JP2002333367A - 音源探査方法および装置 - Google Patents
音源探査方法および装置Info
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- JP2002333367A JP2002333367A JP2001139743A JP2001139743A JP2002333367A JP 2002333367 A JP2002333367 A JP 2002333367A JP 2001139743 A JP2001139743 A JP 2001139743A JP 2001139743 A JP2001139743 A JP 2001139743A JP 2002333367 A JP2002333367 A JP 2002333367A
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- distance
- calculating
- coordinate value
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な装置により被測定物の表面から発生す
る騒音発生源の位置を検出し得るようにする。 【解決手段】 風洞11内に配置された被測定物10の
表面から発生する騒音源Sの位置を検出するために、風
洞11に空気の流れ方向にずらして設けられる第1と第
2のマイクロフォン21,22に被測定物10の音源S
から到達する騒音の到達時間差を演算する。その到達時
間差に基づいて、第1距離L1と第2距離L2との距離差
を演算し、距離差を考慮した第1距離と前記第2距離と
の仮想交点座標値を演算する。予めメモリに記憶された
被測定物10の表面座標値と前記仮想交点座標値とが一
致する位置を演算し、一致する位置により音源Sの位置
が求められる。
る騒音発生源の位置を検出し得るようにする。 【解決手段】 風洞11内に配置された被測定物10の
表面から発生する騒音源Sの位置を検出するために、風
洞11に空気の流れ方向にずらして設けられる第1と第
2のマイクロフォン21,22に被測定物10の音源S
から到達する騒音の到達時間差を演算する。その到達時
間差に基づいて、第1距離L1と第2距離L2との距離差
を演算し、距離差を考慮した第1距離と前記第2距離と
の仮想交点座標値を演算する。予めメモリに記憶された
被測定物10の表面座標値と前記仮想交点座標値とが一
致する位置を演算し、一致する位置により音源Sの位置
が求められる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は空気圧機械のブレー
ドなどのように空気が流れる物体の表面における騒音発
生源の位置を検出する音源探査技術に関する。
ドなどのように空気が流れる物体の表面における騒音発
生源の位置を検出する音源探査技術に関する。
【0002】
【従来の技術】機械的エネルギーを空気のエネルギーに
変換する空気圧機械としては、圧縮機、送風機および真
空ポンプがあり、圧縮機および送風機はいずれも空気ま
たはガスを吸込圧力よりも高い圧力で圧送する機械であ
る。これらの空気圧機械は、通常、吐出圧力が100k
Pa以上を圧縮機、吐出圧力が10kPa未満を送風機と
分類されており、送風機の中でも10kPa未満をファン
とし、10kPa以上であり100kPa未満をブロアと分
類している。真空ポンプは圧縮機や送風機とは逆に、空
気またはガスを大気圧よりも低い圧力に吸引する機械で
ある。
変換する空気圧機械としては、圧縮機、送風機および真
空ポンプがあり、圧縮機および送風機はいずれも空気ま
たはガスを吸込圧力よりも高い圧力で圧送する機械であ
る。これらの空気圧機械は、通常、吐出圧力が100k
Pa以上を圧縮機、吐出圧力が10kPa未満を送風機と
分類されており、送風機の中でも10kPa未満をファン
とし、10kPa以上であり100kPa未満をブロアと分
類している。真空ポンプは圧縮機や送風機とは逆に、空
気またはガスを大気圧よりも低い圧力に吸引する機械で
ある。
【0003】圧縮機および送風機には、羽根の作用によ
り通過気体の速度と圧力を増加させるターボ形と、一定
体積内に封入した気体の体積を減少させたり、背圧を利
用して圧力を高める容積形とがあり、ターボ形には軸流
式、多翼式、ラジアル式および遠心式などがある。特
に、ターボ形の圧縮機や送風機にあっては、ブレードの
表面に空気が流れ、その際にブレードの表面から空気力
学的な要因により騒音が発生することがある。そのた
め、軸流式送風機である換気扇のファンブレード、多翼
式送風機であるシロッコファン、およびラジアル送風機
や遠心送風機などの空気圧機械のブレードの形状を設計
する場合には、ブレードから発生する騒音を低減するた
めに、ブレードの表面における騒音発生源の位置を探査
する必要がある。
り通過気体の速度と圧力を増加させるターボ形と、一定
体積内に封入した気体の体積を減少させたり、背圧を利
用して圧力を高める容積形とがあり、ターボ形には軸流
式、多翼式、ラジアル式および遠心式などがある。特
に、ターボ形の圧縮機や送風機にあっては、ブレードの
表面に空気が流れ、その際にブレードの表面から空気力
学的な要因により騒音が発生することがある。そのた
め、軸流式送風機である換気扇のファンブレード、多翼
式送風機であるシロッコファン、およびラジアル送風機
や遠心送風機などの空気圧機械のブレードの形状を設計
する場合には、ブレードから発生する騒音を低減するた
めに、ブレードの表面における騒音発生源の位置を探査
する必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そのため、ブレードな
どの被測定物を風洞の中に取り付けてその表面に沿って
空気を流すことにより被測定物表面の騒音発生源の位置
を検出するようにしており、従来では、音源位置を検出
するために、多点同時音圧法や、音響ホログラフィ法が
用いられている。多点同時音圧法は、被測定物の表面に
対応させて格子状に多数のマイクロフォンを配置して多
点の騒音を同時に測定して音圧の高い位置を騒音源と判
定する方式である。一方、音響ホログラフィ法は、多点
同時音圧法と同様に、多数のマイクロフォンを格子状に
配置して測定する方法であるが、この方法は音波の位相
情報を基に指向性のある超音波ビームを仮想的に形成
し、反射物体の撮像を行うことによって、多点同時音圧
法よりも正確に騒音発生源の位置を可視化して判定する
ことができる。しかしながら、これらの方法は短時間に
同時測定が可能である反面、マイクロフォンの配列が大
規模となり、被測定物の面積が小さい場合にはその範囲
内の騒音源を検出するには不適当である。
どの被測定物を風洞の中に取り付けてその表面に沿って
空気を流すことにより被測定物表面の騒音発生源の位置
を検出するようにしており、従来では、音源位置を検出
するために、多点同時音圧法や、音響ホログラフィ法が
用いられている。多点同時音圧法は、被測定物の表面に
対応させて格子状に多数のマイクロフォンを配置して多
点の騒音を同時に測定して音圧の高い位置を騒音源と判
定する方式である。一方、音響ホログラフィ法は、多点
同時音圧法と同様に、多数のマイクロフォンを格子状に
配置して測定する方法であるが、この方法は音波の位相
情報を基に指向性のある超音波ビームを仮想的に形成
し、反射物体の撮像を行うことによって、多点同時音圧
法よりも正確に騒音発生源の位置を可視化して判定する
ことができる。しかしながら、これらの方法は短時間に
同時測定が可能である反面、マイクロフォンの配列が大
規模となり、被測定物の面積が小さい場合にはその範囲
内の騒音源を検出するには不適当である。
【0005】これらの方法に加えて、音響の強さを検出
するようにした音響インテンシティ法がある。この方法
には1軸2マイク式、3軸6マイク式および3軸4マイ
ク式などがあり、音響の強さを三次元ベクトル量で測定
することができるとともに過渡的現象も測定することが
できるという利点があるが、1軸2マイク式は同一点を
3軸測定するので測定工数が多くなり、6マイクロ式は
装置全体が大きくなり、被測定物の面積が小さい場合に
は適用することができない。
するようにした音響インテンシティ法がある。この方法
には1軸2マイク式、3軸6マイク式および3軸4マイ
ク式などがあり、音響の強さを三次元ベクトル量で測定
することができるとともに過渡的現象も測定することが
できるという利点があるが、1軸2マイク式は同一点を
3軸測定するので測定工数が多くなり、6マイクロ式は
装置全体が大きくなり、被測定物の面積が小さい場合に
は適用することができない。
【0006】指向性を高めたパラボラ形ないしミラー形
マイクロフォンを使用して騒音源の位置を検出する方法
もあるが、この場合にも、マイクロフォンが大型であ
り、小型の被測定物の騒音源を測定するのは困難であ
る。
マイクロフォンを使用して騒音源の位置を検出する方法
もあるが、この場合にも、マイクロフォンが大型であ
り、小型の被測定物の騒音源を測定するのは困難であ
る。
【0007】したがって、空気圧機械のブレードなどの
ように、小型の風洞を用いることになる比較的小型の被
測定物を対象として、これの表面から空気力学的に発生
する騒音源を簡易に測定することができる技術が求めら
れている。
ように、小型の風洞を用いることになる比較的小型の被
測定物を対象として、これの表面から空気力学的に発生
する騒音源を簡易に測定することができる技術が求めら
れている。
【0008】本発明は簡易な装置により被測定物の表面
から発生する騒音発生源の位置を検出し得るようにする
ことにある。
から発生する騒音発生源の位置を検出し得るようにする
ことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の音源探査方法
は、風洞内に配置された被測定物の表面から発生する騒
音源の位置を検出する音源探査方法であって、風洞に設
けられる第1と第2のマイクロフォンに前記被測定物の
音源から到達する騒音の到達時間差を演算し、前記到達
時間差に基づいて、第1マイクロフォンと前記音源との
間の第1距離と前記第2マイクロフォンと前記音源との
間の第2距離との距離差を演算し、前記距離差を考慮し
た前記第1距離と前記第2距離との仮想交点座標値を演
算し、予め記憶手段に記憶された前記被測定物の表面座
標値と前記仮想交点座標値とが一致する位置を演算し、
前記仮想交点座標値と前記表面座標値とが一致する位置
により音源の位置を求めることを特徴とする。本発明の
音源探査方法は、前記第1と第2のマイクロフォンから
得られた波形データから、前記音源からの時間差を求め
る手段として、波形の類似性を検定する相互相関計算法
を用いることを特徴とし、前記第1距離と前記第2距離
を算出する仮想距離式に時間値を代入して一致位置を演
算することを特徴とする。
は、風洞内に配置された被測定物の表面から発生する騒
音源の位置を検出する音源探査方法であって、風洞に設
けられる第1と第2のマイクロフォンに前記被測定物の
音源から到達する騒音の到達時間差を演算し、前記到達
時間差に基づいて、第1マイクロフォンと前記音源との
間の第1距離と前記第2マイクロフォンと前記音源との
間の第2距離との距離差を演算し、前記距離差を考慮し
た前記第1距離と前記第2距離との仮想交点座標値を演
算し、予め記憶手段に記憶された前記被測定物の表面座
標値と前記仮想交点座標値とが一致する位置を演算し、
前記仮想交点座標値と前記表面座標値とが一致する位置
により音源の位置を求めることを特徴とする。本発明の
音源探査方法は、前記第1と第2のマイクロフォンから
得られた波形データから、前記音源からの時間差を求め
る手段として、波形の類似性を検定する相互相関計算法
を用いることを特徴とし、前記第1距離と前記第2距離
を算出する仮想距離式に時間値を代入して一致位置を演
算することを特徴とする。
【0010】本発明の音源探査装置は、風洞内に配置さ
れた被測定物の表面から発生する騒音源の位置を検出す
る音源探査装置であって、風洞に設けられる第1と第2
のマイクロフォンと、前記第1と第2のマイクロフォン
に前記被測定物の音源から到達する騒音の到達時間差を
算出する時間差演算手段と、前記時間差に基づいて前記
第1のマイクロフォンと前記音源との間の第1距離と前
記第2のマイクロフォンと前記音源との間の第2距離と
の距離差を演算する距離差演算手段と、前記距離差を考
慮した前記第1距離と前記第2距離との交点座標値を演
算する仮想交点座標値演算手段と、予め記憶手段に記憶
された前記被測定物の表面座標値と前記仮想交点座標値
とが一致する位置を演算する一致位置演算手段とを有
し、前記仮想交点座標値と前記表面座標値とが一致する
位置により音源の位置を求めることを特徴とする。前記
一致位置演算手段は、前記第1距離と前記第2距離を算
出する仮想距離式に時間値を代入して一致位置を演算す
ることを特徴とする
れた被測定物の表面から発生する騒音源の位置を検出す
る音源探査装置であって、風洞に設けられる第1と第2
のマイクロフォンと、前記第1と第2のマイクロフォン
に前記被測定物の音源から到達する騒音の到達時間差を
算出する時間差演算手段と、前記時間差に基づいて前記
第1のマイクロフォンと前記音源との間の第1距離と前
記第2のマイクロフォンと前記音源との間の第2距離と
の距離差を演算する距離差演算手段と、前記距離差を考
慮した前記第1距離と前記第2距離との交点座標値を演
算する仮想交点座標値演算手段と、予め記憶手段に記憶
された前記被測定物の表面座標値と前記仮想交点座標値
とが一致する位置を演算する一致位置演算手段とを有
し、前記仮想交点座標値と前記表面座標値とが一致する
位置により音源の位置を求めることを特徴とする。前記
一致位置演算手段は、前記第1距離と前記第2距離を算
出する仮想距離式に時間値を代入して一致位置を演算す
ることを特徴とする
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図1は被測定物を風洞内に
配置した状態を示す斜視図であり、図2は被測定物から
発生する騒音源の位置を探査する音源探査装置を示す概
略図である。
に基づいて詳細に説明する。図1は被測定物を風洞内に
配置した状態を示す斜視図であり、図2は被測定物から
発生する騒音源の位置を探査する音源探査装置を示す概
略図である。
【0012】図示する実施の形態にあっては、空気圧機
械に使用されるファンブレードの断面形状を決定するた
めに、その表面における騒音発生位置を検出している。
図示するファンブレードを被測定物10としており、こ
のファンブレード10は、長さ方向何れの位置において
も断面形状が同一となった二次元対称翼である。風洞1
1は所定の長さ寸法Aを有し、上下左右の寸法Bがほぼ
同一であり横断面が矩形となった断面四角形のダクト形
状となっている。図示する風洞11のA寸法は500mm
で、B寸法は190mmとなっている。
械に使用されるファンブレードの断面形状を決定するた
めに、その表面における騒音発生位置を検出している。
図示するファンブレードを被測定物10としており、こ
のファンブレード10は、長さ方向何れの位置において
も断面形状が同一となった二次元対称翼である。風洞1
1は所定の長さ寸法Aを有し、上下左右の寸法Bがほぼ
同一であり横断面が矩形となった断面四角形のダクト形
状となっている。図示する風洞11のA寸法は500mm
で、B寸法は190mmとなっている。
【0013】風洞11内の相互に対向する上下2面に
は、吸音材12が張り付けられており、被測定物10は
上下両表面が吸音材12に対向するようにして風洞11
内に固定される。風洞11には一方の流入口13側から
所定の風速の空気が供給され、他方の流出口14から流
出するようになっている。
は、吸音材12が張り付けられており、被測定物10は
上下両表面が吸音材12に対向するようにして風洞11
内に固定される。風洞11には一方の流入口13側から
所定の風速の空気が供給され、他方の流出口14から流
出するようになっている。
【0014】風洞11の上面には被測定物10の被測定
面に対向させて2つのマイクロフォン21,22が空気
の流れ方向に相互に距離2Lだけ離して取り付けられて
おり、それぞれのマイクロフォン21,22の先端面
は、図2に示すように、直接風に触れないように、吸音
材12の内面よりも引っ込んでいる。なお、図1に示す
ように、被測定物10は水平方向となって風洞11内に
配置されているが、風洞11自体を図1において90度
回転させた状態として被測定物10を垂直方向に配置し
ても良い。
面に対向させて2つのマイクロフォン21,22が空気
の流れ方向に相互に距離2Lだけ離して取り付けられて
おり、それぞれのマイクロフォン21,22の先端面
は、図2に示すように、直接風に触れないように、吸音
材12の内面よりも引っ込んでいる。なお、図1に示す
ように、被測定物10は水平方向となって風洞11内に
配置されているが、風洞11自体を図1において90度
回転させた状態として被測定物10を垂直方向に配置し
ても良い。
【0015】それぞれのマイクロフォン21,22から
の出力波形はフィルタ23,24に送られる。それぞれ
のフィルタ23,24は、探査したい所定の周波数帯の
みを通過させ他の周波数帯の波形を取り除く。その周波
数帯は、所定の風速のときに発生することになる騒音の
周波数fを予め求めておき、その周波数fを中心として
所定の幅を持った範囲(たとえば3分の1オクターブ)
として設定される。フィルタ23,24を通過した出力
波形は、ADボード25で、デジタル信号に変換された
後にコンピュータ26に送られる。
の出力波形はフィルタ23,24に送られる。それぞれ
のフィルタ23,24は、探査したい所定の周波数帯の
みを通過させ他の周波数帯の波形を取り除く。その周波
数帯は、所定の風速のときに発生することになる騒音の
周波数fを予め求めておき、その周波数fを中心として
所定の幅を持った範囲(たとえば3分の1オクターブ)
として設定される。フィルタ23,24を通過した出力
波形は、ADボード25で、デジタル信号に変換された
後にコンピュータ26に送られる。
【0016】たとえば、図2に示すように、被測定物1
0の表面の音源Sから騒音が発生し、音源Sからそれぞ
れのマイクロフォン21,22に特定周波数帯の騒音波
形が図3に示すように時間差をもって到達することにな
る。コンピュータ26は、2つのマイクロフォン21,
22の出力波形からフィルタ23,24により所定の周
波数帯のみとなった出力波形に基づいて、音源Sからそ
れぞれのマイクロフォン21,22に到達する時間差Δ
tを演算する機能を有している。この到達時間差Δt
は、連続してサンプリングした波形形状の類似性を相互
相関係数計算法の計算結果に基づいて評価して求められ
る。つまり、類似性を相互相関計算して最も相関係数の
高い位置を到達時間差Δtに設定する。
0の表面の音源Sから騒音が発生し、音源Sからそれぞ
れのマイクロフォン21,22に特定周波数帯の騒音波
形が図3に示すように時間差をもって到達することにな
る。コンピュータ26は、2つのマイクロフォン21,
22の出力波形からフィルタ23,24により所定の周
波数帯のみとなった出力波形に基づいて、音源Sからそ
れぞれのマイクロフォン21,22に到達する時間差Δ
tを演算する機能を有している。この到達時間差Δt
は、連続してサンプリングした波形形状の類似性を相互
相関係数計算法の計算結果に基づいて評価して求められ
る。つまり、類似性を相互相関計算して最も相関係数の
高い位置を到達時間差Δtに設定する。
【0017】相互相関計算では、一方のマイクロフォン
から得られたチャンネルch1の波形における特徴部位
A,B,Cを検索し、これらの特徴部位が他方のマイク
ロフォンから得られたチャンネルch2の波形における
特徴部非a,b,cのどれかを検索し、チャンネルch
2のみ時間軸をずらして波形形状の相関性を見る。これ
により、似ている形状とそのずらした時間とを求めて、
相関係数がa,b,cを決定し、ずらした時間がΔtに
よって決定される。
から得られたチャンネルch1の波形における特徴部位
A,B,Cを検索し、これらの特徴部位が他方のマイク
ロフォンから得られたチャンネルch2の波形における
特徴部非a,b,cのどれかを検索し、チャンネルch
2のみ時間軸をずらして波形形状の相関性を見る。これ
により、似ている形状とそのずらした時間とを求めて、
相関係数がa,b,cを決定し、ずらした時間がΔtに
よって決定される。
【0018】相互相関計算の一般式は以下の通りであ
る。
る。
【0019】
【式1】
【0020】この式によりそれぞれの波形式f,gの各
点における値から相関係数Rが求められる。
点における値から相関係数Rが求められる。
【0021】一方、到達時間差Δtが求められると、そ
の値に基づいてマイクロフォン21から音源Sまでの距
離L1と、マイクロフォン22から音源Sまでの距離L2
との距離差ΔLがコンピュータ26内の距離差演算部に
より演算される。この距離差ΔLは、 ΔL=Δt・V…(1) により算出される。ただし、Vは音速であり、空気中の
音速は温度15℃で約340m/sである。したがって、音速
と時間差の積により距離差を演算することができる。
の値に基づいてマイクロフォン21から音源Sまでの距
離L1と、マイクロフォン22から音源Sまでの距離L2
との距離差ΔLがコンピュータ26内の距離差演算部に
より演算される。この距離差ΔLは、 ΔL=Δt・V…(1) により算出される。ただし、Vは音速であり、空気中の
音速は温度15℃で約340m/sである。したがって、音速
と時間差の積により距離差を演算することができる。
【0022】距離差ΔLだけに着目すると、図4に示す
ように、マイクロフォン21からの仮想距離R1とマイ
クロフォン22からの仮想距離R2との差がΔLとなる
位置は、音源Sの位置以外にも存在することになる。つ
まり、R2−R1=ΔLの条件を満たす仮想距離R1,
R2の値は、図において二点鎖線の軌跡で示される仮想
交点座標Mの位置に存在することになる。音源Sからの
それぞれの仮想距離R1,R2は、R1=ti・V…
(2)で表され、R2=(ti+ΔV)・V…(3)で表され
る。
ように、マイクロフォン21からの仮想距離R1とマイ
クロフォン22からの仮想距離R2との差がΔLとなる
位置は、音源Sの位置以外にも存在することになる。つ
まり、R2−R1=ΔLの条件を満たす仮想距離R1,
R2の値は、図において二点鎖線の軌跡で示される仮想
交点座標Mの位置に存在することになる。音源Sからの
それぞれの仮想距離R1,R2は、R1=ti・V…
(2)で表され、R2=(ti+ΔV)・V…(3)で表され
る。
【0023】ただし、tiは音源Sからマイクロフォン
21までの到達時間であるが、この時間tiを検出する
ことはできない。
21までの到達時間であるが、この時間tiを検出する
ことはできない。
【0024】そこで、図4に示すように、それぞれの仮
想距離R1,R2の半径の円を想定し、その交点のx軸
方向(風の流れる方向)とy軸方向(風の流れに直角の
方向)の仮想交点座標値X,Yをコンピュータ26の仮
想交点座標値演算部により求める。仮想交点座標値は、
仮想距離R1、R2および2つのマイクロフォン21,2
2のずれ距離Lとの間に以下の関係がある。
想距離R1,R2の半径の円を想定し、その交点のx軸
方向(風の流れる方向)とy軸方向(風の流れに直角の
方向)の仮想交点座標値X,Yをコンピュータ26の仮
想交点座標値演算部により求める。仮想交点座標値は、
仮想距離R1、R2および2つのマイクロフォン21,2
2のずれ距離Lとの間に以下の関係がある。
【0025】 X=(R1 2−R2 2)/(2L)…(4) Y=(R1 2−(X+L)2 )0.5 …(5) 一方、被測定物10のx軸方向とy軸方向の表面座標値
X0、Y0は予めコンピュータ26の記憶手段としてのメ
モリに記憶されている。
X0、Y0は予めコンピュータ26の記憶手段としてのメ
モリに記憶されている。
【0026】そこで、コンピュータ26の一致位置演算
部により、tiに初期値として所定の時間値を代入して
式(4),(5)から仮想交点座標値X,Yを求めて、その値
とメモリに記憶された表面座標値値X0 、Y0と比較す
る。表面座標値値X0、Y0と仮想交点座標値X,Yが一
致した場合には、その一致した表面座標値の位置が音源
Sの位置である。一致しない場合には、tiの値を増加
させたり、減少させて再度別の仮想交点座標値X,Yの
値を求めて表面座標値と比較する。
部により、tiに初期値として所定の時間値を代入して
式(4),(5)から仮想交点座標値X,Yを求めて、その値
とメモリに記憶された表面座標値値X0 、Y0と比較す
る。表面座標値値X0、Y0と仮想交点座標値X,Yが一
致した場合には、その一致した表面座標値の位置が音源
Sの位置である。一致しない場合には、tiの値を増加
させたり、減少させて再度別の仮想交点座標値X,Yの
値を求めて表面座標値と比較する。
【0027】風洞11内に供給する風速が大きい場合に
は、風速によって音源Sからそれぞれのマイクロフォン
21,22に到達する時間が変化するので、風速に応じ
てΔの値を補正することが好ましい。たとえば、風速が
30m/s位になると、風速が音速の9%程度となり、風
速の影響を無視できなくなる。
は、風速によって音源Sからそれぞれのマイクロフォン
21,22に到達する時間が変化するので、風速に応じ
てΔの値を補正することが好ましい。たとえば、風速が
30m/s位になると、風速が音速の9%程度となり、風
速の影響を無視できなくなる。
【0028】図5は上述した音源探査方法の探査手順を
示すフローチャートであり、ステップS1では上述した
時間差Δtを演算し、その演算結果から距離差ΔLをス
テップS2で演算する。ステップS3では、式(2),(3)
に所定の時間tiの値つまり初期値を代入して、その代
入結果からステップS4において仮想交点座標値X,Y
の値を演算する。初期値としては、たとえば、10ms程
度に設定することができる。ステップS5では、仮想交
点座標値X,Yの値と予めメモリに記憶された被測定物
10の表面座標値X0、Y0とを比較し、ステップS6で
は、仮想交点座標値X,Yが表面座標値値X0、Y0の中
に存在するか否か、つまり仮想交点座標値X,Yが表面
座標値X0、Y0と一致するか否かを比較する。
示すフローチャートであり、ステップS1では上述した
時間差Δtを演算し、その演算結果から距離差ΔLをス
テップS2で演算する。ステップS3では、式(2),(3)
に所定の時間tiの値つまり初期値を代入して、その代
入結果からステップS4において仮想交点座標値X,Y
の値を演算する。初期値としては、たとえば、10ms程
度に設定することができる。ステップS5では、仮想交
点座標値X,Yの値と予めメモリに記憶された被測定物
10の表面座標値X0、Y0とを比較し、ステップS6で
は、仮想交点座標値X,Yが表面座標値値X0、Y0の中
に存在するか否か、つまり仮想交点座標値X,Yが表面
座標値X0、Y0と一致するか否かを比較する。
【0029】一致した場合には、その一致点の表面座標
値X0、Y0が音源Sの発生位置であり、音源位置をその
値にステップS7で設定する。設定値はメモリに記憶し
たり、画面に表示したり、プリンタにより印字すること
ができる。これに対して、ステップS6で一致していな
いと判断された場合には、ステップS8でtiの値を、
たとえば、10ms程度増加させて再度ステップS4から
処理を繰り返す。ただし、tiとして代入する初期値を
大きい値として、ステップS6で一致しなかった場合に
は、時間値を減少させるようにして順次代入し、一致点
を検出するようにしても良い。
値X0、Y0が音源Sの発生位置であり、音源位置をその
値にステップS7で設定する。設定値はメモリに記憶し
たり、画面に表示したり、プリンタにより印字すること
ができる。これに対して、ステップS6で一致していな
いと判断された場合には、ステップS8でtiの値を、
たとえば、10ms程度増加させて再度ステップS4から
処理を繰り返す。ただし、tiとして代入する初期値を
大きい値として、ステップS6で一致しなかった場合に
は、時間値を減少させるようにして順次代入し、一致点
を検出するようにしても良い。
【0030】このように、前述した音源探査技術にあっ
ては、2つのマイクロフォン21,22とコンピュータ
26により音源からマイクロフォンに到達する騒音の到
達時間の差に基づいて音源Sの位置を検出することがで
きるので、安価な装置によって音源の位置を検出するこ
とができる。また、2つのマイクロフォン21,22を
用いて音源Sの位置を検出することができるので、小型
の風洞内に配置した被測定物からの騒音発生源の位置を
検出することができる。これにより、ファンブレードな
どの空気圧機械において空気が流れる表面の形状を設計
する際に、所望のデータを収集することができる。さら
に、風洞11内に吸音材12を設けることにより、風洞
内に比較的速い流れの空気を流しても被測定物から発生
する騒音を検出することができる。
ては、2つのマイクロフォン21,22とコンピュータ
26により音源からマイクロフォンに到達する騒音の到
達時間の差に基づいて音源Sの位置を検出することがで
きるので、安価な装置によって音源の位置を検出するこ
とができる。また、2つのマイクロフォン21,22を
用いて音源Sの位置を検出することができるので、小型
の風洞内に配置した被測定物からの騒音発生源の位置を
検出することができる。これにより、ファンブレードな
どの空気圧機械において空気が流れる表面の形状を設計
する際に、所望のデータを収集することができる。さら
に、風洞11内に吸音材12を設けることにより、風洞
内に比較的速い流れの空気を流しても被測定物から発生
する騒音を検出することができる。
【0031】なお、音源探査装置に合わせて、風洞内に
煙発生器から煙を供給するようにし、探査された騒音発
生源の位置データと風洞内の煙の流れを示す可視化デー
タとによりファンブレードなどの形状を設計するように
しても良い。
煙発生器から煙を供給するようにし、探査された騒音発
生源の位置データと風洞内の煙の流れを示す可視化デー
タとによりファンブレードなどの形状を設計するように
しても良い。
【0032】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。たとえば、図示する場合には、ファンブレードを
被測定物としたが、空気の流れが接触する部材の表面に
おける騒音発生源の位置を検出するのであれば、どのよ
うなものを被測定物としても良い。また、この音源探査
装置は比較的小型の風洞内に配置される被測定物の探査
に使用して好適であるが、大型の風洞に適用することも
可能である。
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。たとえば、図示する場合には、ファンブレードを
被測定物としたが、空気の流れが接触する部材の表面に
おける騒音発生源の位置を検出するのであれば、どのよ
うなものを被測定物としても良い。また、この音源探査
装置は比較的小型の風洞内に配置される被測定物の探査
に使用して好適であるが、大型の風洞に適用することも
可能である。
【0033】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、被測定
物が小型の風洞内に配置された場合でも被測定物の表面
における騒音発生源の位置を簡易な装置により検出する
ことができる。また、安価な装置により騒音発生源の位
置を検出することができる。
物が小型の風洞内に配置された場合でも被測定物の表面
における騒音発生源の位置を簡易な装置により検出する
ことができる。また、安価な装置により騒音発生源の位
置を検出することができる。
【図1】被測定物を風洞内に配置した状態を示す斜視図
である。
である。
【図2】被測定物から発生する騒音源の位置を探査する
音源探査装置を示す概略図である。
音源探査装置を示す概略図である。
【図3】音源から2つのマイクロフォンに到達した特定
周波数帯の騒音波形を示すタイムチャートである。
周波数帯の騒音波形を示すタイムチャートである。
【図4】音源位置を検出するための基本原理を示す概略
図である。
図である。
【図5】音源位置の探査手順を示すフローチャートであ
る。
る。
10 被測定物 11 風洞 12 吸音材 21,22 マイクロフォン 23,24 フィルタ 25 ADボード 26 コンピュータ
フロントページの続き Fターム(参考) 2G064 AA11 AB15 BA03 CC13 3H021 AA09 BA16 CA08 EA05 EA07 3H045 AA06 AA26 FA03 FA11 FA23 FA25 5J083 AA05 AC28 AD02 AE10 BE08 BE53
Claims (5)
- 【請求項1】 風洞内に配置された被測定物の表面から
発生する騒音源の位置を検出する音源探査方法であっ
て、 風洞に設けられる第1と第2のマイクロフォンに前記被
測定物の音源から到達する騒音の到達時間差を演算し、 前記到達時間差に基づいて、第1マイクロフォンと前記
音源との間の第1距離と前記第2マイクロフォンと前記
音源との間の第2距離との距離差を演算し、 前記距離差を考慮した前記第1距離と前記第2距離との
仮想交点座標値を演算し、 予め記憶手段に記憶された前記被測定物の表面座標値と
前記仮想交点座標値とが一致する位置を演算し、 前記仮想交点座標値と前記表面座標値とが一致する位置
により音源の位置を求めることを特徴とする音源探査方
法。 - 【請求項2】 請求項1記載の音源探査方法において、
前記第1と第2のマイクロフォンから得られた波形デー
タから、前記音源からの時間差を求める手段として、波
形の類似性を検定する相互相関計算法を用いることを特
徴とする音源探査方法。 - 【請求項3】 請求項1記載の音源探査方法において、
前記第1距離と前記第2距離を算出する仮想距離式に時
間値を代入して一致位置を演算することを特徴とする音
源探査方法。 - 【請求項4】 風洞内に配置された被測定物の表面から
発生する騒音源の位置を検出する音源探査装置であっ
て、 風洞に設けられる第1と第2のマイクロフォンと、 前記第1と第2のマイクロフォンに前記被測定物の音源
から到達する騒音の到達時間差を算出する時間差演算手
段と、 前記時間差に基づいて前記第1のマイクロフォンと前記
音源との間の第1距離と前記第2のマイクロフォンと前
記音源との間の第2距離との距離差を演算する距離差演
算手段と、 前記距離差を考慮した前記第1距離と前記第2距離との
交点座標値を演算する仮想交点座標値演算手段と、 予め記憶手段に記憶された前記被測定物の表面座標値と
前記仮想交点座標値とが一致する位置を演算する一致位
置演算手段とを有し、 前記仮想交点座標値と前記表面座標値とが一致する位置
により音源の位置を求めることを特徴とする音源探査装
置。 - 【請求項5】 請求項4記載の音源探査装置において、
前記一致位置演算手段は、前記第1距離と前記第2距離
を算出する仮想距離式に時間値を代入して一致位置を演
算することを特徴とする音源探査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001139743A JP2002333367A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 音源探査方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001139743A JP2002333367A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 音源探査方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002333367A true JP2002333367A (ja) | 2002-11-22 |
Family
ID=18986465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001139743A Pending JP2002333367A (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 音源探査方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002333367A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008064692A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Mitsuba Corp | 音源探査方法および装置 |
CN108678985A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-10-19 | 东南大学 | 一种多功能风机性能试验装置 |
CN110794367A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-02-14 | 中国直升机设计研究所 | 一种桨涡干扰声源定位方法 |
-
2001
- 2001-05-10 JP JP2001139743A patent/JP2002333367A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008064692A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Mitsuba Corp | 音源探査方法および装置 |
CN108678985A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-10-19 | 东南大学 | 一种多功能风机性能试验装置 |
CN110794367A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-02-14 | 中国直升机设计研究所 | 一种桨涡干扰声源定位方法 |
CN110794367B (zh) * | 2019-10-12 | 2022-06-21 | 中国直升机设计研究所 | 一种桨涡干扰声源定位方法 |
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