JP3923188B2 - Method and apparatus for measuring sound pressure level difference between rooms - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、戸建て住宅や集合住宅における部屋の遮音性能を調べるために行う室間音圧レベル差の測定方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、室間音圧レベル差の測定は、法律で定める一定の工業基準規格に規定された方法によって行われている。図７は、上記従来の測定に使用される室間音圧レベル差の測定装置の構成と測定方法とを示す図で、室間音圧レベル差の測定装置は、音源室Ａに設置された、音圧レベルの測定に使用される雑音を発生させる音源発生器２１と電力増幅器２２とスピーカ２３とを備えた音源装置２４と、上記音源室Ａ及び上記音源室Ａとは異なる受音室Ｂとにそれぞれ設置され、上記音源室Ａ内と上記受音室Ｂ内の音圧信号を採取する２つのマイクロホン２５ａ，２５ｂを備えた受音装置２６とから構成される。この受音装置２６は、上記マイクロホン２５ａ，２５ｂで採取した音圧信号の入力切換えを行う切換スイッチ２７と、上記入力した音圧信号を帯域制限するフィルタであるオクターブ帯域フィルタ２８とレベル表示器２９とを有し、上記オクターブ帯域フィルタ２８により帯域制限された上記音圧信号の音圧レベル（ｄＢ）を検出し上記レベル表示器２９に上記音圧レベル（ｄＢ）をアナログ表示する騒音計３０とを備えている。
音源発生器２１は、図８に示すように、125Hzを基本周波数とし、周波数が１オクターブずつ増加する６種類の周波数（ ｆ₁＝125Hz，ｆ₂＝250Hz, ｆ₃＝500Hz, ｆ_４＝1000Hz, ｆ_５＝2000Hz，ｆ₆＝4000Hz ）をそれぞれ中心周波数とした１オクターブの幅を持つ雑音を発生させるもので、室間音圧レベル差の測定時には、上記６種類の雑音を１種類ずつ発生させる。音源発生器２１で発生された雑音は電力増幅器２２で増幅されスピーカ２３から音源室Ａ内に放射される。なお、上記スピーカ２３は、音源室Ａ内の音圧レベルがほぼ一定となるように、また、上記雑音が受音室Ｂに直接入射しないように、通常音源室Ａの隅の床上に床からほぼ1.2〜1.5ｍの高さに設置される。
【０００３】
次に、室間音圧レベル差の測定方法について説明する。マイクロホン２５ａ，２５ｂで音圧信号を採取する個所（以下、測定点という）は、図７に示すように、音源室Ａで５個所（Ａ₁〜Ａ₅）、受音室Ｂで５個所（Ｂ₁〜Ｂ₅）の合計１０個所である。なお、同図において、測定を行う作業者Ｓ₁〜Ｓ₄は省略した。
まず、音源室Ａにおいて、作業者Ｓ₁は音源装置２４を操作しｆ₁＝125Hzを中心周波数とした１オクターブの幅の帯域を持つ雑音をスピーカ２３から発生させるとともに、作業者Ｓ₂が音源室Ａの測定点Ａ₁にマイクロホン２５ａをセットして上記測定点Ａ₁での音圧信号を採取する。一方、受音室Ｂでは、作業者Ｓ₃が測定点Ｂ₁にマイクロホン２５ｂをセットし、上記測定点Ｂ₁での音圧信号を採取する。また、作業者Ｓ₄は、受音装置２６を操作し、オクターブ帯域フィルタ２８の中心周波数をｆ₁＝125Hzに合わせるとともに、切換スイッチ２７をマイクロホン２５ａ側に接続し、マイクロホン２５ａで採取した測定点Ａ₁での音圧信号を騒音計３０に入力させ、騒音計３０で検出された測定点Ａ₁での音圧レベルＬ_A11（ｄＢ）をレベル表示器２９から読み取り記録用紙に記録する。その後、作業者Ｓ₄は、切換スイッチ２７を操作して騒音計３０への入力信号を切換え、マイクロホン２５ｂで採取した測定点Ｂ₁での音圧信号の音圧レベルＬ_B11（ｄＢ）を騒音計３０のレベル表示器２９から読み取り記録用紙に記録する。なお、以下において、Ｌ_Aij（ｄＢ）は、測定点がＡ_iで、雑音の中心周波数がｆ_jである音圧レベルを表わし、Ｌ_Bij（ｄＢ）は、測定点がＢ_iで、雑音の中心周波数がｆ_jである音圧レベルを表わすものとする。
次に、作業者Ｓ₂及び作業者Ｓ₃は、音源室Ａ内及び受音室Ｂ内でそれぞれマイクロホン２５ａ，２５ｂを次の測定点である測定点Ａ₂，Ｂ₂（図７参照）に移動させ、測定点Ａ₂，Ｂ₂において、音源室Ａ内及び受音室Ｂ内の音圧信号を測定する。作業者Ｓ₄は、マイクロホン２５ａで採取した測定点Ａ₂での音圧信号の音圧レベルＬ_A21（ｄＢ）とマイクロホン２５ｂで採取した測定点Ｂ₂での音圧信号の音圧レベルＬ_B21（ｄＢ）とをそれぞれ騒音計３０のレベル表示器２９から読み取り記録用紙に記録する。このように、作業者Ｓ₂，Ｓ₃は、測定点Ａ₁〜Ａ₅及び測定点Ｂ₁〜Ｂ₅にマイクロホン２５ａ，２５ｂをそれぞれセットして各測定点での音圧信号を採取し、作業者Ｓ₄は、音圧信号の音圧レベルＬ_A11（ｄＢ）〜Ｌ_A51（ｄＢ）及び音圧レベルＬ_B11（ｄＢ）〜Ｌ_B15（ｄＢ）をそれぞれ検出し記録用紙に記録する。
中心周波数ｆ₁＝125Hzの雑音に対する音圧レベルの測定が終了すると、作業者Ｓ₁は音源装置２４を操作して、発生させる雑音の中心周波数をｆ₂＝250Hzに設定する。作業者Ｓ₂，Ｓ₃は、上述した作業と同様の作業により、各測定点（Ａ₁〜Ａ₅及びＢ₁〜Ｂ₅）の音圧信号を採取し、作業者Ｓ₄は、上記採取された音圧信号から各測定点（Ａ₁〜Ａ₅及びＢ₁〜Ｂ₅）の音圧レベルＬ_A12（ｄＢ）〜Ｌ_A52（ｄＢ）及び音圧レベルＬ_B12（ｄＢ）〜Ｌ_B52（ｄＢ）をそれぞれ検出し記録用紙に記録する。このようにして、６種類の周波数について、測定点Ａ₁〜Ａ₅及び測定点Ｂ₁〜Ｂ₅における音圧レベルＬ_Aij（ｄＢ）及びＬ_Bij（ｄＢ）を検出し記録用紙等に記録する。
なお、音圧レベルＬ_ij（ｄＢ）の測定は、音源室Ａ内の測定点Ａ₁〜Ａ₅で行った後、受音室Ｂ内の測定点Ｂ₁〜Ｂ₅にて測定するようにしても良い。また、測定の簡易化を図るため、マイクロホンをオクターブ帯域フィルタとレベル表示器とを有する騒音計に接続した受音装置２６を２台準備して、音源室Ａ内及び受音室Ｂ内においてそれぞれ音圧レベルＬ_ij（ｄＢ）の測定を行うケースも多い。この場合には、予め上記２台の受音装置２６のレベル合わせを行う。
【０００４】
音源室Ａ内及び受音室Ｂ内での各測定点における音圧レベルＬ_Aij（ｄＢ）及びＬ_Bij（ｄＢ）の最大値と最小値とのレベル差が１０ｄＢ以下の場合には、室間音圧レベル差を室間平均音圧レベル差として求める。なお、上記最大値と最小値との差が１０ｄＢを越えた場合には、室間平均音圧レベル差を算出せず特定場所間音圧レベル差を算出することになっているが、本発明の課題とは関連がないので、室間平均音圧レベル差を求める場合についてのみ説明する。
まず、上記音圧レベルＬ_Aij（ｄＢ）及びＬ_Bij（ｄＢ）を、以下の式（１）を用いて音圧実効値Ｐ_Aij，Ｐ_Bijに変換した後、以下の式（２）により各周波数（ｆ₁〜ｆ₆）についての音圧実効値の平均値Ｐ_{A ｊ}，Ｐ_{B ｊ}を算出する。なお、以下の数式においては、音源室Ａまたは受音室Ｂを示す添字Ａ，Ｂを省略してある。Ｐ² _ij＝Ｐ² ₀log₁₀ ^-1（Ｌ_ｉｊ／10）＝Ｐ² ₀・１０^{（Ｌｉｊ／ 10 ）}‥‥（１）
Ｐ² _j ＝（１／ｎ）・ΣＰ² _ij
＝（Ｐ² ₀／ｎ）・Σ１０^{（Ｌｉｊ／ 10 ）} ‥‥（２）
但し、Ｐ₀は基準音圧でＰ₀＝２０μＰａであり、Σは測定点Ａ_iまたはＢ_i（ｉ＝1〜ｎ）についての和を示す。なお、ここでは、ｎ＝５である。
周波数ｆ_jについての音圧レベルのパワー平均Ｌ_jは、上記式（２）の音圧実効値の平均値Ｐ_jを用いて以下の式（３）で表わせる。
Ｌ_j＝１０log₁₀（Ｐ² _ｊ／Ｐ² ₀）
＝１０log₁₀（Σ１０^{（Ｌｉｊ／ 10 ）}）−１０log₁₀ｎ ‥‥（３）
したがって、周波数ｆ_jでの室間平均音圧レベル差Ｄ_jは以下の式（４）で表わせる。
Ｄ_j＝Ｌ_Aj−Ｌ_Bj ‥‥（４）
なお、室間平均音圧レベル差Ｄ_jの算出においては、音源室Ａ内と受音室Ｂ内の音圧レベルのパワー平均Ｌ_AijとＬ_Bijとの差をとるので、上記式（３）の第２項である測定点数ｎに関する項は相殺される。したがって、Ｌ_Aij及びＬ_Bijの計算では上記式（３）の第２項を省略しても良い。
この測定結果はグラフまたは表で示す。グラフの場合、横軸を周波数とし縦軸を音圧レベル差とし、各中心周波数毎の音圧レベルを順次直線で結ぶ。
なお、音源室Ａ内及び受音室Ｂ内での各測定点における音圧レベルＬ_Aij（ｄＢ）及びＬ_Bij（ｄＢ）の最大値と最小値との差が５ｄＢ以下の場合には、計算の手間を省く目的で、室間平均音圧レベル差を以下の式（５）で表される算術平均の差で近似してもよいことになっている。
Ｄ_j＝｛（１／ｎ）・ΣＬ_Aij−（１／ｎ）・ΣＬ_Bij｝ ‥‥（５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の室間音圧レベル差の測定方法は、各中心周波数ｆ_j毎に各測定点Ａ₁〜Ａ₅及び測定点Ｂ₁〜Ｂ₅にて音圧レベルＬ_Aij（ｄＢ）及びＬ_Bij（ｄＢ）を１個ずつ測定しているため、１室の測定に約３０分程度の時間を必要とするだけでなく、上述したように、作業者も４人程度必要であり作業効率が著しく低いといった問題点があった。特に、集合住宅において上記測定を行う場合には部屋数が多いため、部屋の遮音性能を測定するだけで膨大な時間がかかってしまうという問題点があった。また、最終測定結果である室間平均音圧レベル差Ｄ_jの算出は、測定後に記録用紙に記入された各測定値Ｌ_Aij（ｄＢ）及びＬ_Bij（ｄＢ）の６（周波数）×５（測定点）×２個の合計６０個のデータに基づいてパワー平均あるいは算術平均を行って求めるため、測定結果を算出する手間もかかるといった問題点があった。
【０００６】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、測定に必要な周波数帯域における平均音圧レベルを１回の測定で求めることのできるような室間音圧レベル差の測定方法及びその装置提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の室間音圧レベル差の測定方法は、音源室において発せられた音圧レベルの測定に使用する周波数を中心周波数とする雑音の音圧信号を採取する受音手段を、上記音源室内及び上記音源室とは異なる受音室内でそれぞれ所定のルートで連続的に移動させて上記雑音の音圧信号を採取するとともに、上記採取された音源室と受音室の音圧信号の所定移動距離当たりの音圧レベルの平均値をそれぞれ算出し、この算出された音源室と受音室の音圧レベル平均値の差から室間音圧レベル差を求めるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の室間音圧レベル差の測定装置は、音源室において発せられた音圧レベルの測定に使用する周波数を中心周波数とする雑音の音圧信号を採取する受音手段を有する受音装置に、音源室と受音室において上記受音手段をそれぞれ所定のルートで移動させて採取したそれぞれの音圧信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングしてこれを音圧データとして記憶する記憶手段と、この記憶された音圧データの所定移動距離当たりの音圧レベルの平均値を算出する手段と、上記算出された音源室と受音室の音圧レベル平均値の差から室間音圧レベル差を演算する手段とを設けたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わる室間音圧レベル差の測定装置の構成と測定方法とを示す図で、室間音圧レベル差の測定装置は、音源室Ａに設置された、音圧レベルの測定に使用される複数の周波数を含んだ雑音を発生させる広帯域雑音発生器１と電力増幅器２とスピーカ３とを備えた音源装置４と、音源室Ａ内及び上記音源室Ａとは異なる受音室Ｂ内の音圧信号を採取する受音手段である１個のマイクロホン５と、上記マイクロホン５の出力を増幅する低雑音増幅器６と上記低雑音増幅器６の出力から音源室Ａ内及び受音室Ｂ内のれぞれの音圧信号の平均値を演算し室間音圧レベル差を算出するする手段であるＣＰＵ７とを有する計測部８Ａとを備えた受音装置８とから構成される。なお、図１では、測定を行う作業者（Ｓ₁，Ｓ_２）は省略した。
上記広帯域雑音発生器１は、図２（ａ）に示すように、音圧測定に使用される６種類の周波数（ ｆ₁＝125Hz，ｆ₂＝２50Hz, ｆ₃＝500Hz, ｆ_４＝1000Hz, ｆ_５＝2000Hz，ｆ₆＝4000Hz ）を含んだ広帯域の雑音を発生させるもので、上記雑音は一般にホワイトノイズといわれ、その出力は周波数に対して平坦である。なお、人間の聴覚では同じ音圧でも、低周波側が小さく感じられることから、低周波側の出力の大きい雑音を用いて室間音圧レベル差の測定を行う場合もあるため、上記広帯域雑音発生器１は、図２（ｂ）に示すように、低周波側の出力が大きい、いわゆるピンクノイズを発生可能としている。なお、本実施の形態においては、雑音として上記ホワイトノイズを使用する。
受音装置８のＣＰＵ７は、低雑音増幅器６を介してマイクロホン５から入力した音圧信号を所定のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器９と、Ａ／Ｄ変換器９でＡ／Ｄ変換された音圧信号（以下、音圧データという）を記憶するＲＡＭ１０と、上記ＲＡＭ１０に格納された音源室Ａ内及び受音室Ｂ内の音圧データに対して、上記６つの周波数f₁〜f_６のいずれかを中心周波数とし、上記中心周波数の１オクターブ帯域の上限を遮断周波数ｆ_c1とするデジタルローパスフィルタ１１と、上記中心周波数の１オクターブ帯域の下限を遮断周波数ｆ_c2とするデジタルハイパスフィルタ１２と、上記デジタルローパスフィルタ１１及びデジタルハイパスフィルタ１２に、上記遮断周波数ｆ_{c １}，ｆ_c2を通知する周波数設定手段１３と、上記デジタルハイパスフィルタ１２から出力される帯域制限された音圧信号から、音源室Ａ内または受音室Ｂ内の当該中心周波数ｆ_０での平均音圧レベルＬ_Aj（ｄＢ），Ｌ_Bj（ｄＢ）を演算する音圧レベル演算手段１４と、上記平均音圧レベルＬ_Aj（ｄＢ），Ｌ_Bj（ｄＢ）から各周波数毎の室内音圧レベル差Ｄ_j（ｄＢ）を算出する音圧レベル差算出手段１５とを備えている。
【００１３】
次に、本実施の形態の室間音圧レベル差の測定装置を用いて室間音圧レベル差を測定する方法について説明する。まず、装置のキャリブレーションを行う。これは、受音装置に内蔵された校正信号を計測部８Ａに入力し、Ａ／Ｄ変換した時の量子化最大値が、予め設定された電圧値Ｖ₀となっているかどうかを調べるもので、上記Ｖ₀を校正音圧信号の基準値とする。
次に、音源室Ａでの音圧レベルの測定を行う。音源室Ａにおいて、作業者Ｓ_１が音源装置４を操作し、上述したホワイトノイズ（図２（ａ）参照）を発生させる。作業者Ｓ_２は、音源室Ａにおいて、マイクロホン５を、図１の実線で示すような、予め設定された所定のルートで、１０〜３０秒間連続的にかつほぼ等速度で移動させ、音源室Ａ内の音圧信号を採取して計測部８Ａに送り、計測部８Ａにおいて、後述する音圧レベルの算出方法により音源室Ａ内の音圧レベルを算出する。次に、作業者Ｓ_２は、受音室Ｂに移動し、マイクロホン５を、図１の破線で示すような、予め設定された所定のルートで、１０〜３０秒間連続的に移動させ受音室Ｂ内の音圧信号を採取し、計測部８Ａにより受音室Ｂ内の音圧レベルを算出する。計測部８Ａでは、上記算出した音源室Ａ内の音圧レベルと受音室Ｂ内の音圧レベルから室間音圧レベル差を算出する。受音装置８の計測部８Ａは、例えば、音源室Ａ内の音源装置４の近くに設置され、上記作業者Ｓ_１が管理するものとする。なお、音圧信号を採取時には、音源装置４はホワイトノイズを出し続けているので、音圧信号を採取する作業者Ｓ_２が上記音源装置４を操作するとともに、上記受音装置８の計測部８Ａを携帯するかあるいはリモコン等で上記計測部８Ａを操作するようにすれば、一人の作業者で音圧レベルの測定を行うことも可能である。
【００１４】
次に、マイクロホン５で採取した音圧信号から音圧レベルを算出する方法について詳細に説明する。音圧レベルの算出方法は音源室Ａ内と受音室Ｂ内とで同一であるので、ここでは受音室Ｂ内で採取された音圧信号から音圧レベルを算出する場合について説明する。なお、音源室Ａ内において上記マイクロホン５で採取された音圧信号は、後述する演算処理を施され、既に音圧レベルに変換された後、音圧レベル演算手段１４に備えられた図示しない記憶手段に格納されているものとする。
音源室Ａのスピーカ３から放射された雑音は、受音室Ｂ内において上記マイクロホン５で音圧信号として採取され、計測部８Ａの低雑音増幅器６で増幅された後ＣＰＵ７のＡ／Ｄ変換器９に出力される。Ａ／Ｄ変換器９では、上記増幅された音圧信号を、例えば、サンプリング周波数Ｆ_S0＝44.1kHzでサンプリングし、量子化ビット数16bitのデジタルデータ（音圧データ）に変換する。上記量子化された音圧データはＲＡＭ１０に記憶される。図３（ａ）は、上記音圧データの時間変化を示す図で、図３（ｂ）はその部分拡大図である。上記音圧データの振幅は、図３（ａ）に示すように、受音室Ｂ内の上述した所定のルートでマイクロホン５を連続的に移動させたときのマイクロホン５の位置に応じて増減する。また、上記量子化された音圧データは、図３（ｂ）に示すように、音圧測定に使用される６種類の周波数（f₁〜f_６）を含んだ音圧信号となっている。
【００１５】
図４は、上記ＲＡＭ１０に記憶された音圧データから、上記６つの周波数f₁〜f_６のそれぞれに対する平均音圧レベルＬ_j（ｊ＝１〜６）を演算するためのフローチャートである。まず、周波数設定手段１３において、中心周波数をｆ₀＝4kHzに設定し（ステップＳ１）、上記受音室Ｂ内の音圧データ（図３参照）からｆ₆＝4kHzでの平均音圧レベルＬ_{B ６}を演算する。なお、このフローチャートでは、上記中心周波数ｆ₀を１オクターブずつ減じて、ｆ₆＝4kHzからｆ₁＝125Hzまでの平均音圧レベルＬ_{B １}を順次演算するようにしている。
周波数設定手段１３は、量子化された受音室Ｂ内の上記音圧データをＲＡＭ１０から読み出し、デジタルローパスフィルタ１１に送るとともに、上記デジタルローパスフィルタ１１の遮断周波数を上記中心周波数ｆ_０＝4kHzの１オクターブ帯域の上限値ｆ_c1とする指示を行う。上記デジタルローパスフィルタ１１のサンプリング周波数Ｆ_Sは、当該中心周波数ｆ₀の11.025倍とするが、ｆ₀＝4kHzの場合には上記Ｆ_SはＡ／Ｄ変換器９でのサンプリング周波数Ｆ_S0と等しいので、上記音声データ全てを用いてフィルタリングを行うことになる（ステップＳ２）。次に、上記フィルタリングされた音声データに対して、上記中心周波数ｆ_０の１オクターブ帯域の下限を遮断周波数ｆ_c2とするデジタルハイパスフィルタ１２により、上記Ｆ_Sと等しいサンプリング周波数Ｆ_Sフィルタリングを行い、上記音声データから、図５（ａ）に示すような、中心周波数ｆ₀＝4kHzで１オクターブ帯域の音声データを抽出する（ステップＳ３）。なお、上記抽出された音圧データは、１オクターブの帯域幅を持つが、図５（ａ）では上記中心周波数ｆ₀の信号のみが取り出されたような簡略した図とした。
【００１６】
次に、上記帯域制限された音圧データを、図６（ａ）に示すように、２乗平均化処理して音圧データの大きさに変換した後、上記変換された音圧データを予め設定した時間間隔ΔＴ（例えば、１秒）毎に平均し、時間間隔ΔＴ毎の音圧データの大きさＶ_ijを求める（ステップＳ４）。すなわち、上記Ｖ_ijは、図６（ｂ）に示すように、マイクロホン５の移動ルートをΔＴ毎に時間分割した位置をＰ_１，Ｐ₂，‥，Ｐ_i-1，Ｐ_i，‥‥としたときの、区間（Ｐ_I-1−Ｐ_I）における音圧データの平均値に相当する。
したがって、区間（Ｐ_i-1−Ｐ_ｉ）での音圧レベルＬ_{ｉ j}（ｄＢ）は、上記Ｖ_ijと、上述した校正音圧信号の基準値Ｖ₀の実効値Ｖ_C＝Ｖ₀／√2と、校正音圧信号の音圧レベルＬ_Cとから、計算式Ｌ_ij＝２０log₁₀（Ｖ_ij／Ｖ_C）＋Ｌ_Cによって求める（ステップＳ５）ことができる。なお、上記２乗平均化は、データを２乗整流した後に、音の時間的変動に対して人間の耳の特性を反映させるために動特性Fastのデジタルローパスフィルタを掛けて補正した後平方根をとり、音圧実効値に対応する量子化値を求めるものである。
受音室Ｂ内の中心周波数ｆ_j（ここでは、j＝６）での平均音圧レベルＬ_jは、上記Ｌ_ijを用いて、下記の式（６）より算出する。
Ｌ_ｊ＝１０log₁₀（Σ１０^{（Ｌ i ｊ／ 10 ）}）‥‥（６）
上記式（６）には上記所定のルートの分割数に関する項もあるが、レベル差の算出時には相殺されるので省略し、上記式（６）の値を平均音圧レベルＬ_jとして音圧レベル演算手段１４に備えられた図示しない記憶手段に記憶する。
中心周波数ｆ_jにおける音平均音圧レベルＬ_jの測定が終了すると、上記中心周波数ｆ_jが、音圧測定に使用される周波数の内最も低い周波数であるｆ₁＝125Hzであるかどうかを判定する（ステップＳ７）。ここでは、上記中心周波数がｆ₆＝4kHzであるので、周波数設定手段１３は中心周波数ｆ_jを（１／２）ｆ_jであるｆ₅＝2kHzとしステップＳ２に戻り（ステップＳ８）、中心周波数ｆ₅＝2kHzでの平均音圧レベルＬ_jを演算する。
このように、中心周波数ｆ₀を１オクターブずつ減じて、ｆ₆＝4kHzからｆ₁＝125Hzまでの平均音圧レベルＬ_{B １}を順次演算する。したがって、上記ステップＳ７で中心周波数ｆ_jがｆ₁＝125Hzである場合には、音圧測定に使用される６種類の周波数での平均音圧レベルＬ_jが求められたことになるので、図４のフローチャートを完了し、室間音圧レベル差の算出を行う。
【００１７】
なお、中心周波数（１／２）ｆ_jでの平均音圧レベルＬ_jを演算する際に使用する量子化データ（音圧データ）としては、ＲＡＭ１０に記憶されたデータを再度使用せず、上記ステップＳ２で求められたデジタルローパスフィルタ１１でフィルタリングされたデータを１個おきに間引きしたデータを使用する。これにより、処理するデータ数が少なくなって計算時間を短縮することができる。また、デジタルローパスフィルタ１１及びデジタルハイパスフィルタ１２のサンプリング周波数Ｆ_Sが当該中心周波数ｆ₀の11.025倍としているので、上記間引きされたデータをすべて用いてフィルタリングを行えば良い。図５（ｂ）は、中心周波数ｆ_jがｆ₅＝2kHzのときのデジタルローパスフィルタ１１及びデジタルハイパスフィルタ１２によりフィルタリングされて抽出された音圧データを示すもので、図５（ａ）に示したｆ₆＝4kHz場合と比較すると、サンプリング周波数Ｆ_Sが１／２でも中心周波数ｆ₀も１／２なので、１波長あたりのサンプリング数は等しくなる。したがって、上記ステップＳ４での２乗平均の精度は、中心周波数ｆ₀には依存しない。
【００１８】
各周波数ｆ_ｊでの室間音圧レベル差の算出は、室間音圧レベル差算出手段１５において、音源室Ａの音圧レベルＬ_Aj（ｄＢ）と受音室Ｂの音圧レベルＬ_Bj（ｄＢ）とを、音圧レベル演算手段１４に備えられた図示しない記憶手段から読み出し、以下の式（７）により算出する。
Ｄ_ｊ＝Ｌ_Aj−Ｌ_Bj ‥‥（７）
最後に、この測定結果を横軸を周波数とし縦軸を音圧レベル差とし、各中心周波数毎の音圧レベルを順次直線で結んだグラフで表わし、室間音圧レベル差の測定を完了する。なお、上記本実施の形態の測定方法では、測定に要する時間は準備を含めて５分程度である。
【００１９】
このように、本実施の形態によれば、音源室Ａにおいて、音源装置２４の広帯域雑音発生器１を用いて音圧レベルの測定に使用する複数の周波数（ｆ₁〜ｆ₆）を含む雑音を発生させるとともに、マイクロホン５を音源室Ａ内と受音室Ｂ内においてそれぞれ所定のルートで、１０〜３０秒間移動させて採取した音圧信号から、上記複数の周波数毎にそれぞれ帯域制限した音圧信号を抽出し、上記抽出された音圧信号から上記各周波数毎の音圧信号の平均音圧レベルＬ_Aj（ｄＢ）と受音室Ｂの平均音圧レベルＬ_Bj（ｄＢ）を演算するようにしたので、測定に必要な全周波数帯域を１回の測定で行うことができ、測定時間を大幅に短縮することができるとともに、作業員数も少なくできるので、作業効率を大幅に改善することができる。
【００２０】
なお、本実施の形態においては、音圧レベルの測定に使用される複数の周波数を含んだ雑音を発生させる広帯域雑音発生器１を備えた音源装置４を用いて、上記複数の周波数での平均値音圧レベルＬ_jを同時に測定したが、従来の音源装置２４を用いても、マイクロホン５を予め設定された所定のルートで連続的にかつほぼ等速度で移動させるようにしたので、測定時間を大幅に短縮することができることは言うまでもない。なお、この場合には、マイクロホン５で採取される音圧信号の帯域幅が狭いので、受音装置８のデジタルローパスフィルタ１１やデジタルハイパスフィルタ１２を簡素化するなど、計測部８Ａの構成を簡素化することが可能である。
また、上記例では、マイクロホン５を予め設定された所定のルートで連続的にかつほぼ等速度で移動させるようにして、音源室Ａ内及び受音室Ｂ内の音圧信号を採取したが、特定の構造の部屋でない限り、室内の音圧レベルが場所により急激に変化することはないので、マイクロホン５を厳密に連続的にかつほぼ等速度で移動させる必要はない。なお、マイクロホン５の移動時間及び移動速度を別途検出するなどして、マイクロホン５の移動による音圧信号の時間変化を音圧信号の位置変化に変換するようにすれば、マイクロホン５を必ずしも連続的にかつほぼ等速度で移動させる必要はない。
【００２１】
ところで、音圧信号の位置平均、すなわち、上述した区間（Ｐ_i-1−Ｐ_ｉ）での音圧レベルＬ_{ｉ j}（ｄＢ）のデータは、室内の音圧分布を知る上での参考データではあるが、室間音圧レベル差を算出するためには必ずしも求めなければならないデータではない。したがって、時間間隔ΔＴを設定して上述した区間（Ｐ_i-1−Ｐ_ｉ）での音圧レベルＬ_{ｉ j}（ｄＢ）のデータをいちいち演算する作業を省略し、以下に示すように、中心周波数ｆ_jでの平均音圧レベルＬ_jを求めるようにしても良い。
まず、量子化されたそれぞれの音圧データを２乗整流した後に、上述した動特性Fastのデジタルローパスフィルタを掛けて補正し、上記補正された音圧データに対して平方根をとり、その値を音圧データの大きさＶ_ijとする。次に、各データの音圧レベルＬ_{ｉ j}（ｄＢ）を計算式Ｌ_ij＝２０log₁₀（Ｖ_ij／Ｖ_C）＋Ｌ_Cによって求め、中心周波数ｆ_jでの平均音圧レベルＬ_jを、上記Ｌ_ijを用いて、上記式（６）より算出すればよい。このときの和（Σ）は、当該中心周波数ｆ_jに対応するサンプリング周波数でサンプリングされた全音圧データに対しての和を表わすものである。なお、このようなデータ処理は、上述した図４のステップＳ４において、時間間隔ΔＴをデジタルローパスフィルタ１１及びデジタルハイパスフィルタ１２のサンプリング周期と等しい値とした場合に相当する。
【００２２】
また、上記例では、マイクロホン５を１台とし、音源室Ａ内及び受音室Ｂ内の音圧を採取したが、マイクロホンを２台とし、計測部８Ａを音源室Ａ内及び受音室Ｂ内の２つの音圧信号をそれぞれ独立に処理できる。例えば、増幅器６及びＡ／Ｄ変換器９から音圧レベル演算手段１４までの構成を２系列有する２チャンネル型とすれば、測定時間を更に短縮することができる。
なお、上記実施の形態では、従来とは異なり、音圧レベルを精度の良いパワー平均により算出できるので、Ｌ_Aij（ｄＢ）及びＬ_Bij（ｄＢ）の最大値と最小値との差が５ｄＢ以下の場合を特に区別することなく、室間音圧レベル差を算出することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の室間音圧レベル差の測定方法によれば、雑音の音圧信号を採取する受音手段を、音源室内及び受音室内でそれぞれ所定のルートで連続的に移動させて上記雑音の音圧信号を採取するとともに、上記採取された音源室と受音室の音圧信号の所定移動距離当たりの音圧レベルの平均値をそれぞれ算出し、この算出された音源室と受音室の音圧レベル平均値の差から室間音圧レベル差を求めるようにしたので、受音手段を各測定点ごとにセットして測定する場合に比較して、測定時間を大幅に短縮することができる。
【００２６】
請求項４に記載の室間音圧レベル差の測定装置は、受音装置に、音源室と受音室において上記受音手段をそれぞれ所定のルートで移動させて採取したそれぞれの音圧信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングしてこれを音圧データとして記憶する記憶手段と、この記憶された音圧データの所定移動距離当たりの音圧レベルの平均値を算出する手段と、上記算出された音源室と受音室の音圧レベル平均値の差から室間音圧レベル差を演算する手段とを設けるようにしたので、当該室の音圧信号の平均値を１回の測定で算出することができ、測定時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係わる室間音圧レベル差の測定方法と測定装置を示す図である。
【図２】 本実施の形態における発生雑音の周波数分布を示す図である。
【図３】 Ａ／Ｄ変換された音圧信号を示す図である。
【図４】 本実施の形態における音圧レベルの演算方法を示す図である。
【図５】 本実施の形態における音圧データの処理方法を示す図である。
【図６】 本実施の形態における音圧データの処理方法を示す図である。
【図７】 従来の室間音圧レベル差の測定方法と測定装置を示す図である。
【図８】 従来の発生雑音の周波数分布を示す図である。
【符号の説明】
１ 広帯域雑音発生器、２ 電力増幅器、３ スピーカ、４ 音源装置、５ マイクロホン、６ 低雑音増幅器、７ ＣＰＵ、８ 受音装置、８Ａ 計測部、
９ Ａ／Ｄ変換器、１０ ＲＡＭ、１１ デジタルローパスフィルタ、１２ デジタルハイパスフィルタ、１３ 周波数設定手段、１４ 音圧レベル演算手段、１５ 音圧レベル差算出手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inter-room sound pressure level measurement method and apparatus for examining the sound insulation performance of a room in a detached house or an apartment house.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the measurement of the inter-room sound pressure level difference is performed by a method stipulated in a certain industrial standard defined by law. FIG. 7 is a diagram showing a configuration and a measuring method of an inter-room sound pressure level difference measuring apparatus used in the conventional measurement, and the inter-room sound pressure level difference measuring apparatus is installed in the sound source room A. A sound source device 24 including a sound source generator 21 for generating noise used for measuring a sound pressure level, a power amplifier 22 and a speaker 23, and a sound receiving room B different from the sound source room A and the sound source room A. And a sound receiving device 26 including two microphones 25a and 25b for collecting sound pressure signals in the sound source chamber A and the sound receiving chamber B. The sound receiving device 26 includes a changeover switch 27 for switching input of sound pressure signals collected by the microphones 25a and 25b, an octave band filter 28 which is a filter for band-limiting the input sound pressure signal, and a level indicator 29. A sound level meter 30 that detects a sound pressure level (dB) of the sound pressure signal band-limited by the octave band filter 28 and displays the sound pressure level (dB) in an analog manner on the level indicator 29; It has.
Sound generator 21, as shown in FIG. 8, and the fundamental frequency of 125 Hz, the frequency increases by one octave of six frequencies _{(f 1 = 125Hz, f 2} = 250Hz, f 3 = 500Hz, f 4 = 1000Hz , f ₅ = 2000 Hz, f ₆ = 4000 Hz), each generating a noise with a width of one octave. When measuring the inter-room sound pressure level difference, the above six types of noise are generated one by one. Let The noise generated by the sound source generator 21 is amplified by the power amplifier 22 and radiated from the speaker 23 into the sound source room A. Note that the speaker 23 is placed on the floor at the corner of the sound source room A so that the sound pressure level in the sound source room A becomes substantially constant and the noise does not directly enter the sound receiving room B. It is installed at a height of approximately 1.2-1.5m.
[0003]
Next, a method for measuring the inter-room sound pressure level difference will be described. As shown in FIG. 7, five locations (A _{1 to} A ₅ ) in the sound source chamber A and five locations (A _{1 to} A ₅ ) in the sound receiving chamber B (as shown in FIG. 7) are collected by the microphones 25a and 25b. B ₁ is a total of 10 points of ~B _5). In the figure, the workers S _{1 to} S ₄ who perform the measurement are omitted.
First, in the sound source room A, the operator S ₁ operates the sound source device 24 to generate noise having a bandwidth of one octave with a center frequency of f ₁ = 125 Hz from the speaker 23, and the operator S ₂ the measurement point a ₁ of chamber a by setting the microphone 25a for collecting sound pressure signal at the measurement point a _1. On the other hand, in the receiving room B, and the operator S ₃ sets a microphone 25b to the measurement point B _1, collecting the sound pressure signal at the measurement point B _1. In addition, the operator S ₄ operates the sound receiving device 26 to adjust the center frequency of the octave band filter 28 to f ₁ = 125 Hz, connects the changeover switch 27 to the microphone 25 a side, and collects the measurement points collected by the microphone 25 a. The sound pressure signal at A ₁ is input to the sound level meter 30, and the sound pressure level L _A11 (dB) at the measurement point A ₁ detected by the sound level meter 30 is read from the level indicator 29 and recorded on the recording sheet. Thereafter, the operator S ₄ operates the changeover switch 27 to switch the input signal to the sound level meter 30, and the sound pressure level L _B11 (dB) of the sound pressure signal at the measurement point B ₁ collected by the microphone 25 b is noisy. A total of 30 level indicators 29 are read and recorded on recording paper. In the following, L _Aij (dB) represents a sound pressure level at which the measurement point is A _i and the center frequency of noise is f _j , and L _Bij (dB) is the measurement point at B _i and the noise level. Let us denote a sound pressure level whose center frequency is f _j .
Next, the worker S ₂ and the worker S _{3 place the} microphones 25 a and 25 b at the measurement points A ₂ and B ₂ (see FIG. 7) as the next measurement points in the sound source room A and the sound receiving room B, respectively. The sound pressure signals in the sound source chamber A and the sound receiving chamber B are measured at the measurement points A ₂ and B ₂ . The operator S ₄ uses the sound pressure level L _A21 (dB) of the sound pressure signal at the measurement point A ₂ collected by the microphone 25a and the sound pressure level L _B21 of the sound pressure signal at the measurement point B ₂ collected by the microphone 25b. (DB) is read from the level indicator 29 of the sound level meter 30 and recorded on a recording sheet. As described above, the workers S ₂ and S ₃ set the microphones 25a and 25b at the measurement points A _{1 to} A ₅ and the measurement points B _{1 to} B ₅ , respectively, and collect sound pressure signals at the respective measurement points. The operator S ₄ detects and records the sound pressure levels L _A11 (dB) to L _A51 (dB) and the sound pressure levels L _B11 (dB) to L _B15 (dB) of the sound pressure signal on the recording paper.
When the measurement of the sound pressure level with respect to the noise having the center frequency f ₁ = 125 Hz is completed, the operator S ₁ operates the sound source device 24 to set the center frequency of the noise to be generated to f ₂ = 250 Hz. Workers S ₂ and S ₃ collect sound pressure signals at the respective measurement points (A _{1 to} A ₅ and B _{1 to} B ₅ ) by the same work as described above, and worker S ₄ The sound pressure level L _A12 (dB) to L _A52 (dB) and the sound pressure level L _B12 (dB) to L _B52 (at each measurement point (A _{1 to} A ₅ and B _{1 to} B ₅ ) dB) is detected and recorded on the recording paper. In this way, the sound pressure levels L _Aij (dB) and L _Bij (dB) at the measurement points A _{1 to} A ₅ and the measurement points B _{1 to} B ₅ are detected and recorded on the recording paper or the like for the six types of frequencies. .
The sound pressure level L _ij (dB) is measured at the measurement points A _{1 to} A ₅ in the sound source room A and then measured at the measurement points B _{1 to} B ₅ in the sound receiving room B. May be. In order to simplify the measurement, two sound receiving devices 26 each having a microphone connected to a sound level meter having an octave bandpass filter and a level indicator are prepared, and in the sound source room A and the sound receiving room B, respectively. In many cases, the sound pressure level L _ij (dB) is measured. In this case, the levels of the two sound receiving devices 26 are adjusted in advance.
[0004]
When the difference between the maximum and minimum values of the sound pressure levels L _Aij (dB) and L _Bij (dB) at each measurement point in the sound source room A and the sound receiving room B is 10 dB or less, The sound pressure level difference is obtained as the average sound pressure level difference between rooms. If the difference between the maximum value and the minimum value exceeds 10 dB, the sound pressure level difference between specific locations is calculated without calculating the average sound pressure level difference between rooms. Since there is no relation to the above problem, only the case of obtaining the inter-room average sound pressure level difference will be described.
First, the sound pressure levels L _Aij (dB) and L _Bij (dB) are converted into sound pressure effective values P _Aij and P _Bij using the following equation (1), and then each of the sound pressure levels L _Aij (dB) and L _Bij (dB) is expressed by the following equation (2). Average values P _{A j} and P _{B j} of the sound pressure effective values for the frequencies (f _{1 to} f ₆ ) are calculated. In the following formulas, the suffixes A and B indicating the sound source room A or the sound receiving room B are omitted. P ² _ij = P ² ₀ log ₁₀ ⁻¹ (L _ij / 10) = P ² ₀ · 10 ^{(Lij / 10 )} (1)
P ² _j = (1 / n) · ΣP ² _{ij
^{= (P 2 0 / n)}} · Σ10 (Lij / 10) ‥‥ (2)
However, P ₀ is the reference sound pressure, P ₀ = 20 μPa, and Σ represents the sum of the measurement points A _i or B _i (i = 1 to n). Here, n = 5.
Power Average L _j of the sound pressure level of the frequency f _j is represented by equation (3) below using the average value P _j of the sound pressure effective value of the equation (2).
L _j = ₁₀ log ₁₀ (P ² _j / P ² ₀ )
= ₁₀ log ₁₀ (Σ10 ^{(Lij / 10 )} ) − ₁₀ log ₁₀ n (3)
Thus, it expressed chamber between average sound pressure level difference D _j at frequency f _j in the following equation (4).
D _j = L _Aj −L _Bj (4)
In the calculation of the inter-room average sound pressure level difference D _j , the difference between the power averages L _Aij and L _Bij of the sound pressure levels in the sound source room A and the sound receiving room B is taken. The term relating to the number n of measurement points, which is the second term, is canceled out. Therefore, it may be omitted second term of the equation (3) in the calculation of L _Aij and L _Bij.
The measurement results are shown in a graph or table. In the case of the graph, the horizontal axis represents the frequency, the vertical axis represents the sound pressure level difference, and the sound pressure level for each center frequency is sequentially connected by a straight line.
When the difference between the maximum value and the minimum value of the sound pressure levels L _Aij (dB) and L _Bij (dB) at each measurement point in the sound source room A and the sound receiving room B is 5 dB or less, calculation is performed. In order to save the labor of the above, the inter-room average sound pressure level difference may be approximated by an arithmetic average difference expressed by the following equation (5).
D _j = {(1 / n) · ΣL _Aij − (1 / n) · ΣL _Bij } (5)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method for measuring the inter-room sound pressure level difference is that the sound pressure levels L _Aij (dB) and L at the measurement points A _{1 to} A ₅ and the measurement points B _{1 to} B _{5 for} each center frequency f _{j. Since Bij} (dB) is measured one by one, not only about 30 minutes are required for the measurement in one room, but also about four workers are required as described above, and work efficiency is improved. There was a problem that it was extremely low. In particular, when the above measurement is performed in an apartment house, since there are many rooms, there is a problem that it takes a lot of time just to measure the sound insulation performance of the room. In addition, the calculation of the inter-room average sound pressure level difference D _j which is the final measurement result is 6 (frequency) × 5 (of each measured value L _Aij (dB) and L _Bij (dB) entered on the recording sheet after the measurement. Since the power average or the arithmetic average is obtained based on a total of 60 data of (measurement points) × 2, there is a problem that it takes time to calculate the measurement results.
[0006]
The present invention has been made in view of the conventional problems, and a method for measuring an inter-room sound pressure level difference in which an average sound pressure level in a frequency band necessary for measurement can be obtained by a single measurement and its The object is to provide a device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a sound pressure level difference between rooms, in which a sound pressure signal of noise having a center frequency as a frequency used for measuring a sound pressure level generated in a sound source room is collected. means, and the source chamber and the source chamber is moved continuously at a respective predetermined route at different receiving room with collecting sound pressure signals of the noise, the sound source chamber and the receiving room, which is the harvested the average value of the sound pressure level per predetermined travel distance of sound pressure signals respectively calculated, and from the difference between the sound pressure level average value of the calculated sound source chamber and the receiving room to obtain the chamber between the sound pressure level difference It is characterized by that.
[0010]
The inter-room sound pressure level difference measuring apparatus according to claim 4 has sound receiving means for collecting a sound pressure signal of noise having a center frequency at a frequency used for measuring a sound pressure level emitted in a sound source room. A storage device that samples each sound pressure signal collected by moving the sound receiving means in a sound source room and a sound receiving room along a predetermined route at a predetermined sampling frequency and stores it as sound pressure data. Means, means for calculating an average value of sound pressure levels per predetermined moving distance of the stored sound pressure data, and the inter-room sound from the difference between the calculated sound pressure level average values of the sound source room and the sound receiving room. it is provided with a means for calculating a pressure level difference.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration and a measuring method of an inter-room sound pressure level difference measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. The inter-room sound pressure level difference measuring apparatus is installed in a sound source room A. A sound source device 4 including a broadband noise generator 1 for generating noise including a plurality of frequencies used for measurement of a sound pressure level, a power amplifier 2 and a speaker 3, and the sound source room A and the sound source room A A microphone 5 which is a sound receiving means for collecting a sound pressure signal in the sound receiving chamber B different from the sound receiving chamber B, a low noise amplifier 6 for amplifying the output of the microphone 5, and a sound source chamber from the output of the low noise amplifier 6 A sound receiving device 8 including a measuring unit 8A having a CPU 7 that calculates the average value of the sound pressure signals in the A and the sound receiving chambers B and calculates the inter-room sound pressure level difference. It consists of. In FIG. 1, the workers (S ₁ and S ₂ ) who perform measurement are omitted.
The broadband noise generator 1, as shown in FIG. 2 (a), 6 different frequencies (f ₁ = 125 Hz for use in sound pressure _{measurement, f 2 = 250Hz, f 3} = 500Hz, f 4 = 1000Hz, _{f 5 = 2000Hz, f 6 =} 4000Hz) those which generate wideband noise containing, the noise is generally referred to as white noise, its output is flat with respect to frequency. In human hearing, even at the same sound pressure, the low frequency side seems to be small, so there is a case where the sound pressure level difference between rooms is measured using noise with a large output on the low frequency side. As shown in FIG. 2B, the device 1 can generate so-called pink noise with a large output on the low frequency side. In the present embodiment, the white noise is used as noise.
The CPU 7 of the sound receiving device 8 includes an A / D converter 9 for A / D converting the sound pressure signal input from the microphone 5 via the low noise amplifier 6 at a predetermined sampling frequency, and an A / D converter 9 for A For the sound pressure data in the sound source chamber A and the sound receiving chamber B stored in the RAM 10, and the RAM 10 storing the sound pressure signal (hereinafter referred to as sound pressure data) subjected to / D conversion, the above six frequencies are used. one of f ₁ ~f ₆ and a center frequency, a digital low-pass filter 11 to the upper limit of the octave band of the center frequency and the cutoff frequency f _c1, a cut-off frequency f _c2 the lower limit of the octave band of the center frequency A digital high pass filter 12, frequency setting means 13 for notifying the digital low pass filter 11 and the digital high pass filter 12 of the cutoff frequencies f _{c 1} and f _c2 , The average sound pressure level L _Aj (dB), L _Bj (dB) at the center frequency f ₀ in the sound source room A or the sound receiving room B is calculated from the band-limited sound pressure signal output from the digital high-pass filter 12. ) And a sound pressure level difference for calculating a room sound level difference D _j (dB) for each frequency from the average sound pressure levels L _Aj (dB) and L _Bj (dB). And calculating means 15.
[0013]
Next, a method for measuring the inter-room sound pressure level difference using the inter-room sound pressure level difference measuring apparatus of the present embodiment will be described. First, the apparatus is calibrated. This is to input a calibration signal built in the sound receiving device into the measuring unit 8A and check whether the maximum quantization value when A / D conversion is performed is a preset voltage value V _0. V ₀ is set as a reference value of the calibration sound pressure signal.
Next, the sound pressure level in the sound source room A is measured. In the sound source chamber A, the worker S ₁ is operating the tone generator 4 to generate a white noise described above (see FIG. 2 (a)). The worker S ₂ moves the microphone 5 in the sound source room A continuously at a substantially constant speed for 10 to 30 seconds along a predetermined route as indicated by a solid line in FIG. The sound pressure signal in A is sampled and sent to the measurement unit 8A, and the measurement unit 8A calculates the sound pressure level in the sound source chamber A by a sound pressure level calculation method described later. Then, the operator S _2, to move to the receiving room B, and the microphone 5, as indicated by a broken line in FIG. 1, at a preset predetermined route, moving 10 to 30 seconds continuously received sound The sound pressure signal in the room B is collected, and the sound pressure level in the sound receiving room B is calculated by the measuring unit 8A. The measuring unit 8A calculates the inter-room sound pressure level difference from the calculated sound pressure level in the sound source room A and the sound pressure level in the sound receiving room B. Measuring portion 8A of the sound receiving device 8, for example, be installed near the sound source device 4 in the source chamber A, it is assumed that the operator S ₁ is managed. At the time of collecting the sound pressure signal, since the sound source device 4 continues out the white noise, the operator S ₂ for collecting a sound pressure signal with operating the tone generator 4, the measuring unit of the sound receiving device 8 If the measurement unit 8A is operated by carrying the 8A or using a remote controller or the like, the sound pressure level can be measured by one worker.
[0014]
Next, a method for calculating the sound pressure level from the sound pressure signal collected by the microphone 5 will be described in detail. Since the calculation method of the sound pressure level is the same in the sound source chamber A and the sound receiving chamber B, here, a case where the sound pressure level is calculated from the sound pressure signal collected in the sound receiving chamber B will be described. Note that the sound pressure signal collected by the microphone 5 in the sound source room A is subjected to a calculation process described later, and has already been converted into a sound pressure level, and then stored in the sound pressure level calculation means 14 (not shown). It shall be stored in the means.
Noise radiated from the speaker 3 in the sound source room A is collected in the sound receiving room B as a sound pressure signal by the microphone 5, amplified by the low noise amplifier 6 of the measuring unit 8A, and then the A / D converter of the CPU 7. 9 is output. The A / D converter 9 samples the amplified sound pressure signal at a sampling frequency F _S0 = 44.1 kHz, for example, and converts it into digital data (sound pressure data) having a quantization bit number of 16 bits. The quantized sound pressure data is stored in the RAM 10. FIG. 3A is a diagram showing the time change of the sound pressure data, and FIG. 3B is a partially enlarged view thereof. As shown in FIG. 3A, the amplitude of the sound pressure data increases or decreases according to the position of the microphone 5 when the microphone 5 is continuously moved through the predetermined route in the sound receiving chamber B. . The quantized sound pressure data is a sound pressure signal including six types of frequencies (f _{1 to} f ₆ ) used for sound pressure measurement, as shown in FIG. .
[0015]
4, from the sound pressure data stored in the RAM 10, a flow chart for calculating the average sound pressure level L _{j (j} = 1~6) for each of the six frequencies f ₁ ~f _6. First, the frequency setting means 13 sets the center frequency to f ₀ = 4 kHz (step S1), and the average sound pressure level L at f ₆ = 4 kHz from the sound pressure data in the sound receiving chamber B (see FIG. 3). _{B 6} is calculated. In this flowchart, the center frequency f ₀ is decreased by one octave, and the average sound pressure level L _{B 1} from f ₆ = 4 kHz to f ₁ = 125 Hz is sequentially calculated.
The frequency setting means 13 reads the quantized sound pressure data in the sound receiving chamber B from the RAM 10, sends it to the digital low-pass filter 11, and sets the cutoff frequency of the digital low-pass filter 11 to the center frequency f ₀ = 4 kHz. An instruction is given to set the upper limit value f _c1 of one octave band. The sampling frequency F _S of the digital low-pass filter 11 is 11.025 times the center frequency f ₀ , but when f ₀ = 4 kHz, the F _S is equal to the sampling frequency F _S0 in the A / D converter 9. Therefore, filtering is performed using all the audio data (step S2). Next, the filtered audio data is subjected to sampling frequency F _S filtering equal to F _S by the digital high-pass filter 12 having a lower limit of one octave band of the center frequency f ₀ as a cutoff frequency f _c2 . From the voice data, voice data in one octave band at the center frequency f ₀ = 4 kHz as shown in FIG. 5A is extracted (step S3). The extracted sound pressure data has a bandwidth of one octave, but in FIG. 5A, a simplified diagram is shown in which only the signal having the center frequency f ₀ is extracted.
[0016]
Next, as shown in FIG. 6 (a), the band-limited sound pressure data is square-averaged and converted to the size of the sound pressure data, and then the converted sound pressure data is stored in advance. Averaging is performed every set time interval ΔT (for example, 1 second), and a sound pressure data size V _ij is obtained for each time interval ΔT (step S4). That is, as shown in FIG. 6 (b), the above-mentioned V _ij represents the positions obtained by dividing the moving route of the microphone 5 by time ΔT by P ₁ , P ₂ ,..., P _i−1 , P _i ,. Corresponds to the average value of the sound pressure data in the section (P _I-1 -P _I ).
Therefore, the interval (P _i-1 -P _i) the sound pressure level _{L i j} in (dB), the effective value of the reference value V ₀ which the V _ij and the calibration sound pressure signal described above V _C = V ₀ / From √2 and the sound pressure level L _C of the calibration sound pressure signal, it can be obtained by the calculation formula L _ij = 20 log ₁₀ (V _ij / V _C ) + L _C (step S5). Note that the above-mentioned square averaging is performed by squaring the data, and then correcting the square root after correction by applying a digital low-pass filter of the dynamic characteristic Fast in order to reflect the characteristics of the human ear against the temporal variation of sound. Thus, the quantization value corresponding to the sound pressure effective value is obtained.
The average sound pressure level L _{j at} the center frequency f _j (here j = 6) in the sound receiving chamber B is calculated from the following equation (6) using the above L _ij .
L _j = ₁₀ log ₁₀ (Σ10 ^{(L i j / 10 )} ) (6)
In equation (6) is also section on the division number of the predetermined route, at the time of calculation of the level difference is omitted because it is canceled out, the sound pressure level above formula the value of (6) as the average sound pressure level L _j The data is stored in a storage means (not shown) provided in the calculation means 14.
When the measurement of the center frequency f _j sound average sound pressure level at L _j is completed, determining whether the center frequency f _j is a f ₁ = 125 Hz is the lowest frequency among the frequencies used in the sound pressure measurement (Step S7). Here, since the center frequency is f ₆ = 4 kHz, the frequency setting means 13 sets the center frequency f _j to f ₅ = 2 kHz which is (½) f _j and returns to step S 2 (step S 8). The average sound pressure level L _j at f ₅ = 2 kHz is calculated.
In this way, the average sound pressure level L _{B 1} from f ₆ = 4 kHz to f ₁ = 125 Hz is sequentially calculated by reducing the center frequency f ₀ by one octave. Therefore, when the center frequency f _j is f ₁ = 125 Hz in the above step S7, the average sound pressure level L _j at six types of frequencies used for sound pressure measurement is obtained. 4 is completed, and the inter-room sound pressure level difference is calculated.
[0017]
Note that the data stored in the RAM 10 is not used again as quantized data (sound pressure data) used when calculating the average sound pressure level L _j at the center frequency (1/2) f _j. Data obtained by thinning out every other data filtered by the digital low-pass filter 11 obtained in step S2 is used. As a result, the number of data to be processed is reduced and the calculation time can be shortened. In addition, since the sampling frequency F _{S of} the digital low-pass filter 11 and the digital high-pass filter 12 is 11.025 times the center frequency f ₀ , the filtering may be performed using all the thinned data. FIG. 5B shows sound pressure data filtered and extracted by the digital low-pass filter 11 and the digital high-pass filter 12 when the center frequency f _j is f ₅ = 2 kHz, and is shown in FIG. Compared with the case of f ₆ = 4 kHz, since the sampling frequency F _S is ½ and the center frequency f ₀ is also ½, the number of samplings per wavelength is equal. Accordingly, the accuracy of the mean square at step S4 is not dependent on the center frequency f _0.
[0018]
The room sound pressure level difference at each frequency f _j is calculated by the sound pressure level L _Aj (dB) of the sound source room A and the sound pressure level L _Bj of the sound receiving room B in the room sound pressure level difference calculating means 15. (DB) is read from a storage means (not shown) provided in the sound pressure level calculation means 14 and calculated by the following equation (7).
D _j = L _Aj −L _Bj (7)
Finally, this measurement result is represented by a graph in which the horizontal axis represents frequency, the vertical axis represents sound pressure level difference, and the sound pressure level for each center frequency is connected by a straight line in order to complete the measurement of the inter-room sound pressure level difference. . In the measurement method of the present embodiment, the time required for measurement is about 5 minutes including preparation.
[0019]
As described above, according to the present embodiment, in the sound source room A, noise including a plurality of frequencies (f _{1 to} f ₆ ) used for measuring the sound pressure level using the broadband noise generator 1 of the sound source device 24. And a band-limited sound for each of the plurality of frequencies from sound pressure signals collected by moving the microphone 5 in the sound source room A and the sound receiving room B through predetermined routes for 10 to 30 seconds, respectively. extract the pressure signal and calculates the average sound pressure level L _Bj of average sound pressure level L _Aj of sound pressure signals for each of the one frequency from the sound pressure signal of the extracted with (dB) receiving room B (dB) As a result, all frequency bands necessary for measurement can be performed in a single measurement, the measurement time can be greatly shortened and the number of workers can be reduced, greatly improving work efficiency. Can do.
[0020]
In the present embodiment, using the sound source device 4 provided with the broadband noise generator 1 that generates noise including a plurality of frequencies used for measuring the sound pressure level, the average at the plurality of frequencies is used. was measured Neon圧level L _j at the same time, using a conventional tone generator 24, since the move continuously and substantially constant speed at a preset given route a microphone 5, the measurement time Needless to say, it is possible to significantly reduce the time. In this case, since the bandwidth of the sound pressure signal collected by the microphone 5 is narrow, the configuration of the measuring unit 8A is simplified, such as simplifying the digital low-pass filter 11 and the digital high-pass filter 12 of the sound receiving device 8. It is possible to
Further, in the above example, the sound pressure signals in the sound source chamber A and the sound receiving chamber B are sampled so that the microphone 5 is continuously moved at a substantially constant speed along a predetermined route. Unless the room has a specific structure, the sound pressure level in the room does not change abruptly depending on the location, so that it is not necessary to move the microphone 5 strictly continuously and at substantially the same speed. In addition, if the time change of the sound pressure signal due to the movement of the microphone 5 is converted into the position change of the sound pressure signal by separately detecting the movement time and the moving speed of the microphone 5, the microphone 5 is not always continuous. It is not necessary to move at a constant speed.
[0021]
Incidentally, the position average of sound pressure signals, i.e., data of the above-mentioned interval sound pressure level at _{(P i-1 -P i)} L i j (dB) , the reference data on knowing the sound pressure distribution in the room However, this data is not necessarily obtained in order to calculate the inter-room sound pressure level difference. Therefore, omitting the work of each time calculating the data of the sound pressure level L _{i j} (dB) of the section described above by setting the time interval _{ΔT (P i-1 -P i} ), as shown below, the center it may be obtained an average sound pressure level L _j at frequency f _j.
First, each quantized sound pressure data is square-rectified and then corrected by applying the above-described dynamic low-speed digital low-pass filter to obtain a square root of the corrected sound pressure data. The size of the sound pressure data is V _ij . Next, the sound pressure level of each data _{L i j} a (dB) determined by the equation _{L ij = 20log 10 (V ij} / V C) + L C, the average sound pressure level L _j at the center frequency f _j, the What is necessary is just to calculate from said Formula (6) using _Lij . The sum (Σ) at this time represents the sum of all sound pressure data sampled at the sampling frequency corresponding to the center frequency f _j . Such data processing corresponds to the case where the time interval ΔT is set to a value equal to the sampling period of the digital low-pass filter 11 and the digital high-pass filter 12 in step S4 of FIG. 4 described above.
[0022]
In the above example, the microphone 5 is used as one unit, and the sound pressures in the sound source room A and the sound receiving room B are collected. However, two microphones are used, and the measuring unit 8A is used in the sound source room A and the sound receiving room B. The two sound pressure signals can be processed independently. For example, if the configuration from the amplifier 6 and the A / D converter 9 to the sound pressure level calculation means 14 is a two-channel type having two series, the measurement time can be further shortened.
In the above embodiment, unlike the prior art, since the sound pressure level can be calculated by the good power average precision, L _Aij (dB) and the difference between the maximum value and the minimum value of L _Bij (dB) is below 5dB The inter-room sound pressure level difference can be calculated without particularly distinguishing the cases.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for measuring the inter-room sound pressure level difference according to claim 1, the sound receiving means for collecting the noise pressure signal of noise is respectively provided in a predetermined route in the sound source room and the sound receiving room. The sound pressure signal of the noise is sampled by continuously moving, and the average value of the sound pressure level per predetermined moving distance of the sampled sound pressure signal of the sound source chamber and the sound receiving chamber is calculated. Since the sound pressure level difference between rooms was determined from the difference between the sound pressure level average values of the sound source room and the sound receiving room , compared to the case where the sound receiving means is set and measured for each measurement point, Measurement time can be greatly reduced.
[0026]
Measuring device Interlaboratory sound pressure level difference according to claim 4, in the sound receiving device, each of the sound pressure signals collected respectively by moving at a predetermined route to the sound receiving means in the sound source chamber and the receiving room Storage means for sampling at a predetermined sampling frequency and storing it as sound pressure data, means for calculating an average value of sound pressure levels per predetermined moving distance of the stored sound pressure data, and the calculated sound source since the provided and means for calculating the inter-chamber sound pressure level difference from the difference between the sound pressure level average of the chamber and the receiving room, calculating the average value of sound pressure signals of the chamber in one measurement Measurement time can be greatly shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a method and an apparatus for measuring a difference in sound pressure level between rooms according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a frequency distribution of generated noise in the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing an A / D converted sound pressure signal.
FIG. 4 is a diagram illustrating a sound pressure level calculation method according to the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a sound pressure data processing method according to the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating a sound pressure data processing method according to the present embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a conventional method and apparatus for measuring a difference in sound pressure level between rooms.
FIG. 8 is a diagram showing a frequency distribution of conventional generated noise.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Broadband noise generator, 2 Power amplifier, 3 Speaker, 4 Sound source device, 5 Microphone, 6 Low noise amplifier, 7 CPU, 8 Sound receiving device, 8A Measurement part,
9 A / D converter, 10 RAM, 11 digital low-pass filter, 12 digital high-pass filter, 13 frequency setting means, 14 sound pressure level calculation means, 15 sound pressure level difference calculation means.

Claims (2)

音源室において発せられた音圧レベルの測定に使用する周波数を中心周波数とする雑音の音圧信号を採取する受音手段を、上記音源室内及び上記音源室とは異なる受音室内でそれぞれ所定のルートで連続的に移動させて上記雑音の音圧信号を採取するとともに、上記採取された音源室と受音室の音圧信号の所定移動距離当たりの音圧レベルの平均値をそれぞれ算出し、この算出された音源室と受音室の音圧レベル平均値の差から室間音圧レベル差を求めるようにしたことを特徴とする室間音圧レベル差の測定方法。Sound receiving means for collecting a sound pressure signal of noise having a center frequency as a frequency used for measurement of the sound pressure level emitted in the sound source room is set in a predetermined manner in each of the sound source room and the sound receiving room different from the sound source room. The sound pressure signal of the noise is collected by continuously moving along the route, and the average value of the sound pressure level per predetermined moving distance of the sound pressure signal of the collected sound source chamber and the sound receiving chamber is calculated. An inter-room sound pressure level difference measuring method characterized in that an inter-room sound pressure level difference is obtained from the difference between the calculated sound pressure level average values of a sound source room and a sound receiving room . 音源室において音圧レベルの測定に使用する周波数を中心周波数とする雑音を発生させる音源装置と、上記音源室及び上記音源室とは異なる受音室において上記雑音の音圧信号を採取する受音手段を有する受音装置とを備えた室間音圧レベル差の測定装置において、上記受音装置に、音源室と受音室において上記受音手段をそれぞれ所定のルートで移動させて採取したそれぞれの音圧信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングしてこれを音圧データとして記憶する記憶手段と、この記憶された音圧データの所定移動距離当たりの音圧レベルの平均値を算出する手段と、上記算出された音源室と受音室の音圧レベル平均値の差から室間音圧レベル差を演算する手段とを設けたことを特徴とする室間音圧レベル差の測定装置。A sound source device that generates noise whose center frequency is a frequency used for measuring a sound pressure level in a sound source room, and a sound reception signal that collects a sound pressure signal of the noise in a sound receiving room different from the sound source room and the sound source room In the measurement device for inter-room sound pressure level difference provided with a sound receiving device having a means, the sound receiving device is respectively sampled by moving the sound receiving means in the sound source chamber and the sound receiving chamber by a predetermined route, respectively. Storage means for sampling the sound pressure signal at a predetermined sampling frequency and storing it as sound pressure data, means for calculating an average value of sound pressure levels per predetermined moving distance of the stored sound pressure data, measuring device Interlaboratory sound pressure level difference, characterized in that a means for calculating a chamber between the sound pressure level difference from the difference between the sound pressure level average value of the sound source chamber and the receiving room, which is the calculated.

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