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中科院声学所噪声震动重点实验室:让声音看得见


来源:中国科学报

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但如果你来到中科院声学所噪声震动重点实验室,就会发现原来声音真的可以“看”得见。如何“看”得见?这就要求助于该实验室研发的声相仪了。

●成像清晰、无畸变,对噪声源的识别精度高,声学所研发的声相仪远超欧美同类产品。

●推广三年后,其在国内市场的份额依然不到三成,如何将产品推广出去成了大难题。

■本报见习记者 王珊

声音能看得见吗?

“开玩笑的吧。”如果被问到上述问题,想必大多数人都是这样的反应。

但如果你来到中科院声学所噪声震动重点实验室,就会发现原来声音真的可以“看”得见。如何“看”得见?这就要求助于该实验室研发的声相仪了。

声相仪总设计师、声学所研究员杨亦春说,声相仪携带有声音传感器和摄像头,传感器将声音信号传到信号处理器上形成图像,与摄像头拍摄的视频画面透明叠加起来,形成直观的声像图,即可定位声源,声音由此可“看”。

杨亦春将声相仪的未来定义为“万用”。然而,推广3年后,其在国内市场的份额依然不到三成。如何将产品推广出去成了大难题。

“万用”声相仪

在实验室一角,记者看到了这个神奇的产品。它整体看起来像一个旋转的“风火轮”,上面布满了很多大小相同的声音传感器。仔细数一数,竟然有64个。而在“风火轮”的中心,安有一个摄像头。

声学所副研究员滕鹏晓向记者展示了声相仪如何锁定声音。他站在距离声相仪大概一米远的位置开始发声,屏幕上他的嘴边迅速出现圈状彩色图斑,声音的位置由此确定。“图像的不同颜色代表声音的强弱。”

滕鹏晓说,声相仪的应用主要包括两个方面:一是查询故障,一是寻找噪声。

“当你觉得仪器有故障但无法确定位置时,就可以使用声相仪定位。”他介绍说,声相仪还可以对大坝、核电站进行实时工况监测。

在各类新产品的研发中,声相仪还可用作测量仪器,检测产品是否处于最佳工作状态,从而及时完善装备工艺,提高性能。“这可以极大减少企业研发成本,缩短研发周期。”杨亦春说。 其实,“风火轮”只是杨亦春小组所设计产品中的一个。这里的声相仪有直径35厘米呈齿轮状的,有直径75厘米像足球的,还有直径3.5米的八星阵声相仪……

“不同的阵型和大小有着不同的功用,直接影响声相仪工作的频率范围。”滕鹏晓介绍说。

应用前景广阔

2010年,杨亦春首次在国内研制出声相仪,当时全球在该领域的开发者有6家。

“我们清楚地知道已有产品的缺陷,因此作了最优的设计方案。”滕鹏晓告诉记者。

声相仪的阵型直接影响声音位置判断的准确性及其工作的频率范围。与杨亦春小组研发的产品相比,国外的阵型多以圆环形和矩形为主,确定声源位置的准确性较低。在数据的处理速度和规模上,前者能达到25帧/秒,而国外目前只能做到2帧/秒。在成像质量上,前者可达42万像素,国外则普遍只有1万像素。

“速度快,成像又很清晰、无畸变,对噪声源的识别精度就最高。”杨亦春说。

此外,在产品的集成性上,国外研发者只是在原有仪器需求的基础上新增声成像功能,并未将其作为独立的产品来设计;在处理数据时,每个传感器都要连接到电脑上,64个传感器意味着要接64根线,还需要数据采集仪。而杨亦春小组研发的产品高度集成,只需一根连接到电脑的USB线。

杨亦春说,声相仪在应用上具有普适性,未来用户会囊括各行各业,走进每一条生产线。“以后,每个用户都能建立自己产品的声像数据库,只要调取前面累积的声像,对比一下就可以知道问题在哪。”

推广之痛

与国际产品相比,杨亦春小组研发的声相仪既有价格优势,又有性能优势。但有一关,杨亦春等人却怎么也过不去。杨亦春说,目前产品的销路还未有效打开。“产品卖的数量不多,知道的人太少,推广起来较慢。”

据了解,目前只有约30家企业购买了杨亦春的产品,国内70%以上的市场份额依然被国外企业占有。滕鹏晓也承认,这是让他们非常窘迫的地方。“我们的问题在于需要立即增强市场推广能力。”

杨亦春的一个理念是,科研工作者应该是科学家,而不是企业家。“作为产品的发明人,我觉得推广应由企业家来做,我自身也不想学习市场运作。”

他很羡慕三菱汽车的运行模式:有一个可以合作的研发机构负责新产品研发,而三菱负责产品全权推广,两者之间形成利益共同体。

杨亦春已经寻找了3年,目前正在和一家企业对接。“如果不能将产品推广出去,就没有后续资金作进一步开发研究,既有的技术领先地位也就无法维持。”他担心地告诉记者。

《中国科学报》 (2014-05-22 第1版 要闻)

[责任编辑:赵桐羽]

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