JP2002195876A - 振動計測方法及び振動計測システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 簡単な設備で、被測定面近傍の音源の影響を
排除することができ、且つ短時間で測定可能な非接触に
よる振動計測方法の提供。 【解決手段】 第１の音響管１１を開口１１ａが被測定
面１ａから距離ｈだけ離間するように配置し、第１の音
響管１１内で開口１１ａから所定距離Ｌn だけ離間した
位置にて被測定面１ａから発せられる音の音圧Ｐ0 を測
定し、所定面積Ｓi を有し振動速度Ｖi で振動する振動
板１７を、第１の音響管１１とほぼ等しい伝搬特性を発
揮し得る第２の音響管１５内に開口１５ａから所定距離
Ｌn だけ離間するように配置し、第２の音響管１５外で
開口１５ａと対向し且つ開口１５ａから所定距離ｈだけ
離間する位置にて振動板１７から発せられる音の音圧Ｐ
i を測定し、面積Ｓi と振動速度Ｖi と音圧Ｐi とから
Ｈpi＝Ｓi ×Ｖi ／Ｐi に従って伝搬特性Ｈpiを算出
し、該伝搬特性Ｈpiと音圧Ｐ0 とからＶ0 ＝Ｐ0 ×Ｈpi
に従って被測定面の体積速度Ｑ0 を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造体の表面振動
を計測する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に構造物の振動を計測するには、加
速度計が広く用いられている。しかし、騒音の発生し易
い薄板構造の表面振動の計測やスピーカの振動面の計測
などのように質量の小さい部分の振動を計測する場合、
小型の加速度計を用いてもその質量が計測値に影響を与
えてしまうという不都合があった。

【０００３】これに対し、振動速度を非接触で求める手
法によれば、質量の小さい部分の振動計測を正確に行う
ことが可能である。このような手法として、レーザー・
ドップラー速度計（ＬＤＶ）を用いる方法や、音響イン
テンシティ法や、音響ホログラフィ法などが知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】音響インテンシティ法
は、広く利用されており、粒子速度計測法としても良く
知られているが、被測定部分の近傍に強い音源が存在す
ると、その影響を受けやすく計測誤差が増大する可能性
が高いという問題がある。また、ＬＤＶを用いる方法や
音響ホログラフィ法では、設備が大掛かりで高価である
という不都合があり、特にＬＤＶを用いる方法では、被
測定部分の反射率の変化や形状の影響を受け易く、調整
時間を含めた測定時間に多大な時間を要するという問題
もある。

【０００５】本発明は上記の実情に鑑みてなされたもの
であって、大掛かりな設備を必要とせず、被測定面近傍
の音源の影響を排除することができ、且つ短時間で測定
可能な非接触による構造体の振動計測方法及び振動計速
システムの提供を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明に係る振動計測方法は、一端に開口を有する第１
の音響管を該開口が被測定面から所定距離ｈだけ離間す
るように配置し、前記第１の音響管内で前記開口から所
定距離Ｌn だけ離間した位置にて前記被測定面から発せ
られる音の音圧Ｐ0 を測定し、所定面積Ｓi を有し振動
速度Ｖi で振動する振動板を、一端に開口を有し前記第
１の音響管とほぼ等しい伝搬特性を発揮し得る第２の音
響管内に前記開口から前記所定距離Ｌn だけ離間するよ
うに配置し、前記第２の音響管外で前記開口と対向し且
つ該開口から前記所定距離ｈだけ離間する位置にて前記
振動板から発せられる音の音圧Ｐi を測定し、前記面積
Ｓi と振動速度Ｖi と音圧Ｐi とから次式 Ｈpi＝Ｓi ×Ｖi ／Ｐi に従って伝搬特性Ｈpiを算出し、該伝搬特性Ｈpiと音圧
Ｐ0 とから次式 Ｖ0 ＝Ｐ0 ×Ｈpi に従って被測定面の体積速度Ｑ0 を算出するものであ
る。

【０００７】本発明に係る振動計測システムは、第１の
音圧測定装置と、第２の音圧測定装置と、演算部とを備
えている。

【０００８】前記第１の音圧測定装置は、一端に開口を
有し該開口が被測定面から所定距離ｈだけ離間するよう
に配置された第１の音響管と、前記開口から所定距離Ｌ
n だけ離間するように前記第１の音響管内に配置され前
記被測定面から発せられる音の音圧Ｐ0 を測定する第１
の音圧測定部と、を有する。前記第２の音圧測定装置
は、一端に開口を有し前記第１の音響管とほぼ等しい伝
搬特性を発揮し得る第２の音響管と、前記開口から前記
所定距離Ｌn だけ離間するように前記第２の音響管内に
配置され所定面積Ｓi を有し振動速度Ｖi で振動する振
動板と、前記開口から前記所定距離ｈだけ離間した位置
で該開口と対向するように前記第２の音響管外に配置さ
れ前記振動板から発せられる音の音圧Ｐi を測定する第
２の音圧測定部と、を有する。前記演算部は、前記面積
Ｓi と振動速度Ｖi と音圧Ｐi とから次式 Ｈpi＝Ｓi ×Ｖi ／Ｐi に従って伝搬特性Ｈpiを算出し、該伝搬特性Ｈpiと音圧
Ｐ0 とから次式 Ｖ0 ＝Ｐ0 ×Ｈpi に従って被測定面の体積速度Ｑ0 を算出する。

【０００９】上記計測方法及び計測システムによれば、
被測定面に対して非接触状態で被測定面の体積速度Ｑ0
が求められる。また、構造上大きな装置を含まないため
大掛かりな設備を必要とせず、被測定面以外からの放射
音は第１の音響管の外壁で反射されるので被測定面近傍
の音源の影響を排除することができ、さらに、被測定面
の反射率の変化や形状の影響を受け難く調整時間が不要
であるため短時間で測定することができる。

【００１０】上記計測方法及び計測システムにおいて、
前記第１の音響管の他端を閉塞しても良い。これによ
り、被測定面以外からの放射音の影響をさらに確実に排
除することができ、測定精度が向上する。また、第２の
音響管の他端を同様に閉塞しても良い。

【００１１】上記計測方法及び計測システムにおいて、
前記第１及び第２の音響管の各内周面上の少なくとも一
部に、吸音材を配置しても良い。これにより、第１及び
第２の音響管内において共鳴の発生が抑制され、測定精
度が向上する。

【００１２】上記測定方法及び測定システムにおいて、
前記第１の音響管と前記第２の音響管とが共通する１つ
の音響管であっても良い。これにより、第１の音響管と
第２の音響管とが確実に等しい伝搬特性を発揮し得るの
で、測定精度が向上する。また、複数の音響管を設ける
必要がないので、システムの簡素化が図られる。

【００１３】上記測定方法及び測定システムにおいて、
前記第１及び第２の音響管の断面積は、対象上限周波数
に対して平面波となる面積よりも小さく設定されること
が好ましい。これにより、被測定面及び振動板からの放
射音はそれぞれ第１及び第２の音響管内を減衰すること
なく伝搬されるので、測定精度が向上する。

【００１４】上記測定方法及び測定システムにおいて、
前記第２の音響管外で前記開口と対向し且つ該開口から
前記所定距離ｈだけ離間する位置に剛性の高い部材の表
面上で前記振動板から発せられる音の音圧Ｐi を測定し
ても良く、また、前記第１の音響管を前記被測定面の法
線方向に沿って配置しても良い。

【００１５】さらに、被測定面の振動速度Ｖ0 を体積速
度Ｑ0 と被測定面の面積Ｓ0 とから次式 Ｖ0 ＝Ｑ0 ／Ｓ0 に従って算出しても良い。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図
面に基づいて説明する。

【００１７】図１（ａ）は本実施形態の第１の音圧測定
装置の模式図、図１（ｂ）は本実施形態の第２の音圧測
定装置の模式図、図２（ａ）は第１の音響管がない状態
を示す模式図、図２（ｂ）は第１の音響管がある状態を
示す模式図である。

【００１８】まず、本実施形態に係る計測システムの基
本構成について説明する。

【００１９】図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、
本実施形態に係る計測システムは、第１の音圧測定装置
３と、第２の音圧測定装置５と、演算部７，９とを備え
ている。

【００２０】測定対象である振動壁１の任意の分割面
（被測定面）１ａは所定面積Ｓ0 を有し、第１の音圧測
定装置３は第１の音響管１１と第１のマイクロホン（第
１の音圧測定部）１３とを備えている。第１の音響管１
１は、同一の断面形状がその中心軸に沿って直線状に連
続する金属又は樹脂製の筒状体であり、その両端には前
記断面形状を呈する開口１１ａ，１１ｂが形成されてい
る。第１の音響管１１は分割面１ａの法線方向に沿って
配置され、一端の開口１１ａは分割面１ａから所定距離
ｈだけ離間している。マイクロホン１３は、開口１ａか
ら中心軸に沿って所定距離Ｌn だけ離間するように第１
の音響管１１内に配置され、分割面１ａから発せられる
音の音圧Ｐ0 を測定して演算部９へ出力する。演算部９
は、後述する方法によって体積速度Ｑ0 及び／又は振動
速度Ｖ0 を算出し出力する。

【００２１】第２の音圧測定装置５は、第２の音響管１
５と、振動板１７を有するスピーカ１９と、剛性の高い
支持板２１と、第２のマイクロホン（第２の音圧測定
部）２３とを備えている。

【００２２】第２の音響管１５は、第１の音響管１１と
同様に、同一の断面形状がその中心軸に沿って直線状に
連続する金属又は樹脂製の筒状体であり、その両端には
前記断面形状を呈する開口１５ａ，１５ｂが形成されて
いる。第２の音響管１５は、第１の音響管１１とほぼ等
しい伝搬特性を発揮し得るように、第１の音響管１１と
ほぼ等しい形状、大きさ、及び材質を有している。な
お、これらの要素は必ずしも同一である必要はなく、例
えば遮音性が極めて高い状態が得られれば両者の材質は
相違していても構わない。

【００２３】振動板１７は、一端の開口１５ａから中心
軸に沿って所定距離Ｌn だけ離間するように第２の音響
管１５内に配置されている。振動板１７は、所定面積Ｓ
i を有し、振動速度Ｖi で振動する。支持板２１は、第
２の音響管１５外で開口１５ａと対向し且つ開口１５ａ
から所定距離ｈだけ離間する位置に、第２の音響管１５
の中心軸に対してほぼ垂直に配置されている。マイクロ
ホン２３は、開口１５ａから所定距離ｈだけ離間した位
置で支持板２１の外面上に固定され、振動板１７から発
せられる音の音圧Ｐi を測定して演算部７へ出力する。
演算部７は、後述する方法によって伝搬特性Ｈpiを算出
し出力する。

【００２４】このように、第１の音圧測定装置３と第２
の音圧測定装置５とは、音の伝搬特性に関して等価に構
成されている。

【００２５】次に、本実施形態に係る計測方法について
説明する。

【００２６】第１の音圧測定装置３と第２の音圧測定装
置５とは、音の伝搬特性に関して等価に構成されている
ため、相反定理から、分割面１ａの体積速度Ｑ0 、マイ
クロホン１３によって検出される音圧Ｐ0 、振動板１７
の体積速度Ｑi 、マイクロホン２３によって検出される
音圧Ｐi 、及び伝搬特性Ｈpiとの間には、次式（１）の
関係が成立する。

【００２７】Ｑ0 ／Ｐ0 ＝Ｑi ／Ｐi ＝Ｈpi …（１） ここで、体積速度Ｑ0 は、分割面１ａの面積Ｓ0 及び振
動速度Ｖ0 により、体積速度Ｑi は、振動板１７の面積
Ｓi 及び振動速度Ｖi により、それぞれ次式（２），
（３）に従って求められる。

【００２８】Ｑ0 ＝Ｓ0 ×Ｖ0 …（２） Ｑi ＝Ｓi ×Ｖi …（３） 従って、式（１），（２），（３）から、次式（４），
（５），（６）が求められる。

【００２９】Ｈpi＝Ｓi ×Ｖi ／Ｐi …（４） Ｑ0 ＝Ｐ0 ×Ｈpi …（５） Ｖ0 ＝Ｐ0 ×Ｈpi／Ｓ0 …（６） 分割面１ａから放射される音の体積速度Ｑ0 及び／又は
振動速度Ｖ0 を測定する場合、まず、第２の音圧測定装
置５が使用され、スピーカ１９（振動板１７）から放射
される音の音圧Ｐi がマイクロホン２３によって検出さ
れて演算部７へ入力される。演算部７には、振動板１７
の面積Ｓi 及び振動速度Ｖi が予め入力され記憶されて
おり、これらＰi ，Ｓi ，Ｖi から式（４）に従って伝
搬特性Ｈpiが算出される。

【００３０】次に、第１の音圧測定装置３が使用され、
分割面１ａから放射される音の音圧Ｐ0 がマイクロホン
１３によって検出されて演算部９へ入力される。演算部
９には、演算部７によって算出された伝搬特性Ｈpi及び
分割面１ａの面積Ｓ0 が予め入力され記憶されており、
これらＰ0 ，Ｈpi，Ｓ0 から式（５）及び／又は（６）
に従って分割面１ａの体積速度Ｑ0 及び／又は振動速度
Ｖ0 が算出される。なお、体積速度Ｑ0 のみが算出され
る場合には、分割面１ａの面積Ｓ0 は演算部９に入力さ
れなくても良い。

【００３１】このような計測方法及び計測システムによ
れば、分割面１ａに対して非接触状態で分割面１ａの体
積速度Ｑ0 及び／又は振動速度Ｖ0 を求めることができ
る。

【００３２】また、構造上大きな装置を含まないため、
大掛かりな設備を必要とすることがない。

【００３３】また、分割面１ａ以外からの放射音は、第
１の音響管１１の外壁で反射される。例えば、図２
（ａ）に示すように、第１の音響管１１を設けない状態
で、分割面１ａの近傍の音圧Ｐm をマイクロホン２５に
よって計測すると、検出される音圧Ｐm は隣接する分割
面からの振動放射音Ｐj の漏れ込みの影響を受ける。こ
のため、測定対象である分割面１ａのみからの放射音の
検出が難しい。これに対し、図２（ｂ）に示すように、
第１の音響管１１を設けた状態では、分割面１ａ以外か
らの放射音は第１の音響管１１の外壁で反射され、分割
面１ａの振動速度Ｖ0 に応じた平面波のみが音響管１１
の内部に伝搬され、マイクロホン１１によってその音圧
Ｐ0 を計測することができる。すなわち、分割面１ａ近
傍の音源の影響を排除することができる。

【００３４】さらに、被測定面（分割面１ａ）の反射率
の変化や形状の影響を受け難く調整時間が不要であるた
め、極めて短時間で測定することができる。

【００３５】なお、第１の音響管１１及び第２の音響管
１５の断面形状は、特に限定されるものではなく、円
形、矩形等の様々な形状が適用され得る。

【００３６】また、第１の音響管１１と第２の音響管１
５とは、共通する１つの音響管であっても良い。これに
より、第１の音響管と第２の音響管とが確実に等しい伝
搬特性を発揮し得るので、測定精度が向上する。また、
複数の音響管を設ける必要がないので、システムの簡素
化が図られる。

【００３７】また、第１及び第２の音響管１１，１５の
断面積は、対象上限周波数に対して平面波となる面積よ
りも小さく設定されていること、例えば、第１及び第２
の音響管１１，１５の内周面の断面形状が分割面１ａの
外周縁とほぼ等しい形状又はこの形状を完全に内側に含
む大きさ及び形状に設定されていることが好ましい。こ
れにより、分割面１１ａ及び振動板１７からの放射音は
それぞれ第１及び第２の音響管１１，１５内を減衰する
ことなく伝搬されるので、測定精度が向上する。

【００３８】また、第１及び第２の音響管１１，１５の
各内周面上に吸音材２７を貼着して配置することによ
り、第１及び第２の音響管１１，１５内において共鳴の
発生が抑制され、測定精度が向上する。共鳴の抑制効果
は、第１及び第２の音響管１１，１５の各内周面の全域
に設けられていなくても発揮され、例えば、音響管１
１，１５が円筒状の場合は図３（ａ）に示すように半周
の領域に設ければその効果が十分に得られ、矩形筒状の
場合は図３（ｂ）に示すように４箇所の内面のうち１箇
所の内面全域に設ければその効果が十分に得られる。な
お、第２の音響管１５の構成は第１の音響管１１とほぼ
同様であるため、その図示を省略している。

【００３９】さらに、第１の音響管１１の他端１１ｂを
閉塞することにより、分割面１ａ以外からの放射音の影
響をさらに確実に排除することができ、測定精度が向上
する。この場合、他端１１ｂを音響管１１と一体的に形
成された蓋体等によって閉塞することも可能であるが、
図４に示すように吸音材２９によって閉塞する方がより
好ましく、さらに内周面上の吸音材２７と共に設けるこ
とが最も好ましい。また、第２の音響管１５の他端１５
ｂを同様に閉塞することにより、第２の音響管１５にお
いても外部から影響を排除することができる。

【００４０】次に、本実施形態に係る計測システムを用
いた行った実験について説明する。

【００４１】図５（ａ）に示すように、実験で使用され
た第１の音圧測定装置３では、騒音源である振動壁１
は、厚さ２mmの鉄板により矩形板体状に形成され、支持
台３１に固定されている。支持台３１は、一面に開放面
を有する箱体状に形成され、開放面が水平方向を向くよ
うに配置されている。振動壁１は、支持台３１の開放面
を閉塞するように開放面の周縁部分に複数のボルトによ
って締結されている。スピーカ３３は、支持台３１内の
振動壁１と相対向する面上に固定されている。支持台３
１は、スピーカ３３から放射された音が音響加振により
振動壁１のみから放射されるように、十分な厚さ１０mm
を有する鉄板によって形成されている。音源である振動
壁１の外面は２０分割（縦４列×横５列）され、一つの
分割面１ａは８０mm×８０mmの略正方形に設定されてい
る。

【００４２】第１の音響管１１は、分割面１ａとほぼ等
しい断面形状及び大きさを有する矩形筒体状に形成さ
れ、図示外のトラバース装置に取り付けられている。ト
ラバース装置は、第１の音響管１１を、振動壁１の外面
（分割面１ａ）の法線方向に沿った状態で分割面１ａに
対して平行な方向及び垂直な方向に移動自在に支持して
いる。音響管１１の長さＬは、音響管１１内の音圧が廻
り込みの影響を受けないように４０mmに設定されてい
る。また、音響管１１の開口１１ａからマイクロホン１
３までの距離Ｌn は、振動壁１（分割面１ａ）からの放
射音が確実に平面波となるように３０mmに設定されてい
る。

【００４３】振動壁１からの放射音の計測は、トラバー
ス装置によって第１の音響管１１を各分割面１ａに対し
て移動させ、パワーアンプ３９からスピーカ３３への入
力電圧Ｅを基準に音響管１１内の音圧Ｐi をマイクロホ
ン１３で計測することにより行った。この際、各分割面
１ａに対する音響管１１の位置は、音響管１１が各分割
面１ａの法線方向に沿って配置され且つ音響管１１の一
端の開口１１ａが各分割面１ａから所定距離ｈだけ離間
するように調整した。この距離ｈに関しては、１mm,５m
m，１５mmの３条件について計測した。

【００４４】同時に、本実験により得られた結果との比
較のため、各分割面１ａに図示外の反射テープを貼付
し、非接触型のレーザ振動計（ＬＤＶ）３７を用いて各
分割面１ａ毎に光軸の調整を行いながら振動速度の計測
を行った。ＬＤＶ３７を用いたのは、加速度計による質
量の影響を排除するためである。

【００４５】図５（ｂ）に示すように、実験に使用され
た第２の音圧測定装置５では、支持板２１が、十分な剛
性を有する厚さ３０mmの鉄材で形成されている。マイク
ロホン２３は、その集音部が第２の音響管１５の一端の
開口１５ａと相対向する支持板２１の外面上に位置する
ように、支持板２１に埋め込まれている。第２の音響管
１５は第１の音響管１１とほぼ等しい大きさ及び形状を
有し、支持板２１に対しその法線方向に沿うように配置
されている。第２の音響管１５内のスピーカ１９の図示
外の振動板の面積は、予め所定面積Ｓ0 に設定されてい
る。

【００４６】スピーカ１９からの放射音の計測は、スピ
ーカ１９からの放射音の音圧Ｐ0 をパワーアンプ４３か
らスピーカ１９への入力電圧ｅを基準にマイクロホン２
３で計測することにより行った。マイクロホン２３と音
響管１５の開口１５ａとの前記法線方向に沿った距離ｈ
に関しては、１mm,５mm，１５mmの３条件について計測
した。

【００４７】同時に、スピーカ１９内の図示外の振動板
の振動速度Ｖ0 を図示外のＬＤＶによって計測した。Ｌ
ＤＶを用いたのは、振動板の質量が非常に小さく、接触
型ではその重さによる影響を受けて分割振動やローリン
グが発生し易いためである。

【００４８】マイクロホン２３により計測されたスピー
カ１９からの放射音の音圧Ｐi は、演算部７としての高
速演算装置（ＦＦＴ）４１へ入力される。ＦＦＴ４１に
は、振動板１７の面積Ｓi 及びＬＤＶにより計測された
振動速度Ｖi が予め入力され記憶されており、Ｐi ，Ｓ
i ，Ｖi から前記式（４）に従って各距離ｈ毎に伝搬特
性Ｈpiが算出され、出力される。

【００４９】第１の音圧測定装置３のマイクロホン１３
により計測された分割面１ａからの放射音の音圧Ｐ0
は、演算部９としての高速演算装置（ＦＦＴ）３５へ入
力される。ＦＦＴ３５には、ＦＦＴ４１によって算出さ
れた伝搬特性Ｈpi及び分割面１ａの面積Ｓ0 が予め入力
され記憶されており、これらＰ0 ，Ｈpi，Ｓ0 から前記
式（５）及び／又は（６）に従って体積速度Ｑ0 が分割
面１ａ毎に算出され、最終的にその加算値ΣＱ0 が出力
される。また、ＬＤＶ３７により計測された振動速度も
ＦＦＴ３５へ入力される。ＦＦＴ３５では、ＬＤＶ３７
により計測された振動速度に分割面１ａの面積Ｓ0 を乗
じることにより本実験における体積速度の理論値が分割
面１ａ毎に算出され、最終的にその加算値ΣＱt が出力
される。

【００５０】次に、本実験の結果について、図６〜図９
に基づき説明する。

【００５１】図６には、ＦＦＴ４１から出力された各距
離ｈ毎の伝搬特性Ｈp が表されている。図６に示される
ように、距離ｈによるレベル差はあるものの、周波数特
性は同一傾向を示し、距離ｈが増えるとレベルも増加す
ることが確認された。

【００５２】図７〜図９には、相反定理に基づいた上記
関係式（５）を用いて、分割面１ａ毎に算出した体積速
度特性の加算値（実験値）ΣＱ0 と、同様にＬＤＶ３７
で直接的に計測した振動速度から分割面１ａ毎に求めた
体積速度特性の加算値（理論値）ΣＱn とが、音源であ
る矩形の振動壁１と音響管１１との間の各距離（ｈ＝１
mm，５mm，１５mm）毎に表されている。なお、図７〜図
９において、実験値ΣＱ0 は破線で、理論値ΣＱn は実
線でそれぞれ表示されている。

【００５３】また、本実験において、実験値ΣＱ0 を求
めるための計測時間は、ＬＤＶ３７を用いた計測時間
（理論値ΣＱn を求めるための計測時間）に比べて、１
／５程度に短縮可能であることが確認された。

【００５４】図７に示すように、距離ｈ＝１mmの場合
は、１ＫＨｚまで各ピーク及びレベルが良好に一致し、
その差がほぼ±３ｄＢ以内であることが確認された。

【００５５】図８に示すように、距離ｈ＝５mmの場合
は、３００Ｈｚ以下で４〜５ｄＢの差があるが、その他
の領域では１ＫＨｚまでその差がほぼ±３ｄＢ以内であ
ることが確認された。

【００５６】図９に示すように、距離ｈ＝１５mmの場合
は、１ＫＨｚまでのピークはほぼ一致するが、レベルは
全体的に＋５〜＋１０ｄＢの差を生じ、特に５００Ｈｚ
以下での差が大きいことが確認された。

【００５７】以上の実験結果により、相反定理により音
響管１５とマイクロホン２３を用いた簡便な方法によ
り、振動壁１から音響管１５を含めた伝搬特性Ｈpiを精
度良く求めることができることが確認された。

【００５８】また、求めた伝搬特性Ｈpiと音響管１１で
計測した音圧Ｐ0 とを用いることにより、振動構造物の
体積速度特性を精度良く簡便に求めることができること
が確認された。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る計測
方法及び計測システムによれば、被測定面に対して非接
触状態で被測定面の体積速度Ｑ0 が求められる。また、
構造上大きな装置を含まないため大掛かりな設備を必要
とせず、被測定面以外からの放射音は第１の音響管の外
壁で反射されるので被測定面近傍の音源の影響を排除す
ることができ、さらに、被測定面の反射率の変化や形状
の影響を受け難く調整時間が不要であるため短時間で測
定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本実施形態の第１の音圧測定装置
の模式図、図１（ｂ）は本実施形態の第２の音圧測定装
置の模式図である。

【図２】図２（ａ）は第１の音響管がない状態を示す模
式図、図２（ｂ）は第１の音響管がある状態を示す模式
図である。

【図３】図３（ａ）は円筒状の音響管の内周面に消音材
を貼着した状態を示す断面図、図３（ｂ）は矩形筒体状
の音響管の内面に消音材を貼着した状態を示す断面図で
ある。

【図４】他端が消音材で閉塞された音響管を示す断面図
である。

【図５】図５（ａ）は図１（ａ）に対応する実験装置の
模式図、図５（ｂ）は図１（ｂ）に対応する実験装置の
模式図である。

【図６】本実施形態に係る実験により求められた各距離
ｈ毎の伝搬特性を表わす図である。

【図７】距離ｈ＝１mmの場合における体積速度特性の加
算値の実験値と理論値とを表す図である。

【図８】距離ｈ＝５mmの場合における体積速度特性の加
算値の実験値と理論値とを表す図である。

【図９】距離ｈ＝１５mmの場合における体積速度特性の
加算値の実験値と理論値とを表す図である。

【符号の説明】

１ 振動壁 １ａ 振動壁の分割面（被測定面） ３ 第１の音圧測定装置 ５ 第２の音圧測定装置 ７ 演算部 ９ 演算部 １１ 第１の音響管 １３ マイクロホン（第１の音圧測定部） １５ 第２の音響管 １７ 振動板 １９ スピーカ ２３ マイクロホン（第２の音圧測定部）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１月９日（２００１．１．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】 振動計測方法及び振動計測システム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に開口を有する第１の音響管を該開
   口が被測定面から所定距離ｈだけ離間するように配置
   し、 前記第１の音響管内で前記開口から所定距離Ｌn だけ離
   間した位置にて前記被測定面から発せられる音の音圧Ｐ
   0 を測定し、 所定面積Ｓi を有し振動速度Ｖi で振動する振動板を、
   一端に開口を有し前記第１の音響管とほぼ等しい伝搬特
   性を発揮し得る第２の音響管内に前記開口から前記所定
   距離Ｌn だけ離間するように配置し、 前記第２の音響管外で前記開口と対向し且つ該開口から
   前記所定距離ｈだけ離間する位置にて前記振動板から発
   せられる音の音圧Ｐi を測定し、 前記面積Ｓi と振動速度Ｖi と音圧Ｐi とから次式 Ｈpi＝Ｓi ×Ｖi ／Ｐi に従って伝搬特性Ｈpiを算出し、 前記伝搬特性Ｈpiと音圧Ｐ0 とから次式 Ｑ0 ＝Ｐ0 ×Ｈpi に従って被測定面の体積速度Ｑ0 を算出することを特徴
   とする振動計測方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の振動計測方法であっ
   て、 前記第１の音響管の他端は、閉塞されていることを特徴
   とする振動計測方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の振動計測
   方法であって、 前記第１及び第２の音響管の各内周面上の少なくとも一
   部には、吸音材が配置されていることを特徴とする振動
   計測方法。
4. 【請求項４】 一端に開口を有し該開口が被測定面から
   所定距離ｈだけ離間するように配置された第１の音響管
   と、前記開口から所定距離Ｌn だけ離間するように前記
   第１の音響管内に配置され前記被測定面から発せられる
   音の音圧Ｐ0を測定する第１の音圧測定部と、を有する
   第１の音圧測定装置と、 一端に開口を有し前記第１音響管とほぼ等しい伝搬特性
   を発揮し得る第２の音響管と、前記開口から前記所定距
   離Ｌn だけ離間するように前記第２の音響管内に配置さ
   れ所定面積Ｓi を有し振動速度Ｖi で振動する振動板
   と、前記開口から前記所定距離ｈだけ離間した位置で該
   開口と対向するように前記第２の音響管外に配置され前
   記振動板から発せられる音の音圧Ｐi を測定する第２の
   音圧測定部と、を有する第２の音圧測定装置と、 前記面積Ｓi と振動速度Ｖi と音圧Ｐi とから次式 Ｈpi＝Ｓi ×Ｖi ／Ｐi に従って伝搬特性Ｈpiを算出し、該伝搬特性Ｈpiと音圧
   Ｐ0 とから次式 Ｖ0 ＝Ｐ0 ×Ｈpi に従って被測定面の体積速度Ｑ0 を算出する演算部と、 を備えたことを特徴とする振動計測システム。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の振動計測システムであ
   って、 前記第１の音響管の他端は、閉塞されていることを特徴
   とする振動計測システム。
6. 【請求項６】 請求項４又は請求項５に記載の振動計測
   システムであって、 前記第１及び第２の音響管の各内周面上の少なくとも一
   部には、吸音材が配置されていることを特徴とする振動
   計測システム。