JP2594943B2 - Acoustic intensity wattmeter - Google Patents

Acoustic intensity wattmeter

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JP2594943B2
JP2594943B2 JP62121261A JP12126187A JP2594943B2 JP 2594943 B2 JP2594943 B2 JP 2594943B2 JP 62121261 A JP62121261 A JP 62121261A JP 12126187 A JP12126187 A JP 12126187A JP 2594943 B2 JP2594943 B2 JP 2594943B2
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sound wave
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wattmeter
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良次 佐藤
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康則 成川
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は音波源の探査に使用する音響インテンシテイ
ワツトメータに係り、特に、音波源に高効率かつ高精度
で探査するのに好適な音響インテンシテイワツトメータ
に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an acoustic intensity wattmeter used for exploring a sound source, and more particularly, to an acoustic sound suitable for exploring a sound source with high efficiency and high accuracy. It relates to an intensity wattmeter.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

機器等の騒音対策を短時間で且つ経済的に行なうた
め、騒音源の高精度探査技術が不可欠となつてきてお
り、測定機器として音響インテンシテイワツトメータが
注目されている。
In order to take measures against noise of equipment and the like in a short time and economically, high-precision technology for detecting a noise source has become indispensable, and an acoustic intensity wattmeter has attracted attention as a measuring device.

従来の音響インテンシティワットメータは、特開昭61
-256226号公報に記載されているように、直交する2つ
の直線軸上で、前記軸の交点から等距離離れて互いに外
向きに配置された2つの音波センサ対からなる音波セン
サ部と、音波センサの支持部と、センサからの出力から
音波の方向と強さを演算する演算部と、音波センサ部の
支持部に接合した演算結果の表示部とから構成されてい
る。
A conventional sound intensity wattmeter is disclosed in
As described in JP-A-256226, a sound wave sensor unit consisting of two sound wave sensor pairs disposed outward on each other at equal distances from the intersection of said axes on two orthogonal linear axes, It comprises a support section for the sensor, a calculation section for calculating the direction and intensity of the sound wave from the output from the sensor, and a display section for calculation results joined to the support section for the sound wave sensor section.

この従来技術では、対をなす音波センサを結ぶ2つの
直交する方向についてのインテンシティの方向と大きさ
を計測して、時間的に音源位置やその音の大きさが変化
するような対象の測定時に、音源方向を実時間で探知し
て、LEDあるいは液晶上で2次元で表示するものであ
る。さらにこの従来技術は、音波センサ部がその支持部
を介して表示部に接合されて、センサ部と表示部が一体
となっており、測定者は音波の方向を測定者からの相対
的方向として把握できるものである。
According to this conventional technique, the direction and magnitude of intensity in two orthogonal directions connecting a pair of sound wave sensors are measured, and measurement of a target whose sound source position or its sound volume changes with time is measured. Sometimes, the direction of a sound source is detected in real time and displayed two-dimensionally on an LED or liquid crystal. Furthermore, in this prior art, the sound wave sensor unit is joined to the display unit via the support unit, and the sensor unit and the display unit are integrated, and the measurer sets the direction of the sound wave as a relative direction from the measurer. It can be grasped.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

測定点を細かく移動させなければならない場合、体積
・重量共に大きな表示部を音波センサ部と共に移動させ
ること、すなわち測定者も移動することが必要となり、
上述した測定機器を設置する余裕の小さな場合や、極限
条件下での測定のような、測定位置と測定者とが離れる
ことが不可避な場合に適用することが困難となるという
問題があった。
When it is necessary to move the measuring point finely, it is necessary to move the display unit having a large volume and weight together with the sound wave sensor unit, that is, it is necessary to move the measurer,
There is a problem that it is difficult to apply the above-described measuring device when there is little room to install the measuring device, or when it is unavoidable that the measurement position is separated from the measurement position, such as measurement under extreme conditions.

この問題は、音波センサ部と表示部とを分離して音波
センサ部が独立して動かせることができるようにすれば
解決可能である。しかしながら、上記従来技術では音波
センサと表示部とが一体で移動するために、測定者は表
示された音源の方向と現実の音源の方向を容易に対応さ
せて理解することができるが、音波センサと表示部とを
分離させると、表示部に表示された音源方向が実際どの
方向であるかの判別ができないというという問題があっ
た。
This problem can be solved if the sound wave sensor unit and the display unit are separated so that the sound wave sensor unit can be moved independently. However, in the above prior art, since the sound wave sensor and the display unit move integrally, the measurer can easily understand the direction of the displayed sound source and the direction of the actual sound source by associating them. And the display unit, there is a problem in that it is not possible to determine the direction of the sound source displayed on the display unit.

本願の目的は、音波センサの移動を容易にすると共
に、表示された音源と実音源との対応を容易に把握させ
ることのできる音響インテンシティワットメータを提供
することにある。
It is an object of the present application to provide an acoustic intensity wattmeter that facilitates movement of a sound wave sensor and allows a user to easily grasp the correspondence between a displayed sound source and an actual sound source.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

直交する2つの直線軸上で、この軸の交点から等距離
離れて互いに外向きに配置された2対の音波センサを有
する音波センサ部と、この音波センサ部の各センサ対毎
の出力に基づき前記各軸方向の音波の大きさを演算する
演算部と、この演算結果に基づき音源の方向と音源の音
波の大きさとを表示する表示部を備えた音響インテンシ
ティワットメータにおいて、前記センサ部は、前記表示
部と独立に移動可能であり、前記表示部は、画面上に前
記センサ対のX軸及びY軸に対応したX軸及びY軸が示
されるものであり、前記演算部からの前記軸方向毎の音
波の大きさの演算結果の各々を合成して表示する出力手
段を有する構成により達成される。
On two orthogonal linear axes, a sound sensor section having two pairs of sound sensors arranged equidistantly outward from each other at the same distance from the intersection of the axes, based on the output of each sensor pair of the sound sensor section. In a sound intensity wattmeter including a calculation unit that calculates the magnitude of the sound wave in each axial direction, and a display unit that displays the direction of the sound source and the size of the sound wave of the sound source based on the calculation result, the sensor unit includes: , The display unit is movable independently of the display unit, the display unit, the X-axis and Y-axis corresponding to the X-axis and Y-axis of the sensor pair is shown on the screen, the said from the arithmetic unit This is achieved by a configuration having an output unit that combines and displays each of the calculation results of the magnitude of the sound wave for each axial direction.

〔作用〕[Action]

2対の音波センサは表示部から分離されているので自
在に移動させることができる。表示部には、音波センサ
のX軸、Y軸に対応したx軸、y軸が示されており、演
算部は各センサ対の出力に応じて音波の大きさを計算
し、表示部は各センサ対の軸方向と画面上のX軸及びY
軸の各々を一致させて、音波の方向を表示する。したが
って、測定者は音源の方向を、音波センサ対の各軸の交
点を中心として各軸がなす座標面上での方向として判別
できる。
Since the two pairs of sound wave sensors are separated from the display unit, they can be moved freely. The display unit shows the x-axis and the y-axis corresponding to the X-axis and the Y-axis of the sound wave sensor. The calculation unit calculates the magnitude of the sound wave according to the output of each sensor pair. The axial direction of the sensor pair and the X axis and Y on the screen
The direction of the sound wave is displayed by aligning each of the axes. Therefore, the measurer can determine the direction of the sound source as the direction on the coordinate plane formed by each axis with the intersection of each axis of the acoustic wave sensor pair as the center.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係る音響インテンシテイ
ワツトメータの外観図である。音響インテンシテイワツ
トメータは、CRTデイスプレイ装置4を収納したボツク
ス部5と、該ボツクス部5にケーブル3及び支持部2を
介して接続される音波センサ部1とからなり、ボツクス
部5には,CRTデイスプレイ装置4の他に騒音の大きさを
デジタル表示する表示部6が設けられ、更に内部には後
述する演算回路が設けられている。尚、7,8は、夫々、C
RTデイスプレイ装置4の垂直表示位置可変つまみ、水平
表示位置可変つまみである。
FIG. 1 is an external view of a sound intensity wattmeter according to one embodiment of the present invention. The acoustic intensity wattmeter comprises a box section 5 containing a CRT display device 4 and an acoustic wave sensor section 1 connected to the box section 5 via a cable 3 and a support section 2. In addition to the CRT display device 4, a display unit 6 for digitally displaying the magnitude of noise is provided, and further, an arithmetic circuit described later is provided therein. 7 and 8 are C respectively
These are a vertical display position variable knob and a horizontal display position variable knob of the RT display device 4.

第2図は音波センサ部1の詳細構成図である。支持部
2の筒状先端部内には,小型のエレクトレツトコンデン
サマイクロホン12,13が対向配置され且つ両マイクロホ
ン12,13はスペーサ16を介して所定距離離間されてい
る。この支持部2の先端部には、該先端部方向(以下X
方向という)に対して直角(この方向を以下Y方向とい
う)の筒体が固設され、該筒体内に小型のエレクトレツ
トコンデンサマイクロホン14,15が対向配置されてい
る。これら両マイクロホン14,15もスペーサ16を介して
所定距離離間されている。各マイクロホン12,13,14,15
で電気信号に変換された音響信号は、支持部2,ケーブル
3内の電線を通して第6図に示す演算回路に入力される
ようになつている。
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the sound wave sensor unit 1. Small electret condenser microphones 12 and 13 are arranged opposite to each other in the cylindrical distal end of the support portion 2, and the microphones 12 and 13 are separated by a predetermined distance via a spacer 16. The tip of the support 2 is provided in the direction of the tip (hereinafter referred to as X).
(Hereinafter, referred to as Y direction) is fixed, and small electret condenser microphones 14, 15 are opposed to each other in the cylinder. These two microphones 14 and 15 are also separated by a predetermined distance via a spacer 16. Each microphone 12, 13, 14, 15
The acoustic signal converted into an electric signal at step (1) is input to an arithmetic circuit shown in FIG.

演算部は、各センサ12,13,14,15の出力A,,B,を増
幅し且つインピーダンス整合をとるバツフア部20と、演
算回路21から成る。演算回路21では、出力A,の加算値
と減算値をとり、減算値の積分値を求め、該積分値と前
記加算値とを乗算することでX方向のインテンシテイ成
分IXを演算し、出力B,から同様にY方向のインテンシ
テイ成分IYを演算する。
The arithmetic unit includes a buffer unit 20 for amplifying the outputs A, B of the sensors 12, 13, 14, and 15 and performing impedance matching, and an arithmetic circuit 21. The arithmetic circuit 21 takes the output A, added value and subtraction value, obtains the integrated value of the subtraction value, calculates the Intenshitei component I X in the X direction by multiplying the added value and the integrating value, Similarly, the intensity component I Y in the Y direction is calculated from the output B.

CRTデイスプレイ装置4は、垂直偏向板23と、水平偏
向板24と、インテンシテイ成分IY,IX出力を増幅して各
偏向板23,24に印加するアンプを備えている。
The CRT display device 4 includes a vertical deflection plate 23, a horizontal deflection plate 24, and an amplifier for amplifying the outputs of the intensity components I Y and IX and applying the amplified outputs to the respective deflection plates 23 and 24.

次に、上述した構成の音響インテンシテイワツトメー
タの動作について説明する。
Next, the operation of the acoustic intensity wattmeter having the above-described configuration will be described.

機器の騒音源を探知する場合、該機器の近くに音響イ
ンテンシテイワツトメータを設置し、支持部2を把持し
て音波センサ部1を適当な方向に向ける。入力する音の
強さに応じた電気信号が音波センサ12,13から演算部に
出力されると、これらの信号はバツフア部20を介して演
算回路21に入力され、インテンシテイ成分IXが算出され
る。また、入力する音の強さに応じた電気信号が音波セ
ンサ14,15から演算部に出力されると、これらの信号は
バツフア部20を介して演算回路21に入力され、インテン
シテイ成分IYが算出される。これらの成分IY,IXがCRTデ
イスプレイ装置4の垂直偏向板23,水平偏向板24に印加
されると、第4図に示す様に、蛍光スクリーン上に騒音
源の方向を示す輝線17が描かれる。第3図は、輝線17が
騒音源方向となることを説明する原理図である。今、X
方向に対して角度αで音波が音波センサ部1に入射した
とする。この角度αは、 tanα=|IY/IX| …(1) となる。従つて、各インテンシテイ成分IY,IXを夫々垂
直,水平偏向板23,24に印加することで、音波源方向が
蛍光スクリーン上に輝線17で示されることになる。ま
た、音響インテンシテイIの大きさ|I|は、 として求まる。斯かる演算を行なう回路は、2つの乗算
器と、加算器と、平方根回路で構成できる。この音響イ
ンテンシテイIの大きさ|I|が、デジタル表示部6に表
示される。尚、第4図中の符号19で示す放射線は、角度
目盛りである。
When detecting a noise source of a device, an acoustic intensity wattmeter is installed near the device, and the support unit 2 is gripped and the sound wave sensor unit 1 is directed in an appropriate direction. When electric signals corresponding to the input sound intensity are output from the sound wave sensors 12 and 13 to the calculation unit, these signals are input to the calculation circuit 21 via the buffer unit 20 and the intensity component IX is calculated. Is done. When electric signals corresponding to the input sound intensity are output from the sound wave sensors 14 and 15 to the calculation unit, these signals are input to the calculation circuit 21 via the buffer unit 20 and the intensity component I Y Is calculated. When these components I Y and I X are applied to the vertical deflection plate 23 and the horizontal deflection plate 24 of the CRT display device 4, as shown in FIG. 4, a bright line 17 indicating the direction of the noise source is formed on the fluorescent screen. be painted. FIG. 3 is a principle diagram for explaining that the bright line 17 is directed to the noise source. Now, X
It is assumed that a sound wave enters the sound wave sensor unit 1 at an angle α with respect to the direction. The angle α is given by tan α = | I Y / I X | (1) Accordingly, by applying the respective intensity components I Y and I X to the vertical and horizontal deflection plates 23 and 24, the sound source direction is indicated by the bright line 17 on the fluorescent screen. The magnitude | I | of the sound intensity I is Is obtained as A circuit that performs such an operation can be configured by two multipliers, an adder, and a square root circuit. The magnitude | I | of the sound intensity I is displayed on the digital display unit 6. The radiation indicated by reference numeral 19 in FIG. 4 is an angle scale.

第5図は、蛍光スクリーンの表示方法の別の実施例で
ある。音源が時間的に変動する場合には、瞬時毎に音源
方向と大きさが変化するが、第5図に示す様にリサージ
ユ波形で表わすと、例えば輝線17,17′のように音源の
方向と大きさの変化が定量的な図形として視覚的に把握
できる。
FIG. 5 is another embodiment of the display method of the fluorescent screen. When the sound source fluctuates with time, the direction and magnitude of the sound source change every moment. However, when represented by a resturge waveform as shown in FIG. 5, for example, the direction of the sound source is represented by bright lines 17, 17 '. The change in size can be visually grasped as a quantitative figure.

以上説明したように、本実施例によれば、音源の方向
と大きさ、即ち音響インテンシテイベクトルが定量的且
つ視覚的に簡単に観測できるので、音源の探査が短時間
且つ高精度にできるという効果がある。本実施例では、
表示装置としてCRTデイスプレイ装置を用いているため
装置が多少大型化するが、音響インテンシテイベクトル
をビームによつて表示できるので、表示像が鮮明にな
る。また、音響インテンシテイベクトルが時間的に変動
する場合は、リサージユ波形で音響インテンシテイベク
トルを表示できる。
As described above, according to the present embodiment, since the direction and size of the sound source, that is, the sound intensity vector can be easily quantitatively and visually observed, the sound source can be searched in a short time and with high accuracy. effective. In this embodiment,
Although the CRT display device is used as the display device, the size of the display device is slightly increased. However, since the sound intensity vector can be displayed by the beam, the display image becomes clear. Further, when the sound intensity vector fluctuates with time, the sound intensity vector can be displayed with a resturge waveform.

尚、本実施例では、2対の音波センサを用い表示装置
に2次元の音響インテンシテイベクトルを表示させた
が、本発明はこれに限定されるものではなく、3対以上
のセンサ構成として多次元表示させるようにすることも
できる。例えば、X,Yの両方向に直角なZ方向にも1対
のセンサを取り付け、3次元表示させると、更に迅速な
音源探査が可能となる。
In the present embodiment, the two-dimensional sound intensity vector is displayed on the display device using two pairs of sound wave sensors. However, the present invention is not limited to this, and a multi-sensor configuration of three or more pairs is used. Dimensional display can also be performed. For example, if a pair of sensors are mounted in the Z direction perpendicular to both the X and Y directions and three-dimensionally displayed, a more rapid sound source search becomes possible.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、測定者が簡易に音波センサを移動で
き、音源の位置方向を測定者に正確に把握させることが
できるという効果がある。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a measurer can move a sound wave sensor easily and it has the effect that a measurer can grasp | ascertain the position direction of a sound source accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例に係る音響インテンシテイワ
ツトメータの外観図、第2図は第1図に示す音波センサ
部の構成図、第3図は原理説明図、第4図及び第5図は
夫々蛍光スクリーン表示図、第6図は演算部の構成図で
ある。 1……音波センサ部、2……支持部、3……ケーブル、
4……CRTデイスプレイ装置、5……ボツクス部、6…
…デジタル表示部、12,13,14,15……音波センサ(エレ
クトレツトコンデンサマイクロホン)、17……音響イン
テンシテイベクトル表示輝線。
FIG. 1 is an external view of an acoustic intensity wattmeter according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of a sound wave sensor unit shown in FIG. 1, FIG. 3 is a principle explanatory diagram, FIG. FIG. 5 is a fluorescent screen display diagram, and FIG. 6 is a configuration diagram of a calculation unit. 1 ... Sound wave sensor part, 2 ... Support part, 3 ... Cable,
4. CRT display device, 5. Box box, 6.
... Digital display unit, 12,13,14,15 ... Sound wave sensor (electret condenser microphone), 17 ... Sound intensity vector display bright line.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成川 康則 小平市御幸町32番地 日立電子株式会社 小金井工場内 (56)参考文献 特開 昭61−256226(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (72) Inventor Yasunori Narukawa 32nd Miyukicho, Kodaira City Hitachi Electronics Co., Ltd. Koganei Plant (56) References JP-A-61-256226 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】直交する2つの直線軸上で、この軸の交点
から等距離離れて互いに外向きに配置された2対の音波
センサを有する音波センサ部と、この音波センサ部の各
センサ対毎の出力に基づき前記各軸方向の音波の大きさ
を演算する演算部と、この演算結果に基づき音源の方向
と音源の音波の大きさとを表示する表示部とを備えた音
響インテンシティワットメータにおいて、 前記センサ部は、前記表示部と独立に移動可能であり、 前記表示部は、画面上に前記センサ対のX軸及びY軸に
対応したX軸及びY軸が示されるものであり、前記演算
部からの前記軸方向毎の音波の大きさの演算結果の各々
を合成して表示する出力手段を有するものである音響イ
ンテンシティワットメータ。
1. A sound wave sensor section having two pairs of sound wave sensors disposed on the two orthogonal linear axes at equal distances from the intersection of the axes and facing outward from each other, and each sensor pair of the sound wave sensor section. A sound intensity wattmeter comprising: a calculation unit for calculating the magnitude of the sound wave in each axial direction based on each output; and a display unit for displaying the direction of the sound source and the size of the sound wave of the sound source based on the calculation result. In the above, the sensor unit is movable independently of the display unit, and the display unit displays an X axis and a Y axis corresponding to the X axis and the Y axis of the sensor pair on a screen, An acoustic intensity wattmeter having output means for synthesizing and displaying each of the calculation results of the magnitude of the sound wave for each axial direction from the calculation unit.
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JPH0610632B2 (en) * 1985-05-10 1994-02-09 株式会社日立製作所 Sound intensity wat meter

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