一种琴弦检测装置及其检测方法

1.本发明涉及弦乐器检测技术领域，特别是涉及一种琴弦检测装置及其检测方法。


背景技术：

2.琴弦是弦乐器的重要组成部分，也是弦乐器的声源，因此其品质决定了弦乐器的发生品质；并且，琴弦也是演奏者的操作对象，因此其品质也决定了演奏者手感的优劣。
3.以古琴琴弦为例，其制作材料有多种多样，比如，钢丝、蚕丝、尼龙、羊肠、化纤等；并且，成品琴弦可以为单一材料琴弦，比如，蚕丝弦、羊肠弦，也可以为复合材料琴弦，比如，钢丝尼龙弦；另外，琴弦直径也有不同的若干规格。
4.而合格的古琴琴弦要满足一定的特性，比如，在标准音高的情况下不能断裂、振幅大小要合理、音色要复合主观审美等，而想要知道古琴琴弦是否合格，就需要对古琴琴弦进行检测。
5.目前，在检测过程中，通过古琴琴弦拉伸试验机进行力学性能测试，通过音频分析软件进行声学性能测试，但是，由于两个性能测试需要在不同的装置上进行，即导致测试环境不同，所以古琴琴弦的力学数据和声学数据之间存在误差，从而使得古琴琴弦的力学数据和声学数据不一致。
6.因此，如何保证古琴琴弦的力学数据和声学数据一致，是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本发明提供了一种琴弦检测装置及其检测方法，以保证古琴琴弦的力学数据和声学数据一致。
8.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
9.本技术一方面提供一种琴弦检测装置的检测方法，包括：
10.接收检测指令；所述检测指令包括所述待测琴弦的给定音高；
11.根据所述给定音高，对待测琴弦进行调音；
12.在完成对所述待测琴弦的调音且所述待测琴弦恢复静止后，采集所述待测琴弦的力学数据，并且，激发所述待测琴弦并采集所述待测琴弦的声学数据；
13.对所述力学数据和所述声学数据进行分析，得到所述待测琴弦的检测结果。
14.可选的，所述力学数据，包括：所述待测琴弦的轴向拉力。
15.可选的，所述力学数据，还包括：所述待测琴弦的径向压力。
16.可选的，所述声学数据，包括：所述待测琴弦振动时所产生的声音的频谱。
17.可选的，所述声学数据，还包括：所述待测琴弦振动时的振幅。
18.可选的，根据所述给定音高，对待测琴弦进行调音，包括：
19.激发所述待测琴弦，并得到所述待测琴弦的当前音高；
20.判断所述当前音高是否等于所述给定音高；
21.若所述当前音高不等于所述给定音高，则根据所述当前音高相对于所述给定音高
的偏差方向，相应调整施加在所述待测琴弦上的拉力，并返回执行激发所述待测琴弦，并得到所述待测琴弦的当前音高的步骤；
22.若所述待测琴弦振动时的音高等于所述给定音高，则完成对所述待测琴弦的调音。
23.可选的，得到所述待测琴弦的当前音高，包括：
24.采集所述待测琴弦振动时所产生的声音的频谱；
25.根据所述待测琴弦振动时所产生的声音的频谱，确定出所述待测琴弦振动时所产生的声音的基频；
26.根据所述基频，确定出所述当前音高。
27.本技术另一方面提供一种琴弦检测装置，包括：控制器、固定单元、激发单元、力学数据采集单元和声学数据采集单元；其中：
28.所述固定单元用于安装待测琴弦；
29.所述激发单元用于激发待测琴弦；
30.所述力学数据采集单元用于采集所述待测琴弦的力学数据；
31.所述声学数据采集单元用于采集所述待测琴弦振动时的声学数据；
32.所述控制器与所述显示装置通信连接，所述激发单元、所述力学数据采集单元以及所述声学数据采集单元均受控于所述控制器，所述控制器用于执行如本技术上一方面任一项所述的琴弦检测装置的检测方法。
33.可选的，所述激发单元为可控拨弦器。
34.可选的，所述力学数据采集单元包括：拉力计，或者，拉力计以及压力机；
35.所述声学数据采集单元包括：拾音器，或者，拾音器以及高速摄像机。
36.由上述技术方案可知，本发明提供了一种琴弦检测装置的检测方法。在该检测方法中，在接收检测指令后，对待测琴弦进行调音；之后，在完成对待测琴弦的调音且待测琴弦恢复静止后，采集待测琴弦的力学数据，并且，激发待测琴弦并采集待测琴弦的声学数据；最后，对力学数据和声学数据进行分析，得到待测琴弦的检测结果。在该检测方法中，由于在完成对待测琴弦的调音且待测琴弦恢复静止后，采集待测琴弦的力学数据，并且，激发待测琴弦并采集待测琴弦的声学数据，所以对待测琴弦的力学性能测试和声学性能测试均可在琴弦检测装置上完成，因此可以保证待测琴弦的力学数据与声学数据一致；从而当待测琴弦为古琴琴弦时，本技术提供的琴弦检测装置的检测方法可以保证古琴琴弦的力学数据和声学数据一致。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
38.图1为本技术实施例提供的琴弦检测装置的检测方法的一种实施方式的流程示意图；
39.图2为本技术实施例提供的琴弦检测装置的检测方法的另一种实施方式的流程示
意图；
40.图3为本技术实施例提供的得到待测琴弦的当前音高的一种实施方式的流程示意图。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
43.为了保证古琴琴弦的力学数据和声学数据一致，本技术实施例提供一种琴弦检测装置的检测方法，其具体流程如图1所示，具体包括以下步骤：
44.s110、接收检测指令。
45.在实际应用中，接收到检测指令，表明待测琴弦已经安装在琴弦检测装置上，并可以开始对待测琴弦进行检测。
46.其中，在检测指令中包括待测琴弦的给定音高，待测琴弦的给定音高指的是测试人员期望待测琴弦可以达到的音高，比如其在演奏时的音高。
47.s120、根据待测琴弦的给定音高，对待测琴弦进行调音。
48.s130、在完成对待测琴弦的调音且待测琴弦恢复静止后，采集待测琴弦的力学数据，并且，激发待测琴弦并采集待测琴弦的声学数据。
49.在实际应用中，由于在待测琴弦振动时，自身的力学数据会随着振动的强弱而变化，并不稳定，所以最好在待测琴弦恢复静止后，再采集待测琴弦的力学数据。
50.另外，在实际应用中，当待测琴弦振动时，若再次激发待测琴弦，则振动的待测琴弦可能导致激发琴弦的装置发生振动，从而产生杂音，对待测琴弦的声学数据造成影响，因此最好在待测琴弦恢复静止后，再重新激发待测琴弦。
51.在一种具体示例中，对琴弦的检测标准不是很严格，则待测琴弦的力学数据包括：待测琴弦的轴向拉力；在另一种具体示例中，对琴弦的检测标准比较严格，则待测琴弦的力学数据包括：待测琴弦的轴向拉力以及径向压力。
52.上述两种示例仅提供了待测琴弦的力学数据的两种实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
53.在一种具体示例中，对琴弦的检测标准不是很严格，待测琴弦的声学数据包括：待测琴弦振动时的频谱；在另一种具体示例中，对琴弦的检测标准比较严格，则待测琴弦的声学数据包括：待测琴弦振动时的频谱以及待测琴弦振动时的振幅。
54.上述两种示例仅提供了待测琴弦的声学数据的两种实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
55.s140、对力学数据和声学数据进行分析，得到待测琴弦的检测结果。
56.比如，通过分析力学数据可知，待测琴弦在给定音高下，是否容易断裂，从而知道待测琴弦是否适用于给定音高。
57.又比如，通过分析声学数据可知，待测琴弦在给定音高下，其音质是好是坏，是否适用于给定音高。
58.需要说明的是，对力学数据与声学数据的分析属于现有技术，此处不再赘述。
59.本技术另一实施例提供步骤s120的一种具体实施方式，其具体流程如图2所示，具体包括以下步骤：
60.s210、激发待测琴弦，并得到待测琴弦的当前音高。
61.其中，当前音高指的是待测琴弦在当前轴向拉力下所能达到的音高。
62.s220、判断待测琴弦的当前音高是否等于待测琴弦的给定音高。
63.若待测琴弦的当前音高不等于待测琴弦的给定音高，则执行步骤s230，并在执行完步骤s230之后返回执行步骤s210；若待测琴弦的当前音高等于待测琴弦的给定音高，则完成对待测琴弦的调音，即继续向下执行步骤s130。
64.s230、根据待测琴弦的当前音高相对于待测琴弦的给定音高的偏差方向，相应调整施加在待测琴弦上的轴向拉力。
65.具体而言，若待测琴弦的当前音高高于待测琴弦的给定音高，则减小施加在待测琴弦上的轴向拉力；若待测琴弦的当前音高低于待测琴弦的给定音高，则增大施加在待测琴弦上的轴向拉力。
66.本技术另一实施例提供得到待测琴弦的当前音高的一种具体实施方式，其流程如图3所示，具体包括以下步骤：
67.s310、采集待测琴弦振动时所产生的声音的频谱。
68.s320、根据待测琴弦振动时所产生的声音的频谱，确定出待测琴弦振动时所产生的声音的基频。
69.基频为待测琴弦振动时所产生的声音中的最低频率，在实际应用中，频率为基频的声波即为待测琴弦振动时所产生的声音中的基音，其决定待测琴弦的音高。
70.s330、根据确定出的基频，确定出待测琴弦的当前音高。
71.本技术另一实施例提供一种琴弦检测装置，具体包括：控制器、固定单元、激发单元、力学数据采集单元和声学数据采集单元；其中：
72.固定单元用于安装待测琴弦；激发单元用于激发待测琴弦；力学数据采集单元用于采集待测琴弦的力学数据；声学数据采集单元用于采集待测琴弦振动时的声学数据。
73.控制器与显示装置通信连接，激发单元、力学数据采集单元以及声学数据采集单元均受控于控制器，控制器用于执行如上述实施例提供的琴弦检测装置的检测方法。
74.可选的，激发单元为可控拨弦器，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，均在本技术的保护范围内。
75.可选的，力学数据采集单元可以包括拉力计，也可以为包括拉力计以及压力机；此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
76.可选的，声学数据采集单元可以包括拾音器，，也可以包括拾音器以及高速摄像机；此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本技术的保护范围内。
77.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
78.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
79.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种琴弦检测装置的检测方法，其特征在于，包括：接收检测指令；所述检测指令包括所述待测琴弦的给定音高；根据所述给定音高，对待测琴弦进行调音；在完成对所述待测琴弦的调音且所述待测琴弦恢复静止后，采集所述待测琴弦的力学数据，并且，激发所述待测琴弦并采集所述待测琴弦的声学数据；对所述力学数据和所述声学数据进行分析，得到所述待测琴弦的检测结果。2.根据权利要求1所述的琴弦检测装置的检测方法，其特征在于，所述力学数据，包括：所述待测琴弦的轴向拉力。3.根据权利要求2所述的琴弦检测装置的检测方法，其特征在于，所述力学数据，还包括：所述待测琴弦的径向压力。4.根据权利要求1所述的琴弦检测装置的检测方法，其特征在于，所述声学数据，包括：所述待测琴弦振动时所产生的声音的频谱。5.根据权利要求4所述的琴弦检测装置的检测方法，其特征在于，所述声学数据，还包括：所述待测琴弦振动时的振幅。6.根据权利要求1至5任一项所述的琴弦检测装置的检测方法，其特征在于，根据所述给定音高，对待测琴弦进行调音，包括：激发所述待测琴弦，并得到所述待测琴弦的当前音高；判断所述当前音高是否等于所述给定音高；若所述当前音高不等于所述给定音高，则根据所述当前音高相对于所述给定音高的偏差方向，相应调整施加在所述待测琴弦上的拉力，并返回执行激发所述待测琴弦，并得到所述待测琴弦的当前音高的步骤；若所述待测琴弦振动时的音高等于所述给定音高，则完成对所述待测琴弦的调音。7.根据权利要求6所述的琴弦检测装置的检测方法，其特征在于，得到所述待测琴弦的当前音高，包括：采集所述待测琴弦振动时所产生的声音的频谱；根据所述待测琴弦振动时所产生的声音的频谱，确定出所述待测琴弦振动时所产生的声音的基频；根据所述基频，确定出所述当前音高。8.一种琴弦检测装置，其特征在于，包括：控制器、固定单元、激发单元、力学数据采集单元和声学数据采集单元；其中：所述固定单元用于安装待测琴弦；所述激发单元用于激发待测琴弦；所述力学数据采集单元用于采集所述待测琴弦的力学数据；所述声学数据采集单元用于采集所述待测琴弦振动时的声学数据；所述控制器与所述显示装置通信连接，所述激发单元、所述力学数据采集单元以及所述声学数据采集单元均受控于所述控制器，所述控制器用于执行如权利要求1至7任一项所述的琴弦检测装置的检测方法。9.根据权利要求8所述的琴弦检测装置，其特征在于，所述激发单元为可控拨弦器。10.根据权利要求8所述的琴弦检测装置，其特征在于，所述力学数据采集单元包括：拉
力计，或者，拉力计以及压力机；所述声学数据采集单元包括：拾音器，或者，拾音器以及高速摄像机。

技术总结
本申请提供一种琴弦检测装置及其检测方法。在该检测方法中，在接收检测指令后，对待测琴弦进行调音；之后，在完成对待测琴弦的调音且待测琴弦恢复静止后，采集待测琴弦的力学数据，并且，激发待测琴弦并采集待测琴弦的声学数据；最后，对力学数据和声学数据进行分析，得到待测琴弦的检测结果。由于在完成对待测琴弦的调音且待测琴弦恢复静止后，采集待测琴弦的力学数据，并且，激发待测琴弦并采集待测琴弦的声学数据，所以对待测琴弦的力学性能测试和声学性能测试均可在琴弦检测装置上完成，因此可以保证待测琴弦的力学数据与声学数据一致；从而当待测琴弦为古琴琴弦时，该琴弦检测装置的检测方法可以保证古琴琴弦的力学数据和声学数据一致。学数据一致。学数据一致。


技术研发人员：戴卫 卢艺 房猛 戴闯
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2023.02.17
技术公布日：2023/7/11