JP2007292667A - Device for measuring acoustic characteristics - Google Patents

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政弘 中村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device capable of measuring acoustic characteristics in a space noncontact and close to a sample, without destructing the sample. <P>SOLUTION: A computing part 8 drives a speaker 4 at a prescribed frequency of signal to generate a plane wave from the speaker 4 in an acoustic tube 5 having a particle velocity sensor 2 and a microphone 3 in an opening end 5a side, and having the speaker 4 in a closed end 5b side. The computing part 8 measures the acoustic characteristics of the sample 6 arranged adjacently with a prescribed space with respect to an opening end 5a, based on output signals from the particle velocity sensor 2 and the microphone 3. The particle velocity sensor 2 and the microphone 3 are arranged inside the acoustic tube 5 with an equal distance from the sample 6, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は音響特性測定装置に関し、特に試料(測定対象物)表面の音響インピーダンスなどの音響特性を測定するための装置に関するものである。   The present invention relates to an acoustic characteristic measuring apparatus, and more particularly to an apparatus for measuring acoustic characteristics such as acoustic impedance of a sample (measurement object) surface.

車両等の開発において振動騒音を開発段階でより早く、より精度よく予測できるCAE(Computer Aided Engineering)技術が望まれている。   In the development of vehicles and the like, a CAE (Computer Aided Engineering) technique that can predict vibration noise more quickly and more accurately at the development stage is desired.

一般に、車両騒音を予測する場合には、(1)音源、(2)伝達構造、(3)評価点に着目して、これら(1)から(3)のモデル化を行い、理論計算(境界要素法、有限要素法)を行うが、この計算を行う上で各境界条件を正確に測定し、適用する必要がある。   In general, when predicting vehicle noise, modeling (1) to (3) focusing on (1) sound source, (2) transmission structure, and (3) evaluation point, theoretical calculation (boundary Element method, finite element method), it is necessary to accurately measure and apply each boundary condition in performing this calculation.

例えば、試料表面の音響インピーダンス(Z)を求めるには、2マイクロホン方式による音響測定装置があった(例えば、特許文献1参照。)。   For example, in order to obtain the acoustic impedance (Z) of the sample surface, there has been a two-microphone type acoustic measurement device (see, for example, Patent Document 1).

このような2マイクロホン方式による音響特性の測定では、試料を破壊して音響管の中に詰めると共に、裏から試料を押さえ付けるなどが必要であり、音響管と試料を接触させることが行われてきた。このため、試料が傷ついたり傷んだりするという問題があった。   In the measurement of acoustic characteristics by such a two-microphone method, it is necessary to destroy the sample and pack it in the acoustic tube, and to press the sample from the back, and the acoustic tube and the sample are brought into contact with each other. It was. Therefore, there is a problem that the sample is damaged or damaged.

また、このような従来の2マイクロホン方式では、試料に対する入射波と反射波の位相遅れを検出するものであるので、2つのマイクロホン間隔を十分に長くする必要があり、音響管が巨大になるという問題もあった。   In addition, such a conventional two-microphone system detects the phase lag between the incident wave and the reflected wave with respect to the sample, so the interval between the two microphones needs to be sufficiently long, and the acoustic tube becomes huge. There was also a problem.

このように、特許文献1による音響特性測定装置では、試料を破壊する必要があり、また試料に直接接触しなければならず、さらには音響管を長くしなければならないという問題があり、このような問題を解決するため、粒子速度センサとマイクロホンを用いた音響特性測定方式が報告されている(例えば、非特許文献1参照。)。   As described above, in the acoustic characteristic measuring apparatus according to Patent Document 1, it is necessary to destroy the sample, and it is necessary to directly contact the sample, and further, it is necessary to lengthen the acoustic tube. In order to solve this problem, an acoustic characteristic measurement method using a particle velocity sensor and a microphone has been reported (for example, see Non-Patent Document 1).

このような非特許文献1の音響特性測定方式を図4により説明する。   Such an acoustic characteristic measurement method of Non-Patent Document 1 will be described with reference to FIG.

この音響特性測定装置10は、同図(1)に示すように、開空間における音響特性を測定するため、粒子速度センサ2及びマイクロホン3が共に試料6から等距離dに配置され、これらの出力信号がそれぞれチャネルCH1及びチャネルCH2として演算部8に与えられる。この演算部8は、さらにアンプ7を経由してランダムノイズNをスピーカ4に与えることにより、スピーカ4からの出力音波が長さlの空間を介して粒子速度センサ2及びマイクロホン3に同時に与えられるようになっている。   As shown in FIG. 1 (1), the acoustic characteristic measuring apparatus 10 is configured such that the particle velocity sensor 2 and the microphone 3 are both arranged at an equal distance d from the sample 6 in order to measure the acoustic characteristics in an open space, and their outputs. The signals are given to the calculation unit 8 as channels CH1 and CH2, respectively. The calculation unit 8 further applies random noise N to the speaker 4 via the amplifier 7, so that the output sound wave from the speaker 4 is simultaneously applied to the particle velocity sensor 2 and the microphone 3 through a space of length l. It is like that.

同図(2)は、粒子速度センサ2とマイクロホン3とスピーカ4と試料6の関係を抜き出して示したもので、通常の環境で音響インピーダンスZを測定するには、音源であるスピーカ4と測定対象材料としての試料6の表面の音圧Pと粒子速度Uが必要であり、これらはそれぞれマイクロホン3と粒子速度センサ2によって検出されるので、音響インピーダンスZは、
Z=P/U ・・・式(1)
で求めることができる。
Fig. 2 (2) shows the relationship between the particle velocity sensor 2, microphone 3, speaker 4, and sample 6.To measure the acoustic impedance Z in a normal environment, the sound source speaker 4 is measured. The sound pressure P and the particle velocity U of the surface of the sample 6 as the target material are necessary, and these are detected by the microphone 3 and the particle velocity sensor 2, respectively, so the acoustic impedance Z is
Z = P / U ・ ・ ・ Formula (1)
Can be obtained.

この音響インピーダンスZにより音響アドミッタンスβが求められると共に、さらに反射率γや吸音率αも得られる。
特開2003-83805号公報 Teruo Iwase, Koichi Yoshihisa,“Measuring Method of Sound Reflection and Absorption Characteristics Based on the Particle Velocity and its Applications to Measurements on Such as Drainage Pavement of Road Surface”, Inter-noise 2003, p.697-704
The acoustic admittance β is obtained from the acoustic impedance Z, and the reflectance γ and the sound absorption coefficient α are also obtained.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-83805 Teruo Iwase, Koichi Yoshihisa, “Measuring Method of Sound Reflection and Absorption Characteristics Based on the Particle Velocity and its Applications to Measurements on Such as Drainage Pavement of Road Surface”, Inter-noise 2003, p.697-704

上記の非特許文献1では、開空間における音響特性を測定するものであるため、閉空間における音響特性を測定することはできない。従って、例えば、車内で音響特性を測定する場合に、この開空間における測定方式をそのまま適用した場合には、車内が複雑な形状であるため反射波が複雑に反射してしまい正確に測定することができない。   In Non-Patent Document 1 described above, the acoustic characteristics in an open space are measured, and therefore the acoustic characteristics in a closed space cannot be measured. Therefore, for example, when measuring the acoustic characteristics in the car, if the measurement method in this open space is applied as it is, the reflected wave will be reflected in a complicated shape because the car has a complicated shape, and the measurement will be accurate. I can't.

これを回避するため、音響設備の整った測定室などでこれら自動車部品の音響特性を測定する場合には、巨大な測定室を準備すると共に試料を車両から破壊して所定形状にし、所定位置に配置する必要があった。   In order to avoid this, when measuring the acoustic characteristics of these automobile parts in a measurement room equipped with acoustic equipment, prepare a huge measurement room and destroy the sample from the vehicle into a predetermined shape and place it in a predetermined position. There was a need to place.

従って、本発明は、試料を破壊することなく、また試料に対して非接触で且つ狭い閉空間において音響測定を測定することのできる音響特性測定装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an acoustic characteristic measuring apparatus that can measure acoustic measurements in a narrow closed space without destroying the sample and without contact with the sample.

上記の目的を達成するため、本発明に係る音響特性測定装置は、開口端側に粒子速度センサ及びマイクロホンを有し、閉口端内側にスピーカを有する音響管と、該スピーカから平面波が発生されるように所定周波数の信号で該スピーカを駆動し、この時に該粒子速度センサ及びマイクロホンからの出力信号を入力して、該開口端から所定近接間隔を置いて近接配置された試料の音響特性を演算する演算部とを備え、該粒子速度センサ及びマイクロホンが、共に該試料から等距離離れて該音響管内に配置されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, an acoustic characteristic measuring apparatus according to the present invention has a particle velocity sensor and a microphone on the open end side, an acoustic tube having a speaker inside the closed end, and a plane wave generated from the speaker. The loudspeaker is driven with a signal of a predetermined frequency, and the output signals from the particle velocity sensor and microphone are input at this time, and the acoustic characteristics of the sample placed close to the opening end at a predetermined proximity interval are calculated. The particle velocity sensor and the microphone are both disposed in the acoustic tube at an equal distance from the sample.

すなわち本発明では、演算部が所定周波数の信号でスピーカを駆動することにより、音響管内に平面波が発生する。この平面波は音響管を伝わって試料への入射波になるが、この場合、粒子速度センサ及びマイクロホンは試料から等距離の各音響管内に配置されると共に、音響管の閉口端から試料までは近接した間隔(試料の音響特性に影響を及ぼさない範囲で近接した間隔)なので実質的に音響管は両端閉管を構成し、これにより、その試料からの反射波も実質的に入射波と同じ軌跡を辿る定在波となる。   That is, in the present invention, a plane wave is generated in the acoustic tube by driving the speaker with a signal having a predetermined frequency. This plane wave propagates through the acoustic tube to become an incident wave to the sample. In this case, the particle velocity sensor and microphone are placed in each acoustic tube equidistant from the sample, and close from the closed end of the acoustic tube to the sample. Therefore, the acoustic tube substantially forms a closed tube at both ends so that the reflected wave from the sample has substantially the same trajectory as the incident wave. It becomes a standing wave to follow.

したがって、この平面波(入射波及び反射波)が粒子速度センサ及びマイクロホンを通過するとき、上記の図4(2)で説明したように、粒子速度センサ及びマイクロホンからの出力信号により演算部は試料の音響特性を測定することができる。   Therefore, when this plane wave (incident wave and reflected wave) passes through the particle velocity sensor and the microphone, as described in FIG. Acoustic characteristics can be measured.

上記の粒子速度センサ及びマイクロホンは、該平面波に対する指向性を有することにより、音響管と試料に間隙があっても、この間隙から侵入して来るような音波を無効にして入射波及び反射波のみに反応して音響特性を得ることができる。   The above particle velocity sensor and microphone have directivity for the plane wave, so that even if there is a gap between the acoustic tube and the sample, the sound wave entering from the gap is made invalid and only the incident wave and reflected wave are made. The acoustic characteristics can be obtained in response to the above.

なお、上記の該粒子速度センサは、少なくとも2つの熱線であって、両熱線による粒子速度検出方向と該音響管の中心軸とが同じになるように配置されたものを備えたものであればよい。これにより、該粒子速度センサに、該音響管の中心軸方向の指向性(入射波及び反射波のみに対する指向性)が与えられることになる。   The particle velocity sensor described above is at least two heat rays, provided that the particle velocity detection direction by both heat rays and the central axis of the acoustic tube are the same. Good. As a result, the particle velocity sensor is given directivity in the central axis direction of the acoustic tube (directivity only for incident waves and reflected waves).

さらに、上記の所定の周波数は、該音響管の最低次の固有周波数以下である。   Further, the predetermined frequency is equal to or lower than the lowest natural frequency of the acoustic tube.

上記の音響管の長さとしては、好ましくは150mmから300mmであり、その内径は40mmから70mmである。   The acoustic tube preferably has a length of 150 to 300 mm and an inner diameter of 40 to 70 mm.

以上のように本発明に係る音響特性測定装置によれば、2マイクロホン方式を採らないので、音響管を小さくすることができ、例えば自動車内などの狭い閉空間でも扱うことが可能となる。   As described above, according to the acoustic characteristic measuring apparatus according to the present invention, since the two-microphone system is not adopted, the acoustic tube can be made small and can be handled even in a narrow closed space such as in an automobile.

また、従来の2マイクロホン方式を採用した音響特性の測定では、試料を音響管に詰め込む必要があり、試料を破壊する必要があったが、本発明では試料に近接させるだけで測定が出来ることから、試料を非破壊状態で測定が可能であり、また、接触により試料の音響特性が変化してしまうということが無く、より高精度で実際の使用態様に即した音響特性のデータを得ることが可能となる。   In addition, in the measurement of acoustic characteristics using the conventional two-microphone method, it is necessary to pack the sample into an acoustic tube, and the sample needs to be destroyed. The sample can be measured in a non-destructive state, and the acoustic characteristics of the sample are not changed by contact, and the acoustic characteristics data can be obtained with higher accuracy and in accordance with the actual usage. It becomes possible.

また、粒子速度センサとマイクロホンを音響管内に配置したことから、取扱い性が高く、使用の際にはこれらセンサ類を音響管が保護することができる。さらには、簡易で小型の構成であるところから、自動車材料や建築材料など、現場でそのまま試料に対して測定が可能となる。   Further, since the particle velocity sensor and the microphone are arranged in the acoustic tube, the handling property is high, and the acoustic tube can protect these sensors in use. Furthermore, since the configuration is simple and small, it is possible to directly measure a sample such as an automobile material or a building material on site.

図1は、本発明に係る音響特性測定装置1の一実施例を示したものである。この実施例は、図4(1)に示した従来の音響特性測定装置10に対して、粒子速度センサ2とマイクロホン3とスピーカ4を音響管5に設けた点が異なっている。そして、この音響管5は、試料6に対して接触せず一定の近接した間隔Dを置いて配置されると共に、長さLを有している。なお、この間隔Dは、音響管5が、試料の音響特性に影響を及ぼさない範囲でできるだけ近付けることが好ましく、例えば1cm以下である。このように、音響管5を試料6にできるだけ近付けることにより、音響管5は実質的に両端閉管となる。   FIG. 1 shows an embodiment of an acoustic characteristic measuring apparatus 1 according to the present invention. This embodiment is different from the conventional acoustic characteristic measuring apparatus 10 shown in FIG. 4 (1) in that a particle velocity sensor 2, a microphone 3, and a speaker 4 are provided in an acoustic tube 5. The acoustic tube 5 is arranged at a certain distance D without contacting the sample 6 and has a length L. The interval D is preferably as close as possible within a range in which the acoustic tube 5 does not affect the acoustic characteristics of the sample, and is, for example, 1 cm or less. Thus, by bringing the acoustic tube 5 as close as possible to the sample 6, the acoustic tube 5 is substantially closed at both ends.

粒子速度センサ2とマイクロホン3は、音響管5の開口端5aの側で且つ管内に挿入設置されると共に試料6に対してほぼ等距離に設けられている。また、スピーカ4は、音響管5の閉口端5bに取り付けられ、開口端5aに対して音波を出力するように固定された密閉型スピーカである。   The particle velocity sensor 2 and the microphone 3 are installed on the side of the open end 5a of the acoustic tube 5 and inserted into the tube, and are provided at substantially the same distance from the sample 6. The speaker 4 is a sealed speaker that is attached to the closed end 5b of the acoustic tube 5 and is fixed so as to output sound waves to the open end 5a.

なお、このような密閉型スピーカ4の代わりに、図2に示すように、フレキシブルチューブ9を用いて、スピーカ4を音響管5の開口端5bに接続するようにしてもよい。この場合、スピーカ4を音響管5から別の位置に配置できるので、試料6が狭い場所にある場合にも測定が容易となる。   Instead of such a sealed speaker 4, as shown in FIG. 2, the speaker 4 may be connected to the opening end 5b of the acoustic tube 5 using a flexible tube 9. In this case, since the speaker 4 can be arranged at a different position from the acoustic tube 5, the measurement is easy even when the sample 6 is in a narrow place.

また、マイクロホン3にはコンデンサ型などが採用できる。   The microphone 3 can be a condenser type.

ここで、粒子速度センサ2及びマイクロホン3で測定される音波は、試料6に対する入射波及び反射波の両方を用いる。このためには入射波と反射波ができるだけ同じ音圧モードを有する定在波であることが好ましいので、スピーカ4からは平面波を発生する必要がある。このため、演算部8からアンプ7を経由してスピーカ4に与えられる信号は、所定の周波数信号である。   Here, the sound wave measured by the particle velocity sensor 2 and the microphone 3 uses both an incident wave and a reflected wave with respect to the sample 6. For this purpose, since the incident wave and the reflected wave are preferably standing waves having the same sound pressure mode as much as possible, it is necessary to generate a plane wave from the speaker 4. For this reason, the signal given from the arithmetic unit 8 to the speaker 4 via the amplifier 7 is a predetermined frequency signal.

すなわち、測定に用いる入射波は、音響管5の最低次の固定周波数を上限周波数とした音波とすることにより、音響管5内での入射波及び反射波を平面波とすることができ、この平面波の入射波及び反射波を測定することで、音響特性を求めることができる。   That is, the incident wave used for the measurement is a sound wave having the lowest fixed frequency of the acoustic tube 5 as an upper limit frequency, so that the incident wave and the reflected wave in the acoustic tube 5 can be a plane wave. The acoustic characteristics can be obtained by measuring the incident wave and the reflected wave.

この上限周波数に関しては、音響管5が両端閉管の場合、音響管5の断面が円形で、半径をa、音速cとすると上限周波数Fcは、
Fc=0.586c/2a ・・・式(2)
で与えられる。
Regarding this upper limit frequency, if the acoustic tube 5 is closed at both ends, the cross section of the acoustic tube 5 is circular, the radius is a, and the sound velocity c is the upper limit frequency Fc is
Fc = 0.586c / 2a ... Formula (2)
Given in.

また、断面形状が長方形の場合には、その長辺方向の長さをbとすると、
Fc=c/2b ・・・式(3)
で与えられることが知られている(「騒音防止設計とシミュレーション」1987年4月18日応用技術出版(株)発行参照。)。
Also, if the cross-sectional shape is rectangular, if the length in the long side direction is b,
Fc = c / 2b (3)
(See “Noise Prevention Design and Simulation” published on April 18, 1987 by Applied Technology Publishing Co., Ltd.).

なお、図1及び図2に示した実施例では、上記のとおり、音響管5と試料6との間隔はD=1cm以下で非常に近接しており、実質的に音響管5が両端閉管構造となっているため、上記の式(2)又は式(3)で与えられる固有周波数以下であれば平面波を発生することができる。   In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, as described above, the distance between the acoustic tube 5 and the sample 6 is very close with D = 1 cm or less, and the acoustic tube 5 is substantially closed at both ends. Therefore, a plane wave can be generated if it is below the natural frequency given by the above formula (2) or formula (3).

また、粒子速度センサ2とマイクロホン3は、音響管5内に生じる入射波及び反射波の、音響管5の断面方向の平面波を測定するものであるから、音響管5の長手方向の長さが分かれば、円柱形状であっても各柱形状のいずれであっても柱状であればよい。   Further, since the particle velocity sensor 2 and the microphone 3 measure the plane wave of the incident wave and the reflected wave generated in the acoustic tube 5 in the cross-sectional direction of the acoustic tube 5, the length of the acoustic tube 5 in the longitudinal direction is measured. If it is known, it may be a columnar shape or any columnar shape as long as it is a columnar shape.

このように、演算部8によって駆動されたスピーカ4から発生された平面波が入射波又は反射波として粒子速度センサ2及びマイクロホン3を通過することにより、粒子速度センサ2及びマイクロホン3の出力信号は演算部8にチャネルCH1及びCH2として与えられる。そして、図4(2)に関して上述したように、演算部8は上記の式(1)に示す如く、音響特性としての、音響アドミッタンス、音響インピーダンス、反射率、又は吸音率を算出する。演算部8では、高速フーリエ解析(FFT)などによりこれらの音響特性を求めることができる。   Thus, the plane wave generated from the speaker 4 driven by the calculation unit 8 passes through the particle velocity sensor 2 and the microphone 3 as an incident wave or a reflected wave, so that the output signals of the particle velocity sensor 2 and the microphone 3 are calculated. Part 8 is given as channels CH1 and CH2. Then, as described above with reference to FIG. 4 (2), the calculation unit 8 calculates acoustic admittance, acoustic impedance, reflectance, or sound absorption coefficient as acoustic characteristics, as shown in the above equation (1). The arithmetic unit 8 can obtain these acoustic characteristics by fast Fourier analysis (FFT) or the like.

ここで、粒子速度センサ2及びマイクロホン3は、該平面波に対して、指向性を有する。この指向性は、入射波の方向及び反射波の方向双方に対する指向性である。   Here, the particle velocity sensor 2 and the microphone 3 have directivity with respect to the plane wave. This directivity is directivity with respect to both the direction of the incident wave and the direction of the reflected wave.

すなわち、入射波は、粒子速度センサ2及びマイクロホン3を通過して試料6に当てられるが、この入射波に対する試料6からの反射波は、音響管5内の粒子速度センサ2及びマイクロホン3に送られる部分と、間隔Dから抜け出て行く部分とに分けられ、間隔Dから抜け出て行く部分がある反面、音響管5の周囲から何らかの音波が漏れ込んで来る。   That is, the incident wave passes through the particle velocity sensor 2 and the microphone 3 and is applied to the sample 6, and the reflected wave from the sample 6 with respect to this incident wave is sent to the particle velocity sensor 2 and the microphone 3 in the acoustic tube 5. In other words, there is a portion that exits from the interval D, and there is a portion that exits from the interval D, but some sound waves leak from the periphery of the acoustic tube 5.

しかしながら、この漏れ込んで来た音波は試料6の音響特性とは何の関係も無いことから、粒子速度センサ2及びマイクロホン3はこれを検出しないようにする必要がある。   However, since the leaked sound wave has nothing to do with the acoustic characteristics of the sample 6, it is necessary that the particle velocity sensor 2 and the microphone 3 do not detect it.

このため、粒子速度センサ2及びマイクロホン3は、入射波の方向及び反射波の方向双方に対する指向性(互いに逆方向の指向性)を有することで、入射波と試料6からの反射波のみを検出することができる。   For this reason, the particle velocity sensor 2 and the microphone 3 have directivity in both the direction of the incident wave and the direction of the reflected wave (directivity in directions opposite to each other), so that only the incident wave and the reflected wave from the sample 6 are detected. can do.

図3は、粒子速度センサ2の構造を拡大して示したものである。図示のように、粒子速度センサ2は音響管5の内部に突き出た熱線21及び22を有しており、これらの熱線21及び22によって検出した温度差に基づいて粒子速度センサ2は粒子速度を検出する。この場合、熱線21及び22の配置により決定される粒子速度検出方向と、音響管5の中心軸(スピーカ4と開口部5aとを結ぶ軸)とが平行するように配置されている。これによって粒子速度センサ2は、上述した入射波と反射波の双方に対する指向性を有する。この場合、粒子速度センサ2の熱線21及び22は、入射波の進行方向の速度を検出するものであれば良く、2本に限定する必要はない。   FIG. 3 is an enlarged view of the structure of the particle velocity sensor 2. As shown in the figure, the particle velocity sensor 2 has hot wires 21 and 22 protruding into the acoustic tube 5, and the particle velocity sensor 2 determines the particle velocity based on the temperature difference detected by these hot wires 21 and 22. To detect. In this case, the particle velocity detection direction determined by the arrangement of the heat rays 21 and 22 and the central axis of the acoustic tube 5 (axis connecting the speaker 4 and the opening 5a) are arranged in parallel. Thereby, the particle velocity sensor 2 has directivity with respect to both the incident wave and the reflected wave described above. In this case, the heat rays 21 and 22 of the particle velocity sensor 2 need only detect the velocity in the traveling direction of the incident wave, and need not be limited to two.

このように、粒子速度センサ2とマイクロホン3とにより試料6の音響特性を測定する場合に、粒子速度センサ2の粒子速度検出方向を、音響管5内に入射したスピーカ4の入射波の進行方向に合わせたことで、マイクロホン3と粒子速度センサ2とを音響管5内に配置した閉空間を移動する平面波による音響特性の測定を可能にしている。   As described above, when the acoustic characteristics of the sample 6 are measured by the particle velocity sensor 2 and the microphone 3, the particle velocity detection direction of the particle velocity sensor 2 is set as the traveling direction of the incident wave of the speaker 4 incident on the acoustic tube 5. Therefore, it is possible to measure acoustic characteristics by plane waves moving in a closed space in which the microphone 3 and the particle velocity sensor 2 are disposed in the acoustic tube 5.

これにより、従来の2マイクロホン方式や開空間で音響特性を測定する場合と比較して、巨大な測定室などの測定空間を必要とせず、また試料6を破壊せずに非接触で音響管5の片側近傍に配置させるだけで簡易且つ非破壊で測定が可能となるので、簡易で小型の構成となり、自動車材料や建築材料など、現場でそのまま試料に対して測定することが可能となっている。   This eliminates the need for a measurement space such as a huge measurement chamber, as compared to the conventional 2-microphone method and when measuring acoustic characteristics in an open space, and does not destroy the sample 6 without contact with the acoustic tube 5. Since it can be measured easily and non-destructively just by placing it in the vicinity of one side, it becomes a simple and compact configuration, and it is possible to measure the sample as it is in the field, such as automobile materials and building materials. .

なお、粒子速度センサ2とマイクロホン3は、音響管5に一体構成で設けてもよい。   The particle velocity sensor 2 and the microphone 3 may be provided integrally with the acoustic tube 5.

また、現場で試料の調査・計測を行う場合、この大きさの音響管を採用することで、小型化が可能となり、500Hz〜5kHz程度の音に対して測定が可能となる。   In addition, when a sample is investigated and measured in the field, by adopting an acoustic tube of this size, it is possible to reduce the size and measure a sound of about 500 Hz to 5 kHz.

なお、本発明は、上記実施例によって限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき、当業者によって種々の変更が可能なことは明らかである。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is apparent that various modifications can be made by those skilled in the art based on the description of the scope of claims.

本発明に係る音響特性測定装置の一実施例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed one Example of the acoustic characteristic measuring apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る音響特性測定装置の別の実施例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed another Example of the acoustic characteristic measuring apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る音響特性測定装置に用いられる粒子速度センサの構造を概略的に示した図である。It is the figure which showed roughly the structure of the particle velocity sensor used for the acoustic characteristic measuring apparatus which concerns on this invention. 従来例(非特許文献1)として知られている音響特性装置を示したブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing an acoustic characteristic device known as a conventional example (Non-Patent Document 1).

符号の説明Explanation of symbols

1 音響特性測定装置
2 粒子速度センサ
3 マイクロホン
4 スピーカ
5 音響管
5a 開口端
5b 閉口端
6 試料(測定対象材料)
7 アンプ
8 演算部
9 フレキシブルチューブ
21, 22 熱線
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
1 Acoustic characteristic measuring device
2 Particle velocity sensor
3 Microphone
4 Speaker
5 Acoustic tube
5a Open end
5b Closed end
6 Sample (material to be measured)
7 Amplifier
8 Calculation unit
9 Flexible tube
21, 22 Hot wire In the figure, the same symbols indicate the same or corresponding parts.

Claims (5)

開口端側に粒子速度センサ及びマイクロホンを有し、閉口端側にスピーカを有する音響管と、
該スピーカから平面波が発生されるように所定周波数の信号で該スピーカを駆動し、この時に該粒子速度センサ及びマイクロホンからの出力信号を入力して、該開口端から所定近接間隔を置いて配置された試料の音響特性を演算する演算部とを備え、
該粒子速度センサ及びマイクロホンが、共に該試料から等距離離れて該音響管内に配置されていることを特徴とした音響特性測定装置。
An acoustic tube having a particle velocity sensor and a microphone on the open end side, and a speaker on the closed end side;
The speaker is driven with a signal of a predetermined frequency so that a plane wave is generated from the speaker, and at this time, an output signal from the particle velocity sensor and the microphone is input and arranged at a predetermined proximity interval from the opening end. And a calculation unit for calculating the acoustic characteristics of the sample,
An apparatus for measuring acoustic characteristics, wherein the particle velocity sensor and the microphone are both disposed in the acoustic tube at an equal distance from the sample.
請求項1において、
該粒子速度センサ及びマイクロホンが、該平面波に対する指向性を有することを特徴とした音響特性測定装置。
In claim 1,
An acoustic characteristic measuring apparatus, wherein the particle velocity sensor and the microphone have directivity with respect to the plane wave.
請求項1において、
該粒子速度センサが、少なくとも2つの熱線であって、両熱線による粒子速度検出方向と該音響管の中心軸とが平行するように配置されたものを備えていることを特徴とした音響特性測定装置。
In claim 1,
The particle velocity sensor is provided with at least two heat rays, the particle velocity detection direction by both heat rays being arranged so that the central axis of the acoustic tube is parallel, acoustic characteristic measurement apparatus.
請求項1において、
該所定周波数が、該音響管の最低次の固有周波数以下であることを特徴とした音響特性測定装置。
In claim 1,
The acoustic characteristic measuring apparatus, wherein the predetermined frequency is equal to or lower than a lowest natural frequency of the acoustic tube.
請求項1において、
該音響管の長さが150mmから300mmであり、その内径が40mmから70mmであることを特徴とした音響特性測定装置。
In claim 1,
An acoustic characteristic measuring apparatus, wherein the acoustic tube has a length of 150 mm to 300 mm and an inner diameter of 40 mm to 70 mm.
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