JPS59136626A - 騒音測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えばモ〜り等・１〜器から発生する騒音を測
定する騒音測定装置に関するもので、特に、便器の良否
を判定するのに用いて好適ならしめたものでめる。

従来より、モータ等機器から生じる騒音をマイクロホン
で検出してその騒音の大きさによって機器の良否を判定
するようにした騒音判定装置が知られておシ、機器の製
造工程あるいはイ幾器の設置時に広く利用されている。

第１図に騒音の判定に用いられていた従来のこの種騒音
測定装置の構成を示す。ｍ１１図において、（１）は騒
音の測定対象となる試験体、（２）は該試験体（１）か
らの騒音を検出するマイクロホンで、その検出信号はア
ンプ（８）、及びフィルタ（４ンヲ介して指示器（５）
に伝達されて機器の騒音の大きさが指示されるようにな
されている。

すなわち、上記溝底による従来の騒音測定装置では、試
験体（１）から騒音が発生すると、マイクロホン（２）
でこれを検出してアンプ（８）によってその検出信号を
増幅し、フィルタフ４ノの出力にはフィルタ（４）で選
択された信号成分が生じるようになされておシ、指示器
（５）でその信号の大きさを示すことによって試験体（
１）から発生する騒音の蛍が明らかとなシ、測定者が試
験体（１）の良否を決定することが可能になる。

しかるに、上述した従来の騒音測定装置は、周囲の騒音
が小さい場合には何ら問題が無く上記の動作によって試
験体（１）の良否を決定できるが、種々の７機器が混在
する設置個所や製造工程が近接する場合には、例えばエ
アーの吹出し音、クレーン音、打撃音、部品の搬入・搬
出車の音等所謂暗騒音が大きいことが多く、このような
条件下では試験体（１）が不要音を発生していても暗騒
音に阻害され、試験体（１）の騒音測定が不可能になる
ことがある。このため、暗騒音の影響ヲ無くすためには
防音室で騒音を測定したシ、試、１倹体（１）とマイク
ロホン（２）を防音箱で覆ったシする配ｆが必要となっ
て騒音測定の作業性が著しく低下するという欠点がある
。さらに、場合によっては上記防音室や防音箱が使用で
きない場合もあシ、そのような状態の時には騒音測定は
不可能であった。

そこで本発明は、上述した従来装置の不具合全解消する
ためになされたもので、暗騒音の大きい条件下でも防音
室や防音箱ヲ使用せずに試１検体の騒音を選別測定する
ことができる＠音測尼装置を提供することを目的とする
ものである。

かかる目的を達成するだめに本発明の騒音測定装置は１
．騒音発生源となる試液体機面の垂線上に互いに所定距
離離間して設置された一対の騒音検出手段と、これら一
対の騒音検出手段による時間ｍｔ有する検出信号をアナ
ログデジタル変換した後にそれぞれフーリエ変換するフ
ーリエ変換器とこのフーリエ変換器による一対の変換出
力の彊を求めるクロススペクトル虚数変換器とを備え、
該クロススペクトル虚数変換器による出力に基いて周囲
他種機器による暗騒音の影響を除去して上記試験体の騒
音を選別測定することを特徴とするものである。

以下、本発明の一実施例を第２図に基いて読切する。第
２図において％　　（２ａＬ（２りは試験体（１）の表
面から垂線上にΔｌの間隔を隔てて設置され互いに上記
試験体（１）の騒音を検出するマイクロホン、（６）は
上記マイクロホンＣ２ａｉ　ｓ　（２ｂ）の検出信号を
それぞれアンプ（３ａ）　、　（６ｂ）ｔブトして入力
しアナログデジタル変換するアナログデジタル変換器（
以下、Ａ／Ｄ変換器と称す）、（７）はこのＡ　／　Ｄ
変換器（６）に接続され、各変換値をフーリエ変換する
フーリエ変換器、（８）は該フーリエ変換器（γ）によ
る一対の変換出力の差を求めるクロススペクトル虚数変
換器で、本発明の騒音測定装置は、後述するようにして
このクロススペクトル虚数変換器（８）の出力に基いて
周囲他種機器による暗騒音の影響を除去して上記試験本
（１）の騒音を選別測定するようになされている。さら
に、αＱはこのクロススペクトル虚数変換器（８）に接
続され中央処理装置（９）によって制御される負数取出
器、（１υは該負数取出器−に接読される逆フーリエ変
換器、（胸はデジタルアナログ変換器（以下ｓ　　Ｄ　
／　Ａ変換器と称す）　％　（１３）はこのＤ　／　Ａ
変換器（］２）の出力信号を増幅するノくワーアングＮ
　Ｃ１４）は指示器（５）とともにパワーアンプ側に接
続されるヘッドホンである。なお、上記各構成は中央処
理装置（９）によって制御されるようになされている。

上述した構成を備える第２図騒音測定装置では、試験体
（１）に対向するマイクロホン（２ａ）と（２ｂ）の位
置が△ｐだけ離間して設置されているため、試験体（１
）から放射される騒音がマイクロホン（２ａ）と（２ｂ
）に到達する時間に差が生じる。この時間差を△移、音
速をＶとすると、 上記関係式が成立し、マイクロホン（２すｅ　（２ｂ）
で検出された騒音の検出信号はアンプ（３ａ）　、　（
３ｂ）で増幅されＡ　／　Ｄ変換器（６）のそれぞれＡ
チャンネル、Ｂチャンネルに入力される。Ａ　／　Ｄ　
ｆ換器（６）はアナログの信号をディジクル信号に変換
するもので、Ａ　／　Ｄ変換器（６）の出力の段階でＡ
チャンネルとＢチャンネルの波形間には式（１）で示す
時間差が存在し、はぼ相似な形状をしている。

続いてＡ　／　Ｄ　ｉ換器（６）の出力信号はＡチャン
ネル、Ｂチャンネル共にフーリエ変換器（７ンでフーリ
エ変換される。しかして、ここで、上記マイクロｆ　７
　（２ａ）と（２ｂ）の検出信号は上記時間差Δｔの有
無に拘らず、ＡチャンネルとＢチヤンネルの周波数成分
が同一でその大きさもほぼ同一であるが、７−リエ変換
器（γ）の出力は、時間差Δｔが有ると実数部、虚数部
共にＭが生じ、その差はクロススペクトル虚数変換器（
８）の出力によって現われることになる。他方、マイク
ロホン（２ａ）、（２ｂ）と騒音源との距離が同一の場
合、換言するならば、第２図ニオイて、暗騒音がマイク
ロホン（２ａ）、（２ｂ）　（７）上方や下方から入射
するときは、その暗騒音に対するマイクロホン（２ａ）
、（２ｂ）の検出信号には時間差が生じないため、クロ
ススペクトル虚数変換器（８）の出力がゼロとなる。こ
れは、クロススペクトル虚数変換器（８）がフーリエ変
換器（γ）の二つの出力の差を現わすものであシ、差が
無い場合に出力がゼロになる性質を持つことによる。

すなわち、ここで上記の時間差△ｔが有る場合にクロス
スペクトル虚数変換器（８ンの出力にどのような影響を
及ぼすかを以下詳細に説明する。

今、試験体（１）から放射される騒音の周波ｄｉ、　ｋ
　ｆ　ｓ騒音の波長をλとすると、 ■ λ＝　−（２） 上式（２）が成り立ち、試験体（１）に対するマイクロ
ホン（２ａ）と（２ｂ）の設置位置に△ｌの距離差があ
ると、波長λを持つ騒音に対しマイクロホン（２ａ）と
（２ｂ）の検出信号には下式（８）に示す位相差φが生
じる。

ス ここで、マイクロホン（２ａ）の検出信号のパワースペ
クトルヲ、Ｐａ　ｓ　マイクロホン（２ｂ）の検出信号
のパワースペクトルをｐｂとすると、クロススペクトル
虚数変換器（８）の出力０工は式（４）で与えられる。

Ｃ工　ｏｃ−ＰａＰ’ｂ　　ｌＩ　ＳＩＮ　　φ　　　
　　　（４）上式（４）で示すようにマイクロホン（２
ａ）と（２ｂ）の信号に位相差があるとＯ’Ｉが有限値
となシ、位相差がゼロの場合にはＣ工もゼロになる。位
相差がゼロになるのは第２図においてマイクロホン（２
ａ）。

（２ｂ）の長手方向と紙面の垂直方向からマイクロホン
（２す５Ｃ２ｂ）に騒音が入射する場合すなわち暗騒音
の場合である。

次に、上述した本発明の構成によって試験体り１）の騒
音がいかに効率良く捕まるかを実際に測定したデータに
よって説明する。測定条件はランダムノイズ状の暗騒音
が有る条件で試験体（１）から極めてレベルの小さい単
純前が放射されている場合を選んだ。先ず、第３図に、
通常の周波数分析器の利用によってマイクロホン（２ａ
入または（２ｂ）の検出信号を周波数分析したデータを
示し、図中、矢印全村した（イ）の部分が試験体（１）
から放射された騒音成分を示しておシ、暗騒音の他の周
波数成分に比較してとぐに目立った大きさではない。つ
ぎに、第４図にクロススペクトル虚数変換器（８）によ
って求めたデータを示す。試験体（１）の騒音成分は同
図中、幹）の成分で、他の成分が正であるのに対し、こ
の成分は負を示している。本発明では、このクロススペ
クトル虚数変換器（８）の出力が負と正に分れることに
着目し、クロススペクトル虚数変換器（８）の後段に負
数取出器調を設は負の成分のみを取出すように配慮して
いる。そして、負数取出器数の後段に逆フーリエ変換器
Ｃ１ηを設け、クロススペクトル虚数変換器（８）の負
の出力の成分を周波数系列のディジタル信号から時系列
のディジタル信号に変換し、さらに、Ｄ／Ａ変換器ＯＬ
）の動作によって時系列ディジタル信号を時系列アナロ
グ信号に変換し、パワーアンプ０３）によって電力増幅
するようになされ、パワーアンプα３）に接続された指
示器（５）によって暗騒音が大きい場合にも拘らず、試
験体（１）の騒音成分の量のみを測定可能にしている。

また、パワーアンプ（１Ｂ）にヘッドホンＣ１→、又は
スピーカを接続することによってマイクロホン（２ａ）
。

（２ｂ）によって検出した騒音のりち試験体（１）から
放射される騒音のみを聞き取る仁とを可能にしている。

この効果を実際に測定したデータを用いて説明する。第
５図は第３図に示す周波数分析結果を逆フーリエ変換し
た逆フーリエ変換出力信号を示しておυ、種々の周波数
成分が混存しその大きさも異なっでいるが、これに対し
、第６図は第４図に示すクロススペクトル虚数変換器（
８）の出力の逆フーリエ変換のデータを示しておシ、こ
の場合、はぼ一定の振幅で一定の周波数の成分が連続し
て発生しているのがよくわ７′・為る。パワーアンプ（
１Ｂ）を通してヘッドホン（１すやスピーカで上記第５
図、第６図に示す信号を聴いた結果、第５図については
ランダムノイズに近く、第６図については試ｊｔ１体（
１）から放射される単純前と同一のものであった。この
ようにして、ヘッドホンα彎とともにパワーアンプ（１
Ｂ）に接続された指示器（５）によって試験率（１）の
騒音の量を仰ることができ、試験体（１）の良否の決定
が可能になる。

なお、第２図に示すマイクロホン（２ａ）　、　（２ｂ
）の位置の右方からマイクロホン（２ａ）、（２ｂ）に
入射してくる騒音については、マイクロホン（２ａ）と
（２ｂ）の出力信号に時間差、または位相差が生じるも
ののマイクロホン（２ｂ）よシもマイクロホン（２ａ）
の方がこれを先に検出することになるため、結果的には
（８）式に示すφが負の値となシ、（４）式のＯ１項は
正の値になり、負の値を持つ試験体の騒音と区別するこ
とができる。

さらに、本発明を適用して試験体（１）の騒音の測距と
データ処理を行なう構成のものとして第７図に示すもの
がある。この構成では、試験体（１）に対し、２本のマ
イクロホン（２ａ）　＃　（２ｂ）とアンプ（３ａ）。

（６ｂ）を使用し、アンプ（６す、ｃ３ｂ）の出力信号
全アナライザに）に入力してパーソナルコンピュータα
６）の利用によって、アナライザ（ホ）の出力信号の処
理結果をプロッタ（１’ｌ）に記録するものである。

以上のように本発明によれば、試験体表面の垂巌上に互
いに所定距離離間した一対の騒音検出手段による時間差
を有する検出信号に基いてそれぞれの検出信号のクロス
スペクトルの虚数部を求めるようにしたため、暗騒音の
有無にすりらず試験体の騒音を適確に選別測定すること
ができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の騒音測定装置＝示すブロック図、第２図
は本発明による騒音測定装置を示すブロック図、第６図
はマイクロホンによ）実測した騒音の周波数分析データ
図、第４図は本発明におけるダロススペクトル虚数変換
器による出力データ図、第５図は第５図のデータを逆フ
ーリエ変換した時間波形図、４６図は第４図のデータを
逆フーリエ変換した時間波形図、第７図は本発明の他の
適用実施例を示すブロック図である。 （１）・−・試、検体 （２＋ａ）、（２ｂ）　＊　参−マイクロホン（５）・
−・指示器　　　（６）ＩＩ・−Ａ　／　Ｄ変換器（７
）・・・フーリエ変換器 Ｌｄ）・−−クロススペクトル虚数変換器（１０）・睦
Φ頁数取出器 ａｉ）・・・逆フーリエ変換器 （（２）・・・Ｄ　／　Ａ変換器 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　葛　野　信　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 騒音発生源となる試験体表面の垂線上に互いに所定距離
   離間して設置された一対の騒音検出手段と、これら一対
   の騒音検出手段による時間差金有する検出信号全アナロ
   グデジタル変換した後にそれぞれフーリエ変換するフー
   リエ変換器と、このフーリエ変換器による一対の変換出
   力の差全求めるクロススペクトル虚数変換器とを備え、
   該クロススペクトル虚数変換器による出力に基いて周囲
   他種機器による暗騒音の影響を除去して上記試験体の騒
   音全選別測定すること全特徴とする騒音測定装置。