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次聲傳感器簡介 
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中國科學(xué)報(bào)：讓你看見聲音
●成像清晰、無畸變，對(duì)噪聲源的識(shí)別精度高，聲學(xué)所研發(fā)的聲相儀遠(yuǎn)超歐美同類產(chǎn)品。
●推廣三年后，其在國內(nèi)市場的份額依然不到三成，如何將產(chǎn)品推廣出去成了大難題。
聲音能看得見嗎？
“開玩笑的吧。”如果被問到上述問題，想必大多數(shù)人都是這樣的反應(yīng)。
但如果你來到中科院聲學(xué)所噪聲震動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，就會(huì)發(fā)現(xiàn)原來聲音真的可以“看”得見。如何“看”得見？這就要求助于該實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的聲相儀了。
聲相儀總設(shè)計(jì)師、聲學(xué)所研究員楊亦春說，聲相儀攜帶有聲音傳感器和攝像頭，傳感器將聲音信號(hào)傳到信號(hào)處理器上形成圖像，與攝像頭拍攝的視頻畫面透明疊加起來，形成直觀的聲像圖，即可定位聲源，聲音由此可“看”。
楊亦春將聲相儀的未來定義為“萬用”。然而，推廣3年后，其在國內(nèi)市場的份額依然不到三成。如何將產(chǎn)品推廣出去成了大難題。
“萬用”聲相儀
在實(shí)驗(yàn)室一角，記者看到了這個(gè)神奇的產(chǎn)品。它整體看起來像一個(gè)旋轉(zhuǎn)的“風(fēng)火輪”，上面布滿了很多大小相同的聲音傳感器。仔細(xì)數(shù)一數(shù)，竟然有64個(gè)。而在“風(fēng)火輪”的中心，安有一個(gè)攝像頭。
聲學(xué)所副研究員滕鵬曉向記者展示了聲相儀如何鎖定聲音。他站在距離聲相儀大概一米遠(yuǎn)的位置開始發(fā)聲，屏幕上他的嘴邊迅速出現(xiàn)圈狀彩色圖斑，聲音的位置由此確定。“圖像的不同顏色代表聲音的強(qiáng)弱。”
滕鵬曉說，聲相儀的應(yīng)用主要包括兩個(gè)方面：一是查詢故障，一是尋找噪聲。
“當(dāng)你覺得儀器有故障但無法確定位置時(shí)，就可以使用聲相儀定位。”他介紹說，聲相儀還可以對(duì)大壩、核電站進(jìn)行實(shí)時(shí)工況監(jiān)測。
在各類新產(chǎn)品的研發(fā)中，聲相儀還可用作測量儀器，檢測產(chǎn)品是否處于最佳工作狀態(tài)，從而及時(shí)完善裝備工藝，提高性能。“這可以極大減少企業(yè)研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期。”楊亦春說。 其實(shí)，“風(fēng)火輪”只是楊亦春小組所設(shè)計(jì)產(chǎn)品中的一個(gè)。這里的聲相儀有直徑35厘米呈齒輪狀的，有直徑75厘米像足球的，還有直徑3.5米的八星陣聲相儀……
“不同的陣型和大小有著不同的功用，直接影響聲相儀工作的頻率范圍。”滕鵬曉介紹說。
應(yīng)用前景廣闊
2010年，楊亦春首次在國內(nèi)研制出聲相儀，當(dāng)時(shí)全球在該領(lǐng)域的開發(fā)者有6家。
“我們清楚地知道已有產(chǎn)品的缺陷，因此作了最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。”滕鵬曉告訴記者。
聲相儀的陣型直接影響聲音位置判斷的準(zhǔn)確性及其工作的頻率范圍。與楊亦春小組研發(fā)的產(chǎn)品相比，國外的陣型多以圓環(huán)形和矩形為主，確定聲源位置的準(zhǔn)確性較低。在數(shù)據(jù)的處理速度和規(guī)模上，前者能達(dá)到25幀/秒，而國外目前只能做到2幀/秒。在成像質(zhì)量上，前者可達(dá)42萬像素，國外則普遍只有1萬像素。
“速度快，成像又很清晰、無畸變，對(duì)噪聲源的識(shí)別精度就最高。”楊亦春說。
此外，在產(chǎn)品的集成性上，國外研發(fā)者只是在原有儀器需求的基礎(chǔ)上新增聲成像功能，并未將其作為獨(dú)立的產(chǎn)品來設(shè)計(jì)；在處理數(shù)據(jù)時(shí)，每個(gè)傳感器都要連接到電腦上，64個(gè)傳感器意味著要接64根線，還需要數(shù)據(jù)采集儀。而楊亦春小組研發(fā)的產(chǎn)品高度集成，只需一根連接到電腦的USB線。
楊亦春說，聲相儀在應(yīng)用上具有普適性，未來用戶會(huì)囊括各行各業(yè)，走進(jìn)每一條生產(chǎn)線。“以后，每個(gè)用戶都能建立自己產(chǎn)品的聲像數(shù)據(jù)庫，只要調(diào)取前面累積的聲像，對(duì)比一下就可以知道問題在哪。”
推廣之痛
與國際產(chǎn)品相比，楊亦春小組研發(fā)的聲相儀既有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，又有性能優(yōu)勢(shì)。但有一關(guān)，楊亦春等人卻怎么也過不去。楊亦春說，目前產(chǎn)品的銷路還未有效打開。“產(chǎn)品賣的數(shù)量不多，知道的人太少，推廣起來較慢。”
據(jù)了解，目前只有約30家企業(yè)購買了楊亦春的產(chǎn)品，國內(nèi)70%以上的市場份額依然被國外企業(yè)占有。滕鵬曉也承認(rèn)，這是讓他們非常窘迫的地方。“我們的問題在于需要立即增強(qiáng)市場推廣能力。”
楊亦春的一個(gè)理念是，科研工作者應(yīng)該是科學(xué)家，而不是企業(yè)家。“作為產(chǎn)品的發(fā)明人，我覺得推廣應(yīng)由企業(yè)家來做，我自身也不想學(xué)習(xí)市場運(yùn)作。”
他很羨慕三菱汽車的運(yùn)行模式：有一個(gè)可以合作的研發(fā)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)新產(chǎn)品研發(fā)，而三菱負(fù)責(zé)產(chǎn)品全權(quán)推廣，兩者之間形成利益共同體。
楊亦春已經(jīng)尋找了3年，目前正在和一家企業(yè)對(duì)接。“如果不能將產(chǎn)品推廣出去，就沒有后續(xù)資金作進(jìn)一步開發(fā)研究，既有的技術(shù)領(lǐng)先地位也就無法維持。”他擔(dān)心地告訴記者。
（原載于《中國科學(xué)報(bào)》2014-05-22 第1版 要聞)