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

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1 RoboVib®在十二面体声源上的振动测试

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。