-1、振动球2-2和信号转换器件，振动球2-2和信号转换器件均位于声音采集腔2-1内，声音采集机构的顶端穿过声音采集腔2-1侧壁与振动球2-2底部连接，振动球2-2与信号转换器件接触，信号转换器件与频谱仪3或音频输出部分4的输入端连接，信号转换器件将信号传给频谱仪3和音频输出部分4。

如图1至图3所示，声音采集腔2-1的内部为正方体的腔体，正方体的边长与振动球2-2的直径匹配，且声音采集腔2-1的顶壁的中部设有第一通孔2-1-1，所述第一通孔2-1-1连通声音采集腔2-1和外界，所述第一通孔2-1-1底端设有环形挡片2-1-2，其上部被螺帽2-3-4所封闭，螺帽2-3-4的下端设有第一凹槽2-3-5，在第一通孔内，由环形挡片2-1-2与第一凹槽2-3-5构成一个阶梯的腔体，所述信号转换器件2-3即安装在所述腔体内；所述信号转换器件2-3包括弹性膜片2-3-1和压电陶瓷传感器2-3-2，压电陶瓷传感器2-3-2固定在弹性膜片2-3-1的一侧，弹性膜片2-3-1的另一侧则与振动球2-2接触，压电陶瓷传感器产生的信号通过引线2-3-3引出；所述螺帽2-3-4轴向设有引线通道2-3-6，所述引线通道2-3-6连通第一凹槽2-3-5和外界。所述螺帽2-3-4螺接在所述第一通孔2-1-1内，且螺帽2-3-4将弹性膜片2-3-1压在螺帽2-3-4和环形挡片2-1-2之间，压电陶瓷传感器2-3-2位于螺帽2-3-4的第一凹槽2-3-5内，压电陶瓷传感器2-3-2连接在所述弹性膜片2-3-1上侧的中部，压电陶瓷传感器2-3-2与所述引线2-3-3的一端连接，所述引线2-3-3的另一端穿过所述引线通道2-3-6与频谱仪3和音频输出部分4连接，引线2-3-3与引线通道2-3-6之间填充有绝缘胶。所述振动球2-2位于声音采集腔2-1内，且振动球2-2的顶端与弹性膜片2-3-1接触；振动球2-2的底端与声音采集机构的顶端连接。通过上述设置，所述声音采集机构可将待鉴定车辆部位的声波传递到振动球，引发振动球的振动并传递到弹性膜片上，通过压电陶瓷传感器可采用5D15型超声波陶瓷片，其频率覆盖范围宽使机械振动转化成电信号，并通过引线传送给频谱仪或音频输出部分，频谱仪显示电信号的频谱曲线，音频输出部分输出声音，可以为工作人员提供待鉴定车辆部位的可视或可听的信息。

为了提高声音传递的准确性，尽量减少振动球引入的干扰，在所述声音采集腔2-1的底壁中间增加了限位机构，即在所述第二凹槽2-1-5与声音采集棒1之间设有海绵层，海绵层支撑振动球2-2底部、并将声音采集棒1与声音采集腔2-1底壁隔离，这样，既对振动球的振动施加尽可能少的限制，提供最大的振动自由度，防止干扰正常信号传递，同时又加以限制，防止引入振动球本身的振动干扰，实现将声音采集棒信号如实地传递到振动球的目的。

本实用新型还包括支柱5和支撑座6，所述支柱5的顶端和底端分别与所述声电信号变换机构2的底部和支撑座6连接，保证传递和采集声音过程的稳定性。

参看图3，本实用新型的所述支撑座6包括底座6-1和限位螺帽6-2，本实用新型加设中间支持，以进一步顺利传递信号。在底座6-1中部设有螺孔，限位螺帽6-2的中部设有通孔，通孔的内径大于声音采集棒1的外径，限位螺帽6-2的底端设有限位槽6-2-1，限位槽6-2-1内设有海绵层，所述声音采集棒1中部固接有球状卡块1-1，声音采集棒1穿过通孔且海绵层将球状卡块1-1卡在限位槽6-2-1内，限位螺帽6-2底部螺接在底座6-1的螺孔内。通过上述设置，声音采集棒的中部的球形卡块被限位在底座的限位槽内，限位槽内的海绵层可防止声波沿声音采集棒传递时不被扩散至底座上。使用过程中，有海绵层隔离球状卡块和限位槽，手扶支撑座外壁也不会对影响声音采集棒传递声波，减少外界不必要的干扰。

本实用新型所述球状卡块与振动球和采集球的距离相同，这样振动球和采集球以球状卡块呈对称关系，振动球可以与采集球的振动同步。

所述底座底端的均布左前方、左后方、右前方和右后方均一套调节螺杆和吸盘，调节螺杆的顶端和底端分别与底座和吸盘连接。通过分别旋转四个调节螺杆，可以调节底座和吸盘的距离，达到调节底座稳定的目的，使厚重的底座稳定在待检测部位的表面。吸盘可采用真空吸盘或磁性吸盘。

所述弹性膜片采用金属或塑料材质。

本实用新型输出的振动信号，除采用示波器检测外，还可采用扬声器或耳机直接听取其中的2KHZ以下的声音。所用电路示于图6中的音频输出部分，音频输出部分包括音频放大电路9和功放电路10，两级放大后的信号输出至扬声器SP。其中，音频放大电路9选用TPA613-2芯片IC1，所述音频放大电路9设有两路输出端，分别为左声道输出端OUTL和右声道输出端OUTR，均与功放电路10连接。功放电路10包括左声道功放电路10-1和右声道功放电路10-2，所述左声道输出端OUTL通过第二耦合电容C2连接左声道功放电路10-1，右声道输出端OUTR通过第三耦合电容C3连接右声道功放电路10-2。所述音频放大电路9还设有左声道输入端口IN1和INL2，分别通过第一耦合电容C1与压电陶瓷传感器YD电连接。

参看图6，所述左声道功放电路10-1和右声道功放电路10-2结构完全相同；其中，所述左声道功放电路10-1包括第一二极管D1、第二二极管D2、第四电阻R4、第五电阻R5、第一三极管Q1和第三三极管Q3，所述第一二极管D1的阳极与所述第二二极管D2的阳极并接，其连接点通过所述第二耦合电容C2与所述TPA613-2芯片IC3的左声道输出端OUTL连接；所述第四电阻R4为所述第一三极管Q1的基极偏置电阻，所述第一二极管D1的阴极连接所述第一三极管Q1的基极，所述第一三极管Q1的集电极与电源正极连接，发射极与所述第三三极管Q3的发射极连接后经第四耦合电容C4与耳机连接；所述第五电阻R5为第三三极管Q3的基极偏置电阻，第二二极管D2的阴极连接第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的集电极与电源负极连接；所述第一三极管Q1为NPN型三极管，所述第三三极管Q3为PNP型三极管。

电路的工作过程是这样的：IC1接收的信号经过初级放大后由OUTL和OUTR输出，分别通过第二耦合电容C2和第三耦合电容C3传输到左声道功放电路10-1和右声道功放电路10-2，左声道功放电路10-1和右声道功放电路10-2为电压推挽射级跟随器，分别通过三极管以及串联的二极管降低输出阻抗，进行电流进一步放大，最后通过耳机或者扬声器输出给操作者听取。

检测事故车辆的过程如下：

检测时，将吸盘吸附在需要鉴定的发动机或其他部件的表面，然后通过旋转微调调节螺杆，调节底座使底座平衡稳定，同时使采集球抵在待检测部件的表面。启动待检测车辆，待其运行平稳后，然后开启音频输出部分或频谱仪或示波器，通过频谱仪显示待检测部位的实时波频与数据库中预先采集的正常运行无故障的标准波频进行比对，即可鉴定待检测部位是否异常。由于不同的故障具有不同的波形特点和幅度，将这些波形与故障的对应关系输进数据库，即可在定损鉴定时调出比对，从而确定汽车是否出现故障及故障类型。当然，本实用新型也可根据异常音频输出部分由操作人员采集信息，依据经验通过该部件的运行声音来判断待检测部位是否异常。

本实用新型中的图4是某发动机正常运行的波形图，图5是某发动机故障运行的波形图，从图中可以看出，正常的波形图是均匀的曲线，虽然偶尔会出现杂波，但那可能是运行的某个意外振动的干扰。在图5中，在均匀的正常波形之中，会周期性的出现较强的脉冲，这意味着出现了故障，对照数据库中的曲线图谱，即可判断故障的类型。

本实用新型设置了扬声器，对于有经验的工作人员，可以通过扬声器传递出的声音，判断被检测部件是否有异常。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

设计图

声波检定仪论文和设计

声波检定仪论文和设计-肖慎飞

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢