JP5235120B2 - Sound level meter and noise measurement program - Google Patents

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Description

本発明は、屋外の騒音測定に用いることができる騒音計、および騒音計測用プログラムに関する。   The present invention relates to a sound level meter that can be used for outdoor noise measurement, and a noise measurement program.

近年、良好な環境の中で快適な生活を送ることの重要性がより強く意識されるようになっている。特に、大気や水の汚染とともに騒音は、いわゆる公害として過去から様々な問題をもたらす原因として、その対策が広く講じられるべきものである。したがって、騒音源のあるところでは、その対策を練るにあたり、必ず騒音の評価を行う必要がある。例えば、恒常的な騒音としては、航空機や新幹線による騒音、高速道路などの高架橋からの騒音、ダムの放流に伴う放流音などがあり、また一時的な騒音としては工事現場での建設用機械による騒音や、コンサートホールや球場からの騒音などがある。   In recent years, the importance of living a comfortable life in a favorable environment has become more conscious. In particular, noise as well as air and water pollution should be widely taken as a cause of various problems from the past as so-called pollution. Therefore, wherever there are noise sources, it is necessary to evaluate the noise when developing countermeasures. For example, permanent noise includes noise from airplanes and bullet trains, noise from viaducts such as expressways, and noise from dam discharges. There is noise and noise from concert halls and stadiums.

これらの騒音を測定する計測機器として、騒音計が広く用いられている。図8は騒音を測定する従来の騒音計を示した模式図である。騒音計1は、マイクロホン2およびマイクロホン2からの出力を演算・評価する演算処理部3、およびその演算・評価結果を表示する表示装置4からなる計測機器である。そして、マイクロホン2は、音源に起因する空気の振動、すなわち大気圧の圧力(音圧)変化を検出する振動膜5、振動膜5の振動を伝達する伝達部材6、伝達部材6により伝達された振動を電気信号に変換するセラミック振動子7とからなる。セラミック振動子7で発生した電気信号(電圧)は図示しないプリアンプで検出され、演算処理部3の演算に供されるものである。
騒音計1は、マイクロホン2を測定対象音源に向けて騒音を測定することができる。また、接続部8を介して本体部とマイクロホン2を分離することができ、マイクロホン2を三脚に固定して用いることもできる。この場合、騒音計1の本体とマイクロホンは、ケーブルで接続する必要がある。
As a measuring instrument for measuring these noises, a sound level meter is widely used. FIG. 8 is a schematic diagram showing a conventional sound level meter for measuring noise. The sound level meter 1 is a measuring instrument including a microphone 2 and a calculation processing unit 3 that calculates and evaluates an output from the microphone 2 and a display device 4 that displays the calculation and evaluation results. The microphone 2 is transmitted by the vibration film 5 that detects the vibration of the air caused by the sound source, that is, the change in atmospheric pressure (sound pressure), the transmission member 6 that transmits the vibration of the vibration film 5, and the transmission member 6. It consists of a ceramic vibrator 7 that converts vibrations into electrical signals. An electric signal (voltage) generated by the ceramic vibrator 7 is detected by a preamplifier (not shown) and used for calculation by the calculation processing unit 3.
The sound level meter 1 can measure noise by directing the microphone 2 toward the measurement target sound source. Further, the main body portion and the microphone 2 can be separated via the connection portion 8, and the microphone 2 can be fixed to a tripod. In this case, it is necessary to connect the main body of the sound level meter 1 and the microphone with a cable.

ここで、先に挙げた騒音に共通するのは、これらの騒音はすべて屋外での音響伝播であることである。従って、騒音計は多くの場合、屋外で使用する必要がある。   Here, what is common to the noises mentioned above is that these noises are all acoustic propagation outdoors. Therefore, sound level meters often need to be used outdoors.

しかし、屋外での騒音計の使用は、気象条件に影響されることになる。特に、低周波騒音の測定においては風の乱れ成分による圧力変動がマイクロホンに作用することが知られている。これは風雑音と呼ばれている。この場合、騒音計の計測値は、測定対象音に風雑音が加わった値となる。風雑音は、風速が弱い場合であっても相当程度発生する。そして、風速が5m/秒を超えると風雑音の影響は無視できないものとなり、ISOのレギュレーションによれば測定を中止しなければならない。従って、屋外での騒音計の使用は、風のない時期を選んで行う必要があり、騒音測定が気象条件によって左右され、季節によっては相当長期間測定ができないという問題があった。   However, the use of a sound level meter outdoors is affected by weather conditions. In particular, in the measurement of low-frequency noise, it is known that pressure fluctuations due to wind turbulence components act on the microphone. This is called wind noise. In this case, the measurement value of the sound level meter is a value obtained by adding wind noise to the measurement target sound. Wind noise is generated to a considerable extent even when the wind speed is low. When the wind speed exceeds 5 m / sec, the influence of wind noise cannot be ignored, and measurement must be stopped according to ISO regulation. Therefore, the use of the sound level meter outdoors has to be performed by selecting a time when there is no wind, and there is a problem that the noise measurement depends on the weather conditions and cannot be measured for a considerably long period depending on the season.

これらの問題を解決するため、マイクロホンの周りに防風部材を配置することにより風が直接マイクロホンに当たらないようにし、マイクロホンが風の影響を受けないようにする技術がある(特許文献1)。
しかし、防風部材は完全に風の影響を除去することはできないという問題がある。さらに、防風部材は、測定対象音の一部も遮断してしまうことになるため、測定対象音の正確な測定の妨げになるという問題もある。
In order to solve these problems, there is a technique in which wind is not directly applied to the microphone by disposing a windproof member around the microphone so that the microphone is not affected by the wind (Patent Document 1).
However, there is a problem that the windproof member cannot completely remove the influence of wind. Furthermore, since the windproof member also blocks a part of the measurement target sound, there is a problem that accurate measurement of the measurement target sound is hindered.

また、風雑音が低周波成分を主に構成されることに着目し、ハイパスフィルターで風雑音成分を取り除く技術や、一対のマイクロホンに及ぼす風雑音の影響は相関性が低いことに着目し、これを利用して風雑音成分を取り除く技術がある(特許文献2)。
しかし、これらの場合においても、風の影響そのものを評価しているのではなく、風雑音が影響した騒音測定結果に見られる特性や相関を利用したものであるので、測定対象音が除去されることを完全に防止できるものではない。
特開2001−91351 特開2001−124621
Focusing on the fact that wind noise is mainly composed of low-frequency components, focusing on the technology that removes wind noise components with a high-pass filter and the effect of wind noise on a pair of microphones has low correlation. There is a technology that removes wind noise components by using (Patent Document 2).
However, even in these cases, the measurement object sound is removed because it does not evaluate the influence of the wind itself, but uses the characteristics and correlations found in the noise measurement results affected by the wind noise. This cannot be completely prevented.
JP 2001-91351 A JP 2001-124621 A

そこで、本件特許発明は、気象条件に左右されない、つまり風が吹いていても通常の使用態様で使用できる高精度の騒音計を実現することを目的とする。
なお、次段、次々段の請求項とは、出願時の請求項を指す。
Therefore, an object of the present patent invention is to realize a high-accuracy sound level meter that is not affected by weather conditions, that is, can be used in a normal usage mode even when wind is blowing.
The claims in the next stage and the next stage refer to the claims at the time of filing.

本発明の請求項1記載の騒音計は、測定対象音の音圧値を測定するマイクロホンと、風速計と、上記風速計の出力信号から圧力値を求めるとともに、上記音圧値と上記圧力値とを処理する演算処理部を備えたことを特徴とする。
本発明の請求項2記載の騒音計は、請求項1記載の騒音計において、演算部の処理は、音圧値の実効値から圧力値の実効値を減算することを特徴とする。
本発明の請求項3記載の騒音計は、請求項1記載の騒音計において、風速計の出力信号を元に、演算処理部で、
(Cw:係数、ρ:空気密度、u:変動風速)
の演算を行うことにより圧力値Pwindを求めることを特徴とする。
本発明の請求項4記載の騒音計は、請求項1記載の騒音計において、風速計はマイクロホンよりも前方に位置することを特徴とする。
本発明の請求項5記載の騒音計は、請求項1記載の騒音計において、マイクロホンと風速計の距離は、10〜150mmであることを特徴とする。
本発明の請求項6記載の騒音測定用プログラムは、マイクロホンの出力Poutを入力する段階と、風速計の出力Uを入力する段階と、上記風速計の出力Uから圧力値Pwindを求める段階と、Poutの実効値からPwindの実効値を減算する段階とを備えたことを特徴とする。
The sound level meter according to claim 1 of the present invention obtains a pressure value from an output signal of a microphone, an anemometer, and an anemometer that measures the sound pressure value of the sound to be measured, and the sound pressure value and the pressure value. And an arithmetic processing unit for processing the above.
The sound level meter according to claim 2 of the present invention is characterized in that, in the sound level meter according to claim 1, the processing of the calculation unit subtracts the effective value of the pressure value from the effective value of the sound pressure value.
The sound level meter according to claim 3 of the present invention is the sound level meter according to claim 1, based on the output signal of the anemometer, in the arithmetic processing unit,
(Cw: coefficient, ρ: air density, u: fluctuating wind speed)
The pressure value Pwind is obtained by performing the above calculation.
The sound level meter according to claim 4 of the present invention is the sound level meter according to claim 1, characterized in that the anemometer is located in front of the microphone.
The sound level meter according to claim 5 of the present invention is the sound level meter according to claim 1, wherein the distance between the microphone and the anemometer is 10 to 150 mm.
The noise measurement program according to claim 6 of the present invention includes a step of inputting the output Pout of the microphone, a step of inputting the output U of the anemometer, a step of obtaining the pressure value Pwind from the output U of the anemometer, Subtracting the effective value of Pwind from the effective value of Pout.

請求項1記載の本発明によれば、風が吹いているときでも騒音の測定が可能となり、気象条件に左右されない騒音測定作業が可能であるという効果を発揮するものである。また、風の影響そのものをマイクロホンに作用する圧力値として評価しているので、より正確な対象音の測定が可能であるという効果を発揮するものである。
請求項2、3、6記載の本発明によれば、簡単な演算で測定対象音の正確な評価を行うことができるという効果を発揮するものである。
請求項4、5の記載の本発明によれば、マイクロホンと風速計が互いに干渉することなく、音圧および風速の測定が可能であるという効果を発揮するものである。
According to the first aspect of the present invention, noise can be measured even when the wind is blowing, and the effect that noise measurement work independent of weather conditions is possible can be achieved. Further, since the influence of the wind itself is evaluated as the pressure value acting on the microphone, the effect that the target sound can be measured more accurately is exhibited.
According to the second, third, and sixth aspects of the present invention, the effect that the measurement target sound can be accurately evaluated by a simple calculation is exhibited.
According to the present invention described in claims 4 and 5, it is possible to measure the sound pressure and the wind speed without the microphone and the anemometer interfering with each other.

まず、本発明の原理を説明する。
圧縮性の流れ場の支配方程式には、流体の移流拡散現象に加えて流体の弾性挙動も含まれるので、圧縮性ナビアストークス方程式は音波の伝播現象も同時に表現しており、そこでは速度場と圧縮場は互いに関係する物理量である
マイクロホンに作用する風圧(圧力値)と風速の関係は、(1)式のように表現できる。
・・・・・・・・・・(1)
ここで、Pwindは風がマイクロホンに与える変動圧力値、ρは空気の密度、uは風速の変動成分である変動風速である。また変動風速uは、(2)式のように、風速計で測定された測定風速値Uから平均風速値uを減算して求めることができる。なお平均風速値uは一定時間の測定風速値Uを平均して算出することができる。
・・・・・・・・・・(2)
このように、風速の変動成分により、圧力の変動成分を生じるものである。また補正係数Cwは、マイクロホンの形状や、マイクロホンの風に対する応答のメカニズム(マイクロホンの感度、マイクロホンの周囲の流れ場、風の入射角、風の周波数成分、風速)などに依存する係数である。
First, the principle of the present invention will be described.
The governing equations of the compressible flow field include the elastic behavior of the fluid in addition to the fluid advection-diffusion phenomenon, so the compressible Navier-Stokes equation also represents the acoustic wave propagation phenomenon, where the velocity field and The compression field is a physical quantity related to each other. The relationship between the wind pressure (pressure value) acting on the microphone and the wind speed can be expressed as equation (1).
(1)
Here, Pwind is the fluctuating pressure value that the wind gives to the microphone, ρ is the air density, and u is the fluctuating wind speed that is a fluctuation component of the wind speed. Further, the fluctuating wind speed u can be obtained by subtracting the average wind speed value u 0 from the measured wind speed value U measured by the anemometer as shown in the equation (2). The average wind speed value u 0 can be calculated by averaging measured wind speed values U for a certain period of time.
(2)
In this way, the fluctuation component of the pressure is generated by the fluctuation component of the wind speed. The correction coefficient Cw is a coefficient depending on the shape of the microphone and the response mechanism of the microphone to the wind (the sensitivity of the microphone, the flow field around the microphone, the incident angle of the wind, the frequency component of the wind, and the wind speed).

一方、マイクロホンに作用する音圧(値)は、(3)式のように表現できる。
・・・・・・・・・・(3)
ここで、Vは流体粒子(空気)の振動速度、cは音速である。
On the other hand, the sound pressure (value) acting on the microphone can be expressed as in equation (3).
(3)
Here, V is the vibration velocity of fluid particles (air), and c is the speed of sound.

もし、音と風の位相がランダムであれば、暗騒音の補正と同様の考え方で、(4)式のようにPsoundの実効値(r.m.s.)とPwindの実効値(r.m.s.)を加算することができる。



・・・・・・・・・・(4)
ここで、Poutは騒音計のマイクロホンで測定された音圧値(実測値)である。
If the phase of sound and wind is random, the effective value of Pound (rms) and the effective value of Pwind (r. m.s.) can be added.



(4)
Here, Pout is a sound pressure value (measured value) measured by a microphone of a sound level meter.

もし、Cwが既知であれば、PoutとUを測定することにより、Psoundを求めることができる。つまり、CwとU、その他のCwを構成する変数との関係を事前に風洞実験により求めておき、具体的なCwの値を内蔵した騒音計を用いれば、屋外での騒音の実測値に対して、風による影響の補正をかけることができる。具体的には、屋外での騒音計Poutを測定するとともに、風速計で風速Uを測定すれば、測定対象音の正確な音圧を求めることができるものである。
以下に、本発明の騒音計の実施例を示す。
If Cw is known, Pound can be obtained by measuring Pout and U. In other words, if the relationship between Cw and U and other variables constituting Cw is obtained in advance through a wind tunnel experiment and a sound level meter incorporating a specific Cw value is used, the measured noise value outdoors will be The effect of wind can be corrected. Specifically, when the sound level meter Pout is measured outdoors and the wind speed U is measured with an anemometer, the accurate sound pressure of the sound to be measured can be obtained.
Examples of the sound level meter of the present invention are shown below.

(実施例1)
図1は本発明の実施例である騒音計の概略構成図である。図1において、10は騒音計本体であり、騒音計10は、検出部としてマイクロホン11と風速計12とからなり、これらからの電気信号を受取り処理する演算処理部13、および演算処理部13の演算結果を表示する表示装置14とからなる。また、マイクロホン11と風速計12は一体として構成されているが、風速計12はマイクロホン11の周りを回動可能に設けられている。しかも、風速計12はマイクロホン11より前方に突出して設けられている。そして、マイクロホン11および風速計12は、ねじで構成された接続部15で分離可能に構成されており、分離した際は、騒音計10とは図示しないケーブルで接続して使用するものである。
Example 1
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sound level meter according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a sound level meter main body, and the sound level meter 10 includes a microphone 11 and an anemometer 12 as detection units, and an arithmetic processing unit 13 that receives and processes electrical signals from these, and an arithmetic processing unit 13. And a display device 14 for displaying calculation results. Further, although the microphone 11 and the anemometer 12 are configured integrally, the anemometer 12 is provided so as to be rotatable around the microphone 11. Moreover, the anemometer 12 is provided so as to protrude forward from the microphone 11. The microphone 11 and the anemometer 12 are configured so as to be separable by a connecting portion 15 made of a screw. When separated, the microphone 11 and the anemometer 12 are used by being connected to the sound level meter 10 by a cable (not shown).

マイクロホン11と風速計12は、互いの干渉を避けるために、10mm以上離して設置されている。また、マイクロホン付近の風速を測定するためには、風速計をマイクロホンから150mm以内に設置するとよい。好ましくは、40mmから50mmの範囲内に設置すると、お互い干渉が少なく、かつマイクロホン付近の風速を計測することが可能である。   The microphone 11 and the anemometer 12 are installed at a distance of 10 mm or more in order to avoid mutual interference. In order to measure the wind speed near the microphone, an anemometer may be installed within 150 mm from the microphone. Preferably, when installed within a range of 40 mm to 50 mm, there is little interference with each other and the wind speed near the microphone can be measured.

図3はマイクロホン11の要部断面を拡大した断面拡大図である。マイクロホン11は、従来の騒音計に搭載されるマイクロホンと同一の構成である。マイクロホン11は、音源に起因する空気の振動、すなわち大気圧の圧力(音圧)変化を検出する振動膜21、振動膜21の振動を伝達する伝達部材22、伝達部材22により伝達された振動を電気信号に変換するセラミック振動子23とからなる。セラミック振動子23で発生した電気信号(電圧)は図示しないプリアンプで検出され、演算処理部13の演算に供されるものである。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of an essential part of the microphone 11. The microphone 11 has the same configuration as a microphone mounted on a conventional sound level meter. The microphone 11 detects vibrations of air caused by a sound source, that is, a vibration film 21 that detects a change in atmospheric pressure (sound pressure), a transmission member 22 that transmits vibrations of the vibration film 21, and vibrations transmitted by the transmission member 22. It comprises a ceramic vibrator 23 that converts it into an electrical signal. An electric signal (voltage) generated by the ceramic vibrator 23 is detected by a preamplifier (not shown) and is used for calculation by the calculation processing unit 13.

図4は風速計12の先端の要部を拡大した拡大図である。風速計12は、汎用的な熱線流速計プローブを用いることができる。風速計12は、タングステン製のフィラメント31およびそれを支持する支持部材32、保護部材33を有しており、フラメント31は保護部材33の開口部34から突出して設けられている。支持部材32は導体で構成されており、フィラメント31は支持部材32を介して通電され加熱されている。   FIG. 4 is an enlarged view in which the main part of the tip of the anemometer 12 is enlarged. As the anemometer 12, a general-purpose hot-wire anemometer probe can be used. The anemometer 12 includes a filament 31 made of tungsten, a support member 32 that supports the filament 31, and a protection member 33, and the fragment 31 is provided so as to protrude from the opening 34 of the protection member 33. The support member 32 is made of a conductor, and the filament 31 is energized and heated via the support member 32.

かかる風速計12の動作原理を説明する。加熱されたフィラメント31に風が当たると、風によりフィラメント31は冷却される。フィラメント31を一定温度に保つには通電量を増やせばよいが、この電流量は風速値に依存するので、これらの関係をあらかじめ求めておき、フィラメント31を一定温度に保つ電流量を測定すれば、風速を求めることができる。
なお、図4のような一次元フィラメントである標準直線プローブのほか、様々な風向にも対応可能なX型プローブ、その他三次元プローブを用いれば、風向に依存しないより正確な風速を求めることができる。
The operation principle of the anemometer 12 will be described. When the wind hits the heated filament 31, the filament 31 is cooled by the wind. In order to keep the filament 31 at a constant temperature, the energization amount may be increased. However, since this current amount depends on the wind speed value, if these relationships are obtained in advance and the amount of current that keeps the filament 31 at a constant temperature is measured. The wind speed can be obtained.
In addition to the standard linear probe that is a one-dimensional filament as shown in FIG. 4, an X-type probe that can handle various wind directions and other three-dimensional probes can be used to obtain a more accurate wind speed that does not depend on the wind direction. it can.

図5は、演算処理部13のブロックダイアグラムである。マイクロホン11および風速計12の出力はプリアンプ41で増幅され、A/Dコンバータ42でデジタル信号に変換され、CPU43に入力される。CPU43は記憶装置44に格納されたプログラムに従って演算を行い、結果を表示部14に出力する。   FIG. 5 is a block diagram of the arithmetic processing unit 13. The outputs of the microphone 11 and the anemometer 12 are amplified by the preamplifier 41, converted into a digital signal by the A / D converter 42, and input to the CPU 43. The CPU 43 performs an operation according to a program stored in the storage device 44 and outputs the result to the display unit 14.

CPU43で行われる演算は、後述するように、マイクロホン11で測定された結果から風雑音の影響を除去する演算を行うほか、この演算結果をオクターブ分析、1/3オクターブ分析、FFT(高速フーリエ変換)分析を行い、この結果を表示部に出力したり、風速計12の出力から風速を演算によって求め、この風速を表示部に出力するといった役割も担っている。そのほか、騒音計の出力として、等価騒音レベル(Leq)、レベル最大値(Lmax)、時系列のレベル(LP)、低周波特性(LG)を求めるための演算や、風速計の出力として、平均風速、風の乱れ強度、最大風速、時系列波形を求めるための演算も行う。   As will be described later, the calculation performed by the CPU 43 performs calculation for removing the influence of wind noise from the result measured by the microphone 11, and the calculation result is subjected to octave analysis, 1/3 octave analysis, FFT (fast Fourier transform). ) Analysis is performed, and the result is output to the display unit, or the wind speed is obtained by calculation from the output of the anemometer 12, and the wind speed is output to the display unit. In addition, as the output of the sound level meter, the equivalent noise level (Leq), the maximum level value (Lmax), the time series level (LP), the low frequency characteristics (LG) are calculated, and the output of the anemometer is averaged. Calculations are also performed to determine the wind speed, wind turbulence intensity, maximum wind speed, and time series waveform.

以上の構成を有する騒音計について、その使用方法を説明する。騒音計10本体は、持ち運びに便利なハンディタイプとなっており、測定者は測定対象音の方向にマイクロホン11および風速計12を向けて測定開始ボタンを押すことにより測定を開始することができる。また、図2で示すように、接続部15でマイクロホン11および風速計12を分離し、これを三脚などに固定して使用しても良い。その方が、手ぶれによるノイズを拾うことがないから、より精密な測定に適している。   About the sound level meter which has the above structure, the usage method is demonstrated. The main body of the sound level meter 10 is a handy type that is convenient to carry, and the measurer can start the measurement by pointing the microphone 11 and the anemometer 12 in the direction of the measurement target sound and pressing the measurement start button. Further, as shown in FIG. 2, the microphone 11 and the anemometer 12 may be separated at the connection portion 15 and fixed to a tripod or the like. This is suitable for more precise measurement because it does not pick up noise caused by camera shake.

さらに、特に低周波騒音の場合は、音源が特定できなかったり、あるいは高速道路高架橋からの騒音のように、騒音がある一点から発生するものではない場合が多いので、指向性がその周囲で等しいマイクロホンを使用して図2のように鉛直方向にマイクロホン11および風速計12を設置すれば、あらゆる方向からの騒音を測定することができる。しかも、どの方向から風が吹いてきても、風に対するマイクロホン11の形状は一定であるので、風の影響は風向に依存せず、風洞実験によりあらかじめ求めて搭載されるCwの種類は少なくて済む。よって、このような場合は、図2のようにマイクロホン11および風速計を鉛直方向に設置することが望ましい。   Furthermore, especially in the case of low-frequency noise, the sound source cannot be specified, or the noise is often not generated from a certain point, such as noise from a highway viaduct, so the directivity is the same around it. If the microphone 11 and the anemometer 12 are installed in the vertical direction as shown in FIG. 2 using a microphone, noise from any direction can be measured. Moreover, since the shape of the microphone 11 with respect to the wind is constant regardless of the direction from which the wind blows, the influence of the wind does not depend on the wind direction, and the number of types of Cw to be obtained in advance through wind tunnel experiments can be reduced. . Therefore, in such a case, it is desirable to install the microphone 11 and the anemometer in the vertical direction as shown in FIG.

図2のようにマイクロホン11および風速計12を鉛直方向に固定して使用する際、測定対象音源の方向からずらして風速計12を回動しておけば、測定対象音が風速計12の干渉を受けることを極力少なくすることできる。また風速計12はマイクロホン11より前方(この場合は上方)に突出して設けられているので、測定される風はマイクロホン11による干渉を受けることなく、風速計は正確な風速を測定することができる。   When the microphone 11 and the anemometer 12 are used while being fixed in the vertical direction as shown in FIG. To receive as much as possible. Further, since the anemometer 12 is provided so as to protrude forward (upward in this case) from the microphone 11, the anemometer can measure an accurate wind speed without being interfered by the microphone 11. .

次に、騒音計10の騒音測定時の動作を図6を用いて説明する。図6は騒音計の動作を図示したフローチャートである。かかる動作は、記憶装置44に格納されたプログラムを展開し、実行することにより実現する。   Next, the operation of the sound level meter 10 during noise measurement will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the sound level meter. Such an operation is realized by expanding and executing a program stored in the storage device 44.

本騒音計の使用者は、図2のようにマイクロホン11および風速計12を鉛直方向に向けて三脚で固定し、図示しない測定開始ボタンを押し、騒音測定を開始する(S1)。   As shown in FIG. 2, the user of the sound level meter fixes the microphone 11 and the anemometer 12 with a tripod in the vertical direction, presses a measurement start button (not shown), and starts noise measurement (S1).

マイクロホン11で測定された測定対象音源の音圧Poutは、電気信号に変換され、CPU43に入力される。ここで上述の通り、測定された音圧Poutは、風の影響が乗った値となっているので、測定対象音源から発生した正確な音圧値ではない。一方風速計12で測定された風速Uも同様に電気信号に変換され、CPU43に入力される(S2)。   The sound pressure Pout of the measurement target sound source measured by the microphone 11 is converted into an electric signal and input to the CPU 43. Here, as described above, the measured sound pressure Pout is a value that is influenced by the wind, and is not an accurate sound pressure value generated from the measurement target sound source. On the other hand, the wind speed U measured by the anemometer 12 is similarly converted into an electrical signal and input to the CPU 43 (S2).

CPU43は、入力された測定対象音源の音圧Poutおよび測定した風速Uから、あらかじめ記憶装置44に格納されたプログラムを展開し、このプログラムにしたがって測定対象音源の正確な音圧を求める。
まず、(2)式を用いて、測定した風速Uから、所定時間測定されたUの平均値(平均風速値)uを減算して変動風速uを求める。さらに、このuを用いて、風がマイクロホン11に対して与える影響を、(1)式を用い、圧力値Pwindとして求める(S3)。
ここで、ρはあらかじめ定数として記憶装置44に格納されている。またCwも風洞実験によりあらかじめ求められた値が記憶装置44に格納されており、これを呼び出して用いる。
The CPU 43 develops a program stored in advance in the storage device 44 from the input sound pressure Pout of the measurement target sound source and the measured wind speed U, and obtains an accurate sound pressure of the measurement target sound source according to this program.
First, by using the equation (2), an average wind speed value u 0 measured for a predetermined time is subtracted from the measured wind speed U to obtain a fluctuating wind speed u. Further, using this u, the influence of the wind on the microphone 11 is obtained as a pressure value Pwind using the equation (1) (S3).
Here, ρ is stored in advance in the storage device 44 as a constant. Cw is also stored in the storage device 44 in advance by a wind tunnel experiment, and is used by calling it.

次に、測定された測定対象音源の音圧Poutの実効値、およびPwindの実効値から、(4)式を用い、対象音源の正確な音圧Psoundを求める(S4)。   Next, the accurate sound pressure Psound of the target sound source is obtained from the measured effective value of the sound pressure Pout of the sound source to be measured and the effective value of Pwind using the equation (4) (S4).

かかる計算結果からPsoundを求め、測定対象音の音圧をdB(デシベル)などの値に変換して表示装置14に表示する(S5)。さらに、測定者が入力した命令に従い、CPU43はあらかじめ記憶装置に格納されたプログラムにしたがって、等価騒音レベル(Leq)、レベル最大値(Lmax)、時系列のレベル(LP)、低周波特性(LG)を求めたり、オクターブ分析、1/3オクターブ分析、FFT(高速フーリエ変換)分析を行い、分析結果を表示装置14に表示することもできる。
また、測定者の命令に従い、風速計12の出力から平均風速、風の乱れ強度、最大風速、時系列波形を求め、表示装置14に表示することもできる。
Psound is obtained from the calculation result, and the sound pressure of the measurement target sound is converted into a value such as dB (decibel) and displayed on the display device 14 (S5). Further, according to the command input by the measurer, the CPU 43 follows the program stored in the storage device in advance, and the equivalent noise level (Leq), the maximum level value (Lmax), the time series level (LP), and the low frequency characteristic (LG). ), Octave analysis, 1/3 octave analysis, FFT (Fast Fourier Transform) analysis, and the analysis result can be displayed on the display device 14.
Further, the average wind speed, the wind turbulence intensity, the maximum wind speed, and the time series waveform can be obtained from the output of the anemometer 12 and displayed on the display device 14 in accordance with the instructions of the measurer.

なお、補正係数Cwは、マイクロホンの形状や、マイクロホンの風に対する応答のメカニズム(マイクロホンの感度、マイクロホンの周囲の流れ場、風の入射角、風の周波数成分、風速)などに依存する係数であるので、これらの値を検出し対応するCwを呼び出して用いてもよい。例えば、風の入射角を風向計で、風速や層流乱流の程度を風速計で測定し、これを元に対応するCwを呼び出すことができる。   The correction coefficient Cw is a coefficient depending on the shape of the microphone and the response mechanism of the microphone to the wind (the sensitivity of the microphone, the flow field around the microphone, the incident angle of the wind, the frequency component of the wind, the wind speed), and the like. Therefore, these values may be detected and the corresponding Cw may be called and used. For example, the incident angle of the wind can be measured with an anemometer, and the speed of wind and laminar turbulence can be measured with an anemometer, and the corresponding Cw can be called up based on this.

本実施例では、Poutの実効値からPwindの実効値を減算した値をそのままPsoundとして用いたが、他の必要な演算をさらに行うことを排除するものではない。   In this embodiment, the value obtained by subtracting the effective value of Pwind from the effective value of Pout is used as it is as Psound, but this does not exclude further performing other necessary calculations.

(実施例2)
図7は第2の実施例の騒音計70の構成を示した構成図である。実施例2の騒音計は、実施例1の騒音計の構成に加えて風向計が備えられ、風の情報のチャンネルを風速、風向の2チャンネルに増やしたものである。すなわち、マイクロホン71、風速計72に加えて、マイクロホン71が設けられた筐体に風向計73を取り付けたものである。風向計73は、軸74で垂直方向に立てられた一枚の翼部75と、軸74のもう一端に設けられた図示しない角度検出装置からなる。そして、風向に応じて翼部75が軸74を中心に回転し、その回転角を角度検出装置が検出するものである。
(Example 2)
FIG. 7 is a configuration diagram showing the configuration of the sound level meter 70 of the second embodiment. The sound level meter of the second embodiment is provided with an anemometer in addition to the configuration of the sound level meter of the first embodiment, and the number of wind information channels is increased to two channels of wind speed and wind direction. In other words, in addition to the microphone 71 and the anemometer 72, the anemometer 73 is attached to the casing in which the microphone 71 is provided. The anemometer 73 is composed of a single blade portion 75 standing in a vertical direction by a shaft 74 and an angle detection device (not shown) provided at the other end of the shaft 74. And the wing | blade part 75 rotates centering on the axis | shaft 74 according to a wind direction, and an angle detection apparatus detects the rotation angle.

以上の構成を有する騒音計について、その使用方法を説明する。図7のように、マイクロホン11および風速計12を分離し、マイクロホンが騒音の音源方向を向くように、三脚などに水平に固定して使用する。このような使用方法は、工事現場や野球場のように、騒音源が特定されており、しかも騒音の発生方向も特定されている場合の騒音測定に適している。しかし、風向によって風に対するマイクロホン71の形状は一定ではなく、その結果風のマイクロホン71に対する影響は異なるので、風洞実験によりあらかじめ風の入射角とCwの関係を求めてこれを搭載しておく必要がある。そして、騒音測定の際、風速計72で風速を測定するとともに、風向計73で風向を測定することにより、これらの風速、風向に対応するCwを呼び出し、実施例1と同様の処理をもって対象音源の正確な音圧Psoundを求める。   About the sound level meter which has the above structure, the usage method is demonstrated. As shown in FIG. 7, the microphone 11 and the anemometer 12 are separated, and are used by being fixed horizontally on a tripod or the like so that the microphone faces the direction of the noise source. Such a method of use is suitable for noise measurement when a noise source is specified as in a construction site or a baseball stadium, and the direction of noise generation is also specified. However, the shape of the microphone 71 with respect to the wind is not constant depending on the wind direction, and as a result, the influence of the wind on the microphone 71 is different. Therefore, it is necessary to obtain the relationship between the incident angle of the wind and Cw in advance through wind tunnel experiments and mount it. is there. When measuring the noise, the wind speed is measured by the anemometer 72 and the wind direction is measured by the anemometer 73 to call Cw corresponding to these wind speeds and wind directions, and the target sound source is processed in the same manner as in the first embodiment. Is obtained as an accurate sound pressure Psound.

なお、風速計72は実施例1のようにマイクロホン71の周りを回動可能に設けても良いが、回動可能でなく固定しておいてもよい。   The anemometer 72 may be provided so as to be rotatable around the microphone 71 as in the first embodiment, but it may be fixed instead of being rotatable.

また、風向計は風向により翼部が回転する構成のものを用いているが、これに代えて風速計をX型プローブや多次元プローブを用いることにより、風速計に風向計の機能も包含させることができる。   The anemometer uses a configuration in which the wings rotate according to the wind direction. Instead of this, the anemometer includes the function of the anemometer by using an X-type probe or a multidimensional probe. be able to.

本発明の騒音計は、ハンディタイプ、固定タイプなどあらゆる形式の騒音計に用いることができる。また、測定対象音は騒音に限られることなく、野外コンサート会場での音響測定など、音の測定全般に用いることができるものである。   The sound level meter of the present invention can be used for any type of sound level meter such as a handy type and a fixed type. The measurement target sound is not limited to noise, and can be used for sound measurement in general, such as acoustic measurement at an outdoor concert venue.

本発明の騒音計の構成図Configuration diagram of the sound level meter of the present invention 本発明の騒音計の使用態様を表した説明図Explanatory drawing showing the mode of use of the sound level meter of the present invention 本発明の騒音計が搭載するマイクロホンの要部断面図Sectional drawing of the principal part of the microphone mounted in the sound level meter of the present invention 本発明の騒音計が搭載する風速計の構成図Configuration diagram of an anemometer mounted on the sound level meter of the present invention 本発明の騒音計が搭載する演算処理部の構成図Configuration diagram of arithmetic processing unit mounted on sound level meter of the present invention 本発明の騒音計の動作を表したフロー図Flow chart showing the operation of the sound level meter of the present invention 本発明の他の実施例である騒音計の構成図The block diagram of the sound level meter which is another Example of this invention 従来の騒音計の構成図Configuration diagram of conventional sound level meter

符号の説明Explanation of symbols

10 騒音計
11 マイクロホン
12 風速計
13 演算処理部
14 表示装置
15 接続部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sound level meter 11 Microphone 12 Anemometer 13 Arithmetic processing part 14 Display apparatus 15 Connection part

Claims (5)

測定対象音の音圧値を測定するマイクロホンと、風速計と、前記風速計の出力信号から圧力値を求めるとともに、前記音圧値と前記圧力値とを処理する演算処理部を備え
前記演算部の処理は、前記風速計の出力信号を元に、
(Cw:前記マイクロホンの形状や前記マイクロホンの風に対する応答のメカニズムに依存する係数、ρ:空気密度、u:変動風速)
の演算を行うことにより前記圧力値を求め、前記音圧値の実効値から前記圧力値の実効値を減算することを特徴とする騒音計。
Includes a microphone that measures the sound pressure value of the measurement target sound, and anemometer, together determine the pressure value from the output signal of the anemometer, the arithmetic processing unit for processing said pressure value and the sound pressure value,
The processing of the arithmetic unit is based on the output signal of the anemometer.
(Cw: coefficient depending on the shape of the microphone and the response mechanism of the microphone to the wind, ρ: air density, u: fluctuating wind speed)
A sound level meter that calculates the pressure value by subtracting the effective value of the pressure value from the effective value of the sound pressure value.
前記マイクロホンと前記風速計との距離は10mm以上であることを特徴とする請求項1記載の騒音計。  The sound level meter according to claim 1, wherein a distance between the microphone and the anemometer is 10 mm or more. 低周波騒音を測定可能な請求項1記載の騒音計。  The sound level meter according to claim 1, wherein low-frequency noise can be measured. 前記風速計は前記マイクロホンの周りを回動可能に設けられている請求項1記載の騒音計。  The sound level meter according to claim 1, wherein the anemometer is provided so as to be rotatable around the microphone. マイクロホンの出力Poutを入力する段階と、風速計の出力Uを入力する段階と、上記風速計の出力Uから圧力値Pwindを求める段階と、前記マイクロホンの出力Poutの実効値から前記圧力値Pwindの実効値を減算する段階とを備えた騒音計測用プログラムであり、
前記Pwindを求める段階では、
(Cw:前記マイクロホンの形状や前記マイクロホンの風に対する応答のメカニズムに依存する係数、ρ:空気密度、u:変動風速)
の演算を行うことを特徴とする騒音計測用プログラム。
A step of inputting the output Pout of the microphone, the method comprising: inputting the output U of the anemometer, and determining a pressure value Pwind from the output U of the anemometer, the effective value of the output Pout of the microphone of the pressure value Pwind A program for noise measurement comprising a step of subtracting an effective value ;
In the step of obtaining the Pwind,
(Cw: coefficient depending on the shape of the microphone and the response mechanism of the microphone to the wind, ρ: air density, u: fluctuating wind speed)
A noise measurement program characterized by performing the above calculation.
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