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
- microphone
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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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