一种车内空腔模态测试装置及测试方法
阅读说明：本技术 一种车内空腔模态测试装置及测试方法 (In-vehicle cavity modal testing device and testing method ) 是由 齐伸翼 孙延伟 李广府 纪金亮 张翀翊 马君 郭彦斐 赵亚 李有哲 郭孟鸽 孔剑 于 2021-08-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种车内空腔模态测试装置及测试方法,车内空腔模态测试装置包括伸缩块、短间接块、长间接块、测试块、安装钩、麦克风、高度测试器和无线控制器,根据车内测试空间宽度选用合适数量测试块、短间接块以及长间接块,他们之间连接形成测试组,然后在测试组的首位两端分别吸附两块伸缩块。本发明由于能够灵活调整测试组的长度及测试点的数量,满足车内复杂空间的测试需求；本发明通过遥控控制装置高度,避免的反复开车门进行调整的过程,节省了大量试验时间；本发明通过高度仪测试,避免了人为测试的不准确性。(The invention discloses an in-vehicle cavity modal testing device and a testing method, wherein the in-vehicle cavity modal testing device comprises telescopic blocks, short indirect blocks, long indirect blocks, testing blocks, mounting hooks, microphones, a height tester and a wireless controller, the testing blocks, the short indirect blocks and the long indirect blocks are selected in proper quantity according to the width of in-vehicle testing space, a testing group is formed by connecting the testing blocks, the short indirect blocks and the long indirect blocks, and then two telescopic blocks are respectively adsorbed at the first two ends of the testing group. The length of the test group and the number of the test points can be flexibly adjusted, so that the test requirement of complex space in the vehicle is met; the height of the remote control device is controlled, so that the process of repeatedly driving the car door to adjust is avoided, and a large amount of test time is saved; the invention avoids the inaccuracy of artificial test through the test of the height gauge.)
技术领域
本发明涉及汽车加工制造技术领域，具体涉及一种车内空腔模态测试装置及测试方法。
背景技术
伴随人们生活品质的提升，当前人们对汽车的NVH属性要求越来越高，NVH属性已经成为汽车开发过程中的重要指标之一，而车内噪声是影响NVH属性重要因素。为了降低和控制车内噪声，必须研究车内空腔的声学特性。通过测量汽车空腔声学模态，获取车内空腔的声学模态频率和模态振型，能够了解汽车车内声压分布，一方面可以指导车身设计，使加强梁或钣金的振动频率与空腔模态错开一定频率，从而降低耦合作用而避免轰鸣声的产生；另一方面，通过建立声腔有限元模型，与测试出的空腔声学模态的振型与频率进行修正，从而提高有限元预测车内轰鸣声的准确程度，这对于车辆正向开发有很重要的意义。虽然业界目前大多采用低频体积声源以及传声器对声腔模态进行测试，但目前还没有一种相应的高效装置，以致于在测试过程中需要重复移动固定传声器或支架，过程繁琐，浪费时间，极大地影响了测试效率及浪费人工成本。
如图1和图2所示，为现有车内声腔模态测试装置的两种示例。现有车内声腔模态测试方式是将传感器排成一排，固定在可移动一个架子上，并与体积声源一起放置在车内，试验开始后试验人员开启体积声源发出声波，并按照一定的高低、左右间隔，多次的移动架子的高低及前后位置，内不同位置的声压进行测量，最后通过对测试数据的分析获取车内空腔的声学模态频率和模态振型。
现有声腔模态测试装置有以下缺点：①由于两次测试位置的间隔越小，获得的声学模态频率和模态振型越精确，以致于在测试过程中需要多次开启车门重复移动固定支架，再进行声压测量，过程繁琐，浪费时间，极大影响了测试效率及浪费人工成本；②由于车内空间比较复杂（如驾驶员座椅前端等），测试过程中难以调整麦克风固定支架长度及麦克风固定位置，因此在此过程中也影响了测试效率及浪费人工成本，同时现有装置部分区域不满足测试条件；③测试的高度变化由测试人员使用卷尺测得，读取信息复杂，且位置信息不够准确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车内空腔模态测试装置及测试方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种车内空腔模态测试装置，包括伸缩块、短间接块、长间接块、测试块、安装钩、麦克风、高度测试器和无线控制器，根据车内测试空间宽度选用合适数量测试块、短间接块以及长间接块，他们之间连接形成测试组，然后在测试组的首位两端分别吸附两块伸缩块；
其中：
伸缩块包括伸缩块块体、电池、控制器、无线接收器、电机、负极吸附磁铁、正极吸附磁铁、拉索和挂钩，伸缩块块体块体的左右两侧分别设负极吸附磁铁和正极吸附磁铁，伸缩块块体内安装卷扬轴，卷扬轴由电机驱动，拉索一端缠绕在卷扬轴上，拉索另一端由伸缩块块体伸出并连接挂钩，无线接收器接收无线控制器信号，并通过控制器控制电机旋转，以实现收缩或放松拉索；
短间接块包括短间接块块体、负极吸附磁铁、高度测试器安装槽和正极吸附磁铁，短间接块与长间接块配合用于调节整个装置长度；短间接块块体的左右两侧分别安装负极吸附磁铁和正极吸附磁铁，短间接块块体的背部设有高度测试器安装槽，高度测试器安装槽用于安装高度测试器；
长间接块包括长间接块块体、负极吸附磁铁、高度测试器安装槽、正极吸附磁铁，长间接块与短间接块配合用于调节整个装置长度；长间接块块体的左右两侧分别安装负极吸附磁铁和正极吸附磁铁，长间接块块体的背部设有高度测试器安装槽，高度测试器安装槽用于安装高度测试器；
测试块包括测试块块体、负极吸附磁铁、麦克风安装孔、正极吸附磁铁，测试块块体的左右两侧分别安装负极吸附磁铁和正极吸附磁铁，测试块块体的外侧设有麦克风安装孔，麦克风安装孔用于安装麦克风；
安装钩包括挂环及连接盘，连接盘用于吸附在车窗玻璃或顶棚玻璃表面或通过胶带粘附在车顶内饰处，挂环用于与挂钩结合。
优选的，所述高度测试器包括壳体，以及壳体内设置的无线发射器、电池和距离传感器，其中距离传感器用于监测装置车内离地高度，无线发射器用于将高度信息发送至无线控制器处；壳体外设置卡槽，与高度测试器安装槽配合连接。
优选的，所述长间接块块体的长度大于短间接块的长度。
优选的，所述麦克风安装孔内含有橡胶膜。
优选的，所述连接盘为吸盘结构。
本发明还公开一种车内空腔模态测试方法，使用所述的车内空腔模态测试装置，包括以下步骤：
（1）根据车内测试空间宽度选用合适数量测试块、短间接块以及长间接块，通过他们之间的吸附磁铁进行连接形成测试组，然后在测试组的首位两端分别吸附两块伸缩块；
（2）将安装钩的连接盘吸附在车窗玻璃或顶棚玻璃等表面或通过胶带粘附在车顶内饰处，然后将伸缩块内的拉索拉出，将挂钩挂在安装钩的挂环上；
（3）高度测试器通过卡槽卡入短间接块或长间接块背部的高度测试器安装槽，保证高度测试器的距离传感器能够测试到合适高度数据，将麦克风放入测试块的麦克风安装孔内；
（4）通过控制器调节伸缩块内的电机对拉索进行收缩或放松，以此控制测试组在一个合适的控制高度，然后打开体积声源进行一组测试，然后收缩或放松拉索再准备进行下一组测试；
（5）参照步骤（1）至步骤（4），移动安装钩的吸附或安装位置，逐步完成车内声腔模态试验。
本发明的有益效果：
本发明可满足车内空腔模态测试：（1）通过调整短间接块、长间接块数量可调整测试装置的长度以此满足车内复杂空间的测试要求；（2）安装钩可吸附在车窗或车内顶棚处，然后通过胶带固定，伸缩块的拉索通过钩子钩附在安装钩上，因此控制伸缩块收缩或放松拉索长度，即可调节测试装置高度；（3）通过调整测试块的数量即可满足不同测试密度的要求；（4）短间接块及长间接块背部可安装高度测试器，并可通过无线装置放射至控制器处，通过控制器显示屏即可读出。
本发明带来的有益效果：（1）此装置由于能够灵活调整测试组的长度及测试点的数量，满足车内复杂空间的测试需求；（2）此装置通过遥控控制装置高度，避免的反复开车门进行调整的过程，节省了大量试验时间；（3）此装置通过高度仪测试，避免了人为（卷尺）测试的不准确性。
附图说明
图1是现有现有车内声腔模态测试装置的示例一；
图2是现有现有车内声腔模态测试装置的示例二；
图3是本发明的车内空腔模态测试装置的正面结构示意图；
图4是本发明的车内空腔模态测试装置的背面结构示意图；
图5是本发明中伸缩块的结构示意图；
图6是图5中A处的内部放大示意图；
图7是本发明中短间接块的结构示意图一；
图8是本发明中短间接块的结构示意图二；
图9是本发明中长间接块的结构示意图一；
图10是本发明中长间接块的结构示意图二；
图11是本发明中测试块的结构示意图一；
图12是本发明中测试块的结构示意图二；
图13是本发明中麦克风的结构示意图；
图14是本发明中安装钩的结构示意图；
图15是本发明中高度测试器的结构示意图；
图16是本发明中高度测试器的内部示意图；
图17是本发明中控制器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
如图3至图17所示，本实施例的一种车内空腔模态测试装置，主要解决的技术问题为：（1）车量空腔模态的测试过程繁琐且需要多人合作，浪费试验人力及测试时间；（2）测试过程中，两次声强测量的位置信息由于是试验人员通过卷尺测量，不够准确；（3）车内空间较为复杂，现有装置部分区域不满足测试条件。
本实施例涉及的术语解释：距离传感器：距离传感器是一种利用红外线反射原理对障碍物距离进行测量的传感器；噪声传感器（麦克风）：噪声传感器是内置一个对音敏的电容式驻极体话筒,声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，从而实现光信号到电信号的转换的传感器。
一种车内空腔模态测试装置，包括主要由伸缩块1、短间接块2、长间接块3、测试块4、安装钩5、麦克风6、高度测试器7和无线控制器35，根据车内测试空间宽度选用合适数量测试块4、短间接块2以及长间接块3，他们之间连接形成测试组，然后在测试组的首位两端分别吸附两块伸缩块1。
其中：
伸缩块1包括伸缩块块体、电池8、控制器9、无线接收器10、电机11、负极吸附磁铁12、正极吸附磁铁13、拉索14和挂钩15，伸缩块块体块体的左右两侧分别设负极吸附磁铁12和正极吸附磁铁13，负极吸附磁铁12及正极吸附磁铁13主要用于与其它间接块及测试块进行磁性连接。伸缩块块体内安装卷扬轴，卷扬轴由电机11驱动，拉索14一端缠绕在卷扬轴上，拉索14另一端由伸缩块块体伸出并连接挂钩15，无线接收器10接收无线控制器35信号，并通过控制器9控制电机11旋转，以实现收缩或放松拉索14。
短间接块2包括短间接块块体16、负极吸附磁铁17、高度测试器安装槽18和正极吸附磁铁19，短间接块2与长间接块3配合用于调节整个装置长度；短间接块块体16的左右两侧分别安装负极吸附磁铁17和正极吸附磁铁19，负极吸附磁铁17及正极吸附磁铁19主要用于与其它间接块及测试块进行磁性连接；短间接块块体16的背部设有高度测试器安装槽18，高度测试器安装槽18用于安装高度测试器7。
长间接块3的长度大于短间接块2的长度，长间接块3包括长间接块块体20、负极吸附磁铁21、高度测试器安装槽22和正极吸附磁铁23，长间接块3与短间接块2配合用于调节整个装置长度；长间接块块体20的左右两侧分别安装负极吸附磁铁21和正极吸附磁铁23，负极吸附磁铁21及正极吸附磁铁23主要用于与其它间接块及测试块进行磁性连接；长间接块块体20的背部设有高度测试器安装槽22，高度测试器安装槽22用于安装高度测试器7。
测试块4包括测试块块体24、负极吸附磁铁25、麦克风安装孔26和正极吸附磁铁27，测试块块体24的左右两侧分别安装负极吸附磁铁25和正极吸附磁铁27，负极吸附磁铁25及正极吸附磁铁27主要用于与其它间接块进行磁性连接；测试块块体24的外侧设有麦克风安装孔26，麦克风安装孔26内含有橡胶膜，用于安装麦克风6。
安装钩5包括挂环28及吸盘29，其中吸盘29主要用于吸附在车窗玻璃或顶棚玻璃表面或通过胶带粘附在车顶内饰处；挂环28主要用于与挂钩15结合。
高度测试器7包括壳体30，以及壳体30内设置的无线发射器32、电池33和距离传感器34，其中距离传感器34用于监测装置车内离地高度，无线发射器32用于将高度信息发送至无线控制器35处；壳体30外设置卡槽31，与短间接块2或长间接块3的高度测试器安装槽配合连接。
本实施例还公开一种车内空腔模态测试方法，使所述的车内空腔模态测试装置，包括以下步骤：
（1）根据车内测试空间宽度选用合适数量测试块4、短间接块2以及长间接块3，通过他们之间的吸附磁铁进行连接形成测试组，然后在测试组的首位两端分别吸附两块伸缩块1；
（2）将安装钩5的吸盘29吸附在车窗玻璃（顶棚玻璃等）表面或通过胶带粘附在车顶内饰处，然后将伸缩块1内的拉索14拉出，将挂钩15挂在安装钩5的挂环28上；
（3）高度测试器7通过卡槽卡入短间接块2或长间接块3背部的高度测试器安装槽，保证高度测试器7的距离传感器34能够测试到合适高度数据，将麦克风6放入测试块4的麦克风安装孔25内；
（4）通过控制器调节伸缩块1内的电机11对拉索14进行收缩（放松），以此控制测试组在一个合适的控制高度，然后打开体积声源进行一组测试，然后收缩（放松）拉索14再准备进行下一组测试。
（5）参照步骤（1）至步骤（4），移动安装钩5的吸附或安装位置，逐步完成车内声腔模态试验。
本实施例可满足车内空腔模态测试：（1）通过调整短间接块、长间接块数量可调整测试装置的长度以此满足车内复杂空间的测试要求；（2）安装钩可吸附在车窗或车内顶棚处，然后通过胶带固定，伸缩块的拉索通过钩子钩附在安装钩上，因此控制伸缩块收缩或放松拉索长度，即可调节测试装置高度；（3）通过调整测试块的数量即可满足不同测试密度的要求；（4）短间接块及长间接块背部可安装高度测试器，并可通过无线装置放射至控制器处，通过控制器显示屏即可读出。
本实施例带来的有益效果：（1）此装置由于能够灵活调整测试组的长度及测试点的数量，满足车内复杂空间的测试需求；（2）此装置通过遥控控制装置高度，避免的反复开车门进行调整的过程，节省了大量试验时间；（3）此装置通过高度仪测试，避免了人为（卷尺）测试的不准确性。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“X、Y、Z”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
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