系統目的 DFAN為Direct Field Acoustic Noise的縮寫,中文可翻為直接場聲學測試,主要用於航太及軍工產業產品的測試。 在航太及軍工產業,當搭載衛星的火箭或是飛彈在發射時,因為極大的加速度會讓衛星本體或是飛彈彈頭在發射過程中,除了震動之外,同時承受到極大音壓。因此在衛星或飛彈設計及驗證階段,需模擬發射時所承受之音壓來確認裝備可正常運作。 |
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技術緣由
早期為執行前項所提之模擬試驗,使用高壓氮氣通過一些設計過的噴嘴(nozzle),產生所需特定頻段之高音壓來進行測試。但此方法需使用大量氮氣氣體,而氮氣若控制不當會有讓操作人員窒息之虞,所以需於密閉空間進行實驗。此項測試方法稱為Reverberant Field Acoustic Testing (RFAT)。
然而RFAT整體測試系統造價昂貴,且無法進行搬遷或擴充,業界為解決此問題,1990年代開始發展DFAN測試方法,並已逐步取代傳統RFAT,美國航空及太空總署(NASA)並制定技術手冊,最新版本於2016年發行,文件編號NASA-HDBK-7010。
DFAN架構為透過一系列圍繞測試物品佈置的揚聲器產生聲波,得以在被測設備表面提供均勻、控制良好、直接的聲場。該系統採用高性能聲學驅動器、強大的放大器、窄帶多輸入多輸出 (MIMO) 控制器和精密實驗室麥克風。可以模擬直升機、飛機、渦輪發動機或運載火箭啟動時的聲學環境壓力場。高級的系統能夠在 25 Hz 至 10 kHz 的頻率範圍內保持 125–147 dB 的整體聲壓超過一分鐘
系統架構
譜威科技為國內重要研究機關導入DFAT系統,其中包含美國PCB高精度麥克風、德國m+p 振動聲學控制儀、以及德國d&b揚聲器。
本案規劃52組高音壓揚聲器(包括48組V8及4組SL-Sub),採環形方式佈置(如上圖左側環形部分),其中V8每四組堆疊為一架,共計12架,包圍起來之內部空間直徑約3.5m。待測試件(約0.5 x 0.5 x 0.5m)安裝在中心點,揚聲器及待測試件之間,則另安裝精密型麥克風(48組)。
控制器部分,包括48通道訊號輸入及12通道訊號輸出,將精密型麥克風即時量測之音壓訊號經由控制器之演算,即時輸出控制訊號,經過放大器(8組D80)驅動揚聲器產生特定頻率範圍及音壓。
PCB 高精度麥克風連結
m+p Vibcontrol 振動聲學控制儀連結
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