JP2006170674A - Abnormal noise detector - Google Patents

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JP2006170674A JP2004360625A JP2004360625A JP2006170674A JP 2006170674 A JP2006170674 A JP 2006170674A JP 2004360625 A JP2004360625 A JP 2004360625A JP 2004360625 A JP2004360625 A JP 2004360625A JP 2006170674 A JP2006170674 A JP 2006170674A
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Yoichi Ueishi
陽一 上石
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an abnormal noise detector capable of capturing efficiently the waveform of an abnormal noise caused by air separation or the like in the noisy state. <P>SOLUTION: This detector for detecting an abnormal noise in the noisy state has an acoustic sensor 3 for detecting the abnormal noise; a band-pass filter 6 for inputting a signal from the acoustic sensor 3, and allowing passage of only a frequency band set beforehand; and a differential filter 7 for dividing in time an input signal from the band-pass filter 6, and outputting a numerical value determined by subtracting a value at the (t-1) time from a value at the t time as a signal at the t time. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、騒音下で検知した混合信号から異常音を検出する異音検知器に関する。詳しくは、周りの騒音下の中で測定した音の中からエア、ガス等の気体や液体の洩れ音(異常音)を検出する異音検知器に関する。   The present invention relates to an abnormal sound detector that detects an abnormal sound from a mixed signal detected under noise. More specifically, the present invention relates to an abnormal sound detector that detects leakage sound (abnormal sound) of gas or liquid such as air or gas from sounds measured under ambient noise.

一般に、自動車のエンジンバルブなどの制御配管は、空気圧(管内は負圧)の高低を利用して他の部分の制御を連動させるものであるが、エンジンの振動や自動車の走行振動などで制御配管のチューブが振動で抜けたり、緩んだり、経年変化で劣化して差込み口付近で亀裂が生ずるなどで、その欠陥部分から空気が流入しバルブ制御等が乱れる不具合が生ずる。エンジン制御のためのコントロールはマニホールド負圧を利用して行っているが、ホースの劣化等によるコントロールの作動不良や二次空気の混入によってエンジンが不調になる。このような状態になった場合、自動車整備工場では、劣化箇所や不具合箇所を発見することが必要とされている。   In general, control piping such as an engine valve of an automobile uses the level of air pressure (negative pressure in the pipe) to link the control of other parts. However, the control piping is driven by engine vibration or automobile running vibration. If the tube is pulled out or loosened due to vibration, or deteriorates over time and cracks occur in the vicinity of the insertion port, air will flow in from the defective portion, resulting in problems such as valve control being disturbed. Although control for engine control is performed using manifold negative pressure, the engine malfunctions due to poor control operation due to hose deterioration or the like, or contamination of secondary air. In such a state, it is necessary to find a deteriorated part or a defective part in an automobile maintenance shop.

従来、自動車整備工場などでは、エア洩れ等の漏洩検査の電子化が確率されていないために、アイドリング状態で長時間の音響、振動を元にする官能検査を余儀なくされている。しかし、自動車のエンジン作動から生ずる大きなエンジンルーム内の機構部騒音下では、制御配管の不具合に起因する可聴帯域における制御配管のエアの漏洩噴流音(異常音)はエンジンの騒音にマスキングされて人間の聴感では判定が不可能である。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an automobile maintenance factory or the like, since it is not probable that the leakage inspection such as air leakage will be digitized, a sensory inspection based on sound and vibration for a long time is forced in an idling state. However, under a large engine room noise caused by the engine operation of an automobile, the leaking jet noise (abnormal sound) of the control pipe in the audible band due to the malfunction of the control pipe is masked by the engine noise and is human. Judgment is impossible with the sense of hearing.

そのため、例えば、エンジン回転中での雑多な音の中からリークテスターなどを用いて異常音(空気圧洩れ音)を聞き取って行っていた。リークテスターなどを用いた検査法において、配管などから気体が漏洩している異音を音響的に検出するにあたっては、パイプなどから気体の漏洩があると、パイプからの気体漏洩音とパイプ内を気体が流れるために生ずる背景音との混合音が生ずるので、混合音から気体の漏洩音を検出するために混合音から背景音を削除して行われる。
また、リークテスターなどを用いた検査では、異常音の超音波を拾う検知方法のため、エンジンなどのギヤ摩擦音から出る超音波など種々のノイズを予め除く必要から、エンジンを停止して、擬似的に負圧を発生させる方法を用いていた。
For this reason, for example, abnormal sounds (pneumatic leakage noise) are heard from a variety of sounds during engine rotation using a leak tester or the like. In an inspection method using a leak tester, etc., when detecting abnormal noise leaking from pipes, etc., if there is a gas leak from pipes, Since the mixed sound with the background sound generated due to the flow of the gas is generated, the background sound is deleted from the mixed sound in order to detect the leakage sound of the gas from the mixed sound.
Also, in the inspection using a leak tester etc., because it is a detection method that picks up abnormal ultrasonic waves, it is necessary to remove various noises such as ultrasonic waves generated from gear friction sounds of the engine in advance, so the engine is stopped and simulated. A method of generating a negative pressure was used.

このような漏洩を観測するにあたって、従来から以下のような技術が開示されている。例えば、リーク検出用音響センサーと暗雑音消去用音響センサーで検出した信号をスペクトラム分析して、両者の差からリークを検出しているものがある(例えば特許文献1参照)。
また、プラントのパイプに漏洩音検出センサーとプラント騒音検出用センサーを設置して、プラント漏洩音検出センサー出力からプラント騒音検出用センサーの出力を除去する演算手段を設けてパイプの漏洩音を検出しているものがある(例えば特許文献2参照)。
さらに、配管の上流と下流に第一の音響センサーと第二の音響センサーを配管に設置又は非接触で配置して、両者のセンサーの出力差から配管からのリーク信号を得ているものがある(例えば特許文献3参照)。
In observing such a leak, the following techniques have been conventionally disclosed. For example, there is a technique that detects a leak from a difference between both signals detected by a leak detection acoustic sensor and a dark noise elimination acoustic sensor (see, for example, Patent Document 1).
In addition, a leak sound detection sensor and a plant noise detection sensor are installed in the pipe of the plant, and calculation means for removing the output of the plant noise detection sensor from the output of the plant leak sound detection sensor is provided to detect the leak sound of the pipe. (For example, refer to Patent Document 2).
In addition, there is one in which the first acoustic sensor and the second acoustic sensor are installed in the pipe upstream or downstream of the pipe, or arranged in a non-contact manner, and a leak signal from the pipe is obtained from the output difference between the two sensors. (For example, refer to Patent Document 3).

特開平3−110436号公報JP-A-3-110436 特開平1−213539号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-213539 特開平1−187430号公報JP-A-1-187430

しかし、前述した従来の漏洩観測法は、機械のギヤの擦れや剥離などでも超音波が発生し、制御配管の空気漏洩噴流音にも超音波の発生が観測されている点を無視して提案されているものであり、工場全体と自動車内部の騒音や乱反射振動の大きさなども考慮されておらず、相変わらず自動検査化が進んでいない。   However, the above-mentioned conventional leakage observation method is proposed ignoring the fact that ultrasonic waves are generated even when the gears of the machine are rubbed or peeled, and that ultrasonic waves are also observed in the air leaking jet sound of the control pipe. It does not take into account the noise of the entire factory and the interior of automobiles and the magnitude of diffuse reflection vibration, and automatic inspection is still not progressing.

そこで、本発明の異音検出器は、これまでの音響検査装置や超音波リーク検査器と異なり、騒音下で、空気剥離などの異常音の波形を効率よく抽出することを目的とするものである。
また、本発明は、可聴周波数から超音波まで幅広い周波数帯域で生ずるエンジンルーム内の機構部騒音下で、エンジンの動作から生ずる制御配管の空気漏洩噴流音の有無を検出して制御配管の欠陥有無を判定できる異音検出器を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、発電所の圧力容器、プラントの配管又は自動車エンジンルームの制御配管などの漏洩を測定にも適用できる異音検出器を提供することを目的とする。
Therefore, the abnormal sound detector of the present invention is different from conventional acoustic inspection devices and ultrasonic leak inspection devices in that it aims to efficiently extract abnormal sound waveforms such as air separation under noise. is there.
In addition, the present invention detects the presence or absence of control pipe defects by detecting the presence or absence of air leaking jet noise in the control pipe resulting from the operation of the engine under noise in the engine room that occurs in a wide frequency band from audible frequencies to ultrasonic waves. An object of the present invention is to provide an abnormal sound detector capable of determining the noise.
Furthermore, an object of the present invention is to provide an abnormal noise detector that can be applied to measurement of leakage of a pressure vessel of a power plant, a piping of a plant or a control piping of an automobile engine room.

本発明の請求項1に記載の異音検出器は、騒音下で異常音を検知する検出器であって、前記異常音を検出する音響センサーと、前記音響センサーからの信号を入力して予め設定した周波数帯域のみを通過させる帯域通過フィルターと、前記帯域通過フィルターからの入力信号を時間的に分割し、t時刻の値から(t−1)時刻の値を差し引いた数値をt時刻の信号として出力する差分フィルターと、を有することを特徴とする。
請求項2に記載の異音検出器は、請求項1において、前記差分フィルターにおける信号処理は、前記帯域通過フィルターからの出力信号がスイッチング素子によりサンプリングされ、時間軸上の隣接する前後2点間の差をとることを特徴とする。
請求項3に記載の異音検出器は、請求項1又は2において、前記差分フィルターにおける信号処理は、ADコンバータで信号処理された帯域通過フィルター出力データにフィルターの係数列を乗算加算する処理であることを特徴とする。
請求項4に記載の異音検出器は、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記帯域通過フィルターは、高域通過フィルターと低域通過フィルターとを、スイッチ素子を切換えて選択することを特徴とする。
請求項5に記載の異音検出器は、請求項1〜4のいずれかにおいて、前記異音が、自動車エンジンルーム、発電所の圧力容器、プラント等の配管のピンホールやクラックを原因として、気体又は液体の噴流から生ずるものであることを特徴とする。
An abnormal sound detector according to claim 1 of the present invention is a detector that detects abnormal sound under noise, and is configured to input an acoustic sensor that detects the abnormal sound and a signal from the acoustic sensor in advance. A band-pass filter that passes only the set frequency band and an input signal from the band-pass filter are divided in time, and a value obtained by subtracting the value of (t-1) time from the value of t time is a signal at t time. And a difference filter that outputs as a difference filter.
According to a second aspect of the present invention, in the noise detector of the first aspect, the signal processing in the differential filter is performed by sampling the output signal from the band pass filter by a switching element, and between adjacent two points on the time axis. The difference is taken.
According to a third aspect of the present invention, in the abnormal sound detector according to the first or second aspect, the signal processing in the differential filter is a process of multiplying and adding the coefficient sequence of the filter to the band-pass filter output data signal-processed by the AD converter. It is characterized by being.
According to a fourth aspect of the present invention, in the noise detector according to any one of the first to third aspects, the band-pass filter selects a high-pass filter and a low-pass filter by switching switch elements. And
The abnormal noise detector according to claim 5 is the abnormal noise detector according to any one of claims 1 to 4, wherein the abnormal noise is caused by a pinhole or a crack in a piping of an automobile engine room, a power plant pressure vessel, a plant, etc. It originates from a gas or liquid jet.

本発明の異音検出器は、従来の音響検査装置や超音波リーク検査器と異なり、空気剥離の波形を効率よく抽出することができる。
また、本発明の異音検出器は、可聴周波数から超音波まで幅広い周波数帯域で生ずるエンジンルーム内の機構部騒音下で、エンジンの動作から生ずる制御配管の空気漏洩噴流音の有無を検出して制御配管の欠陥有無を判定できる。
さらに、本発明の異音検出器は、自動車エンジンルーム、発電所の圧力容器、プラントなどの制御配管などの漏洩を測定することにも適用できる。
自動車エンジンルームに適用する場合においては、エンジンを停止せずに回転させたままで、エンジンルーム内にテスターをかざし、音のアルゴリズム分析により、漏洩箇所や不具合箇所を短時間に的確かつ安全に見つけ出すことができる。
また、非接触での作業のため、けがや事故の発生が少なくすることができ、可聴領域以外(人の耳では聞き取れない領域)も検知することができる。
さらに、自動車のエンジン以外の、工場内で稼動している各種設備における配管等からの空気漏れ等の検出にも対応できる。例えば、発電所の圧力容器、プラントの配管などのピンホール(微少な穴)やクラック(亀裂)から空気、ガス又は液体の噴流を検出することができる。
The abnormal sound detector of the present invention can efficiently extract a waveform of air separation unlike a conventional acoustic inspection device or ultrasonic leak inspection device.
In addition, the abnormal noise detector of the present invention detects the presence or absence of air leaking jet noise in the control piping resulting from the operation of the engine under the noise of the mechanism in the engine room that occurs in a wide frequency band from audible frequencies to ultrasonic waves. The presence or absence of defects in the control piping can be determined.
Furthermore, the abnormal noise detector of the present invention can be applied to measure leakage of a control pipe of a car engine room, a power plant pressure vessel, a plant or the like.
When applying to an automobile engine room, keep the engine running without stopping and hold the tester in the engine room and use sound algorithm analysis to find leaked and defective parts accurately and safely in a short time. Can do.
In addition, because of non-contact work, the occurrence of injuries and accidents can be reduced, and areas other than the audible area (area that cannot be heard by human ears) can be detected.
Furthermore, it is possible to cope with detection of air leaks from pipes and the like in various facilities operating in the factory other than automobile engines. For example, a jet of air, gas, or liquid can be detected from pinholes (cracks) or cracks (cracks) such as power plant pressure vessels and plant piping.

以下、本発明の最良の実施形態について説明する。本発明において、異音検出器を用いる測定対象は、自動車エンジンルームの制御配管、発電所の圧力容器、プラントの配管、などが挙げられる。なお、配管内に液体がある場合には、その粘性によって勢いのある噴流とならず、噴流音が発生しない場合があるので、気体が充満している状態で漏洩の検査が行われることが望ましい。   Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described. In the present invention, examples of measurement objects using an abnormal sound detector include control piping in an automobile engine room, a pressure vessel in a power plant, piping in a plant, and the like. In addition, when there is liquid in the pipe, it may not be a vigorous jet due to its viscosity, and jet noise may not be generated, so it is desirable to inspect for leakage in a gas-filled state. .

一般に、測定対象物には、作動中に発生する固有の振動である騒音が混じっている。例えば、自動車のエンジンルームでは、エンジン作動中に発生する騒音が常に発生しており、それらは配管内を気体が流れているときに気体が配管との摩擦で発生する音などである。本発明において、異音検出器本発明の異音検出器は、これらの騒音が存在する状態である騒音下で、測定対象物からの漏洩を検出する。   In general, a measurement object is mixed with noise that is inherent vibration generated during operation. For example, in an engine room of an automobile, noise generated during engine operation is always generated, and these are sounds generated by friction between the gas and the gas when the gas flows in the piping. In the present invention, the abnormal sound detector of the present invention detects leakage from the measurement object under the noise in which these noises exist.

音は一般的に振動的であり、sin−cosの三角関数の世界のようにきれいに振動する波形と思われている。棒や膜が振動するとそのような波形になるが、衝突や剥離によって発生する波形は、パルスと呼ばれる非線形的な波形である。非線形的な波形(パルス)は、可聴領域の音も超音波の音も含んでいる。
これまでの経験からエンジンルーム内の機械が出すノイズは、低周波(100Hz)〜5kHzの音響ノイズと、30kHz以上の超音波ノイズが存在している。特に、40kHz、その倍音の80kHz、3倍音の120kHzに鋭いピークが存在している。この間の帯域のノイズは減衰してされていてノイズとしてほとんど検出されない。
The sound is generally vibrational and is thought to be a waveform that vibrates cleanly as in the sin-cos trigonometric world. When a rod or film vibrates, such a waveform is obtained, but a waveform generated by collision or separation is a non-linear waveform called a pulse. Non-linear waveforms (pulses) include both audible and ultrasonic sounds.
From the experience so far, noise generated by machines in the engine room includes acoustic noise of low frequency (100 Hz) to 5 kHz and ultrasonic noise of 30 kHz or more. In particular, a sharp peak exists at 40 kHz, 80 kHz of its overtone, and 120 kHz of its overtone. The noise in the band during this period is attenuated and is hardly detected as noise.

従来は、空気の漏洩で噴流が起こす40kHzの超音波振動を検出するものがエア洩れ検出器の常識であったが、エンジンルーム内には同じ40kHzの音源が数多くあり、従来の超音波検出器は用いることができないことがわかった。
ここで、可聴領域の上限5kHzと超音波40kHzとの間は8倍(3オクターブ)の開きがあり、それぞれの騒音の分散を考えて10kHzから20kHzの1オクターブの領域が騒音の無い窓になっているので、この領域で検知できないかを試みたのである。
すると、エンジンルーム上面の配管の比較的大きなエア漏れは良好に検知できた。つまり、空気の噴流や細孔から噴出する際の空気層剥離が起こす衝撃波のエネルギーは空気の振動しやすい40kHz超音波だけでなく聴覚で「シューシュー」と感じる10kHz前後の高周波可聴音を比較的多く出していて他の騒音源と一緒のとき聴覚では判別できないが、周波数を選択すれば判別可能である。
Conventionally, it has been common knowledge of an air leak detector to detect ultrasonic vibration of 40 kHz caused by a jet due to air leakage, but there are many sound sources of the same 40 kHz in the engine room, and the conventional ultrasonic detector It was found that can not be used.
Here, there is an opening of 8 times (3 octaves) between the upper limit of the audible range of 5 kHz and the ultrasonic wave of 40 kHz, and a 1 octave region from 10 kHz to 20 kHz becomes a window without noise in consideration of dispersion of each noise. Therefore, we tried to detect whether this area could not be detected.
Then, a relatively large air leak in the piping on the upper surface of the engine room could be detected well. In other words, the energy of the shock wave generated by the air layer separation when ejected from the air jet or pores is not limited to the 40 kHz ultrasonic wave in which the air easily vibrates, but relatively high frequency audible sound around 10 kHz that feels “shoe shoe” by hearing. Although it is often produced and cannot be discerned by hearing with other noise sources, it can be discriminated by selecting a frequency.

一方、エンジンルーム内の機構部騒音分布測定から、5kHzから40kHz位の領域では騒音のレベルが低い周波数窓が存在し、この測定結果から5kHzから40kHz位の領域では制御配管の空気漏洩噴流による音響振動がエンジンルーム内の機構部騒音の環境内でも検出できることも判明した。
これらに対して、差分フィルターを用いて自動車エンジンルームの制御配管を初めとして、発電所の圧力容器、プラントの配管などのピンホール(微少な穴)やクラック(亀裂)から空気、ガス又は液体の噴流を検出する異音検出器を提供することにある。
例えば、圧力容器や配管等の中に気体があり正圧あるいは負圧の圧力が印可された場合で、配管等に穴や亀裂があってその箇所から空気あるいはガスの噴流が起きている場合、空気の噴流は40kHzの超音波から数kHzの可聴周波数まで分布した音を放射し、漏洩箇所が異常音発生の音源となる。
On the other hand, there is a frequency window with a low noise level in the region from 5 kHz to 40 kHz based on the measurement of the noise distribution of the mechanical part in the engine room. From this measurement result, the sound due to the air leakage jet in the control pipe is found in the region from 5 kHz to 40 kHz. It was also found that vibration can be detected even in the environment of the mechanical noise in the engine room.
On the other hand, using differential filters, starting with control piping in automobile engine rooms, pressure holes in power plants, plant piping, etc., pinholes (fine holes) and cracks (cracks), air, gas or liquid An object of the present invention is to provide an abnormal noise detector for detecting a jet.
For example, when there is gas in the pressure vessel or piping and positive or negative pressure is applied, and there are holes or cracks in the piping, etc., and a jet of air or gas is generated from that location, The jet of air radiates sound distributed from an ultrasonic wave of 40 kHz to an audible frequency of several kHz, and the leaked portion becomes a sound source for generating abnormal sound.

以下、本発明の異音検出器について図面を用いて詳細に説明する。図1は、実施の形態の異音検出器(A)についての概略説明図である。図1において、符号(1)は配管であり、例えば、自動車エンジンルームの制御配管、発電所の圧力容器、又はプラントの配管などが挙げられる。本発明の異音検出器を使用する状態において、配管(1)内では、気体又は液体が正圧あるいは負圧で印加されていることが必要とされる。符号(2)は漏洩箇所(異常音発生源)であり、例えば、自動車エンジンルームの制御配管や圧力容器に、ピンホール(微少な穴)やクラック(亀裂)が挙げられ、その箇所から空気、ガス又は液体の噴流が発生している場合、本発明の異音検出器を用いてその有無を検知するものである。   Hereinafter, the abnormal sound detector of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of the abnormal sound detector (A) according to the embodiment. In FIG. 1, reference numeral (1) denotes piping, and examples thereof include control piping in an automobile engine room, a pressure vessel in a power plant, or piping in a plant. In the state where the abnormal sound detector of the present invention is used, it is necessary that gas or liquid is applied at a positive pressure or a negative pressure in the pipe (1). Reference numeral (2) is a leakage point (abnormal sound source). For example, a control pipe or a pressure vessel in an automobile engine room includes a pinhole (a minute hole) or a crack (a crack), and air, When a jet of gas or liquid is generated, the presence or absence is detected using the abnormal sound detector of the present invention.

符号(3)は音響センサーであり、音響センサーとしては、配管の振動を直接検知する加速度ピックアップ、空中の音を超音波帯域で捉える超音波センサー、可聴領域で捉える音響マイクロホンなどが挙げられる。音響マイクロホンは安価に適用できるので本発明において好ましく適用できる。音響センサー3は、接触型又は非接触型のいずれでもよい。 符号(4)はセンサー電源であり、音響センサー(3)を駆動させるために設けられ、信号強度を高めるために増幅器(5)が内蔵されていることが好ましい。
増幅器(5)は、音響センサー(3)からの出力を増幅して、漏洩箇所(2)から発生する噴流音の信号を後続の電子回路で用いるのに十分な振動電圧とすることができる。
Reference numeral (3) denotes an acoustic sensor, and examples of the acoustic sensor include an acceleration pickup that directly detects vibration of a pipe, an ultrasonic sensor that captures airborne sound in an ultrasonic band, and an acoustic microphone that captures in an audible region. Since the acoustic microphone can be applied at low cost, it can be preferably applied in the present invention. The acoustic sensor 3 may be either a contact type or a non-contact type. Reference numeral (4) denotes a sensor power supply, which is provided to drive the acoustic sensor (3), and preferably includes an amplifier (5) for increasing the signal strength.
The amplifier (5) can amplify the output from the acoustic sensor (3) so that the jet sound signal generated from the leaked part (2) becomes a vibration voltage sufficient to be used in the subsequent electronic circuit.

符号(6)は帯域通過フィルターであり、入力信号は、設定周波数より低い周波数帯域と別の設定された周波数より高い周波数帯域の信号が、帯域通過フィルター(6)で阻止されて出力される。例えば機械ノイズなどの低周波帯の5kHzまでの音を遮断する。
なお、帯域通過フィルター(6)は、単独のフィルターとして構成される場合と、1の低域通過フィルターと他の高域通過フィルターとを直列に接続して組合せフィルターとして構成される場合とがある。
Reference numeral (6) denotes a band-pass filter, and the input signal is a signal having a frequency band lower than the set frequency and a frequency band higher than another set frequency blocked by the band-pass filter (6) and output. For example, a sound up to 5 kHz in a low frequency band such as mechanical noise is blocked.
The band pass filter (6) may be configured as a single filter, or may be configured as a combination filter by connecting one low pass filter and another high pass filter in series. .

符号(7)は差分フィルターであり、入力信号を時間的に分割し、t時刻の値から(t−1)時刻の値を差し引いた数値をt時刻の信号として出力する。チョッパーでサンプリングをして時間的に離散(デジタル)信号とし、時間の区切りごとに、前のデータ、次のデータ、と分けて考えることができる。差分をとるということは、いうなれば時系列データを微分する、ということである。なお、ホールド回路を通過させることで離散時間の間を平均化させることもできる。   Reference numeral (7) denotes a difference filter, which divides the input signal in terms of time, and outputs a numerical value obtained by subtracting the value of (t-1) time from the value of t time as a signal at t time. Sampling by a chopper is made into a discrete (digital) signal in time, and can be considered separately for the previous data and the next data for each time interval. Taking the difference means differentiating the time series data. It is also possible to average between discrete times by passing through the hold circuit.

符号(8)は絶対値化処理部であり、差分フィルター(7)を通過した極性のある信号を整流して無極性信号に変換処理する。
符号(9)は平滑化処理部であり、無極性信号を滑らかにし、無極性信号の強度変動ピッチ(時間の間隔)を下げる処理をする。
符号(10)は表示器であり、LEDやLCD等を用いた表示素子などが挙げられる。表示器(10)では、例えば、平滑化処理部(9)で平滑化処理した信号を段階的なしきい値で区分しそれぞれ信号を出し、区分別にLED表示素子の発光個数を変化させるなどの方法でレベル表示をすることができる。
Reference numeral (8) denotes an absolute value processing unit that rectifies a signal having polarity that has passed through the difference filter (7) and converts it into a nonpolar signal.
Reference numeral (9) denotes a smoothing processing unit that performs processing to smooth the nonpolar signal and to reduce the intensity fluctuation pitch (time interval) of the nonpolar signal.
Reference numeral (10) denotes a display, which includes a display element using an LED, an LCD, or the like. In the display device (10), for example, the signal smoothed by the smoothing processing unit (9) is divided into stepwise threshold values, each signal is output, and the number of light emission of the LED display elements is changed for each division. You can display the level.

本発明において、センサーとして音響マイクロホンを用いると、15kHzを上限としてそれ以上の周波数の音は感知しないので、機械が出す30kHz以上の超音波ノイズをカットできて好ましい。なお、超音波センサーは超音波音源の多いエンジンルーム内では誤動作するので適切ではない。
また、音響マイクロホンが30kHz以上の超音波ノイズをカットできる場合には帯域通過フィルター(6)はハイパスフィルターでよい。例えば、5kHzハイパスフィルターとすると、5kHz〜15kHzのバンドパスフィルターをかけたのと同じことになる。
ここでの領域の周波数の音をそのまま抽出すればよいと考えられるが、空気漏れの音は本来がパルス波形である高周波が基本になっているので、バンド(帯域)の中でも高い周波数ほど原型に近い情報を有する。
そこで、周波数が高いほど感度を良くするために、差分、すなわち微分を行うこととしたのである。エンジンルーム等の近辺で雑音の少ない周波数帯域の信号に、衝撃波を抽出する関数をフィルター相関係数に充てて検知する。
In the present invention, it is preferable to use an acoustic microphone as a sensor, because it does not sense sound with a frequency higher than 15 kHz, so that ultrasonic noise of 30 kHz or higher generated by the machine can be cut. An ultrasonic sensor is not appropriate because it malfunctions in an engine room with many ultrasonic sound sources.
Further, when the acoustic microphone can cut ultrasonic noise of 30 kHz or higher, the band pass filter (6) may be a high pass filter. For example, a 5 kHz high-pass filter is the same as a 5 kHz to 15 kHz band-pass filter.
It is thought that it is sufficient to extract the sound of the frequency in this region as it is, but the sound of the air leak is basically a high frequency that is a pulse waveform, so the higher the frequency in the band (band), the more the original sound Have close information.
Therefore, in order to improve the sensitivity as the frequency increases, the difference, that is, differentiation is performed. Detection is performed by applying a function for extracting a shock wave to a filter correlation coefficient to a signal in a frequency band with low noise near an engine room or the like.

次に、差分フィルター(7)の詳細について、図2を用いて説明する。図2において、符号(7−1)はスイッチ素子1であり、サンプリングクロック信号により信号伝達を開閉しデータをサンプリングする機能を有する。符号(7−2)はホールド回路1であり、スイッチ素子1(7−1)の出力レベルを保持する機能を有する。符号(7−3)は増幅器1であり、ホールド回路1(7−2)のレベルをそのまま伝達する。符号(7−4)はスイッチ素子2であり、サンプリングクロック信号によりホールド回路1(7−2)の出力の伝達を開閉しデータをサンプリングする機能を有する。符号(7−5)はホールド回路2であり、スイッチ素子2(7−4)の出力レベル保持して反転出力を伝達する。符号(7−6)は増幅器2であり、増幅器1(7−3)の出力とホールド回路2(7−5)の和をとって出力する。符号(7−7)はサンプリングクロック発信器であり、スイッチ素子1(7−1)とスイッチ素子2(7−4)をオン・オフするクロック信号を発信する。   Next, details of the difference filter (7) will be described with reference to FIG. In FIG. 2, reference numeral (7-1) denotes a switch element 1, which has a function of opening and closing signal transmission and sampling data by a sampling clock signal. Reference numeral (7-2) denotes a hold circuit 1, which has a function of holding the output level of the switch element 1 (7-1). Reference numeral (7-3) denotes an amplifier 1, which transmits the level of the hold circuit 1 (7-2) as it is. Reference numeral (7-4) denotes a switch element 2, which has a function of sampling data by opening and closing the transmission of the output of the hold circuit 1 (7-2) by a sampling clock signal. Reference numeral (7-5) denotes a hold circuit 2, which holds the output level of the switch element 2 (7-4) and transmits an inverted output. Reference numeral (7-6) denotes an amplifier 2, which outputs the sum of the output of the amplifier 1 (7-3) and the hold circuit 2 (7-5). Reference numeral (7-7) denotes a sampling clock oscillator, which transmits a clock signal for turning on / off the switch element 1 (7-1) and the switch element 2 (7-4).

ここで、空気の噴流は40kHzの超音波から数kHzの可聴領域まで分布する。その中で、作動する機器の接触部からは体感可能な振動も発生し、その一部は機構部外に可聴領域の騒音として放射され、その周波数は100Hzから5kHzまで分布する。このとき空気の噴流音においても20kHz以上の帯域にある音と、5kHz以下の帯域の音が除かれ、5kHz以上で20kHz以下の帯域にあった信号は通過できる。   Here, the air jet is distributed from an ultrasonic wave of 40 kHz to an audible region of several kHz. Among them, vibration that can be felt is also generated from the contact portion of the operating device, a part of which is radiated as noise in the audible region outside the mechanism portion, and the frequency is distributed from 100 Hz to 5 kHz. At this time, even in the jet sound of air, the sound in the band of 20 kHz or higher and the sound in the band of 5 kHz or lower are excluded, and the signal in the band of 5 kHz or higher and 20 kHz or lower can pass.

そこで、帯域通過フィルター(6)の出力がスイッチ素子1(7−1)に入力される。スイッチ素子1(7−1)はサンプリングクロック信号が1の間だけ入力を出力として伝達する。
ホールド回路1(7−2)はスイッチ素子1(7−1)が伝達した信号の電圧レベルを蓄積し、スイッチ素子が伝達を停止する間は電圧レベルを維持する。
増幅器1(7−3)はホールド回路1(7−2)の出力を伝達するために設けられているが、ホールド回路1(7−2)の出力インピーダンスを十分低くできるのであれば増幅器1(7−3)は必須ではない。
スイッチ素子2(7−4)は、ホールド回路1(7−2)の信号をホールド回路2(7−5)が分割時間1周期分を遅らせて蓄積できるように、スイッチ素子1(7−1)がオンとなる直前にスイッチ素子2がオンとなるようなサンプリングクロックで動作する。
ホールド回路2(7−5)は、スイッチ素子2(7−4)が伝達した信号の電圧レベルを蓄積し、スイッチ素子2(7−4)が伝達を停止する間は電圧レベルを維持する。
ホールド回路2(7−5)の出力は反転出力を用い、スイッチ素子2(7−4)の値の負の値が出力されるようにする。
増幅器2(7−6)には、最新サンプリング情報から1回前のサンプリング情報を差し引いた値が入力され、その差分の値を出力する。
なお、増幅器2(7−6)の入力に関して、正負2端子に2つの入力を入れるようにしても良く、あるいは1入力端子の前に分圧回路を設けて2入力とした増幅器でもよい。また、差動増幅器でもよく、差動増幅器は正負2入力端子を有する場合はホールド回路2(7−5)を反転出力でなく正出力とすればよい。
Therefore, the output of the band pass filter (6) is input to the switch element 1 (7-1). The switch element 1 (7-1) transmits an input as an output only while the sampling clock signal is 1.
The hold circuit 1 (7-2) accumulates the voltage level of the signal transmitted by the switch element 1 (7-1), and maintains the voltage level while the switch element stops transmitting.
The amplifier 1 (7-3) is provided to transmit the output of the hold circuit 1 (7-2), but if the output impedance of the hold circuit 1 (7-2) can be sufficiently lowered, the amplifier 1 (7-2) is provided. 7-3) is not essential.
The switch element 2 (7-4) stores the signal of the hold circuit 1 (7-2) so that the hold circuit 2 (7-5) can store the signal by delaying one period of the division time. ) Operates with a sampling clock such that the switch element 2 is turned on immediately before it is turned on.
The hold circuit 2 (7-5) accumulates the voltage level of the signal transmitted by the switch element 2 (7-4), and maintains the voltage level while the switch element 2 (7-4) stops transmitting.
The output of the hold circuit 2 (7-5) is an inverted output so that a negative value of the value of the switch element 2 (7-4) is output.
A value obtained by subtracting the previous sampling information from the latest sampling information is input to the amplifier 2 (7-6), and the difference value is output.
As for the input of the amplifier 2 (7-6), two inputs may be input to the positive and negative two terminals, or an amplifier having two inputs by providing a voltage dividing circuit in front of one input terminal. Alternatively, a differential amplifier may be used. When the differential amplifier has two positive and negative input terminals, the hold circuit 2 (7-5) may be a positive output instead of an inverted output.

以上のように、差分フィルター(7)の機能は、入力信号を時間的に分割し、t時刻の値から(t−1)時刻の値を差し引いた数値をt時刻の出力信号とするものである。信号波形の時間上の隣接する前後2点間の差分を得ることは、信号の区間の傾きを抽出していて、微分処理を行っていることになる。信号の周波数が高いほど振幅変化の傾きが大きいので、これを微分処理すると、周波数が高いほど大きな値が出力として出る。   As described above, the function of the difference filter (7) divides the input signal in terms of time, and uses the value obtained by subtracting the value of (t-1) time from the value of t time as the output signal at t time. is there. Obtaining a difference between two adjacent points on the signal waveform in terms of time means extracting the slope of the signal section and performing differentiation. Since the slope of the amplitude change is larger as the signal frequency is higher, if this is differentiated, a higher value is output as the frequency is higher.

噴流音の主成分は40kHz前後の帯域の信号であり、ここから1kHz程度までの帯域で、周波数が低くなるほど徐々に音圧が小さくなり、信号の振幅強度が小さくなる。噴流音を差分フィルター(7)に入力すると、噴流音の信号の強い高域で、大きな値が出るように通過し、信号の低い領域で弱く通過する。
帯域通過フィルター(6)の入力信号振幅と出力信号振幅の比は、通過帯域の区間では信号がどの周波数であっても同じ比率となり、これをフィルターの通過帯域での周波数特性は振幅についてフラット(同じ重み)である、という。
帯域通過フィルター(6)を通した信号にもある程度エンジンの雑音が混じっているが、信号の強い帯域を多く通過させることによって、信号と雑音の比率は信号が強くなるように変化させることができる。
The main component of the jet sound is a signal in a band around 40 kHz, and in the band up to about 1 kHz, the sound pressure gradually decreases as the frequency decreases, and the amplitude intensity of the signal decreases. When the jet flow sound is input to the difference filter (7), it passes through a high region where the signal of the jet flow is strong so that a large value is obtained, and passes weakly in a region where the signal is low.
The ratio of the input signal amplitude to the output signal amplitude of the band pass filter (6) is the same ratio regardless of the frequency of the signal in the section of the pass band, and the frequency characteristic in the pass band of the filter is flat with respect to the amplitude ( The same weight).
The signal that has passed through the band pass filter (6) is also mixed with engine noise to some extent, but by passing a large band of signals, the ratio of signal to noise can be changed so that the signal becomes stronger. .

差分フィルター(7)を上記のように構成すると、振幅の入出力比の周波数特性が変化するコーナー周波数はスイッチ素子をオン・オフするサンプリングクロック信号の周波数の1/2になる。周波数軸に対する特性の傾きはコーナー周波数より下の低い周波数の全域において、+6dB/oct(オクターブ)であった。つまり周波数が2倍になると同じ入力振幅に対して6dBだけ出力振幅比率が上がる。   When the differential filter (7) is configured as described above, the corner frequency at which the frequency characteristic of the amplitude input / output ratio changes becomes half the frequency of the sampling clock signal for turning on / off the switch element. The slope of the characteristic with respect to the frequency axis was +6 dB / oct (octave) in the entire low frequency range below the corner frequency. That is, when the frequency is doubled, the output amplitude ratio is increased by 6 dB with respect to the same input amplitude.

以上のように、雑音が強い周波数帯域は帯域通過フィルター(6)で噴流音の信号を通過させ、雑音を減じて、通過させた帯域に混入する雑音は、差分フィルター(7)によって信号を通過させて雑音を減じるようにしている。
時間分割の時間間隔は、少なくとも帯域通過フィルター(6)の上限周波数より上にする必要がある。例えば20kHzを上限とする場合、その信号を正しく伝達するサンプリング周期は2倍以上好ましくは3倍程度を必要とするので、サンプリングクロックは60kH以上となる。
本発明では分割時間のサンプリングクロックのオン時間が長いと変動出力が多くなり、正しい差分とはならないので、オン時間を可能な限り短くするか、あるいは増幅器(2)の後にスイッチ素子とホールド回路を増設することで改良することができる。
As described above, in the frequency band where the noise is strong, the jet sound signal is passed through the band pass filter (6), and the noise mixed in the passed band is reduced by the difference filter (7). To reduce noise.
The time interval of the time division needs to be at least above the upper limit frequency of the band pass filter (6). For example, when the upper limit is 20 kHz, the sampling period for correctly transmitting the signal needs to be 2 times or more, preferably about 3 times, so the sampling clock is 60 kH or more.
In the present invention, if the on-time of the sampling clock of the divided time is long, the fluctuation output increases and does not become a correct difference. Therefore, the on-time is shortened as much as possible, or the switch element and the hold circuit are provided after the amplifier (2). It can be improved by adding more.

次に、図3に示すように、差分フィルター(7)として、別の異なる構成について説明する。すなわち、データをデジタル化し、コンピュータ処理をできるようにしたことについて説明する。   Next, as shown in FIG. 3, another different configuration will be described as the difference filter (7). That is, the fact that the data is digitized and can be processed by a computer will be described.

図3において、符号(7−10)はマイクロコンピュータであり、ADコンバータ、メモリ、プログラム処理部、表示器駆動回路を有し、ADコンバータ(7−11)は、アナログ信号を極性符号付バイト単位のデジタル情報に変換し、メモリ(7−12(a))は、ADコンバータ(7−11)が変換したデータを記録する。そして、プログラム処理部(7−13)は、外部より不揮発性のメモリ(7−12(a))に書き込まれたプログラムにより、内部のクロックにより逐次参照され、内容に応じて処理がなされる。
そして、表示器駆動回路(7−14)は、表示器により漏洩レベルを複数のLEDで表示する。
In FIG. 3, reference numeral (7-10) denotes a microcomputer having an AD converter, a memory, a program processing unit, and a display driver circuit. The AD converter (7-11) converts an analog signal into a byte unit with a polarity sign. The memory (7-12 (a)) records the data converted by the AD converter (7-11). The program processing unit (7-13) is sequentially referred to by the internal clock by the program written in the non-volatile memory (7-12 (a)) from the outside, and is processed according to the contents.
And a display drive circuit (7-14) displays a leak level with several LED by a display.

図4は、図3に示したマイクロコンピュータ(7−10)による差分フィルター(7)のプログラム処理例を示す。図4において、マイクロコンピュータ(7−10)によるプログラム処理部(7−13)はメモリ(7−12(a))に記憶されており、電源ONと共に処理を開始する。   FIG. 4 shows a program processing example of the difference filter (7) by the microcomputer (7-10) shown in FIG. In FIG. 4, the program processing unit (7-13) by the microcomputer (7-10) is stored in the memory (7-12 (a)) and starts processing when the power is turned on.

ADコンバータ(7−11)は、入力されたアナログ信号を極性符号バイト単位のデジタル情報に変換してメモリ番地Nを先頭にA個格納する。格納後は再び変換処理を行い、処理後メモリ番地Nから上書きを行う。この処理過程はプログラム処理部(7−13)からADコンバータ(7−11)への矢印で示してある。上書きが終了したら状態表示メモリ(7−12(b))の内容を0から1に書き換える。アナログ信号は連続しているので、ADコンバータ(7−11)がとり得るサンプリング周期iと、変換するデータの個数Aとをプログラム処理の中で最初に指示する。   The AD converter (7-11) converts the input analog signal into digital information in units of polarity code bytes, and stores A memory addresses N at the head. After the storage, the conversion process is performed again, and overwriting is performed from the post-processing memory address N. This process is indicated by an arrow from the program processing unit (7-13) to the AD converter (7-11). When overwriting is completed, the contents of the status display memory (7-12 (b)) are rewritten from 0 to 1. Since the analog signal is continuous, the sampling cycle i that the AD converter (7-11) can take and the number A of data to be converted are first designated in the program processing.

プログラム処理部(7−13)では、ADコンバータ(7−11)のデータ変換処理が終了し、設定された数のデジタルデータがメモリ(7−12(a))に格納された時点で、状態表示信号が0から1に変化することをチェックして、ADコンバータ処理終了確認(7−131)を行う。
ADコンバータ(7−11)が格納するデータは、メモリ先頭番地NにデータD1が、最終データDAまでA個のデータが格納されている。計算プログラムが逐次計算処理を行うために、番地を1つずつ移動させるポインターという変数があり、初期状態でポインターnがn=Nとなり、最初の計算にN番地のデータを使用することを表している。
In the program processing unit (7-13), when the data conversion process of the AD converter (7-11) is completed and the set number of digital data is stored in the memory (7-12 (a)), the state is changed. It is checked that the display signal changes from 0 to 1, and AD converter processing completion confirmation (7-131) is performed.
As for data stored in the AD converter (7-11), data D1 is stored at the memory start address N, and A data is stored up to the final data DA. In order for the calculation program to perform sequential calculation processing, there is a variable called a pointer that moves the address one by one. In the initial state, the pointer n is n = N, indicating that the data at address N is used for the first calculation. Yes.

ソフトウェアで処理をするフィルターをデジタルフィルターといい、フィルターの係数列とデータ数列との内積がとられる。係数列は先頭番地Mから格納されている。フィルターの係数列(K1,K2,K3・・・・Ka)のa個のデータ(aは偶数)とする。通常フィルターの長さをKで表すがK=aとなる。   A filter processed by software is called a digital filter, and an inner product of a coefficient sequence of the filter and a data sequence is taken. The coefficient sequence is stored from the start address M. It is assumed that there are a pieces of data (a is an even number) in the coefficient sequence (K1, K2, K3... Ka) of the filter. Usually, the length of the filter is represented by K, and K = a.

状態表示が1になったら、プログラム処理で使用するメモリ番地N,M,n,mのポインターを初期値に戻し、L番地の内容をクリアする計算の初期化(7−132)をする。ここで、最初のポインターは、n=N、m=Mである。   When the status display becomes 1, the pointers of the memory addresses N, M, n, m used in the program processing are returned to the initial values, and the calculation for clearing the contents of the L address is initialized (7-132). Here, the first pointer is n = N and m = M.

初期化が終了して、計算(7−133)に入る。最初にポインターnの示すメモリ番地Nに格納されているデータD1と、ポインターmの示すメモリ番地Mに格納されている係数K1を取り出す。次に、D1とK1との乗算を行い、解をポインターLの番地のデータL(最初は0)に加算する。ポインターnの内容をN+1に、mの内容をM+1に更新する(7−134)。この処理によって、次に参照するデータはN+1番地のD2となり、同じく係数はM+1番地のK2となる。ポインターnがn=aに達したかをチェックして1周期の終了確認(7−135)をする。   The initialization is completed and calculation (7-133) is entered. First, the data D1 stored in the memory address N indicated by the pointer n and the coefficient K1 stored in the memory address M indicated by the pointer m are extracted. Next, D1 is multiplied by K1, and the solution is added to the data L at the address of the pointer L (initially 0). The contents of the pointer n are updated to N + 1, and the contents of m are updated to M + 1 (7-134). By this processing, the next reference data becomes D2 at address N + 1, and the coefficient becomes K2 at address M + 1. It is checked whether the pointer n has reached n = a and the end of one cycle is confirmed (7-135).

数値aはデジタルフィルターKの数列の長さである。a=2であれば、係数はK1(+1)、K2(−1)であり、a=4ならば、例えば係数はK1(+0.3)、K2(+0.7)、K3(−0.7)、K4(−0.3)の数列が記憶されている。
a=2、つまり係数がK1(+1)、K2(−1)の場合の周波数特性を振幅比の変化として観測すると、コーナー周波数がサンプリング周波数の1/2の周波数となり、周波数特性の傾きはコーナー周波数より低周波領域で+6dB/octとなる。
なお、参考図書「オペアンプの基本と応用 角田秀夫著東京電機大学出版局」62ページ図3・7各種CR回路の基本ボード線図(a)に微分回路の例があり、20dB/デケードの傾きと記されている。1デケードは10進法の1桁である10倍である10の1べき乗を意味しており、一方上記の/octのoct(オクターブ)は2倍を意味する。2の3.3べき乗がほぼ10に等しく、log(ロガリズム)の軸上で周波数特性の傾きを10倍の点で見た20dBの差は2倍の点に換算すると20dBを3.3で除した6dBに相当し、これを6dB/octと表現している。電子回路で理想的なC(コンデンサ)R(抵抗)を用いた微分回路でも、上記のような差分による微分回路でも1回の微分による効果は周波数特性の傾きでは6dB/octとなって現れる。
a=4の係数がK1(+0.33)、K2(+0.67)、K3(−0.67)、K4(−0.33)の場合は、コーナー周波数がサンプリング周波数の1/4で、周波数特性の傾きはコーナー周波数より低域で+6dB/octとなり、コーナー周波数より高域では−6dB/octとなる。
The numerical value a is the length of the digital filter K sequence. If a = 2, the coefficients are K1 (+1) and K2 (−1). If a = 4, for example, the coefficients are K1 (+0.3), K2 (+0.7), K3 (−0. 7) A number sequence of K4 (−0.3) is stored.
When the frequency characteristic when a = 2, that is, when the coefficients are K1 (+1) and K2 (−1) is observed as a change in the amplitude ratio, the corner frequency becomes half the sampling frequency, and the slope of the frequency characteristic is the corner. It becomes +6 dB / oct in a frequency region lower than the frequency.
The reference book “Basics and Applications of Operational Amplifiers, Hideo Tsunoda, Tokyo Denki University Press” on page 62, Fig. 3-7 Basic board diagrams (a) of various CR circuits show examples of differentiating circuits, with a slope of 20 dB / decade. It is written. One decade means a power of 10 that is 10 times one decimal digit, while the above oct (octave) of / oct means twice. The power of 2 is almost equal to 10, and the difference of 20 dB when the slope of the frequency characteristic is 10 times on the log (logarithm) axis is converted to 2 times, and 20 dB is divided by 3.3. This is expressed as 6 dB / oct. Even in a differentiation circuit using an ideal C (capacitor) R (resistance) in an electronic circuit or a differentiation circuit based on the difference as described above, the effect of one differentiation appears as 6 dB / oct in terms of the slope of the frequency characteristic.
When the coefficient of a = 4 is K1 (+0.33), K2 (+0.67), K3 (−0.67), K4 (−0.33), the corner frequency is 1/4 of the sampling frequency, The slope of the frequency characteristic is +6 dB / oct below the corner frequency, and −6 dB / oct above the corner frequency.

1周期の終了確認(7−135)のチェックで、ポインターがm=M+aに満たないでNoの場合は(7−133)に戻し更新されたポインターの示すデータと係数の積を求めてポインターLのデータに加算し更新する。ポインターmが、m=M+aとなり、Yesの場合はD1を先頭とするデータと係数Kとの積和処理がデジタルフィルターKに関して1周期を終了したので次に処理に移行する。
フィルターの数列すべてとデータD1を先頭とするデータとの積和が実行されて1周期の計算が終了した後、番地初期化(7−136)をして更新(7−137)に移行する。計算の初期化(7−132)を経て、次にデータD1に続くデータD2を先頭とする新たな1周期の計算を行う。
デジタルフィルターの係数Kのポインターは初期値に戻り繰り返し使用される。1周期の計算が繰り返されるたびにポインターNは1つずつ繰り上がり、1周期の終了確認(7−138)においてN=Aで終了か判断される。
ここで、AはADコンバータが変換し格納したデータ数である。つまり、D1からDAまでそれぞれ係数Kとの積和がとられ全加算された結果がポインターLにデータLとして格納されている。
一般的なデジタルフィルターの処理では、ポインターLもポインターNと同時に+1されるような更新が行われ、最後にポインターL1からポインターLAまでのA個のデータを記憶させるようにする。しかし、本発明の目的のように、レベル表示を行うだけであれば、ポインターL1からポインターLAまでのデータの平均値を取ることが多いので、上記のように全てをLに加算しても同じ結果になる。
If the pointer is less than m = M + a in the check of the end confirmation of one cycle (7-135), the result is returned to (7-133), and the product of the data indicated by the updated pointer and the coefficient is obtained to obtain the pointer L It is added to the data and updated. If the pointer m is m = M + a and the result is Yes, the product-sum processing of the data starting from D1 and the coefficient K has completed one cycle for the digital filter K, and the processing proceeds to the next.
After the sum of products of all the filter sequences and the data starting with the data D1 is executed and the calculation of one cycle is completed, the address is initialized (7-136) and the process proceeds to update (7-137). After the initialization of calculation (7-132), the calculation of one new period starting from the data D2 following the data D1 is performed next.
The pointer of the coefficient K of the digital filter returns to the initial value and is used repeatedly. Each time the calculation for one period is repeated, the pointer N is incremented by one, and it is determined whether N = A is completed in the confirmation of the end of one period (7-138).
Here, A is the number of data converted and stored by the AD converter. That is, the sum of products with the coefficient K from D1 to DA and the total addition is stored in the pointer L as data L.
In a general digital filter process, the pointer L is updated to be +1 at the same time as the pointer N, and finally A data from the pointer L1 to the pointer LA is stored. However, if only the level display is performed as in the object of the present invention, the average value of the data from the pointer L1 to the pointer LA is often taken. Result.

Noの場合は計算の初期化(7−132)に戻り処理を続行する。Yesのときは、表示部(7−139)に移行し処理手順が繰り返される(7−140)。ここでは、ポインターLのデータLがとり得る最大値を表示器のビットがあらわせる最大レートに合わせるような係数bを用意しておき、データLと係数bとを乗じた解を表示器駆動回路(7−14)のメモリに書き込む。   In the case of No, the process returns to the initialization of calculation (7-132) and continues. When Yes, the process proceeds to the display unit (7-139) and the processing procedure is repeated (7-140). Here, a coefficient b is prepared so that the maximum value that can be taken by the data L of the pointer L is matched with the maximum rate at which the bit of the display unit is displayed, and a solution obtained by multiplying the data L and the coefficient b is displayed on the display unit drive circuit. Write to the memory in (7-14).

解が表示器駆動回路(7−14)に書き込まれると、マイクロコンピュータ(7−10)が外部の表示器(10)を駆動して、データレベルに応じた個数のLEDを点灯させる。なお、データLの対数(LogL)に変換して、対数に合わせた正規化係数によって正規化をして表示させると、データLが0近傍の暗騒音のレベルの場合にLEDを点灯させることがなく、見やすくなる。   When the solution is written in the display driver circuit (7-14), the microcomputer (7-10) drives the external display (10) to light up the number of LEDs corresponding to the data level. In addition, when the data L is converted into a logarithm (LogL) and normalized by a normalization coefficient matched to the logarithm, the LED is turned on when the data L is at a background noise level near 0. Not easy to see.

また、自動車のエンジンの異常音を検知する場合は、自動車のエンジンルーム内から発生する騒音(例えば機械作動音)を効果的に除去しなければならない。自動車のエンジンルームでは、カムシャフト回転又はミッション系回転などの回転部や、シャフトギヤで駆動されるタイミングベルトやファンベルトなどにおいて、体感可能な機械振動が発生し、数十Hzから数百Hzの振動となり機械作動音が出る。しかし、数十Hzより低い周波数の振動は空気中に伝播しにくいので、騒音レベルが低く特に問題にする周波数帯ではない。したがって、本発明では、5kHz〜20kHzの帯域の周波数音に絞る。   Further, when detecting an abnormal sound of an automobile engine, it is necessary to effectively remove noise (for example, mechanical operating sound) generated from the engine room of the automobile. In the engine room of an automobile, mechanical vibrations that can be experienced are generated in rotating parts such as camshaft rotation or mission system rotation, timing belts and fan belts driven by shaft gears, etc. Vibration and mechanical noise are generated. However, since vibrations with a frequency lower than several tens of Hz are difficult to propagate in the air, the noise level is not particularly problematic because of low noise level. Therefore, in the present invention, the frequency sound is narrowed down to a frequency band of 5 kHz to 20 kHz.

また、帯域通過が低域通過型である場合に、特性フィルターのコーナー周波数を境界にして低い周波数でdBの変化が直線的に下がる。この傾きをGdB/octのように表す。Oct(オクターブ)は音楽の音階で用いられる周波数が2倍になる比率のことである。特性を表す場合のdBの符号は周波数を高くする方向に向けての勾配で表し、高域通過型では+、低域通過型では−の符号になる。
一般に、帯域通過特性も有するフィルターの周波数特性を表すのに、振幅の入出力比が通過帯域に比べて3dB(デジベル:−3dBはリニアスケールでの比較では30%減少に相当する。)下がった点での周波数を、特性切替わり周波数としてコーナー周波数(ポール周波数とも言われる)と呼ぶ(前述の参考図書60ページ参照)。
このコーナー周波数を7kHzに設定し、傾きは+12dB/oct以上にすれば、これより低い周波数は阻止できる。前述のように1回の微分の傾きは+6dBであるから、2回微分となる微分回路あるいはデジタルフィルター処理を付加すれば+12dB/octの傾きを実現できる。周波数の低い方向にはこの傾きで下がるので、例えば、コーナー周波数より3.5kHzの騒音は、−12dBだけ、つまり75%減衰し、さらに低い1kHzの騒音は−33dBで98%が除去できる。
Further, when the band pass is a low-pass type, the change in dB linearly decreases at a low frequency with the corner frequency of the characteristic filter as a boundary. This inclination is expressed as GdB / oct. Oct (octave) is the ratio that doubles the frequency used in the musical scale. The sign of dB in the case of representing the characteristic is represented by a gradient toward the direction of increasing the frequency, and becomes a sign of + in the high-pass type and-in the low-pass type.
In general, although the frequency characteristic of a filter having a band pass characteristic is represented, the input / output ratio of the amplitude is reduced by 3 dB (decibel: −3 dB corresponds to a 30% decrease in comparison with a linear scale). A frequency at a point is called a corner frequency (also called a pole frequency) as a characteristic switching frequency (see page 60 of the aforementioned reference book).
If this corner frequency is set to 7 kHz and the slope is set to +12 dB / oct or more, frequencies lower than this can be blocked. As described above, since the gradient of one derivative is +6 dB, a gradient of +12 dB / oct can be realized by adding a differential circuit or a digital filter process that is differentiated twice. For example, the noise of 3.5 kHz from the corner frequency is attenuated by -12 dB, that is, 75%, and the noise of 1 kHz, which is lower, can be removed by 98% at -33 dB.

次に、超音波領域での騒音除去について説明する。ギヤやベルトなどの運動エネルギーを伝達する接触部分では、小さな衝突や摺動による摩擦があり、このような部分の振動に起因して約40kHz以上の周波数帯域で超音波が放出される。この帯域の超音波騒音を除去するために、低域通過特性のコーナー周波数を20kHzとする。
上記同様12dBの傾きがあれば、1oct上の40kHzの騒音は−12dBとなり、このときmを減衰量とすると、−12=20*log10(m)から、mは10の−0.6(=−12/20)乗である0.25となり、原点である10の0乗の1に対して75%減衰したことになる。
Next, noise removal in the ultrasonic region will be described. In contact portions that transmit kinetic energy, such as gears and belts, there is friction due to small collisions and sliding, and ultrasonic waves are emitted in a frequency band of about 40 kHz or more due to vibration of such portions. In order to remove ultrasonic noise in this band, the corner frequency of the low-pass characteristic is set to 20 kHz.
If there is a slope of 12 dB as in the above case, the 40 kHz noise on 1 oct will be -12 dB, and if m is the attenuation, then -12 = 20 * log 10 (m) and m will be -0.6 (10 = −12 / 20), which is 0.25, which is 75% attenuated relative to the origin of 10 to the 0th power.

以上のように、帯域通過特性のコーナー周波数を上限20kHz、下限7kHzと設定すれば、騒音はかなり除去できる。同時に空気の噴流音においても、20kHz以上の帯域にある音と、7kHz以下の帯域の音が除かれ、5kHz以上で20kHz以下の帯域にあった信号は通過する。上記帯域通過フィルター(6)の入力信号振幅と出力信号振幅の比は、通過帯域の区間では振幅についてフラット(同じ重み)である、という。   As described above, if the corner frequency of the band pass characteristic is set to the upper limit of 20 kHz and the lower limit of 7 kHz, noise can be considerably removed. At the same time, in the air jet sound, the sound in the band of 20 kHz or more and the sound in the band of 7 kHz or less are removed, and the signal in the band of 5 kHz or more and 20 kHz or less passes. The ratio between the input signal amplitude and the output signal amplitude of the bandpass filter (6) is said to be flat (same weight) in amplitude in the passband section.

以下に、差分フィルター(7)による信号の強調について記載する。差分フィルター(7)は、時間的に分割され、t時刻の値から(t−1)時刻の値を引いた数値をt時刻の出力信号とする。信号波形時間軸上の前後2点間の差を得ることは、信号の区間の傾きを抽出していて、微分処理を行っていることになる。信号の周波数が高いほど振幅変化の傾きが大きいので、これを微分処理すると、周波数が高い信号ほど出力として出る。   The signal enhancement by the difference filter (7) will be described below. The difference filter (7) is divided in time, and uses a numerical value obtained by subtracting the value of (t-1) time from the value of t time as an output signal at t time. Obtaining the difference between the two points before and after on the signal waveform time axis means that the slope of the signal section is extracted and differentiation is performed. As the signal frequency is higher, the slope of the amplitude change is larger, and if this is differentiated, the higher the signal, the higher the output.

例えば、エンジンルームの制御管の漏洩は、内部が正圧のときに起こる噴出ではなく、内部が負圧で起きる吸い込み現象である。吸い込み現象でも噴流音の主成分は噴出と同じく40kHz帯域の信号であり、ここから1kHz程度までの帯域で、周波数が低くなるほど徐々に音圧は小さくなり、信号の振幅も小さくなる。   For example, the leakage of the control pipe in the engine room is not a jet that occurs when the inside is at a positive pressure, but a suction phenomenon that occurs at a negative pressure inside. Even in the suction phenomenon, the main component of the jet sound is a signal in the 40 kHz band, similar to the jet, and the sound pressure gradually decreases and the signal amplitude also decreases as the frequency decreases in the band up to about 1 kHz.

噴流音を差分フィルター(7)に入力すると、噴流音の高い高域で、大きな値が出るように通過し、信号の低い低い領域で弱く通過する。時間分割の時間間隔は少なくとも帯域通過フィルター(6)の上限周波数より上にする必要がある。   When the jet sound is input to the difference filter (7), it passes through a high region where the jet sound is high so that a large value appears, and weakly passes through a low region where the signal is low. The time division time interval needs to be at least above the upper limit frequency of the bandpass filter (6).

ここで、用いる差分フィルター(7)の傾きが大きすぎると、低域通過フィルターの高域減衰特性が相殺される可能性がある。20kHz以上を除去した40kHzの超音波騒音が、元の音圧強度を回復してしまう。そこで、差分フィルター(7)の傾きは40kHzの超音波が回復しないように、大きくとも+6dB/oct以下の傾きとすることが好ましい。なお、サンプリング周波数は例えば60kHzとする。   Here, if the gradient of the difference filter (7) to be used is too large, the high-frequency attenuation characteristic of the low-pass filter may be offset. The ultrasonic noise of 40 kHz from which 20 kHz or more has been removed restores the original sound pressure intensity. Therefore, it is preferable that the difference filter (7) has an inclination of at most +6 dB / oct or less so that the 40 kHz ultrasonic wave is not recovered. The sampling frequency is 60 kHz, for example.

仮に、最初から40kHz騒音が極めて大きいときは、上記の低域通過帯域フィルターの傾きを−12dB/oct以上で、例えば3回積分回路などによって−18dB/octに設定すればよい。
別な方法として、サンプリング周波数を80kHzに上げて、フィルター係数を4にとれば、図7の(a)に示すように、コーナー周波数が80kHzの4分の1の20kHzとなり、コーナー周波数より低い周波数帯域では前と同じ+6dBとなる。同時にコーナー周波数より高域では、−6dB/octの傾きとなって、他のフィルターの特性に加わるので、低域通過帯域フィルターの傾き(図7の(b))−12dB/octと合わせて図7の(c)に示すように−18dB/octになり、相乗効果を得ることができる。
If 40 kHz noise is extremely large from the beginning, the slope of the low-pass band filter may be set to −12 dB / oct or more, for example, to −18 dB / oct by a three-time integration circuit or the like.
As another method, if the sampling frequency is raised to 80 kHz and the filter coefficient is set to 4, the corner frequency becomes 20 kHz, which is a quarter of 80 kHz, as shown in FIG. In the band, it becomes +6 dB as before. At the same time, in the region higher than the corner frequency, the slope is −6 dB / oct and is added to the characteristics of other filters. Therefore, the slope of the low-pass band filter ((b) in FIG. 7) is also combined with −12 dB / oct. As shown in Fig. 7 (c), it becomes -18 dB / oct, and a synergistic effect can be obtained.

帯域通過フィルター(6)を通した信号にもある程度エンジン騒音が混じっているが、信号の強い帯域を多く通過させることによって、信号と雑音の比率は信号が強くなるように変化させることができる。すなわち、雑音が強い周波数帯域は帯域通過フィルター(6)で噴流音の信号を通過させ雑音を減じて、通過させた帯域に入る雑音は、差分フィルター(7)によって信号を通過させて雑音を減少させる。   Although the engine noise is mixed to some extent with the signal that has passed through the band pass filter (6), the ratio of the signal and noise can be changed so that the signal becomes stronger by passing a large band of the signal. That is, in the frequency band where the noise is strong, the band-pass filter (6) passes the jet sound signal to reduce the noise, and the noise entering the passed band passes the signal by the difference filter (7) to reduce the noise. Let

正負に振動する信号を整流回路で、単極性(例:プラス側)の信号に変換する。整流した信号を時間間隔で0.1秒程度の区間で平滑化し、変化を人の目で確認できる速度に落とす。平滑化した信号の強さの段階に区分し、区分によってLEDの発光数を変化させる。   A signal that vibrates positively or negatively is converted into a unipolar (eg, positive) signal by a rectifier circuit. The rectified signal is smoothed at intervals of about 0.1 seconds at a time interval, and the change is reduced to a speed at which human eyes can confirm the change. The level of the smoothed signal is divided into stages, and the number of light emission of the LED is changed according to the classification.

次に、図5及び図6を用いて他の実施の形態の異音検出器を説明する。本実施の形態の異音検出器は、帯域通過フィルター切替え部(11)を有し、帯域通過フィルター切替え部(11)からの信号を受信する帯域通過フィルターの構成が異なる点で相違する。
図5及び図6において、帯域通過フィルター切替え部(11)は、帯域通過フィルター(6)の通過信号を、設定周波数より低い周波数帯域と、別の設定された周波数より高い周波数帯域の信号を阻止する役割をする。
Next, an abnormal sound detector according to another embodiment will be described with reference to FIGS. The abnormal sound detector according to the present embodiment has a band pass filter switching unit (11), and is different in that the configuration of the band pass filter that receives a signal from the band pass filter switching unit (11) is different.
5 and 6, the band pass filter switching unit (11) blocks the pass signal of the band pass filter (6) from a frequency band lower than the set frequency and a frequency band higher than another set frequency. To play a role.

図6は、帯域通過フィルター切替え部(11)の作用を示すもので、帯域通過フィルター切替え部(11)からの信号により、帯域通過フィルター(6)を通過させる信号を制御する。図6において、高域通過フィルター(61)はコーナー周波数より高い領域の信号を通過させ、低域通過フィルター(62)はコーナー周波数より低い領域の信号を通過させる。スイッチ素子1(63)は、増幅器1(112)のオン・オフ信号が0のときに低域通過フィルター(62)を遮断し、オン・オフ信号が1のときに低域通過フィルター(62)を通過させる。スイッチ素子2(64)は、増幅器2(113)のオン・オフ信号が0のときに高域通過フィルター(61)の出力を遮断し、オン・オフ信号が1のときに出力を接続することによって、帯域通過フィルター(6)の役割を果たす。   FIG. 6 shows the operation of the band pass filter switching unit (11), and controls the signal to pass through the band pass filter (6) by the signal from the band pass filter switching unit (11). In FIG. 6, the high-pass filter (61) passes a signal in a region higher than the corner frequency, and the low-pass filter (62) passes a signal in a region lower than the corner frequency. The switch element 1 (63) shuts off the low-pass filter (62) when the on / off signal of the amplifier 1 (112) is 0, and the low-pass filter (62) when the on / off signal is 1. Pass through. The switch element 2 (64) cuts off the output of the high pass filter (61) when the on / off signal of the amplifier 2 (113) is 0, and connects the output when the on / off signal is 1. To serve as a bandpass filter (6).

すなわち、図5及び図6において、本発明の異音検出器は次のように作用する。帯域通過フィルター(6)を、高域通過フィルター(61)と低域通過フィルター(62)とで構成し、スイッチ素子1(63)が低域通過フィルター(62)の出力を別途入力されるオン・オフ信号によって遮断できるようにし、スイッチ素子2(64)が高域通過フィルター(61)の出力を別途入力されるオン・オフ信号によって遮断できるようにし、スイッチ素子1(63)及びスイッチ素子2(64)の出力を結合して、超音波検知の入り切りを選択するスイッチ(111)の1出力が増幅器1(112)に接続し、増幅器1はスイッチ素子1(63)へオン・オフ信号を送出し、超音波検知の入り切りを選択するスイッチ(111)の0出力が増幅器2(113)に接続し、増幅器2はスイッチ素子2(64)へオン・オフ信号を送出し、スイッチ素子1(63)とスイッチ素子2(64)のオン・オフ信号が互いに反対の極性となるようにして、スイッチ素子1(63)とスイッチ素子2(64)のいずれか一方だけ選択され、低域通過フィルター(62)の出力がオン・オフされるようにしている。
スイッチ(111)を超音波検知の入りを選択するように操作をすると、スイッチ素子1(63)の出力は遮断され、スイッチ素子2(64)がオンとなって高域通過フィルター(61)の出力が最終段に通過するようにして、低域通過型フィルター(62)による高域周波数帯域の信号の遮断機能を無効にして、信号の高域領域にあった超音波信号を利用できるようにしている。
That is, in FIG.5 and FIG.6, the abnormal sound detector of this invention acts as follows. The band pass filter (6) is composed of a high-pass filter (61) and a low-pass filter (62), and the switch element 1 (63) is separately input with the output of the low-pass filter (62). The switch element 2 (64) can be blocked by an off signal, and the switch element 2 (64) can block the output of the high-pass filter (61) by a separately input on / off signal. The switch element 1 (63) and the switch element 2 The output of (64) is combined and one output of the switch (111) for selecting on / off of ultrasonic detection is connected to the amplifier 1 (112), and the amplifier 1 sends an on / off signal to the switch element 1 (63). The 0 output of the switch (111) for selecting the on / off of ultrasonic detection is connected to the amplifier 2 (113), and the amplifier 2 is turned on / off to the switch element 2 (64). The switch element 1 (63) and the switch element 2 (64) are turned on and off so that the on / off signals have opposite polarities, and only one of the switch element 1 (63) and the switch element 2 (64) is sent. The low-pass filter (62) is turned on and off.
When the switch (111) is operated to select the ultrasonic detection, the output of the switch element 1 (63) is cut off and the switch element 2 (64) is turned on to turn on the high-pass filter (61). The output is passed through to the final stage, the function of blocking the high frequency band signal by the low pass filter (62) is disabled, and the ultrasonic signal suitable for the high frequency range of the signal can be used. ing.

本実施の形態の異音検出器は次のような場合に効果的に利用できる。例えば、配管(1)の漏洩箇所(2)からの漏洩に関する音響信号(異音)を音響センサー(3)で検出し、増幅器(5)で増幅した音響信号を帯域通過フィルター(6)を通過させるにあって、帯域通過フィルター切替え(11)で切替えて、低域通過フィルター(62)と高域通過フィルター(61)をそれぞれ独立に低域の音響信号と高域の音響信号を通過させ、これを混合させて音響信号を帯域通過フィルター(6)を通過させたときと同じ音響信号を得ることができる。   The abnormal sound detector of the present embodiment can be effectively used in the following cases. For example, an acoustic signal (abnormal noise) related to leakage from the leaking point (2) of the pipe (1) is detected by the acoustic sensor (3), and the acoustic signal amplified by the amplifier (5) is passed through the bandpass filter (6). In doing so, it is switched by the band pass filter switching (11), and the low-pass filter (62) and the high-pass filter (61) are independently passed through the low-pass acoustic signal and the high-pass acoustic signal, This can be mixed to obtain the same acoustic signal as when the acoustic signal is passed through the bandpass filter (6).

本実施の形態の異音検出器を用いて、エンジンルーム内の超音波領域の騒音除去する場合について下記に説明する。
ギヤやベルトなどが運動エネルギーを伝達する接触部分では小さな衝突や摺動による摩擦があり、このような部分の振動を元にして40kHz以上の超音波が放出されるので、この超音波帯域の騒音を除去するために、低域過特性のコーナー周波数を20kHzとする。上記同様12dBの傾きがあれば、1oct上の40kHzの騒音は−12dBすなわち75%減衰する。
A case where noise in the ultrasonic region in the engine room is removed using the abnormal sound detector of the present embodiment will be described below.
There is a small collision or friction at the contact part where gears, belts, etc. transmit kinetic energy, and ultrasonic waves of 40 kHz or higher are emitted based on the vibration of such part. In order to eliminate this, the corner frequency of the low-frequency over-character is set to 20 kHz. Similar to the above, if there is a 12 dB slope, the 40 kHz noise over 1 oct is attenuated by -12 dB, or 75%.

以上のように、帯域通過特性のコーナー周波数を上限20kHz、下限7kHzと設定すれば、騒音はかなり除去できる。同時に空気の噴流音においても20kHz以上の帯域にある音と、7kHz以下の帯域の音が除かれ、5kH以上で20kHz以下の帯域にあった信号は通過できる。   As described above, if the corner frequency of the band pass characteristic is set to the upper limit of 20 kHz and the lower limit of 7 kHz, noise can be considerably removed. At the same time, in the jet sound of air, the sound in the band of 20 kHz or more and the sound in the band of 7 kHz or less are excluded, and the signal in the band of 5 kHz to 20 kHz can pass.

本実施の形態の異音検出器は、スイッチの選択切替えによって、マイクがエンジンルーム全般を探査する時には、多く混入する超音波騒音を低域通過フィルター(62)で除去し、マイクが漏れ箇所に接近して、マイクには超音波騒音の音源が見えない位置に有って、騒音の混入が少なくなった時には、低域通過フィルター(62)を無効にすることにより、超音波信号も合わせて検知に利用できる。   The abnormal sound detector according to the present embodiment removes a large amount of ultrasonic noise mixed by the low-pass filter (62) when the microphone searches the entire engine room by selecting and switching the switch, and the microphone becomes a leak point. When the microphone is close to the position where the sound source of the ultrasonic noise is not visible and the noise is reduced, the low-pass filter (62) is disabled and the ultrasonic signal is also adjusted. Can be used for detection.

また、別に高域通過型のフィルターを別途設けて、コーナー周波数を20kHzとしてそれ以上の超音波だけを通過できるようにし、この出力にスイッチ素子2(64)を接続して、ある場合には帯域通過型フィルターの出力を利用し、別の場合には超音波帯域の信号を利用できるように切り替えることもできる。   In addition, a separate high-pass filter is provided so that the corner frequency can be set to 20 kHz so that only ultrasonic waves higher than that can pass, and the switch element 2 (64) is connected to this output. The output of the pass filter can be used, and in another case, switching can be performed so that an ultrasonic band signal can be used.

本発明の異音検出器は、可聴周波数から超音波まで幅広い周波数帯域で生ずるエンジンルーム内の機構部騒音下で、エンジンの動作から生ずる制御配管の空気漏洩噴流音の有無を検出して制御配管の欠陥有無を判定できる。
さらに、発電所の圧力容器、プラントの配管又は自動車エンジンルームの制御配管などの漏洩を測定にも適用できる。
また、非接触での作業のため、けがや事故の発生が少なくすることができ、可聴領域以外(人の耳では聞き取れない領域)も検知することができる。
さらに、発電所の圧力容器、プラントの配管などのピンホール(微少な穴)やクラック(亀裂)から空気、ガス又は液体の噴流を検出することができる。
したがって、本発明の異音検出器は、整備工場での整備時間の短縮や点検整備のコスト低減などの利点もある。
The abnormal noise detector of the present invention detects the presence or absence of air leaking jet noise in a control pipe resulting from the operation of the engine under the noise of a mechanical part in the engine room that occurs in a wide frequency band from an audible frequency to an ultrasonic wave. The presence or absence of defects can be determined.
Furthermore, it can be applied to measurement of leaks such as power plant pressure vessels, plant piping, or automobile engine room control piping.
In addition, because of non-contact work, the occurrence of injuries and accidents can be reduced, and areas other than the audible area (area that cannot be heard by human ears) can be detected.
Furthermore, it is possible to detect a jet of air, gas or liquid from pinholes (fine holes) or cracks (cracks) such as a pressure vessel of a power plant and piping of a plant.
Therefore, the abnormal sound detector of the present invention has advantages such as shortening the maintenance time at the maintenance shop and reducing the cost of inspection and maintenance.

異音検出器の一実施の形態についての概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing about one Embodiment of an abnormal sound detector. 差分フィルターの詳細についての説明図である。It is explanatory drawing about the detail of a difference filter. 別の異なる構成の差分フィルターについての説明図である。It is explanatory drawing about the difference filter of another different structure. 図3に示したマイクロコンピュータによる差分フィルターのプログラム処理例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a program process of the difference filter by the microcomputer shown in FIG. 異音検出器の他の実施の形態についての概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing about other embodiment of an abnormal sound detector. 帯域通過フィルター切り替え部の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of a band pass filter switching part. 差分フィルターの作用を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the effect | action of a difference filter.

符号の説明Explanation of symbols

A:異音検出器
1:配管
2:漏洩箇所(異常音発生源)
3:音響センサー
4:センサー電源
5:増幅器
6:帯域通過フィルター
7:差分フィルター
7−1:スイッチ素子1
7−2:ホールド回路1
7−3:増幅器1
7−4:スイッチ素子2
7−5:ホールド回路2
7−6:増幅器2
7−7:サンプリングクロック発信器
7−10:マイクロコンピュータ
7−11:ADコンバータ
7−12(a):メモリ
7−12(b):状態表示メモリ
7−13:プログラム処理部
7−14:表示器駆動回路
7−131:ADコンバータ処理終了確認を行う。
7−132:初期化
7−133:計算
7−134:更新
7−135:1周期の終了確認
7−136:番地初期化
7−137:更新
7−138:1周期の終了確認
7−139:表示部
7−140:処理手順の繰り返し
8:絶対値化処理部
9:平滑化処理部
10:表示器
11:帯域通過フィルター切替え部
61:高域通過フィルター
62:低域通過フィルター
63:スイッチ素子1
64:スイッチ素子2
111:超音波検知の入り切りを選択するスイッチ
112:増幅器1
113:増幅器2
A: Abnormal sound detector 1: Piping 2: Leakage location (abnormal sound source)
3: Acoustic sensor 4: Sensor power supply 5: Amplifier 6: Band pass filter 7: Difference filter 7-1: Switch element 1
7-2: Hold circuit 1
7-3: Amplifier 1
7-4: Switch element 2
7-5: Hold circuit 2
7-6: Amplifier 2
7-7: Sampling clock transmitter 7-10: Microcomputer 7-11: AD converter 7-12 (a): Memory 7-12 (b): Status display memory 7-13: Program processing unit 7-14: Display Unit drive circuit 7-131: Confirms the end of AD converter processing.
7-132: Initialization 7-133: Calculation 7-134: Update 7-135: Period end confirmation 7-136: Address initialization 7-137: Update 7-138: Period end confirmation 7-139: Display unit 7-140: Repeat processing procedure 8: Absolute value processing unit 9: Smoothing processing unit 10: Display unit 11: Band pass filter switching unit 61: High pass filter 62: Low pass filter 63: Switch element 1
64: Switch element 2
111: Switch for selecting on / off of ultrasonic detection 112: Amplifier 1
113: Amplifier 2

Claims (5)

騒音下で異常音を検知する検出器であって、
前記異常音を検出する音響センサーと、
前記音響センサーからの信号を入力して予め設定した周波数帯域のみを通過させる帯域通過フィルターと、
前記帯域通過フィルターからの入力信号を時間的に分割し、t時刻の値から(t−1)時刻の値を差し引いた数値をt時刻の信号として出力する差分フィルターと、を有することを特徴とする異音検出器。
A detector for detecting abnormal noise under noise,
An acoustic sensor for detecting the abnormal sound;
A band-pass filter that inputs a signal from the acoustic sensor and passes only a preset frequency band; and
A differential filter that divides the input signal from the band-pass filter in terms of time and outputs a numerical value obtained by subtracting a value of (t−1) time from a value of t time as a signal of t time. An abnormal sound detector.
前記差分フィルターにおける信号処理は、前記帯域通過フィルターからの出力信号がスイッチング素子によりサンプリングされ、時間軸上の隣接する前後2点間の差をとることを特徴とする請求項1に記載の異音検出器。 2. The abnormal sound according to claim 1, wherein the signal processing in the differential filter is performed by sampling an output signal from the band pass filter by a switching element and taking a difference between two adjacent points on the time axis. Detector. 前記差分フィルターにおける信号処理は、ADコンバータで信号処理された帯域通過フィルター出力データにフィルターの係数列を乗算加算する処理であることを特徴とする請求項1又は2に記載の異音検出器。 3. The abnormal sound detector according to claim 1, wherein the signal processing in the differential filter is a process of multiplying and adding the filter coefficient sequence to the band-pass filter output data signal-processed by the AD converter. 前記帯域通過フィルターは、高域通過フィルターと低域通過フィルターとを、スイッチ素子を切換えて選択することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の異音検出器。 The abnormal sound detector according to claim 1, wherein the band-pass filter selects a high-pass filter and a low-pass filter by switching a switch element. 前記異音が、自動車エンジンルーム、発電所の圧力容器、プラント等の配管のピンホールやクラックを原因として、気体又は液体の噴流から生ずるものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の異音検出器。
5. The noise according to claim 1, wherein the abnormal noise is generated from a jet of gas or liquid due to pinholes or cracks in piping of an automobile engine room, a power plant pressure vessel, a plant or the like. The abnormal sound detector according to Crab.
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