我们是声学成像系统的先驱和全球市场的领跑者

目录 公司简介

声学照相机—让声音可见 04 GFaI成立于1990年，总部位于德国柏林。

声学照相机是该机构重要的研究产品之一。

快速声源定位

06 GFaI提供研究、开发服务的同时，也开展相关

应用领域： 的项目研究工作。从中小型企业到研究所及大

声源识别和降噪 型企业，GFaI已经成功地建立了广泛的合作关

系。

应用领域：

声优化 08

GFaI技术股份有限公司作为GFaI全资公司全

应用领域：

缺陷和瑕疵辨别 面负责GFaI产品线的生产加工及市场业务拓

10 展。

系统组件

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14

声学照相机广泛应用于噪声源定位

星型阵列测量采矿桥 噪声——环境噪声污染

声学照相机——用您的眼睛来“听” 声音和噪声在我们的日常生活中无处不在。汽

车，车间以及房间里，不象眼睛，你没有办法堵

人们在用眼睛来收集信息时，往往要比其 住耳朵。有些声音我们很喜欢，不过大多数我们

他任何感觉器官都要更快，更有适应性。这就 都不喜欢。通常他们只不过太响。越来越多的交

是为什么复杂的工序都是“可视化”的原因， 通工具，越来越多的空中运输，更多更快的生产

与此同时，很多延伸人类视觉领域的技术被发 线和更大功率的风力涡轮机等等，这些是增加影

明，而这些领域一般来讲眼睛是看不见的。X 响人们的噪声级和污染环境的噪声中的一部分。

光机，核磁共振成像（MRI）装置以及红外照

相机仅仅是这些“看见”不可见物质技术中的 使环境更舒适和更安静的第一步就是有效的

一些例子。然而对于噪声，目前只有一些基本 并且详细的分析噪声源。在正确得知辐射噪声源

的途径来测量。如果噪声能够看的见，我们将 的前提下，设计师和工程师能够用有效的方法来

会有什么优势呢？如果通过声学照相机，我们 降低噪声。但是这往往也是问题开始的所在：哪

周围的一切又将”看起来“是什么样子呢？ 些零件，哪些部件，车身的哪个部位或者安装是

噪声辐射的真正原因？并且如何把测量噪声的过

程的方法进行评估和归档？

引擎罩下的交响乐

年复一年，汽车工业投入巨额资金来对噪声

源进行定位和分析，从而来降低噪声的强度和噪

声源的数目。运动性汽车必须要用它的有个性的

通过噪声来和其他车辆区分开来。这个个性化的

声音往往是一个非常重要的卖点。所有的边缘的

杂声都是不能出现而且必须要排除的。怎么来比

以前更快更有效的来达到这个目的呢？

通过噪声影象来做品质保证 在容纳11万人的大型露天体育场进行噪声测量

机械和车间设备的缺陷经常可以通过它们辐 解决的途径在这里：让声音能够看的见

射的噪声被探测到。一个富有经验的技师可以听

出某种缺陷。有缺陷的产品能够在最后的品质控 声学照相机为解决这些问题提供了方案。首先，一个

制中被甄别出来。那么，怎么才能够使得测试象 便携式的系统用来使声音以及声源能够被看的见。声源影

这样自动化地，更加客观的进行呢？ 象图能够在几分钟内准备完毕，和热敏图有点类似。我们

可以这样来描述这种改良：一张图比一千个数据更有说服

到现在为止，漫长的时间和昂贵的技术都被 力。这个技术可以在非常广大的范围内得到应用：从降噪

用来创造期望的结果。这就是为什么急需这些新 和声源定位到品质保证等诸多领域。

的，更巧妙的方法进行工作的原因。

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上图：球型阵列用于车内或室内噪声测试

左图：在可视化的3D模式下表达的基于3D

模型的噪声分布情况

智能系统概念 系统由一个麦克风阵列，一个数据记录

装置和一个笔记本电脑组成。可定制的麦克

工业领域的工程师们，在时间和费用的 风阵列保证了不同领域的使用。您可以在几

压力下，在不增加新的困难的前提下，他 分钟内把麦克风阵列组装就绪。除了记录噪

们需要工具来帮助他们确定和解决问题。 声信号，您还可以记录参数诸如转速，旋转

因此，我们非常注重软件的模块性、易使 角，电压和电流等等。这样，在对被测物的

用性、直观的操作性和最重要的噪声定位 操作环境下，您可以对噪声源的时间和空间

分析部分。 进行定位。

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高精度噪声研究

对噪声源精确定位和识别

工厂的声学测量设置以及2D声学图像

降噪——工业界的强制性任务 另一方面，我们对机器和设备的功率要

求越来越大，速度要求越来越快，重量要求

噪声——经常被人低估的污染。人们在 越来越轻，这也使得他们在噪声辐射方面越

长时间高于65dB的噪声下，罹患心肌梗死的 来越厉害。现在，甚至是对环境没有什么损

可能会大大升高。研究表明，有2%的死于心 害的风车也经常吵的人们不得安生。为了解

肌梗塞的人们是由于交通噪声导致的。在夜 决这个矛盾，需要巨大的资金来计划和发展

深人静的时候，汽车和大卡车影响到人的潜 降噪技术。

意识，通过影响人的睡眠质量来损害人们的

健康。因此，对技术设备的操作性的立法要

求变的越来越有限制。不仅仅是喷气式飞机

和工业设备，对单纯的演示仪器也是如此。

另外，静音往往是很多商品的一大卖点。

在最佳时间内对噪声源 引擎、变速系统和翼挡板的噪声辐射

进行精确的识别和归档

声学照相机可以节省很多时间从而节省很

多金钱。可以很快的对噪声源进行定位，甚至

在几百米的距离上都可以定位到相对于监听者

很精确的位置上。

这个方法有很多优点：和把麦克风放在机

器或者车间然后很麻烦的去寻找噪声源不同，

目标作为一个整体可以包含在几个相关背景的

测量目标中。用这个新的技术来对这些噪声时

间进行归档非常的容易。对比两个声学图片，

可以清晰的显示某种降噪措施实施后的效果。

球型阵列测量飞机机舱2D照片噪声源定位

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有效的品质保证

专业品质帮您节省时间和金钱

把用鼠标选中频率部分的刹车

噪声分布图显示出来

时域和频域可选的噪声分布图

多通道传感器技术—— 可以用计算机系统生动的把结果用电影

有效的声学实验室 来显示。如果需要，考察点的频谱也可以显

示出来。

在收集信息的过程中，使用的传感器越

多，人们认识复杂情况就越清楚，从而可以 这个方法的一个突出的优点就是，在测

更好的再现。 量完成后，没有被测物体和声学照相机就可

以随时完成所有的分析。在测量过程中记录

这就是飞机驾驶仓配备声学和视频传感 和存储了所有需要的数据。用标准的个人电

器收集信号的原因。声学照相机为了显示视 脑，对采集到的数据进行分析可以随时进

觉和听觉的相互关系，也参照相同的原理。 行。

在测量完成后，声学图象和声学电影可以回

放，就好象用指向性麦克风对运行的机器进

行实时的扫描一样。用计算机的回放系统，

可以在预先确定的点上回放声源。通常被高

的噪声源掩盖的声源这个时候就可以看到

了。

右：环型48阵列测量缝纫机

左上：具有缺陷的绕线轴

左下：正常工作的缝纫机声景

声学照相机使得发现缺点 在品质控制中，有经验的工人可以通过

和缺陷变的更简单 异常的声音找到产品的缺陷。

我们许多人都有过下面的经历：发动机 在没有质量保证人员的前提下，声学照

在运转的时候，甚至在仪表盘还没有报错 相机可以发现隐藏在音景中的缺陷。在软件

的情况下，总是感觉有哪里不对劲，声音 中，两个声学图象可以放在一起进行简单对

背景不同，有些有经验的司机可以听出是 比，两个图片中有相同的量程设置，只要单

什么地方出了问题。在工业领域里，这样 击一下鼠标，就可以显示相应的值。所有的

的情况非常类似：仅仅通过声音的差异， 变化都是可视的，并且这样可视化的表现方

我们就可以发现很多缺陷。 式也告诉您噪声源在什么位置。

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独立系统配置

麦克风阵列

用于声学实验室的环形阵列

用于开放空间的星型阵列

用于室内空间的球型阵列

由于声学照相机基于beamforming技术，

麦克风阵列的设计一般需要满足用户的使用

需求和应用。为了满足一些特殊的使用，用

户也可自由配置或搭建自己的麦克风。

所有的阵列中间都包含一个摄像头，麦

克风都是1\/4英寸驻极体压力拾取传感器，环

型和球型支架采用碳纤维材料。

GFaI与SenSound（美国）的合作确保GFaI

能提供全面的声学成像包。现有的声学照相

机Beam-forming硬件通过自由配置麦克风阵

列，实现与SenSound Nearfield Acoustic Holog-

raphy软件无缝连接。关于Holography更多信息

可浏览：www.sensound.com。

麦克风阵列Ring 36\/Ring 48

型号 Ring 36 Ring 48 环型阵列Ring 36\/48用于声学实验室

直径 Ø 0.35 m Ø 0.75 m

测试距离 环型48阵列是宽带测量的首选。

麦克风数量 0.4 m to 2 m 0.7 m to 5 m

最大声级计 对于高频率、小体积设备的测量，环型36

频率范围 36 48 阵列更为合适。

130 dB (standard) 130 dB (standard)

1 kHz to 20 kHz (50 kHz) 400 Hz to 20 kHz

低频段，

可自由搭配形状的24通道

话筒阵列（10Hz~10KHz）

球型阵列Sphere 48 Array 球型阵列

Sphere 120 Array

球型阵列Sphere48\/120——

用于车内测量的48\/120通道的 型号 Sphere 48 Sphere 120

球型话筒阵列系统 直径

测试距离 Ø 0.35 m Ø 0.6 m

该球型阵列是为测量小型设备和在有限 0.3 m to 1.5 m (longer 0.3 m to 1.5 m (longer

制空间中（例如车舱内）对于高频声源定位 麦克风数量 distances possible for distances possible for

而设计的48\/120通道测量系统。话筒是由碳 最大声级计 frequencies > 3kHz) frequencies > 3kHz)

纤维材料做成的，保证了系统最大的声学透 频率范围

明性。话筒的布局也最大程度的减小了旁瓣 48 120

效应。为了减少声场波动的失真而使用了小

尺寸传声器。 130 dB (standard) 130 dB (standard)

球型阵列可以用标配的三角架快速安 1 kHz to 10 kHz 600 Hz to 10 kHz

装，并固定在任何合适的角度。足够的反向

衰减量使得该阵列可以进行全方向的声源定

位测试和频率分析，这样就非常适合在车内

测试使用。

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独立系统配置

麦克风阵列

星型阵列Star 48 Array 螺旋阵列Spiral 120 Array

型号 Star 48 Spiral 120 星型阵列SATR48——

直径 Max span width 3.4 m 2x2m 用于远距离测试和低频分析的

测试距离 3 m to 300 m 3 m to 150 m 多通道测量系统

麦克风数量 48 120 SATR48是设计用于远距离测试的星型阵列，

最大声级计 具有48个测量通道。最大的话筒间宽度跨度为3.4

频率范围 130 dB (standard) 130 dB (standard) 米。系统的可折叠功能使得整个话筒阵列可以通

100 Hz to 7 kHz (>6dB) 200 Hz to 20 kHz 过标准的客货两用车进行方便的运输。系统由一

个带有USB接口的摄像头和48个1\/4英寸驻极体话

筒组成。

STAR48采用非平面的话筒阵列分布，其专利

构造保证了该阵列具有最大的反向衰减量，特别

适合在有干扰的声学环境中进行声源识别的测量

分析。特别适合做通过噪声的测试。该阵列有一

个标配的3米高三角架，还有一个三自由度的适配

器可以把话筒阵列固定在任何角度。

螺旋阵列120——用于风洞测量系统

螺旋120阵列用来测量大目标和特殊测量场

合，如风洞测量。具有卓越的动态范围。

独立系统的配置

数据采集

数据记录仪：mcdRec721 Data Recorder mcdRec

是为声学照相机在实验室内外使用而 Measurement cards

特别设计的新一代数据记录器。模块化的

系统配置，提供了很高的数据传输率和多 从左至右 卡的类型 通道数量 输入

种接口类型，例如：以太网等。其创新的

设计(操作系统为Windows XP)使得该记录 1 cPCI Analog Measurement Card 24 analog diff. 2.5 ± 1 V

仪可以适应各种不同的要求和新技术的发 for microphone arrays 8 analog diff. ± 10 V

展。 4 analog 4.7 mA \/ 1 to 23 V

2 cPCI Analog Measurement Card 12 digital 7 V to + 12 V

技术指标 for AC\/DC measurements

·10英寸机架48-144个通道（每块卡为24个 3 cPCI Analog Measurement Card

通道） for TEDS sensors, 30 bit adc

·采样频率48kHz-192kHz，最大6MS\/s 4 cPCI Digital isolated Measurement

·Windows XP系统 Card with Remote Connector

·网络功能

·网口连接，传输速度20MByte\/s

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独立系统配置

NOISEIMAGE 软件

NoiseImage可以同时选择和显示各种分析结果：时间、频率、转速、空

间选择

数据的采集，分析和存储 软件分析功能：

生成声学图像和影片

·记录模块中增加了预览功能；

在软件的发展过程中，操作是否简便、 ·时域信号和频谱分析的显示；

是否能帮助用户找到重要问题的答案以及总 ·A-，B-，C-标准权计；

体品质和稳定性是否足够高等方面一直被给 ·参数可调的Butterworth滤波器；

与很多的关注。基础的、直观的和图形化的 ·生成2D与3D的声学照片；

用户界面一直在升级。八年的实际应用经验 ·生成2D声学电影(包括视频信号的自动刷新)；

和用户的建议促进了Noiseimage软件的发展。 ·频率分析范围可选的声学照片

该软件在结构体系上有很多新的特性。软件 （SpectralPhoto2D)；

具有很多可选的功能模块。如果在软件基本 ·分析位置可选的频谱分析和频谱图

功能的平台上扩展了其它可选功能模块，就 ·分析位置可选的阶次分析和阶次阵图

会带来新的图形界面和分析工具。用户自己 ·数据可以兼容HeadAcoustic公司的ArtemiS软件

决定采用哪些可选功能模块来满足实际使用

需求。 以及MathWork公司的Matlab软件。

·48kHz采样率最大缓存时间173秒

·时域\/频域beamforming技术的宽带短时间分析

·其他分析方法，如zero-padding

环型阵列测量卡车噪声辐射 风车的2D声学电影。

及生成的3D声学图像 车内3D声学图像和谱分析。

NoiseImage帮助您在2D光学图片或3D-CAD模型上定位

2D\/3D声学照片 2D声学电影 频谱Photo 2D

·高精度声学谱图(20M像素以上) ·高时间分辨率，最高至每秒上千帧的 ·手动选择频率分析范围，并在Photo

·声学谱图中基于某个位置的信号回放 超慢声学动作 2D分析工具中快速刷新分析结果

·频率范围可选的声学照片(使用band

·在移动的图像中生成频谱图(Movie On ·选择分析频率范围可通过鼠标快速

filter) Movie功能) 简便操作

·直接在频谱图选中某区域就可以生成

·在声学电影中的选定位置回放信号 ·连续转换分析频率范围

对应的频率和时间可选的声学照片 ·声学电影的对比度可调(颜色，压力 ·频率和幅值坐标可线性和对数显示

·使用基于时域的Beamforming技术进行 ·简单快速的1\/3倍频程分析

和分贝) ·可在1\/3各倍频程频带上显示声

宽频段的短时信号分析 ·声学电影到AVI格式的慢放(无声)和

·声学照片对比度可调(显示的颜色， 压级

实时(有声)的完整输出。 ·声学图像可输出成文本格式、

压力或分贝) ·将声学电影的独立帧以JPG\/BMP格式

·声学照片的JPG\/BMP格式输出 JPG、PNG或BMP等图像格式

·AVI格式慢放(无声)和实时2D或3D播 输出。 ·AVI格式慢放(无声)和实时2D或3D

·AVI格式慢放(无声)和实时2D或3D播

放(有声) 播放(有声)

放(有声)

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