JP3485095B2 - 音圧測定自己診断装置 - Google Patents
音圧測定自己診断装置Info
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Description
おいて発生するギヤノイズの測定に関し、特に、音圧測
定における機器の故障を自己診断する装置に関する。
るギヤノイズ(本明細書において、歯車伝動装置から発
生し、体感されるノイズをギヤノイズという)の計測方
法として、音圧測定方法がある。この音圧測定方法は、
検出手段に音圧計を用い、ギヤノイズの周波数対音圧レ
ベルの関係を測定し、測定した音圧レベル結果に基づい
て、歯車の回転数と周波数の相関から歯車の良否を判定
するものである。
ギヤノイズの測定に用いる音圧測定機器には、それ自体
の検出誤差や故障を自己診断する機能がない。そこで、
従来の測定方法では、性能が既知の基準となる伝動装置
を用いて音圧測定機器の検定を行なっている。しかしな
がら、実際には、性能が既知の基準となる伝動装置とい
えども、毎回の検定に際しての設定条件(機器の据付け
のための締結ボルトの締めつけトルク、ボルトの締結順
序、温度、湿度等の気象条件等)を常に一定に保つこと
は、事実上不可能である。したがって、検定結果の信頼
性は極めて低いものとならざるを得ない。
課題を解決するためになされたもので、その目的は、ギ
ヤノイズの測定に用いる音圧測定機器における検出誤差
の発生や故障を自己診断する音圧測定自己診断装置を提
供することにある。
ため、本発明の音圧測定自己診断装置は、歯車の噛合い
誤差により生じるギヤノイズの音圧信号を電圧信号の入
力とし、波形処理して回転次数比分析信号を出力する周
波数分析器と、該周波数分析器に自己診断のための擬似
電圧信号を入力する擬似音源とを備え、該擬似音源が出
力する擬似電圧信号は、レベルの異なる複数の信号とさ
れることを構成の第1の特徴とする。
は、歯車の噛合い誤差により生じるギヤノイズの音圧信
号を電圧信号の入力とし、波形処理して回転次数比分析
信号を出力する周波数分析器と、該周波数分析器に自己
診断のための擬似電圧信号を入力する擬似音源とを備
え、前記擬似音源が出力する擬似電圧信号は、周波数の
異なる複数の信号とされることを構成の第2の特徴とす
る。
の回転数信号を前記周波数分析器に入力する回転数信号
発生装置を備え、前記周波数分析器は、回転数信号発生
装置の出力する回転数信号をトリガとして擬似電圧信号
を取込むものとするのが有効である。
取込みは、回転数の上昇中と下降中とについてなされる
のが望ましい。
生する周波数及び音圧の特性が既知の音圧信号が、擬似
音源で擬似電圧信号に変換されて周波数分析器に入力さ
れ、周波数分析器により擬似電圧信号の波形分析がなさ
れる。したがって、既知の音圧信号により本来得られる
べき電圧信号と波形分析結果に対する実際に計測された
電圧信号と波形分析結果の対比による音圧測定機器の検
出誤差や故障の自己診断が可能となる。しかも、擬似音
源が出力する擬似電圧信号をレベルの異なる複数の信号
とすることで、それら擬似電圧信号間のレベル差の再現
性の検証により、音圧測定機器の音圧信号に対する直線
性の診断が可能となる。
源が出力する擬似電圧信号を周波数の異なる複数の信号
とすることで、それら擬似電圧信号周波数間のレベル差
の再現性の検証により、音圧測定機器の音圧信号に対す
る周波数特性の診断が可能となる。
信号をトリガとして音圧信号の周波数分析器への取込み
がなされるため、同様に歯車の回転数をトリガとする実
際のギヤノイズ測定と同様の条件による音圧測定機器の
自己診断が可能となる。
ギヤノイズ測定における歯車回転の加速状態と減速状態
に対するのと同様の条件での音圧測定機器の自己診断が
可能となる。
を参照して説明する。図1は本発明を適用した音圧測定
自己診断装置のシステム構成をブロック図で示す。この
装置は、歯車の噛合い誤差により生じるギヤノイズの音
圧信号を電圧信号の入力とし、波形処理して回転次数比
分析信号を出力する実際にギヤノイズ計測に用いる(以
下、測定用という)周波数分析器としてのFFTアナラ
イザ1と、FFTアナライザ1に自己診断のための擬似
電圧信号を入力する自己診断用(以下、チェック用とい
う)の擬似音源2とを主要な要素として構成されてい
る。
FFTアナライザ1に入力するチェック用の回転数信号
発生装置3が設けられている。回転数信号発生装置3
は、連続的な回転数制御が可能なモータ31で構成さ
れ、それに制御のための機械的制御装置32と、回転数
センサとしてのタコメータ33が付随している。この回
転数信号発生装置3を除くシステムを制御するコンピュ
ータは、測定用コンピュータ(測定用PC)4とチェッ
ク用コンピュータ(チェック用PC)5とで構成され、
それらが切換ボックス6を介してFFTアナライザ1に
接続されている。
とそれらの機能について説明する。先ず、FFTアナラ
イザ1は、後に記す測定用アナログマイクロフォン24
による入力(4チャンネル又は1チヤンネル)の入力波
形を回転数同期回路により回転数同期波形に変換し、更
に周波数分析回路で回転次数比分析波形に変換して周波
数特性を解析するもので、回転数信号発生装置3のタコ
メータ33の入力から得られる回転数が測定のトリガと
なる。
ェネレータ21と、音源アンプ22と、電圧−音圧変換
器としてのスピーカ23と測定用音圧−電圧変換器とし
てのマイクロフォン24とを組合せ内蔵する音源ボック
ス20で構成されている。ファンクションジェネレータ
21は、チェック用コンピュータ5で指定された周波数
を出力する発信器で構成され、例えば、2つの異なる周
波数として2550Hzと4371Hzの正弦波を、3
つの異なる電圧レベルとして1倍,5倍,10倍で出力
するものとされている。なお、図上では省略されている
が、ファンクションジェネレータ21が出力する波形
は、オシロスコープ等の波形表示手段で監視される。
ネレータ21から出力された周波数の正弦波波形を増幅
し、スピーカ23出力による測定位置(マイクロフォン
入力位置)での音圧レベルで、それぞれ80dB,90
dB,100dBの各音圧が得られるような電圧レベル
を出力するものとされている。なお、この音源アンプ2
2の調整には、音圧レベル測定装置を使用する。
遮断する木製の音源箱と、その内部に収容されたスピー
カ23と、アナログマイクロフォン24とから構成され
る。スピーカ23は、音源アンプ22により出力調整さ
れた電圧信号を音圧信号に変換して出力するために使用
されるもので、例えば2550Hzと4371Hzの2
種の周波数で、マイクロフォン位置で80dB,90d
B,100dBとなるような3レベルの音を発音する。
測定する測定モードと、自己診断のためのチェックモー
ドを選択するためにFFTアナライザ1に対する両コン
ピュータ4,5の接続を変更するもので、この切換えに
より、測定モードでは測定用コンピュータ4が動作し、
自己診断のチェックモードでは、チェック用コンピュー
タ5が動作する。
作について、次に説明する。図2は本装置の運転パター
ンを示す。先に回転数信号発生装置3のタコメータ33
の入力から得られる回転数が測定のトリガとなると記し
たように、この装置では、モータ31の回転を0回転か
ら最高回転まで時間に対する所定勾配で上昇(加速)さ
せ、更に最高回転から同勾配で0回転まで下降(減速)
させるモータ31の運転期間をデータのサンプリング期
間とする。この期間に対して、上昇(加速)回転中の所
定回転数のところをポイントとし、下降(減速)回転中
の同回転数のところをポイントとし、このタイミングポ
イントで所定時間だけ擬似音源2によるFFTアナライ
ザ1への信号入力を行なう。
周波数に対応する回転数として、700RPMと120
0RPMの2つの運転パターンが設定されており、信号
入力タイミングポイントは、加速中の700RPMをポ
イント1(又はポイント3)、減速中の700RPMを
ポイント2(又はポイント4)、加速中の1200RP
Mをポイント5(又はポイント7)、減速中の1200
RPMをポイント6(又はポイント8)としている。ま
た、これらのポイントでの信号入力時間は、0.5秒と
されている。
Tアナライザ1への信号入力パターンの具体例を図表化
して示す。この例では、6つのパターンが設定されてお
り、パターン1〜パターン3は、1つの周波数(例え
ば、先に例示の2550.0Hz)についてそれぞれ電
圧レベルを変更したものであり、パターン4〜パターン
6は、他の周波数(例えば、先に例示の4371.4H
z)について同様に電圧レベルを変更したものである。
いずれのパターンにおいても、波形は単純な正弦波(サ
イン波)とされている。
号入力パターンを組合せたチェック項目リストを図表化
して示す。これらのチェック項目は、運転パターンにお
ける加速と減速、信号入力パターン、及び運転パターン
における信号入力タイミングポイントの組合せで構成さ
れ、合計24項目とされている。
された信号波形とそのFFTアナライザ1による処理の
内容を図5に示す。図の左列に示す波形は入力波形、中
央列に示す波形はトラッキング信号データ、右列に示す
波形は1次数解析信号データを示し、各波形の右側の枠
内は、各波形の数値データを示す。例えば、入力信号の
チェック項目番号1のものについて、正常であれば、入
力信号が2550.0Hzの正弦波であるのに対して、
回転数によりトラッキングした信号は、横軸を回転数と
する700RPMの位置に100dBの音圧ピークを持
つ波形となり、次数比解析した信号は、横軸を回転次数
比とする2180ORDの位置に100dBの音圧ピー
クを持つ波形となる。
から、マイクロフォンの故障やFFTアナライザ1の故
障が特定される。例えば、入力信号の段階で電圧レベル
に異常のある場合は、マイクロフォン24の異常と判定
され、その異常がパターン1〜3とパターン4〜6との
間で生じていれば、マイクロフォン24の周波数特性の
異常と特定される。また、その異常がパターン1〜3内
で生じていれば、マイクロフォン24の入出力特性の直
線性の異常と特定される。
キング信号波形やその数値データに異常が生じた場合
は、FFTアナライザ1の回路素子等の経時劣化等によ
るFFTアナライザ1の回転数同期回路の異常と判断さ
れ、次数比分析波形やその数値データに異常が生じた場
合は、同様の理由によるFFTアナライザ1の周波数分
析回路の異常と判定される。
定自己診断装置によれば、擬似音源2による入力信号
(電圧レベル)と出力信号(音圧レベル)に正当性があ
るか否かの判断が可能となる。また、音圧レベルの異な
る3項目による測定で、直線性の判断が可能となる。更
に、周波数の異なる2項目の測定で、FFTアナライザ
1のトラッキングと1次数解析の正当性の判断が可能と
なる。これらに加速中、減速中などのデータを加えた合
計24のチェック項目で、機器の各個所の故障と機器相
互の通信の故障を詳細に判断することができる。
いる音圧測定機器の機能を自己診断することにより、故
障時に故障個所を簡単に特定できる。そのため、従来よ
り迅速な機器の修復が可能となる。また、ギヤノイズ測
定における音圧測定機器の測定データを高い信頼性で維
持できる。
置のシステム構成を示すブロック図である。
る。
力パターンの具体例を示す図表である。
チェック項目リストを例示する図表である。
処理の内容を示す波形比較図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 歯車の噛合い誤差により生じるギヤノイ
ズの音圧信号を電圧信号の入力とし、波形処理して回転
次数比分析信号を出力する周波数分析器と、該周波数分
析器に自己診断のための擬似電圧信号を入力する擬似音
源とを備え、該擬似音源が出力する擬似電圧信号は、レ
ベルの異なる複数の信号とされることを特徴とする音圧
測定自己診断装置。 - 【請求項2】 歯車の噛合い誤差により生じるギヤノイ
ズの音圧信号を電圧信号の入力とし、波形処理して回転
次数比分析信号を出力する周波数分析器と、該周波数分
析器に自己診断のための擬似電圧信号を入力する擬似音
源とを備え、前記擬似音源が出力する擬似電圧信号は、
周波数の異なる複数の信号とされることを特徴とする音
圧測定自己診断装置。 - 【請求項3】 自己診断用の回転数信号を前記周波数分
析器に入力する回転数信号発生装置を備え、前記周波数
分析器は、回転数信号発生装置の出力する回転数信号を
トリガとして擬似電圧信号を取込む、請求項1又は2記
載の音圧測定自己診断装置。 - 【請求項4】 前記擬似電圧信号の取込みは、回転数の
上昇中と下降中とについてなされる、請求項3記載の音
圧測定自己診断装置。
Priority Applications (1)
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JP2001054077A JP3485095B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 音圧測定自己診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2001054077A JP3485095B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 音圧測定自己診断装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002257686A JP2002257686A (ja) | 2002-09-11 |
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JP6085247B2 (ja) * | 2013-11-11 | 2017-02-22 | 三菱重工業株式会社 | 集音センサ診断装置、集音センサ診断システム、集音センサ診断方法及びプログラム |
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- 2001-02-28 JP JP2001054077A patent/JP3485095B2/ja not_active Expired - Fee Related
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