噪声保护和控制在专业和私人环境中都发挥着重要作用。空气声测试作为标准测试方法，可帮助确定声音的传播路径，是降噪手段之一。通常情况下，我们使用全指向性声源，如精密的360°扬声器来发声，这样设计目的是确保点声源在各个方向上的声音辐射能够均匀。这个创新的十二面体声源专为测试室内和建筑声学而设计,例如验证墙壁的隔声性能。为了能够在大带宽范围内产生声辐射，所有集成在内的单个扬声器都需要同相位振动。膜的结构动力学特性起着决定性作用，因为它们决定了最终振动特性和每个扬声器的振型。全指向性扬声器的质量主要看各向声辐射的一致性，这通过单个扬声器之间的量级比和相位关系来描述。本次试验中，我们采用德国Polytec公司的全自动机器人结构测试系统RoboVib®，对十二面体的全指向性扬声器的各个方向的结构动力学进行完整的参数化测试。十二面体扬声器的三维光学振动测量试验搭建按照预设，RoboVib®按顺序移动至不同的测试位置，最优化记录每个扬声器的振动特性。在每个测试位置上，三束激光同时照射在扬声器膜上的同一测点上，对该膜整个表面进行扫描式振动测试。之后，RoboVib®将自动移动至下一测试位置，开始下一个扬声器膜的测试。图1RoboVib®在十二面体声源上的振动测试直观的3D可视化测试数据3D动画包含了每个扫描点的振幅和相位信息。图2中是这些复杂信息中的一项，各点速度值的RMS结果分布。由于测量网格的高空间分辨率，扬声器的振型随着频率的增加而变得越来越复杂，测试完毕后，结果立刻显示出来。图2速度值的RMS值分布图3其中一个扬声器在100Hz时的工作变形图4其中一个扬声器在1043Hz时的工作变形通过比较各膜中心的正交振动，显示出不同扬声器之间的相位同步性。在这里，除了显示幅值响应外，也显示了相位响应，将其中一个扬声器作为相位参考。图5所有单个扬声器在30~500Hz之间的频谱图图6各个扬声器与参考扬声器的相对相位差十二面体扬声器的性能不仅取决于单个扬声器之间的同步性，还取决于外壳的机械刚度和鲁棒性。在这里，我们通过RoboVib®机器人结构测试系统对壳体进行扫描测试，显示了与单个扬声器相比，十二面体外壳的低振动特性。图7扬声器外壳和单个扬声器的振动速度RMS值分布基于工业机器人辅助的激光扫描振动测试系统的主要优点之一是与安装式加速度计等其它测试方法相比，本方法具有接近无限的空间分辨率。此外，Polytec激光测振仪采用非接触式，使用激光作为探测手段，对被测结构无任何附加质量影响，确保测试结果真实可靠。这些未受影响的测试结果可立刻在评估软件里显示为工作变形的三维动画，NTEK十二面体的高保真测试数据就是对Polytec激光测振仪测试性能的最好证明。
船舶发动机涡轮增压器的激光振动测试---边界条件，测试误差，可重复度MANEnergySolutions简介MANENERGYSOLUTIONS总部位于德国，是大缸径柴油和燃气发动机以及涡轮机械的全球领先供应商。他们的产品系列包括用于船舶和固定式应用的二冲程和四冲程发动机，涡轮增压器和螺旋桨，以及燃气和蒸汽轮机，压缩机和化学反应器。MANENERGYSOLUTIONS的首席执行官UweLauber博士称，我们所服务的行业的CO2排放量占全球总排放量的很大一部分，这让我们意识到我们的社会责任重大，这正是激励我们每天致力于开创新征程的原因。在MANENERGYSOLUTIONS，我们为海事部门提供系列综合发动机、螺旋桨、艉部设备和涡轮增压器。可靠性是我们行业（尤其是船舶业）关注的第一要务。在产品的研发阶段，我们使用德国Polytec公司的扫描式激光测振仪来获取测试数据，不断地对样件进行模态验证及模型优化、测试，直到部件可以进行量产。实际上，测试质量取决于多重因素。本文系统考察了对测试结果有影响的各个因素，这应该对从事该领域振动测试的从业者们有所启发。图1：涡轮叶片测试试验搭建测试样件是排气涡轮增压器的部件，这些部件具有低阻尼和几何外形复杂等特点，这在测试和模拟过程中都会显著增加模态密度。图2：涡轮叶片的振型温度影响样件温度对测试结果的影响，因此与仿真数据结果进行比对时，其影响往往被低估。杨氏模量的变化是主要原因。图3：温度相关的模态频率平均间隔图3中测试的偏差对于后续的MAC值比对很重要。在检测温度范围内，频率和样件温度之间的线性相干性已经很明显。近似的温度影响可以被计算出来，因此在测试过程中应记录样件温度（或环境温度）的偏差。当测点数量庞大，或频率分辨率很高（会延长后续使用扫描式激光测振仪的测试时间）时，上述方法会非常有用。网格位置偏差对MAC值的影响模态试验旨在验证仿真模型。模态置信准则（MAC）就是一个验证指标。通过比较仿真和实测的特征模态，可以确定每个模态的相关程度。一般必须达到MAC＞0.95的目标。试验装置如下：样本为轴向涡轮叶片，将其几何形貌数据从FE导入至PSV软件中，然后将网格分别移动0.5、1.0和2.0mm，观察MAC值的偏差。将样品放置在初始位置进行三次评估后，以MAC值的扩展为基础进行分析。结果显示在图4中。图4：MAC值偏差MAC值的偏差随着模态阶数的增加而变大，而特征模态会变得更加复杂，最大差异可以高达20%。因此，测试系统（3D校准）和被测样件的精确定位对于获取良好MAC值至关重要。另一方面，对于一个尺寸约50mm，安装误差为0.5mm（即大约被测样件的10%）时，所导致的MAC值误差约为0.02-1%。无论处于哪一阶模态，因此在分析MAC值时可以忽略。图5：用硬质泡沫板和橡皮筋支撑涡轮叶片边界条件：自由-自由如果仿真的边界条件能够在试验中再现，试验结果才会给出与仿真结果相同的固有特征频率和特征模态。仿真工程师们所设置的自由-自由边界条件，在现实中只能近似地得到。测试时的边界条件尽可能接近理想情况，特征频率的偏差则表明了测试有多成功。对比两种“自由-自由”状态：·用硬质泡沫板来支撑·用橡皮筋来支撑将这两种支承条件下的频率偏差进行对比，结果一目了然。在这种情况下，支持条件对测试结果没有显著影响。更重要的是，硬泡沫中的支撑可以可靠地保持样件位置，这样使用一次3D校准即可，甚至可以用于多个试样的连续测试。图6：不同支撑条件下的频率偏差真实几何数据对理想几何数据(CAE数据)的影响如图8所示，由于理想的几何形貌数据与实际的几何形貌数据存在差异，最初无法测试出模态8（初始测试样本S36）。在对样本进行了几何形貌测试，并根据现有的真实几何形貌数据建立新的有限元模型后，对于S36、S43和S01这三个样本而言，特征模态的一致性比较理想。图7：修正后的几何形貌数据和导入的几何形貌数据之间的MAC值的偏差激励位置在弯曲杆试验中，使用应变片和PSV确定了激励位置对传递函数的影响。使用模态力锤进行激励。为了获得H1PSV/应变片的传递函数，这里使用PSV扫描式激光测振仪输出的振动速度作为参考，而不是力。由图10可知，沿杆方向的激励位置对振动速度有影响，而与模态1的H1传递函数无关。图8：带应变片和PSV测点的弯曲杆图9：模态1H1传递函数，沿杆长方向的振动速度结论与展望样件的温度对于随温度变化的弹性模量的影响是不可忽略的。在采样时间长和温度不稳定的条件下测试时，必须特别考虑到这一点。测试网格与其在样本上的实际位置的偏差约为1%(0.5mm@50mm)时，MAC值会产生0.02~1.0%的变化，这取决模态阶数。换句话说，理想的MAC=1变为MAC=0.998~0.99，这可忽略不计。使用硬泡沫作为支撑，对涡轮叶片进行自由-自由测试是完全可以的，而且可以快速方便地固定位置，尤其是需要一系列测试时。如果实际形貌数据与理想形貌数据有可能存在偏差，必须进行检查。如有必要，使用真正的形貌数据修正MAC值。沿弯曲杆方向改变激励位置则对特征模态没有任何影响。
随着人们对基础设施的安全性关注度越来越高，对现有结构的安全评估和剩余使用寿命预测提出了挑战。可靠的、技术上可行的和经济的健康监测解决方案是保证结构安全和满足用途的必要条件，是获得有关结构损伤过程和当前结构特性的有用信息的关键前提。卡尔斯鲁厄理工大学的钢筋混凝土和建筑材料系，正在开发基于模态的桥梁上部结构健康监测系统解决方案，这是ZIM合作项目“基于模态的桥梁上部结构损伤分析和监测系统的开发项目”的一部分。与所有结构一样，桥梁在受到激励时也表现出振动特性，这些特性可以用模态参数如特征频率和特征模态来描述。基于模态的监测系统的基本构想是结构的破坏过程伴随着其刚度的变化，这反过来导致模态参数出现可测量变化。模态参数、特征频率和特征模态可以被测量和表征，从而获得有关桥梁状况、承载能力和剩余使用寿命等深入信息。试验搭建在MareikeKohm的指导下，在卡尔斯鲁厄的材料与测试系进行了组件测试，用于模态验证和基于模态的健康监测系统测试。使用一个6.5米长的简单钢筋混凝土横梁作为被测的桥梁模型。钢筋混凝土横梁在试验开始时完好无损，在试验过程中被液压缸逐渐破坏，请参见图1。钢筋混凝土横梁在中心弯曲拉应力作用下产生裂缝，这会通过人工和GOMAramis光学测量系统进行记录，用于后续评估。使用Semex-Engcon的MEMS加速度计记录25个测点的加速度时域数据，用于计量测试和模态参数验证。Polytec多点式激光测振仪(MPV-800系统)的4个光学单元上有27个光学头，共27个测点，这其中包括25个相同测点和支撑轴上的2个额外测点，以检查和验证加速度计的测试结果。图1：试验设置。MPV光学头(安装在Bosch台面上方)和MEMS传感器(钢筋混凝土横梁上的绿色物体)。MPV多点式激光测振仪基于激光多普勒振动测量原理，非接触式测量物体振动。MPV的每个光学单元包含有八个光学头，能同时获取测试数据，因此，MPV尤其适用于测试不可重复事件，比如损坏。两个来自LunaTechnologies(由Polytec公司代理)的Fabry-Perot光纤传感器(OS)也被用作加速度计，以进一步验证测试数据。使用一个简单的手动橡胶力锤在横梁的两个位置上进行激励，然后采用频域分解法确定模态参数。这种方法是工作模态分析中使用的方法之一，其中模态参数仅根据结构的振动响应来评估。此时，激励力可以不用测量。当转换到真实的桥梁结构时，这意味着我们可以使用交通、风和微振动等天然不可测量的激励源，无需中断交通就可完成监测测试。传感器在钢筋混凝土横梁上的定位如图1和图2所示。图2：试验装置方案MPV的27个光学头与钢筋混凝土横梁的顶部对齐(见图3)，并连接到几个组装好的Bosch型材上。四个光学单元的27个光学头全部在1D模式下工作。OS测量系统连接到两个横向测点上，与MEMS传感器相同高度。每个系统的所有测点均同步获取，以便将MEMS与MPV系统进行比较和验证。MPV-800的所有通道均是同步采集测试数据，最多可同时采集48个通道数据，正是为本次测试任务而开发。图3：上图左侧为测试流程，右侧为橡胶力锤在激励位置1处激励(一阶特征模态振幅最大值)测试方法通过MPV、MEMS和OS三种测量系统，在指定的触发阈值下，每个位置测试10次。为了获得时域内的振动衰减，采样时间为15s。每个激励点(Pos.1和Pos.2)的第一系列测试是在液压缸加载之前进行的，此系列测量值被视为横梁未经损坏的参考状态，在下文中称为BE00。在每个完整的激励位置测量后，钢筋混凝土横梁通过位于测试梁中间的液压缸进行加载和卸载。橡胶力锤对试验横梁的激励始终在空载状态下进行。记录16个应力值，直到钢筋混凝土横梁失效。使用FDD方法评估测振仪数据和MEMS传感器的特征频率使用MPV多点式激光测振仪进行评估，从一开始(BE00:未损坏状态下的测试)就可以清晰地显示时域和频域测试数据，包括MPV软件中的共振频率和相应振型。对于另外两个传感器系统而言，它们无法在现场以图形方式显示响应频谱和特征模态，这些必须在数据后处理中进行评估。图4显示了BE00的时域数据和BE00的第一阶到第三阶特征模态(第一阶特征频率11Hz，第二阶特征频率45Hz，第三阶特征频率92Hz)。图4：从上往下：BE00Pos1时域振动速度测试/BE00Pos110Hz一阶特征模态/BE00Pos145Hz二阶特征模态/BE00Pos192Hz三阶特征模态结论与展望总体而言，这三种传感器并没有明显的差异。作为验证系统，MPV-800多点式激光测振仪可以验证MEMS传感器(监测系统)的结果。因此，MPV-800具有与接触式传感器相同的测量精度，同时具有非接触式和测量方式灵活等诸多优势，避免了测量系统对测量结果本身造成任何影响，它获取的是被测结构真实的动力学特性。
弹力波的三个极性众所周知，在均质材料中传播的弹力波有三个极性，在特定弹性边界下，不同的模之间会发生复耦合与转换，这对弹力波的操纵产生了阻碍，因此，减少要考虑的模的数量，并使其解耦，对于亚波长厚度的板，我们只需考虑低频的三个零阶弹力波的模，比如对称的兰姆波模式(S0)，反对称的兰姆波模式(A0)，以及剪切水平模式(SH0)。要注意的是，在A0模式中面外位移占主导，可很容易地被垂直平板的激励起来。近些年，量子霍尔效应，量子自旋霍尔效应与量子谷霍尔效应与经典电磁，声学以及机械系统的类比成为了研究热点。在凝聚态物理领域中，弹性能量流的漩涡手性通过轨道角动量提供了一个新的自由度，可通过打破对称来实现。基于这个思想，在过去的几年中，已经有很多成功的工作说明了这一点。弹性系统，带隙可用不同的方式打开，比如引入质量和（或）刚度差，制造几何失措，改变局部应力场，或旋转特定部件。其中，离散的弹簧质量系统可作为一个多功能的平台来获得不同的拓扑相位。当前已有的弹力波拓扑隔振器的几何设计足以说明拓扑现象，然而，其不可更改的几何结构和相对窄的通带限制了弹力波主动控制的应用。图1.两种结构:(a)声子晶体板上的三棱柱，(b)声子晶体板上的Y-型棱柱，三棱柱顶点与中心之间的距离等于Y-型棱柱的臂长用声子晶体板来模拟量子谷霍尔效应要减轻这些问题，我们提出了一种薄的声子晶体板来模拟量子谷霍尔效应，声子晶体板由一块均值薄板以及其两面布置的棱柱构成，设计时，我们将传统的三棱柱优化为Y-型棱柱，如图1(b)。可简单的通过旋转Y-型棱柱来打破镜像对称。此处需要重点关注的是，改进的Y-型棱柱比三角形棱柱具有更宽的带隙，可满足我们的宽带设计需要。另外结构优化技术也用来获得最好的谷传输工作频率范围，为了获得更明显的宽带效应，我们使用了遗传算法进一步优化了声子晶体板的设置。图2.带有Y-型棱柱的声子晶体板。(a)整体结构；(b)单元晶格，带有两个Y-型棱柱；(c)第一个布里渊区和不可约布里渊区；(d)旋转角度u与带隙间的关系；(e)–(g)不同角度的色散关系图3.应对不同种类缺陷的拓扑保护的稳定性(a)无缺陷的；(b)Z-向弯曲；(c)空洞(d)乱序区。黑色和白色表示面外位移的最大值和最小值，箭头表示弹力波的传播方向试验搭建试件根据上文描述来制作，为了用试验方法验证仿真结果。不同直径的棱柱安装在铝板前边和后边的指定位置。测试实验中，我们使用了一台激振器(4809，B&K)，以特定的频率激励样件，激振器安装在样件背面，通过激振杆连接在铝板上。样件的面外振动速度由Polytec公司的扫描式激光测振仪(PolytecPSV-500)进行测试采集。试验搭建如图4所示。图4.试验搭建图基于对超胞中谷赝自旋边界态的分析，我们利用拓扑保护的传输特性，将I-型和II-型声子晶体板组合在一起来构建相应的界面，我们的目的是验证有缺陷的结构的拓扑稳定性，并设计相关试验（如图4）验证仿真结果。此处，我们设计了三种缺陷：(I)Z-向弯曲，且带有尖角，(II)空腔乱序区，图3(a)是无缺陷的直线波导区域，用于对比，仿真和试验结果说明了可实现弹力波的稳定传输。图3(b)–3(d)是带有不同缺陷的波导通道，表明在波导传输路径中即使存在弯曲，空洞和乱序区，弹力波仍可稳定地沿波导传播。这意味着这种结构由一种很强的缺陷和弯曲免疫能力，非常适用于弹力波控制设备。但要注意到，在试验中观察到的传输要低于在仿真中的传输，这是由于在仿真时没有考虑到材料阻尼，在补充材料中，我们对比了考虑材料阻尼和不考虑材料阻尼的仿真结果，可清晰的看出材料损耗因子和阻尼会导致传输下降，但其传输特性保持不变。总结展望在本文中，我们构建了一个可重构的声子晶体薄板，上面和下面规律布置了一些Y-型棱柱，通过旋转这些棱柱，通带结构的A0模式部分实现了狄拉克锥的打开与关闭，拓扑相变实现了弹力波的谷霍尔类比，基于这种拓扑性质，我们可以设计缺陷和弯曲免疫的波导，以减少缺陷和弯曲造成弹力波传输过程的能量损失，即可实现稳定的弹力波传输。试验和仿真均验证这种强大的稳定性。另外，我们也使用了遗传算法对结构进行了优化，以获取宽带效果并提升其实用性。图5.(a)可调拓扑弹力波开关或分束器，蓝色部分是可调区域，通过旋转该区域的Y-型棱柱可改变能量出口；(b)弹力波同时通过出口I和II传输出去；(c)，(d)弹力波通过出口I或II传输，仿真和试验结果都进行了验证
导语叶缘焦枯病菌(xylellafastidiosa)会在农作物中会引起多种严重病害，这种植物病原体是加州和南美的葡萄树产生致命疾病的罪魁祸首，仅加州每年需为此耗资1.04亿美元。在一个专门的研究项目中，不同于现有的使用农药来消灭害虫的方法，科学家们找到了一种对生态系统无不良影响的方法-利用激光振动测量技术来分析昆虫们求偶时的通讯方式，从而采取手段来控制害虫繁衍。这为自2013年以来惨遭叶缘焦枯病菌肆虐的欧洲农民带来了希望。01葡萄园的叶缘焦枯病菌由昆虫学家RodrigoKrugner领头的美国农业部研究小组已经向位于加州葡萄园的叶缘焦枯病菌宣战。这种病菌会引起严重的植物疾病，如意大利的“橄榄树麻风病”或巴西的柑橘溃疡病。美国和南美的葡萄树染上皮尔斯病后，病株木质部导管被病菌团块及植物本身形成的侵填体和树胶堵塞，水分和养分输导受阻，这些植物会在三年内完全死亡。研究小组确定了13种昆虫作为带菌者，即载体，包括玻璃翅叶蝉(GWSS)，一种身长约1厘米的小型蝉。GWSS是一种特别危险的传播媒介，因为它可以飞行很长距离，而且病菌在周围地区传播地极其迅速。使用杀虫剂来抑制GWSS种群已超过25年。然而，研究人员近期发现叶蝉对喷洒农药的耐受性在不断增加，这迫使他们需要探索新的方法。02激光测振仪在昆虫学中的应用GWSS具有复杂的通信系统。它通过身体振动产生声音，从而通过植物传递振动。它们通过腿部的感觉器官来感知同类信号，甚至通过植物传递的振动来求偶。“没有专门的设备是无法听到这些频率和振动的”，RodrigoKrugner解释道。研究小组的想法是首先破译这些频率和振动，然后找到一种方法来阻止或干扰它们：“这种方法就是干扰昆虫间的通讯，第一步就是识别和描述它们的求偶信号，我们还会寻找他们通讯系统中的薄弱环节，这些都是我们要设法干预的地方”，Krugner说。研究人员们使用的是德国Polytec公司的便携式激光测振仪来获取和分析这些频率。03可用于实验室和现场的便携式振动测量Polytec公司的便携式激光测振仪测试距离从0.4米到20米以上，功耗低，尤其适用于生物样本的实验室振动分析和直接在葡萄园进行田间测试。最新的便携式激光测振仪VibroGo，采用一体化设计，非接触式测量结构表面的振动速度，频率覆盖DC~100kHz。密封式设计，结构坚固，重量轻，专为需要便携性的振动测量而设计。设备还可配备可充电电池，能与通用数据采集系统兼容，是非接触式研究生物样本的理想工具。它甚至可在强电磁场或其它危险区域工作，或在森林、荒野等地方进行远距离科研。研究人员成功地获得了各种声音的持续时间和频谱参数，设法对它们进行分析，并弄清楚这些求偶信号的发出者。他们确定了雌性、雄性叶蝉在求偶或与竞争对手通讯时的振动频率。通过对它们的行为和信号的分析，研究人员能够分离出他们所谓的“待选干扰信号”，并使用这种干扰信号干扰求偶。04研究成果及未来计划这种方法已在实验室研究中显示出可喜结果：一组GWSS共134对，在没有信号干扰的情况下有28对进行交配；另一组GWSS也是134对，在有信号干扰的情况下仅有1对进行交配。这种新方法也证明了其在野外使用的价值，正如Kruger讲道：“我们将干扰信号的录音带到野外进行播放，也能抑制葡萄园中尚未交配的昆虫进行交配活动”。这种方法可以与现有的措施相结合，如在区域范围内使用杀虫剂或大规模投放害虫的天敌。与使用有毒喷雾或外来捕食者不同，声透射只与一种特定的昆虫作斗争，对当地益虫没有影响，而GWSS的通讯频率也是蝉类特有的。总结与展望这种创新的、对环境无害的方法和现有的数据，使我们有理由乐观地认为，美国农业部已经能够开发出一种有很大成功潜力的方法，使得控制范围不仅仅是GWSS群种。现行任务是掌握更深入和更全面的数据，以优化在葡萄树种植过程中使用到的声透射方法。信号源传播越远，频率越低则对昆虫的干扰也就越小。该研究小组还计划利用光学振动测量技术分析叶缘焦枯病菌的其它病媒和其它植物病害。
导语平衡模式辐射器是扬声器设计的一个新方法，具有独特的视觉和声音特点。膜的特性的严格控制是必须的，为了给设备提供合适的精准的声学性能。Polytec公司的扫描式激光测振仪可在工作的设备上提供现场非接触，对平板膜无外加载荷的振动测试，这加速了新的扬声器的开发与生产。01简介平衡模式辐射器代表了一个新的扬声器等级，与传统扬声器相比有明显区分的设计特点和声学特性，众所周知，传统的扬声器是电动扬声器，基于锥形振膜设计。传统的锥形扬声器和平衡模式辐射器最显著的区别是使用了悬挂的平板圆形片作为辐射板振膜。驱动单元简洁的外观与平坦的前面使得创新的工业设计具有独特的声学特性。声学上，平衡模式辐射器被设计成全范围驱动器，几乎可支持整个听觉谱。对于平板振膜特征频率以上的频率，平衡模式辐射器作为弯曲波设备，其声学行为主要由板的质量密度，弯曲刚度，阻尼，剪切模量决定。这些参数对于平衡模式辐射器的声学行为来说是极其重要的。02从原型到批量生产平衡模式辐射器的设计在德国完成。但是由于消费市场的成本限制，绝大多数驱动单元需要在中国生产。产品开发阶段，所有需要的部件都在中国加工和制作，然后在德国进行装配和测试。在满足性能之前，每一部分的尺寸和材料都会更改。我们编写了结构手册并与最终的驱动单元一起发送到了中国。这个黄金标准称为“标准样品”作为建设生产线时的参考。最初的一套驱动单元样品作为释放样品被发送回德国验证。在这篇案例研究中，平板振膜材料成分的意外改变降低了声学性能。一个释放样品被发现产生了不如标准样品的明亮的声音，虽然两个单元都是按照同样的标称规格制造的。因此，该任务可确认材料来源不同。03同轴频响为了评估驱动单元，需要测试声学同轴频响（如图1）。释放样品在18kHz以上比标准样品稍微响一点儿，意味着声音更加明亮一点儿。这个测试结果与对这两个样品主观听觉评价时的感受相反。接下来，下一步要尝试解决这个明显的矛盾，使用扫描式激光测振仪对这个两单元的平衡模式辐射器的平板振膜进行动态响应测试。图1两个样品的同轴声压级谱04驱动单元振动分析使用Polytec公司的PSV-300扫描式激光测振仪进行振动分析。激励信号是由测振系统产生的一个正弦扫频信号，从150Hz到50kHz，采集1781个测试点的振动频率响应信号，这些测试点圆形对称平均分布在振膜的表面上。测试系统的软件计算信号的平均谱，可快速得到平均速度和平均加速度数据。在图2中，两个单元的加速度谱绘制在曲线图的上半部分，其纵坐标在右侧；速度谱绘制在曲线图的下半部分，相应的纵坐标在左侧。最明显的偏差发生在7–12kHz而不是发生在声压级测试确定的12–18kHz范围内。7–12kHz频率范围内的差别更像是声音“明亮”或“暗淡”的评判。标准样品更明亮的声音在两个平均谱上都比释放样品的声音更活跃，这支持了日常的主观评价结果。图2两个样品的速度和加速度平均谱05模态分析图2中的结果表明两个驱动单元的振膜板的材料不同。在图3中，比对了两个样品在10kHz处的工作变形(ODS)，显然，释放样品的振膜板出现了圆对称弯曲模态（左侧），而标准样品以旋转对称结构为主，打破了圆对称（右侧）。这个结果确认了前面的发现，标准样品的平衡模式辐射器振膜的各向同性弯曲刚度小于释放样品。很明显，振膜板的生产商努力使其各向同性更好来提升板的质量。图310kHz处，振膜板的工作变形释放样品（左）标准样品（右）总结与展望通过使用Polytec公司的扫描式激光测振仪采集的结构响应数据可现场识别与参数化扬声器内的动态材料特性并且澄清了初始声压级测试与听力测试的不一致问题。振动分析的最终结果提升了对平衡模式辐射器的理解，并通过消除试错过程节约了开发时间。
