JP7372962B2 - Parabolic antenna, sound source display device and sound source display method - Google Patents

Parabolic antenna, sound source display device and sound source display method Download PDF

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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明は、離れた場所に存在する音源位置を表示する音源表示装置、音源表示方法および当該音源表示装置に用いられるパラボラアンテナに関する。 The present invention relates to a sound source display device, a sound source display method, and a parabolic antenna used in the sound source display device, which display the position of a sound source located at a remote location.

高電圧の電気を扱う工場の受電設備や変電設備等には様々な絶縁体が使用されている。これらの絶縁体が外部環境や製造上の問題により劣化し、その劣化が進行すると絶縁部が短絡してこれらの設備が故障する。このため、劣化した絶縁体を早期に検出し、当該絶縁体の補修、交換等を行う必要がある。 Various insulators are used in power receiving equipment and substation equipment in factories that handle high-voltage electricity. These insulators deteriorate due to the external environment or manufacturing problems, and as the deterioration progresses, the insulation parts short-circuit, causing these equipment to fail. Therefore, it is necessary to detect deteriorated insulators at an early stage and repair or replace the insulators.

受電設備や変電設備等に用いられている絶縁体に劣化が生じるとコロナ放電や沿面放電といった局所的な微小放電である部分放電が発生する。絶縁体に部分放電が発生すると超音波が放出されるので、この超音波を検知することで絶縁体の劣化部位を検出できる。 When deterioration occurs in insulators used in power receiving equipment, substation equipment, etc., partial discharge, which is a localized minute discharge such as corona discharge or creeping discharge, occurs. When partial discharge occurs in an insulator, ultrasonic waves are emitted, so by detecting these ultrasonic waves, it is possible to detect degraded parts of the insulator.

部分放電を検知する装置として、特許文献1には、パラボラ状の集音器と、当該集音構造に対向配置されたマイクアレイと、物体撮像装置と、を有し、高感度に部分放電の放電音を検知する音源探査装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a device for detecting partial discharges, which includes a parabolic sound collector, a microphone array placed opposite to the sound collecting structure, and an object imaging device, and detects partial discharges with high sensitivity. A sound source detection device for detecting discharge sound is disclosed.

特開昭63-58182号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-58182

特許文献1に開示された音源探査装置は、指向性が高いパラボラ状の集音器を用いているので1つの領域における音源の有無しか検知できず、広範囲に設置された受電設備や変電設備等の電力設備の中から部分放電位置を探索するには不向きである、といった課題があった。本発明は、このような課題を鑑みてなされた発明であり、その目的は、従来装置よりも広範囲について効率的に音源を探索できる音源表示装置、音源表示方法および当該音源表示装置に用いられるパラボラアンテナを提供することである。 The sound source detection device disclosed in Patent Document 1 uses a parabolic sound collector with high directivity, so it can only detect the presence or absence of a sound source in one area, and cannot detect the presence or absence of a sound source in a wide area, such as power receiving equipment or substation equipment installed over a wide area. The problem was that it was not suitable for searching for partial discharge locations in power equipment. The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide a sound source display device, a sound source display method, and a parabola used in the sound source display device that can efficiently search for sound sources over a wider range than conventional devices. The purpose is to provide an antenna.

上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
(1)反射面と、前記反射面に対向して配置された複数のマイクロフォンと、を有し、前記反射面は、特定の方向にある音源からの音波を特定の位置に集音する複数の放物曲面を含み、前記複数の放物曲面は、前記特定の方向および前記特定の位置がそれぞれ異なり、前記複数のマイクロフォンは、前記特定の位置にそれぞれ設けられる、パラボラアンテナ。
(2)前記反射面は、3つ以上5つ以下の異なる特定の方向の音源からの音波をそれぞれ集音する3つ以上5つ以下の前記放物曲面を含む、(1)に記載のパラボラアンテナ。
(3)複数の前記放物曲面は同心円状に配置される、(1)または(2)に記載のパラボラアンテナ。
(4)前記複数の同心円状に配置される放物曲面のうち周方向に配置される放物曲面は、中心に配置される放物曲面の軸と、周方向に配置される放物曲面の軸とが交わる方向に配置される、(3)に記載のパラボラアンテナ。
(5)前記複数の同心円状に配置された放物曲面のうち周方向に配置される放物曲面の前記特定の位置は、中心に配置される放物曲面の前記特定の位置よりも遠い側にある、(3)または(4)に記載のパラボラアンテナ。
(6)(1)から(5)のいずれか1つに記載のパラボラアンテナと、前記反射面が向いた方向の測定対象を撮影して画像データを作成するカメラと、前記複数のマイクロフォンによって取得される音圧データと、前記カメラによって生成される画像データとから重ね合わせ画像データを作成する演算手段と、前記重ね合わせ画像を表示する表示手段と、を有する、音源表示装置。
(7)前記パラボラアンテナは周方向に回動可能に構成されており、前記パラボラアンテナを周方向に回動可能にさせる駆動手段をさらに有する、(6)に記載の音源表示装置。
(8)(6)に記載された音源表示装置を用いた音源表示方法であって、前記音源表示装置を鉛直方向または水平方向に移動させることで、前記演算手段は、前記複数のマイクロフォンから複数の音圧データを取得するとともに、前記カメラから複数の画像データを取得し、取得した複数の音圧データと複数の画像データとから重ね合わせ画像を作成し、前記表示手段に表示させる、音源表示方法。
(9)(7)に記載された音源表示装置を用いた音源表示方法であって、前記パラボラアンテナを前記駆動手段により周方向に所定の設定角度の範囲内で往復運動させると共に、前記音源表示装置を鉛直方向または水平方向に移動させ、前記演算手段は、前記複数のマイクロフォンから複数の音圧データを取得するとともに、前記カメラから複数の画像データを取得し、取得した複数の音圧データと複数の画像データとから重ね合わせ画像を作成し、前記表示手段に表示させる、音源表示方法。
(10)前記演算手段は、取得した複数の音圧データと複数の画像データとからパノラマ画像の重ね合わせ画像を作成する、(8)または(9)に記載の音源表示方法。
(11)前記音波は、部分放電によって発生した超音波である、(8)ないし(10)のいずれか1つに記載の音源表示方法。
The means for solving the above problems are as follows.
(1) It has a reflective surface and a plurality of microphones arranged opposite to the reflective surface, and the reflective surface has a plurality of microphones that collect sound waves from a sound source in a specific direction at a specific position. A parabolic antenna including a parabolic curved surface, wherein the plurality of parabolic curved surfaces are different in the specific direction and the specific position, and the plurality of microphones are respectively provided at the specific positions.
(2) The parabolic surface according to (1), wherein the reflecting surface includes three or more and five or less parabolic curved surfaces that collect sound waves from three or more and five or less different sound sources in specific directions. antenna.
(3) The parabolic antenna according to (1) or (2), wherein the plurality of parabolic curved surfaces are arranged concentrically.
(4) Among the plurality of parabolic curved surfaces arranged concentrically, the parabolic curved surface arranged in the circumferential direction has the axis of the parabolic curved surface arranged in the center and the parabolic curved surface arranged in the circumferential direction. The parabolic antenna according to (3), which is arranged in a direction intersecting the axis.
(5) The specific position of the parabolic curved surface arranged in the circumferential direction among the plurality of concentrically arranged parabolic curved surfaces is on a side farther from the specific position of the parabolic curved surface arranged at the center. The parabolic antenna according to (3) or (4).
(6) Obtained by the parabolic antenna according to any one of (1) to (5), a camera that creates image data by photographing the measurement target in the direction in which the reflective surface faces, and the plurality of microphones. A sound source display device, comprising: a calculation means for creating superimposed image data from sound pressure data generated by the camera and image data generated by the camera; and a display means for displaying the superimposed image.
(7) The sound source display device according to (6), wherein the parabolic antenna is configured to be rotatable in the circumferential direction, and further includes a driving means for making the parabolic antenna rotatable in the circumferential direction.
(8) A sound source display method using the sound source display device described in (6), in which by moving the sound source display device in a vertical direction or a horizontal direction, the calculation means can A sound source display comprising acquiring sound pressure data, acquiring a plurality of image data from the camera, creating a superimposed image from the acquired plurality of sound pressure data and the plurality of image data, and displaying the superimposed image on the display means. Method.
(9) A sound source display method using the sound source display device according to (7), wherein the parabolic antenna is caused to reciprocate in the circumferential direction within a predetermined set angle range by the driving means, and the sound source is displayed. The device is moved vertically or horizontally, and the calculation means acquires a plurality of sound pressure data from the plurality of microphones, acquires a plurality of image data from the camera, and combines the acquired plurality of sound pressure data with the plurality of acquired sound pressure data. A sound source display method that creates a superimposed image from a plurality of image data and displays it on the display means.
(10) The sound source display method according to (8) or (9), wherein the calculation means creates a superimposed image of a panoramic image from a plurality of acquired sound pressure data and a plurality of image data.
(11) The sound source display method according to any one of (8) to (10), wherein the sound wave is an ultrasonic wave generated by partial discharge.

本発明に係る音源表示装置、音源表示方法では、あらかじめ音源の場所や方向が正確にわかっていなくても音源を探索できるので、従来装置よりも効率的に音源を探索できる。このように、音源の位置を効率的に探索できれば、音源表示装置、音源表示方法を用いて、広範囲に設置された受電設備や変電設備等の電力設備の中から部分放電個所を容易に検知できる。 With the sound source display device and the sound source display method according to the present invention, the sound source can be searched for even if the location and direction of the sound source are not accurately known in advance, so the sound source can be searched for more efficiently than conventional devices. If the location of the sound source can be searched efficiently in this way, partial discharge points can be easily detected in power equipment such as power receiving equipment and substation equipment installed over a wide area using sound source display devices and sound source display methods. .

本実施形態に係る音源表示装置10を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a sound source display device 10 according to the present embodiment. 放物曲面23~27の位置を説明する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the positions of parabolic curved surfaces 23 to 27. 放物曲面23、24、26の集音位置を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating sound collection positions of parabolic curved surfaces 23, 24, and 26. 音波到来角とマイクロフォン31、33、35で測定される音圧との関係を示すグラフである。3 is a graph showing the relationship between the sound wave arrival angle and the sound pressure measured by microphones 31, 33, and 35. 音波到来角とマイクロフォン31、33、35で測定される音圧との関係を示すグラフである。3 is a graph showing the relationship between the sound wave arrival angle and the sound pressure measured by microphones 31, 33, and 35. 音源表示装置10の機能ブロック図である。1 is a functional block diagram of a sound source display device 10. FIG. 表示手段42に表示される重ね合わせ画像の一例を示す図である。4 is a diagram showing an example of a superimposed image displayed on display means 42. FIG. 複数の音圧データと複数の画像データとから1つの重ね合わせ画像を作成する方法を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a method of creating one superimposed image from a plurality of sound pressure data and a plurality of image data. 本実施形態に係る音源表示装置10および駆動手段の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a sound source display device 10 and a driving means according to the present embodiment. 本実施形態に係る音源表示装置10および駆動手段の他の例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing another example of the sound source display device 10 and driving means according to the present embodiment.

以下、本発明を発明の実施形態を通じて本発明を説明する。図1は、本実施形態に係る音源表示装置10を示す模式図である。図1(a)は、音源表示装置10の正面斜視図であり、図1(b)は、音源表示装置10の背面斜視図であり、図1(c)は音源表示装置10の断面図である。図1(a)~(c)を用いて、まず、本実施形態に係る音源表示装置10の構成を説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained through embodiments of the invention. FIG. 1 is a schematic diagram showing a sound source display device 10 according to this embodiment. 1(a) is a front perspective view of the sound source display device 10, FIG. 1(b) is a rear perspective view of the sound source display device 10, and FIG. 1(c) is a sectional view of the sound source display device 10. be. First, the configuration of the sound source display device 10 according to this embodiment will be explained using FIGS. 1(a) to 1(c).

本実施形態に係る音源表示装置10は、パラボラアンテナ20と、表示手段42と、入力手段44と、演算手段46とを有する。パラボラアンテナ20は、反射面22と、5つのマイクロフォン31~35と、これら5つのマイクロフォン31~35を平面上または曲面上に配置して一体のモジュールとする支持板36と、カメラ40とを有する。反射面22は、部分放電によって発生した超音波を含む音波を、音源方向に応じて異なる位置に集音する。本実施形態に係る音源表示装置10では、反射面22は、例えば、同心円状に配置した5つの放物曲面23~27を含む。 The sound source display device 10 according to this embodiment includes a parabolic antenna 20, a display means 42, an input means 44, and a calculation means 46. The parabolic antenna 20 has a reflecting surface 22, five microphones 31 to 35, a support plate 36 that arranges these five microphones 31 to 35 on a flat or curved surface to form an integrated module, and a camera 40. . The reflecting surface 22 collects sound waves including ultrasonic waves generated by partial discharge at different positions depending on the direction of the sound source. In the sound source display device 10 according to the present embodiment, the reflective surface 22 includes, for example, five parabolic curved surfaces 23 to 27 arranged concentrically.

図2は、放物曲面23~27の位置を説明する模式図である。図2(a)は、反射面22の周面に設けられた4つの放物曲面24~27の周方向の中央が、鉛直上方を基準(0°)として、0°、90°、180°、270°になるように配置した例を示す。図2(b)は、周面に設けられた4つの放物曲面24~27の周方向の中央が、鉛直上方を基準(0°)として、27°、117°、207°、297°になるように配置した例を示す。本実施形態に係る音源表示装置10では、図2(b)に示すように、周面に設けられた4つの放物曲面24~27は、その中央が、鉛直上方を基準(0°)として、27°、117°、207°、297°になるように配置されている。放物曲面23~27は、それぞれの放物曲面の指向性で定まる特定の方向の音源からの音波を特定の位置に集音する曲面形状を有するので、このように放物曲面23~27を配置することで、放物曲面23~27の特定の方向、すなわち、音源の探索領域を鉛直方向および水平方向に互いに重なることなく異ならせることができ、水平または鉛直方向に移動させて音源を検知する際、探索領域の隙間を少なくする、または無くすことができる。 FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the positions of the parabolic curved surfaces 23 to 27. In FIG. 2(a), the circumferential centers of the four parabolic curved surfaces 24 to 27 provided on the circumferential surface of the reflective surface 22 are 0°, 90°, and 180° with the vertically upward direction being the reference (0°). , 270° is shown. FIG. 2(b) shows that the circumferential centers of the four parabolic curved surfaces 24 to 27 provided on the circumferential surface are 27°, 117°, 207°, and 297° with the vertically upward direction as the reference (0°). Here is an example of the arrangement. In the sound source display device 10 according to the present embodiment, as shown in FIG. 2(b), the four parabolic curved surfaces 24 to 27 provided on the circumferential surface have their centers set with the vertically upward direction as a reference (0°). , 27°, 117°, 207°, and 297°. Since the parabolic curved surfaces 23 to 27 have a curved shape that collects sound waves from a sound source in a specific direction determined by the directivity of each parabolic curved surface to a specific position, the parabolic curved surfaces 23 to 27 are By arranging the parabolic curved surfaces 23 to 27, the search areas for the sound source can be made different in the vertical and horizontal directions without overlapping each other, and the sound source can be detected by moving the parabolic surfaces 23 to 27 horizontally or vertically. When doing so, gaps in the search area can be reduced or eliminated.

また、パラボラアンテナ20を、周方向に回動可能、例えば、当該パラボラアンテナ20の中心と前記支持板36の中心とを通る軸(以下、中心軸と記す。)を回転中心軸として周方向に往復運動させる駆動手段をさらに備えるとより好適である。上記の支持板36の中心は当該支持板36の外径の中心であって、設計上、定められる。また、パラボラアンテナ20の中心はパラボラアンテナ20の外径の中心、あるいは、放物曲面23,24,25,26,27を同心円状に配置する場合の中心であって、設計上、定められる。本実施形態では、上記駆動手段により前記中心軸を回転中心軸として周方向にパラボラアンテナ20を往復運動させながら、水平方向または鉛直方向、もしくはその両方方向にパラボラアンテナ20を移動させて音源を検知するように構成されている。こうすることにより、周方向において、放物曲面23~27間で音源探索領域の隙間が生じる時もその隙間を埋めつつ音源を探索することができる。その結果、より精緻に音源位置を特定することが出来る。 Further, the parabolic antenna 20 can be rotated in the circumferential direction, for example, around an axis passing through the center of the parabolic antenna 20 and the center of the support plate 36 (hereinafter referred to as the central axis). It is more preferable to further include a drive means for reciprocating movement. The center of the support plate 36 is the center of the outer diameter of the support plate 36, and is determined by design. Further, the center of the parabolic antenna 20 is the center of the outer diameter of the parabolic antenna 20, or the center when the parabolic curved surfaces 23, 24, 25, 26, and 27 are arranged concentrically, and is determined by design. In this embodiment, the sound source is detected by moving the parabolic antenna 20 horizontally, vertically, or both directions while reciprocating the parabolic antenna 20 in the circumferential direction using the central axis as the rotation center axis by the driving means. is configured to do so. By doing this, even when a gap in the sound source search area occurs between the parabolic curved surfaces 23 to 27 in the circumferential direction, the sound source can be searched for while filling the gap. As a result, the sound source position can be specified more precisely.

例えば、パラボラアンテナ20を、毎秒2回程度θ方向(パラボラアンテナ20の中心を軸とした周方向)に±4度の往復振動をさせながら、音源表示装置10を水平方向または鉛直方向もしくはその両方方向に移動させて音源を探索する。そして、音圧の最大点が生じた角度の位置にポイントを打つ事で、位置標定を精緻化することができる。 For example, while the parabolic antenna 20 is vibrated back and forth by ±4 degrees in the θ direction (circumferential direction around the center of the parabolic antenna 20) about twice every second, the sound source display device 10 is moved horizontally, vertically, or both. Move in the direction to search for the source of the sound. Then, by placing a point at the angular position where the maximum sound pressure occurs, the position can be determined more precisely.

図9は本実施形態に係る音源表示装置10および駆動手段の一例を示す模式図である。図9に示す例では、音源表示装置10の上下方向で上側に開いた樋形状を成すフレームの内側にパラボラアンテナ20が配置されており、当該パラボラアンテナ20の反射面22とは反対側のパラボラアンテナ20の裏面に駆動手段101が設けられている。駆動手段101は例えば、ステッピングモータやサーボモータなどの回転角度を適宜に制御できるモータを備えている。当該モータのローター軸にパラボラアンテナ20が接続されている。なお、上記のモータとパラボラアンテナ20との間に、モータの出力トルクを増減する変速機構が設けられていてもよい。 FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of the sound source display device 10 and driving means according to the present embodiment. In the example shown in FIG. 9, a parabolic antenna 20 is arranged inside a gutter-shaped frame that opens upward in the vertical direction of the sound source display device 10, and a parabolic antenna 20 is placed on the opposite side of the reflecting surface 22 of the parabolic antenna 20. A driving means 101 is provided on the back surface of the antenna 20. The driving means 101 includes, for example, a motor such as a stepping motor or a servo motor that can control the rotation angle as appropriate. A parabolic antenna 20 is connected to the rotor shaft of the motor. Note that a speed change mechanism may be provided between the motor and the parabolic antenna 20 to increase or decrease the output torque of the motor.

駆動手段101は支持部102を介して前記フレームの内側の底面に固定されており、当該フレームは音源表示装置10を支える土台あるいは構造部分であるマウント103に回転可能に取り付けられている。支持部102における上部にパラボラアンテナ20の向きを上下方向に変更する上下回動機構104が設けられている。上下回動機構104は音源表示装置10の上下方向に対してほぼ直交する方向を回転中心軸線として回動するように構成されている。また、上下回動機構104はステッピングモータやサーボモータなどを備え、上記のモータの回転角度を制御することによってパラボラアンテナ20の向きを上下方向に変更するように構成されていてよい。あるいは、摩擦力によって上下方向での測定対象に対するパラボラアンテナ20の向きを保持し、当該摩擦力を超える荷重をパラボラアンテナ20に加えることによってパラボラアンテナ20の上下方向の向きを変更するように構成されていてもよい。 The driving means 101 is fixed to the inner bottom surface of the frame via a support part 102, and the frame is rotatably attached to a mount 103 that is a base or structural part that supports the sound source display device 10. A vertical movement mechanism 104 that changes the orientation of the parabolic antenna 20 in the vertical direction is provided at the upper part of the support part 102. The vertical movement mechanism 104 is configured to rotate with a rotation center axis in a direction substantially orthogonal to the vertical direction of the sound source display device 10. Further, the vertical movement mechanism 104 may include a stepping motor, a servo motor, or the like, and may be configured to change the orientation of the parabolic antenna 20 in the vertical direction by controlling the rotation angle of the motor. Alternatively, the configuration is such that the orientation of the parabolic antenna 20 with respect to the measurement target in the vertical direction is maintained by a frictional force, and the vertical orientation of the parabolic antenna 20 is changed by applying a load exceeding the frictional force to the parabolic antenna 20. You can leave it there.

マウント103の内部に前記上下方向とほぼ平行な軸線を中心として、音源表示装置10を左右に回転させる左右回転機構105が設けられている。左右回転機構105はステッピングモータやサーボモータなどを備え、モータの回転角度やトルクを制御することによって前記上下方向とほぼ平行な軸線を中心としてパラボラアンテナ20を左右に回動させるようになっている。なお、マウント103と図示しないフロアなどの固定部との間に、当該固定部に沿って音源表示装置10をほぼ平行に移動させる図示しないリニアスライダーが設けられていてよい。この時、マウント103の内部には、左右回転機構105が設けられていなくてもよいし、設けられていてもよい。要は、水平方向に音源の探索方向を移動できればよい。すなわち、音源表示装置10は、左右回転機構105によってパラボラアンテナ20を水平方向に回転させることによって水平方向に音源探索方向を移動するように構成されていてもよいし、パラボラアンテナ20の向きは変えずにリニアスライダーで固定部に沿ってパラボラアンテナ20全体を水平移動して音源探索方向を移動するように構成されていてもよい。また、左右回転機構105とリニアスライダーを組み合わせて水平方向に音源探索方向を移動するように構成されていてもよい。 A left-right rotation mechanism 105 is provided inside the mount 103 to rotate the sound source display device 10 left and right about an axis substantially parallel to the up-down direction. The left/right rotation mechanism 105 includes a stepping motor, a servo motor, or the like, and controls the rotation angle and torque of the motor to rotate the parabolic antenna 20 left and right about an axis substantially parallel to the vertical direction. . Note that a linear slider (not shown) may be provided between the mount 103 and a fixed part (not shown), such as a floor, for moving the sound source display device 10 substantially parallel to the fixed part. At this time, the left-right rotation mechanism 105 may not be provided inside the mount 103, or may be provided. In short, it is sufficient if the sound source search direction can be moved horizontally. That is, the sound source display device 10 may be configured to move the sound source search direction in the horizontal direction by rotating the parabolic antenna 20 in the horizontal direction using the left-right rotation mechanism 105, or the direction of the parabolic antenna 20 may be changed. Instead, the whole parabolic antenna 20 may be horizontally moved along the fixed part using a linear slider to move the sound source search direction. Alternatively, the left/right rotation mechanism 105 and a linear slider may be combined to move the sound source search direction in the horizontal direction.

なおまた、詳細は図示しないが、上下方向におけるパラボラアンテナ20の位置を変更する高さ調整機構が支持部102あるいはマウント103に設けられていてよい。高さ調整機構は上下方向でのパラボラアンテナ20の位置を変更可能に構成されていればよく、従来知られた昇降装置であってよい。例えば、ラックアンドピニオンや流体圧式のアクチュエータなどを使用した昇降装置であってよい。この時、支持部102の上部には、上下回動機構104が設けられていなくてもよいし、設けられていてもよい。要は、鉛直方向に音源の探索方向を移動できればよい。すなわち、音源表示装置10は、上下回動機構104によってパラボラアンテナ20を鉛直方向に回動させることによって鉛直方向に音源探索方向を移動するように構成されていてもよいし、パラボラアンテナ20の向きは変えずに高さ調整機構でパラボラアンテナ20全体を鉛直移動して音源探索方向を移動するように構成されていてもよい。また、上下回動機構104と高さ調整機構を組み合わせて鉛直方向に音源探索方向を移動するように構成されていてもよい。他の構成は図1あるいは図2に示す構成と同様であるため、図1あるいは図2に示す構成と同様の構成については図1あるいは図2と同様の符号を付してその説明を省略する。 Although not shown in detail, a height adjustment mechanism for changing the position of the parabolic antenna 20 in the vertical direction may be provided on the support portion 102 or the mount 103. The height adjustment mechanism only needs to be configured to be able to change the position of the parabolic antenna 20 in the vertical direction, and may be a conventionally known lifting device. For example, it may be a lifting device using a rack and pinion, a hydraulic actuator, or the like. At this time, the vertical movement mechanism 104 may not be provided at the upper part of the support part 102, or may be provided. In short, it is sufficient if the search direction of the sound source can be moved in the vertical direction. That is, the sound source display device 10 may be configured to move the sound source search direction in the vertical direction by vertically rotating the parabolic antenna 20 by the vertical movement mechanism 104, or by changing the direction of the parabolic antenna 20. The parabolic antenna 20 may be configured to move in the sound source search direction by vertically moving the entire parabolic antenna 20 using the height adjustment mechanism without changing the height adjustment mechanism. Alternatively, the vertical movement mechanism 104 and the height adjustment mechanism may be combined to move the sound source search direction in the vertical direction. Since the other configurations are the same as those shown in FIG. 1 or 2, the same components as those shown in FIG. 1 or 2 will be given the same reference numerals as in FIG. .

したがって、図9に示す構成によれば、各放物曲面23,24,25,26,27に対応する探索領域同士の間に隙間が生じるとしても、上述したように、パラボラアンテナ20を周方向に往復運動させるので、周方向における上記の隙間を可及的に小さくすることができ、または、なくすことができる。また、パラボラアンテナ20を周方向に往復運動させている状態で、音源表示装置10を固定部に沿う方向つまり水平方向、または、音源表示装置10の上下方向つまり鉛直方向、もしくはその両方方向に移動させる。そのため、広範囲を隙間なく探索することができる。さらに、本実施形態では、検出した音波の音圧が最大となったときにおける、水平面に対するパラボラアンテナ20の上下方向の角度いわゆる仰角と、予め設定した基準位置からの左右方向へのパラボラアンテナ20の回転角度と、固定部に対する水平方向や上下方向もしくはその両方方向におけるパラボラアンテナ20の位置情報などとに基づいて、部分放電箇所を特定する。そのため、部分放電箇所の特定の精度を向上することができる。 Therefore, according to the configuration shown in FIG. 9, even if a gap occurs between the search areas corresponding to the parabolic curved surfaces 23, 24, 25, 26, and 27, the parabolic antenna 20 can be moved in the circumferential direction as described above. Since the reciprocating motion is performed, the above-mentioned gap in the circumferential direction can be made as small as possible or eliminated. Further, while the parabolic antenna 20 is reciprocating in the circumferential direction, the sound source display device 10 is moved in the direction along the fixed part, that is, in the horizontal direction, or in the vertical direction, that is, in the vertical direction of the sound source display device 10, or in both directions. let Therefore, a wide area can be searched without gaps. Furthermore, in this embodiment, the vertical angle, so-called elevation angle, of the parabolic antenna 20 with respect to the horizontal plane when the sound pressure of the detected sound wave reaches the maximum, and the vertical angle of the parabolic antenna 20 from a preset reference position to the horizontal direction. The partial discharge location is specified based on the rotation angle and the position information of the parabolic antenna 20 in the horizontal direction, the vertical direction, or both directions with respect to the fixed part. Therefore, the accuracy of identifying partial discharge locations can be improved.

図10は本実施形態に係るパラボラアンテナ20を、周方向に回動可能とした音源表示装置10および駆動手段の他の例を示す模式図である。ここに示す例は、ラックアンドピニオンを用いた駆動手段101によってパラボラアンテナ20を周方向に往復運動させるように構成した例である。図10に示すように、パラボラアンテナ20の裏面にピニオンギヤ106が一体に設けられており、ピニオンギヤ106に噛み合うラック107が音源表示装置10の上下方向に延びて設けられている。ピニオンギヤ106は軸受108を介して回転可能に支持部102に支持されている。ラック107は図示しないモータや流体圧式のアクチュエータなどによって上下方向に移動可能に構成されている。そして、モータの回転角度やアクチュエータの駆動量などを増減することによって上下方向へのラック107の移動量を増減してパラボラアンテナ20を周方向に往復運動させるようになっている。他の構成は図9に示す構成と同様であるため、図9に示す構成と同様の構成については図9と同様の符号を付してその説明を省略する。 FIG. 10 is a schematic diagram showing another example of the sound source display device 10 and drive means in which the parabolic antenna 20 according to the present embodiment can be rotated in the circumferential direction. The example shown here is an example in which the parabolic antenna 20 is configured to reciprocate in the circumferential direction by a driving means 101 using a rack and pinion. As shown in FIG. 10, a pinion gear 106 is integrally provided on the back surface of the parabolic antenna 20, and a rack 107 that meshes with the pinion gear 106 is provided extending in the vertical direction of the sound source display device 10. The pinion gear 106 is rotatably supported by the support portion 102 via a bearing 108. The rack 107 is configured to be movable in the vertical direction by a motor, a hydraulic actuator, or the like (not shown). By increasing or decreasing the rotation angle of the motor or the amount of drive of the actuator, the amount of movement of the rack 107 in the vertical direction is increased or decreased, thereby reciprocating the parabolic antenna 20 in the circumferential direction. Since the other configurations are the same as those shown in FIG. 9, the same components as those shown in FIG. 9 are given the same reference numerals as those in FIG. 9, and the description thereof will be omitted.

図10に示す構成であっても、パラボラアンテナ20を周方向に往復運動させている状態で、音源表示装置10を水平方向に移動させ、または、鉛直方向に移動させ、もしくはその両方方向に移動させることができる。したがって、図10に示す構成であっても、図9に示す構成と同様の作用・効果を得ることができる。 Even in the configuration shown in FIG. 10, while the parabolic antenna 20 is reciprocating in the circumferential direction, the sound source display device 10 is moved horizontally, vertically, or both directions. can be done. Therefore, even with the configuration shown in FIG. 10, the same operation and effect as the configuration shown in FIG. 9 can be obtained.

再び、図1を参照する。各放物曲面23~27は、音波を音源方向に応じて異なる位置に集音する。放物曲面23は、音源から発せられた音波をマイクロフォン31に集音し、放物曲面24は、音源から発せられた音波をマイクロフォン33に集音する。また、放物曲面25は、音源から発せられた音波をマイクロフォン34に集音し、放物曲面26は、音源から発せられた音波をマイクロフォン35に集音し、放物曲面27は、音源から発せられた音波をマイクロフォン32に集音する。 Referring again to FIG. Each of the parabolic curved surfaces 23 to 27 collects sound waves at different positions depending on the direction of the sound source. The parabolic curved surface 23 collects the sound waves emitted from the sound source to the microphone 31, and the parabolic curved surface 24 collects the sound waves emitted from the sound source to the microphone 33. Further, the parabolic curved surface 25 collects the sound waves emitted from the sound source to the microphone 34, the parabolic curved surface 26 collects the sound waves emitted from the sound source to the microphone 35, and the parabolic curved surface 27 collects the sound waves emitted from the sound source to the microphone 34. The emitted sound waves are collected into a microphone 32.

5つのマイクロフォン31~35は、支持板36における反射面22に対向する側に配置される。5つのマイクロフォン31~35は、1つのマイクロフォンを中央に、他のマイクロフォン32~35が、中央のマイクロフォン31を囲むように放物曲面24~27が設けられる位置に対応した位置に配置される。 The five microphones 31 to 35 are arranged on the side of the support plate 36 facing the reflective surface 22. The five microphones 31 to 35 are arranged with one microphone in the center, and the other microphones 32 to 35 are arranged at positions corresponding to the positions where the parabolic curved surfaces 24 to 27 are provided so as to surround the central microphone 31.

図3は、放物曲面23、24、26の集音位置を説明する図である。図3(a)は、周面に設けられた放物曲面24、26の軸を外向きにして中心の放物曲面の軸と交わらないようにしつつ、近いマイクロフォンに集音するように構成された例を示し、図3(b)は、放物曲面24、26の軸を内向きにして中心の放物曲面の軸と交わるようにしつつ、遠いマイクロフォンに集音するように構成された例を示す。 FIG. 3 is a diagram illustrating sound collection positions of the parabolic curved surfaces 23, 24, and 26. In Fig. 3(a), the axes of the parabolic curved surfaces 24 and 26 provided on the circumferential surface are directed outward so that they do not intersect with the axis of the central parabolic curved surface, and the sound is collected into a nearby microphone. Fig. 3(b) shows an example in which the axes of the parabolic curved surfaces 24 and 26 are directed inward so that they intersect with the axis of the central parabolic curved surface, and the sound is collected to a distant microphone. shows.

図4および図5は、音波到来角とマイクロフォン31、33、35で測定される音圧との関係を示すグラフである。図4は、図3(a)のように構成されたパラボラアンテナを用いた場合のグラフを示し、図5は、図3(b)のように構成されたパラボラアンテナを用いた場合のグラフを示す。図4および図5の実験条件は、図3(a)(b)に示した構成の違い以外は全て同じである。 4 and 5 are graphs showing the relationship between the sound wave arrival angle and the sound pressure measured by the microphones 31, 33, and 35. FIG. 4 shows a graph when using a parabolic antenna configured as shown in FIG. 3(a), and FIG. 5 shows a graph when using a parabolic antenna configured as shown in FIG. 3(b). show. The experimental conditions in FIGS. 4 and 5 are all the same except for the differences in the configurations shown in FIGS. 3(a) and 3(b).

図4、5を比較すると、図4よりも図5の方が全体的に測定される音圧が高くなった。この結果から、放物曲面24、26が遠いマイクロフォンに集音するように構成することで、パラボラアンテナの音圧測定の感度が高くなることがわかる。放物曲面の軸を内向きにして放物曲面から焦点までの焦点距離を長くした方が放物曲面24、26を音波が到来する方向に投影した投影面積を大きくすることができる。投影面積が大きくなることで、放物曲面はより多くの音波を集音できるようになり、これにより、パラボラアンテナの音圧測定の感度が高くなったと考えられる。 Comparing FIGS. 4 and 5, the overall measured sound pressure was higher in FIG. 5 than in FIG. 4. From this result, it can be seen that by configuring the parabolic curved surfaces 24 and 26 to collect sound to a distant microphone, the sensitivity of the sound pressure measurement of the parabolic antenna is increased. By making the axis of the parabolic curved surface inward and increasing the focal distance from the parabolic curved surface to the focal point, the projected area of the parabolic curved surfaces 24 and 26 projected in the direction in which the sound waves arrive can be increased. By increasing the projected area, the parabolic curved surface is able to collect more sound waves, which is thought to increase the sensitivity of the parabolic antenna's sound pressure measurement.

このため、本実施形態に係る反射面22の周方向に設けられる放物曲面24~27は、図3(b)に示すように、マイクロフォン32~35のうち、それぞれの放物曲面から離れた位置にあるマイクロフォンに音波を集音する。このように離れた位置のマイクロフォンに音波を集音させることが好ましく、近い位置にマイクロフォンに音波を集音させた場合よりも放物曲面による音圧測定の感度を高めることができる。 Therefore, as shown in FIG. 3(b), the parabolic curved surfaces 24 to 27 provided in the circumferential direction of the reflective surface 22 according to the present embodiment are located far away from the respective parabolic curved surfaces among the microphones 32 to 35. Sound waves are collected into a microphone located at a certain location. It is preferable to have the microphone at a distant position collect sound waves in this manner, and the sensitivity of sound pressure measurement using a parabolic curved surface can be increased more than when the sound wave is collected by a microphone at a close position.

再び、図1を参照する。マイクロフォン31~35は、対応する放物曲面によって集音された音波の音圧を測定し音圧データを演算手段46に出力する。 Referring again to FIG. The microphones 31 to 35 measure the sound pressure of the sound waves collected by the corresponding parabolic curved surfaces and output the sound pressure data to the calculation means 46.

カメラ40は、予め定められた時間間隔で、反射面22が向いた方向の測定対象を撮像し、画像データを生成する。カメラ40は、当該画像データを演算手段46に出力する。カメラ40の倍率、視野の広さ等は、各放物曲面23~27の全探査領域の大きさと、カメラ40によって撮影される測定対象の大きさとが対応した大きさになるように予め定められる。 The camera 40 images the measurement target in the direction toward which the reflective surface 22 faces at predetermined time intervals, and generates image data. The camera 40 outputs the image data to the calculation means 46. The magnification, field of view, etc. of the camera 40 are determined in advance so that the size of the entire exploration area of each parabolic curved surface 23 to 27 corresponds to the size of the measurement target photographed by the camera 40. .

演算手段46は、使用者からの重ね合わせ画像作成の指示を受け付けると、マイクロフォン31~35から取得した音圧情報と、カメラ40から取得した画像データとを用いて、画像データに音圧データを重ね合わせた重ね合わせ画像データを作成する。 Upon receiving an instruction from the user to create a superimposed image, the calculation means 46 adds sound pressure data to the image data using the sound pressure information acquired from the microphones 31 to 35 and the image data acquired from the camera 40. Create superimposed image data.

表示手段42は、例えば、LCDであり、演算手段46で作成された重ね合わせ画像を表示する。入力手段44は、例えば、プッシュスイッチであり、表示手段42の下方に複数設けられている。使用者は、入力手段44を押圧することで、所定の入力信号が演算手段46に入力される。なお、入力手段44は、タッチパネル方式の入力装置であってもよく、この場合には、入力手段44を設けなくてもよい。 The display means 42 is, for example, an LCD, and displays the superimposed image created by the calculation means 46. The input means 44 is, for example, a push switch, and a plurality of input means 44 are provided below the display means 42. By pressing the input means 44, the user inputs a predetermined input signal to the calculation means 46. Note that the input means 44 may be a touch panel type input device, and in this case, the input means 44 may not be provided.

図6は、音源表示装置10の機能ブロック図である。図6を用いて、演算手段46による重ね合わせ画像の作成方法について説明する。演算手段46は、画像処理部48と、格納部49とを有する。画像処理部48は、例えば、CPU等であって、格納部49に格納されたプログラムやデータを用いて、音源表示装置10の動作を制御し、所定の演算を実行する。格納部49は、例えば、更新記録可能なフラッシュメモリ、内蔵あるいはデータ通信端子で接続されたメモリカード等の情報記録媒体およびその読み書き装置である。格納部49には、音源表示装置10が有する種々の機能を実現するためのプログラムや当該プログラム実行中に使用するデータ等が予め格納されている。 FIG. 6 is a functional block diagram of the sound source display device 10. A method for creating a superimposed image by the calculation means 46 will be explained using FIG. 6. The calculation means 46 includes an image processing section 48 and a storage section 49. The image processing unit 48 is, for example, a CPU, and uses programs and data stored in the storage unit 49 to control the operation of the sound source display device 10 and execute predetermined calculations. The storage unit 49 is, for example, an information recording medium such as an update-recordable flash memory, a built-in memory card, or a memory card connected through a data communication terminal, and a read/write device thereof. The storage unit 49 stores in advance programs for realizing various functions of the sound source display device 10, data used during execution of the programs, and the like.

画像処理部48は、使用者からの重ね合わせ画像作成の指示を受け付けると、マイクロフォン31~35から音圧データを取得するとともに、カメラ40から画像データを取得する。画像処理部48は、マイクロフォン31~35から取得した音圧データの強度を算出する。また、画像処理部48は、放物曲面23~27で音源が探索された領域と、取得された画像データにおけるデータ領域とを対応づけるテーブルを格納部49から読み出し、当該テーブルを用いて音圧データが取得された画像データのデータ領域を特定して、当該領域を音圧データの音圧強度に応じて色付ける。例えば、音圧強度が低い場合には薄く色付けし、音圧強度が高い場合には濃く色付けする。このようにして、画像処理部48は、重ね合わせ画像データを作成する。画像処理部48は、作成した重ね合わせ画像データを表示手段42に表示する。なお、放物曲面23~27で音源が探索された領域と画像データにおけるデータ領域とを対応つけるテーブルは、予め格納部49に格納されている。 Upon receiving an instruction to create a superimposed image from the user, the image processing unit 48 acquires sound pressure data from the microphones 31 to 35 and image data from the camera 40. The image processing unit 48 calculates the intensity of the sound pressure data acquired from the microphones 31 to 35. Further, the image processing unit 48 reads out a table that associates the sound source searched areas on the parabolic curved surfaces 23 to 27 with the data areas in the acquired image data from the storage unit 49, and uses the table to calculate the sound pressure. The data area of the image data from which the data was acquired is specified, and the area is colored in accordance with the sound pressure intensity of the sound pressure data. For example, when the sound pressure intensity is low, it is colored lightly, and when the sound pressure intensity is high, it is colored darkly. In this way, the image processing unit 48 creates superimposed image data. The image processing section 48 displays the created superimposed image data on the display means 42. Note that a table for associating regions in which sound sources are searched on the parabolic curved surfaces 23 to 27 with data regions in the image data is stored in the storage unit 49 in advance.

図7は、表示手段42に表示される重ね合わせ画像の一例を示す図である。図7において、音源が探索された領域70~78を点線で示す。領域70は、放物曲面23によって音波が測定される領域であり、領域72は、放物曲面24によって音源が探索される領域であり、領域74は、放物曲面25によって音源が探索される領域であり、領域76は、放物曲面26によって音源が探索される領域であり、領域78は、放物曲面27によって音源が探索される領域である。 FIG. 7 is a diagram showing an example of a superimposed image displayed on the display means 42. In FIG. 7, regions 70 to 78 in which sound sources have been searched are indicated by dotted lines. The region 70 is a region where sound waves are measured by the parabolic curved surface 23, the region 72 is a region where the sound source is searched by the parabolic curved surface 24, and the region 74 is a region where the sound source is searched by the parabolic curved surface 25. The area 76 is an area where a sound source is searched by the parabolic curved surface 26, and the area 78 is an area where a sound source is searched by the parabolic curved surface 27.

例えば、領域78に対応した位置の設備で部分放電が発生したとすると、当該部分放電によって生じた超音波によって領域78に対応した位置の音圧強度が高くなるので、表示手段42に表示される重ね合わせ画像では、領域78が色付けされて示される。したがって、当該重ね合わせ画像を視認した使用者は、色付けされた領域78で部分放電が発生していることを容易に認知でき、当該位置を調査することで絶縁体の劣化部位を検出できる。 For example, if a partial discharge occurs in the equipment at a position corresponding to the area 78, the sound pressure intensity at the position corresponding to the area 78 will increase due to the ultrasonic waves generated by the partial discharge, so that the sound pressure intensity at the position corresponding to the area 78 will be displayed on the display means 42. In the superimposed image, region 78 is shown colored. Therefore, a user who visually recognizes the superimposed image can easily recognize that partial discharge has occurred in the colored region 78, and can detect a deteriorated part of the insulator by investigating the position.

このように、本実施形態に係る音源表示装置10は、5つの放物曲面23~27を有するパラボラアンテナを用いるので、5つの放物曲面23~27に対応した5つの探索領域で、離れた位置の部分放電箇所を探索できる。このため、本実施形態に係る音源表示装置10は、1つの放物曲面で構成されるパラボラアンテナを有し、1つの探索領域でしか部分放電箇所を探索できない従来装置よりも、より広い範囲について音源を効率的に探索できる。なお、本実施形態では、パラボラアンテナ20の反射面22が5つの放物曲面23~27を含む例を示したが、これに限らない。反射面22は放物曲面を複数含んでいればよく、これにより、従来装置よりも効率的に音源を探査できる音源表示装置となる。 In this way, the sound source display device 10 according to the present embodiment uses a parabolic antenna having five parabolic curved surfaces 23 to 27, so that five search areas corresponding to the five parabolic curved surfaces 23 to 27 can be searched at distant locations. You can search for partial discharge locations. Therefore, the sound source display device 10 according to the present embodiment has a parabolic antenna configured with one parabolic curved surface, and can search a wider range than a conventional device that can search for a partial discharge location only in one search area. You can search for sound sources efficiently. In this embodiment, an example was shown in which the reflecting surface 22 of the parabolic antenna 20 includes five parabolic curved surfaces 23 to 27, but the present invention is not limited to this. The reflective surface 22 only needs to include a plurality of parabolic curved surfaces, thereby providing a sound source display device that can search for a sound source more efficiently than conventional devices.

一方、図7に示した重ね合わせ画像には、音源を探査できていない領域を含む。このため、音源表示装置10を鉛直方向または水平方向もしくはその両方方向に移動させることで、パラボラアンテナ20から位置の異なる複数の音圧データを取得するとともに、カメラ40から複数の画像データを取得し、これら複数の音圧情報と複数の画像データとから重ね合わせ画像を作成することが好ましい。 On the other hand, the superimposed image shown in FIG. 7 includes an area where the sound source has not been detected. Therefore, by moving the sound source display device 10 in the vertical direction, horizontal direction, or both directions, a plurality of sound pressure data at different positions can be obtained from the parabolic antenna 20, and a plurality of image data can be obtained from the camera 40. It is preferable to create a superimposed image from these plural pieces of sound pressure information and plural image data.

図8は、複数の音圧データと複数の画像データとから1つの重ね合わせ画像を作成する方法を説明する図である。まず、使用者からの重ね合わせ画像を取得する指示を受け付けると、画像処理部48は、マイクロフォン31~35およびカメラ40から音圧データと画像データとを取得して1つの重ね合わせ画像データ60(1枚目)を作成する。この重ね合わせ画像を示すのが図8(a)である。図8において、点線で示した領域は、放物曲面23~27によって音源が探索された領域を示す。 FIG. 8 is a diagram illustrating a method of creating one superimposed image from a plurality of sound pressure data and a plurality of image data. First, upon receiving an instruction from the user to obtain a superimposed image, the image processing unit 48 obtains sound pressure data and image data from the microphones 31 to 35 and the camera 40, and creates one superimposed image data 60 ( 1st page). FIG. 8(a) shows this superimposed image. In FIG. 8, the area indicated by the dotted line indicates the area where the sound source was searched by the parabolic curved surfaces 23 to 27.

その後、音源表示装置10は予め定められた速度で水平方向に移動される。画像処理部48は、マイクロフォン31~35およびカメラ40から音圧データと画像データを所定の間隔で取得する。この所定間隔は、放物曲面23~27によって音源が探索される領域に隙間が生じない間隔となるように、音源表示装置10の移動速度と、画像データにおける音波が測定できる領域の大きさによって定められる。したがって、音源表示装置10の移動は、音源表示装置10を一定速度で移動させることができる駆動装置を用いて行うことが好ましい。 Thereafter, the sound source display device 10 is moved horizontally at a predetermined speed. The image processing unit 48 acquires sound pressure data and image data from the microphones 31 to 35 and the camera 40 at predetermined intervals. This predetermined interval is determined based on the moving speed of the sound source display device 10 and the size of the area in which the sound waves can be measured in the image data so that there is no gap in the area where the sound source is searched by the parabolic curved surfaces 23 to 27. determined. Therefore, it is preferable to move the sound source display device 10 using a drive device that can move the sound source display device 10 at a constant speed.

画像処理部48は、マイクロフォン31~35およびカメラ40から音圧データと画像データを取得して重ね合わせ画像データ62(2枚目)を作成する。画像処理部48は、例えば、後に取得された画像データのうち、先に取得された画像の一部(例えば、左端部)を参照画像として、先に取得された画像データとパターンマッチングを行うことで、先に作成された重ね合わせ画像における当該参照画像の位置を特定する。画像処理部48は、特定された参照画像の位置で、先に作成された画像データと、後に作成された重ね合わせ画像データを合成する。この合成された重ね合わせ画像を示すのが図8(b)である。 The image processing unit 48 acquires sound pressure data and image data from the microphones 31 to 35 and the camera 40, and creates superimposed image data 62 (second image). For example, the image processing unit 48 may perform pattern matching with the previously acquired image data by using a part (for example, the left end part) of the previously acquired image as a reference image among the later acquired image data. Then, the position of the reference image in the previously created superimposed image is specified. The image processing unit 48 combines the previously created image data and the later created superimposed image data at the position of the specified reference image. FIG. 8(b) shows this synthesized superimposed image.

この操作を、1つの画像データ中に音源が探索されていない領域がなくなるまで繰り返し実施する。図8に示した例では、9つの重ね合わせ画像を合成することで、全ての領域で音源が探索された1つの重ね合わせ画像が取得できる。図8(c)は、9つの重ね合わせ画像を示し、図8(d)は、全ての領域で音源が探索された重ね合わせ画像64を示す。このようにして、全ての領域で音源が探索された重ね合わせ画像を合成できる。なお、図8(d)において、斜線部80は、測定された音圧の強度が高い領域を示す。 This operation is repeated until there is no region in one image data in which no sound source has been searched. In the example shown in FIG. 8, by combining nine superimposed images, one superimposed image in which the sound source has been searched for in all regions can be obtained. FIG. 8(c) shows nine superimposed images, and FIG. 8(d) shows a superimposed image 64 in which sound sources have been searched for in all regions. In this way, superimposed images in which sound sources have been searched for in all regions can be synthesized. Note that in FIG. 8(d), a shaded area 80 indicates a region where the intensity of the measured sound pressure is high.

なお、本実施形態では、水平方向に音源表示装置10を移動させて全ての領域で音源が探索された重ね合わせ画像を作成する例を示したが、これに限らず、音源表示装置10の移動方向は鉛直方向でもよい。本実施形態に係るパラボラアンテナ20では、放物曲面23~27を所定の位置に配置して、音源が探索される領域が鉛直方向および水平方向に重ならないように異ならせている。これにより、音源表示装置10を鉛直方向または水平方向に移動させて複数の音圧データおよび複数の画像データを取得させることで、隙間なく全ての領域において音源が探索された画像データを作成、表示できる装置となる。 In addition, in this embodiment, an example was shown in which the sound source display device 10 is moved in the horizontal direction to create a superimposed image in which the sound source is searched for in all areas, but the present invention is not limited to this. The direction may be vertical. In the parabolic antenna 20 according to this embodiment, the parabolic curved surfaces 23 to 27 are arranged at predetermined positions so that the regions in which the sound source is searched are different from each other so that they do not overlap in the vertical direction and the horizontal direction. As a result, by moving the sound source display device 10 vertically or horizontally to acquire multiple sound pressure data and multiple image data, image data in which the sound source is searched for in all areas without gaps is created and displayed. It becomes a device that can.

また、図8に示した例では、カメラ40で取得される画像データと同じ大きさの画像データを合成する例を示したが、これに限らない。例えば、表示手段42を水平方向に移動させる場合に、さらに画像データおよび音圧データを取得して、全ての領域で音源位置が探査されたパノラマ画像データを合成し、当該パノラマ画像を表示手段42に表示させてもよい。 Furthermore, although the example shown in FIG. 8 shows an example in which image data having the same size as the image data acquired by the camera 40 is combined, the present invention is not limited to this. For example, when moving the display means 42 in the horizontal direction, image data and sound pressure data are further acquired, panoramic image data in which the sound source position has been searched in all areas is synthesized, and the panoramic image is displayed on the display means 42. may be displayed.

また、本実施形態では、5つの放物曲面23~27の音源が探索される領域が鉛直方向および水平方向に重ならないように、5つの放物曲面23~27を配置した例を示したがこれに限らない。5つの放物曲面23~27の音源が探索される領域が水平方向および鉛直方向の少なくとも一方向に重ならず異なる位置になるように、各放物曲面23~27を配置すればよい。また、放物曲面の数は3つ以上5つ以下であることが好ましく、例えば、放物曲面の数が3つの場合には、3つの放物曲面の中心が鉛直上方を基準(0°)として、30°、150°、270°になるように各放物曲面を配置すればよい。 Furthermore, in this embodiment, an example is shown in which the five parabolic curved surfaces 23 to 27 are arranged so that the areas in which the sound sources of the five parabolic curved surfaces 23 to 27 are searched do not overlap in the vertical and horizontal directions. It is not limited to this. Each of the parabolic curved surfaces 23 to 27 may be arranged such that the sound sources of the five parabolic curved surfaces 23 to 27 are searched for at different positions without overlapping in at least one of the horizontal and vertical directions. In addition, the number of parabolic curved surfaces is preferably 3 or more and 5 or less. For example, when the number of parabolic curved surfaces is 3, the centers of the three parabolic curved surfaces are vertically upward (0°). The parabolic curved surfaces may be arranged at angles of 30°, 150°, and 270°.

さらに、5つの放物曲面23~27の音源が探索される領域が鉛直方向および水平方向で隙間が無いように、5つの放物曲面23~27を配置した例を示したがこれに限らない。パラボラアンテナ20を、該パラボラアンテナ20の中心と支持板36の中心と結んだ線を軸として周方向に往復運動させる駆動手段をさらに備え、上記駆動手段によりパラボラアンテナ20を該パラボラアンテナ20の中心と支持板36の中心と結んだ線を軸として周方向に往復運動させながら、水平または鉛直方向に移動させて音源を検知すれば、放物曲面23~27間で音源探索領域の隙間が生じる時もその隙間を埋めつつ音源を探索することができる。その結果、より精緻に音源位置を特定することが出来る。 Further, although an example has been shown in which the five parabolic curved surfaces 23 to 27 are arranged so that the sound sources of the five parabolic curved surfaces 23 to 27 are searched for without gaps in the vertical and horizontal directions, the present invention is not limited to this. . The parabolic antenna 20 is further provided with driving means for reciprocating the parabolic antenna 20 in the circumferential direction about a line connecting the center of the parabolic antenna 20 and the center of the support plate 36, and the driving means moves the parabolic antenna 20 to the center of the parabolic antenna 20. If the sound source is detected by moving it in the horizontal or vertical direction while reciprocating in the circumferential direction about the line connected to the center of the support plate 36, a gap in the sound source search area will be created between the parabolic curved surfaces 23 to 27. You can search for the source of the sound while filling in the gaps. As a result, the sound source position can be specified more precisely.

例えば、パラボラアンテナ20を、毎秒2回程度θ方向(パラボラアンテナ20の中心と支持板36の中心と結んだ線を軸とした周方向)に±4度の往復振動をさせながら、音源表示装置10を水平方向または鉛直方向に移動させて音源を探索する。そして、音圧の最大点が生じた角度の位置にポイントを打つ事で、位置標定を精緻化することができる。なお、本実施形態では、パラボラアンテナ20を周方向に往復運動させることに替えて、パラボラアンテナ20を周方向で一方向に連続して回転させ、あるいは、予め定めた角度ずつ一方向に回転させるように構成してもよい。要は、駆動手段101によってパラボラアンテナ20を周方向に回転させることによって上述した周方向の隙間を減じるように構成されていればよい。 For example, while the parabolic antenna 20 is vibrated back and forth by ±4 degrees in the θ direction (circumferential direction around the line connecting the center of the parabolic antenna 20 and the center of the support plate 36) about twice per second, the sound source display device 10 in the horizontal or vertical direction to search for the sound source. Then, by placing a point at the angular position where the maximum sound pressure occurs, the position can be determined more precisely. In this embodiment, instead of reciprocating the parabolic antenna 20 in the circumferential direction, the parabolic antenna 20 is rotated continuously in one direction in the circumferential direction, or rotated in one direction by a predetermined angle. It may be configured as follows. In short, it is sufficient that the parabolic antenna 20 is rotated in the circumferential direction by the driving means 101 to reduce the circumferential gap described above.

受電設備や変電設備の絶縁体で発生するコロナ放電のような部分放電は、交流電源周期における特定の時間ごとに発生する。このため、マイクロフォンで測定される音圧データを包絡線処理および周波数解析することで算出された周波数スペクトルにおける交流電源周期の整数倍となる周波数成分は、部分放電によるものと考えられる。したがって、当該周波数スペクトルの全強度に対する交流電源周期の整数倍となる周波数成分の強度の和の比率は、周波数スペクトルの全成分強度に対する部分放電成分の比率、すなわち、マイクロフォン31~35で測定された音圧に対する放電成分の寄与率を示す。 Partial discharges such as corona discharges that occur in the insulators of power receiving equipment and substation equipment occur at specific times in the AC power cycle. Therefore, frequency components that are integral multiples of the AC power cycle in the frequency spectrum calculated by envelope processing and frequency analysis of the sound pressure data measured by the microphone are considered to be due to partial discharge. Therefore, the ratio of the sum of the intensities of frequency components that are integral multiples of the AC power cycle to the total intensity of the frequency spectrum is the ratio of the partial discharge component to the intensity of all the components of the frequency spectrum, that is, the ratio of the sum of the intensities of the frequency components that are integral multiples of the AC power cycle It shows the contribution rate of the discharge component to the sound pressure.

画像処理部48は、マイクロフォン31~35で取得される音圧データを包絡線処理および周波数解析(高速フーリエ変換)して、例えば、0~300Hzの範囲の周波数スペクトルを算出する。画像処理部48は、上記周波数スペクトルの全強度に対する電源周波数の整数倍となる周波数成分の強度の和の比率を算出し、当該比率を、重ね合わせ画像における音圧強度が高い領域に併せて表示させてもよい。これにより、使用者は、重ね合わせ画像に示された音圧の高い領域で発生しているのが部分放電なのか、それともリーク音やノイズ音なのか容易に判別できる。 The image processing unit 48 performs envelope processing and frequency analysis (fast Fourier transform) on the sound pressure data acquired by the microphones 31 to 35 to calculate a frequency spectrum in the range of, for example, 0 to 300 Hz. The image processing unit 48 calculates the ratio of the sum of the intensities of frequency components that are integral multiples of the power supply frequency to the total intensity of the frequency spectrum, and displays the ratio together with the area where the sound pressure intensity is high in the superimposed image. You may let them. Thereby, the user can easily determine whether what is occurring in the high sound pressure region shown in the superimposed image is partial discharge, leak sound, or noise sound.

10 音源表示装置
20 パラボラアンテナ
22 反射面
23 放物曲面
24 放物曲面
25 放物曲面
26 放物曲面
27 放物曲面
31 マイクロフォン
32 マイクロフォン
33 マイクロフォン
34 マイクロフォン
35 マイクロフォン
36 支持板
40 カメラ
42 表示手段
44 入力手段
46 演算手段
48 画像処理部
49 格納部
60 画像データ
62 画像データ
64 重ね合わせ画像
70 領域
72 領域
74 領域
76 領域
78 領域
80 斜線部
10 sound source display device 20 parabolic antenna 22 reflective surface 23 parabolic curved surface 24 parabolic curved surface 25 parabolic curved surface 26 parabolic curved surface 27 parabolic curved surface 31 microphone 32 microphone 33 microphone 34 microphone 35 microphone 36 support plate 40 camera 42 display means 44 input Means 46 Calculating means 48 Image processing unit 49 Storage unit 60 Image data 62 Image data 64 Superimposed image 70 Area 72 Area 74 Area 76 Area 78 Area 80 Shaded area

Claims (12)

反射面と、前記反射面に対向して配置された複数のマイクロフォンと、を有し、
前記反射面は、特定の方向にある音源からの音波を特定の位置に集音する複数の放物曲面を含み、
前記複数の放物曲面は、前記特定の方向および前記特定の位置がそれぞれ異なり、
前記複数のマイクロフォンは、前記特定の位置にそれぞれ設けられ、
複数の前記放物曲面は同心円状に配置される、パラボラアンテナ。
comprising a reflective surface and a plurality of microphones arranged opposite to the reflective surface,
The reflecting surface includes a plurality of parabolic curved surfaces that collect sound waves from a sound source in a specific direction at a specific position,
The plurality of parabolic curved surfaces are different in the specific direction and the specific position,
The plurality of microphones are each provided at the specific position,
A parabolic antenna in which the plurality of parabolic curved surfaces are arranged concentrically.
反射面と、前記反射面に対向して配置された複数のマイクロフォンと、を有し、
前記反射面は、特定の方向にある音源からの音波を特定の位置に集音する複数の放物曲面を含み、
前記複数の放物曲面は、前記特定の方向および前記特定の位置がそれぞれ異なり、
前記複数のマイクロフォンは、前記特定の位置にそれぞれ設けられ、
一つの前記反射面の中に、複数の前記放物曲面が配置されている、パラボラアンテナ。
comprising a reflective surface and a plurality of microphones arranged opposite to the reflective surface,
The reflecting surface includes a plurality of parabolic curved surfaces that collect sound waves from a sound source in a specific direction at a specific position,
The plurality of parabolic curved surfaces are different in the specific direction and the specific position,
The plurality of microphones are each provided at the specific position,
A parabolic antenna, wherein a plurality of the parabolic curved surfaces are arranged in one of the reflecting surfaces.
前記反射面は、3つ以上5つ以下の異なる特定の方向の音源からの音波をそれぞれ集音する3つ以上5つ以下の前記放物曲面を含む、請求項1または請求項2に記載のパラボラアンテナ。 The reflective surface includes three to five parabolic curved surfaces that collect sound waves from three to five different sound sources in specific directions, respectively. parabolic antenna. 複数の前記放物曲面は同心円状に配置される、請求項2に記載のパラボラアンテナ。 The parabolic antenna according to claim 2, wherein the plurality of parabolic curved surfaces are arranged concentrically. 前記複数の同心円状に配置される放物曲面のうち周方向に配置される放物曲面は、中心に配置される放物曲面の軸と、周方向に配置される放物曲面の軸とが交わる方向に配置される、請求項1または4に記載のパラボラアンテナ。 Among the plurality of concentrically arranged parabolic curved surfaces, the parabolic curved surface arranged in the circumferential direction is such that the axis of the parabolic curved surface arranged at the center and the axis of the parabolic curved surface arranged in the circumferential direction are The parabolic antenna according to claim 1 or 4, wherein the parabolic antenna is arranged in intersecting directions. 前記複数の同心円状に配置された放物曲面のうち周方向に配置される放物曲面の前記特定の位置は、中心に配置される放物曲面の前記特定の位置よりも遠い側にある、請求項1または4または5に記載のパラボラアンテナ。 The specific position of the parabolic curved surface arranged in the circumferential direction among the plurality of concentrically arranged parabolic curved surfaces is on a side farther from the specific position of the parabolic curved surface arranged at the center, The parabolic antenna according to claim 1 or 4 or 5. 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のパラボラアンテナと、
前記反射面が向いた方向の測定対象を撮影して画像データを作成するカメラと、
前記複数のマイクロフォンによって取得される音圧データと、前記カメラによって生成される画像データとから重ね合わせ画像データを作成する演算手段と、
前記重ね合わせ画像を表示する表示手段と、
を有する、音源表示装置。
A parabolic antenna according to any one of claims 1 to 6,
a camera that creates image data by photographing the measurement target in the direction in which the reflective surface faces;
calculation means for creating superimposed image data from sound pressure data acquired by the plurality of microphones and image data generated by the camera;
Display means for displaying the superimposed image;
A sound source display device having:
前記パラボラアンテナは周方向に回動可能に構成されており、
前記パラボラアンテナを周方向に回動可能にさせる駆動手段をさらに有する、請求項7に記載の音源表示装置。
The parabolic antenna is configured to be rotatable in a circumferential direction,
The sound source display device according to claim 7, further comprising a drive means for making the parabolic antenna rotatable in a circumferential direction.
請求項7に記載された音源表示装置を用いた音源表示方法であって、
前記音源表示装置を鉛直方向または水平方向に移動させることで、前記演算手段は、前記複数のマイクロフォンから複数の音圧データを取得するとともに、前記カメラから複数の画像データを取得し、取得した複数の音圧データと複数の画像データとから重ね合わせ画像を作成し、前記表示手段に表示させる、音源表示方法。
A sound source display method using the sound source display device according to claim 7,
By moving the sound source display device vertically or horizontally, the calculation means acquires a plurality of sound pressure data from the plurality of microphones, and acquires a plurality of image data from the camera, and the acquired plurality of image data. A sound source display method, comprising: creating a superimposed image from sound pressure data and a plurality of image data, and displaying the superimposed image on the display means.
請求項8に記載された音源表示装置を用いた音源表示方法であって、
前記パラボラアンテナを前記駆動手段により周方向に所定の設定角度の範囲内で往復運動させると共に、前記音源表示装置を鉛直方向または水平方向に移動させ、
前記演算手段は、前記複数のマイクロフォンから複数の音圧データを取得するとともに、前記カメラから複数の画像データを取得し、取得した複数の音圧データと複数の画像データとから重ね合わせ画像を作成し、前記表示手段に表示させる、音源表示方法。
A sound source display method using the sound source display device according to claim 8,
reciprocating the parabolic antenna in the circumferential direction within a predetermined set angle range by the driving means, and moving the sound source display device in the vertical or horizontal direction;
The calculation means acquires a plurality of sound pressure data from the plurality of microphones, acquires a plurality of image data from the camera, and creates a superimposed image from the acquired plurality of sound pressure data and the plurality of image data. and displaying the sound source on the display means.
前記演算手段は、取得した複数の音圧データと複数の画像データとからパノラマ画像の重ね合わせ画像を作成する、請求項9または10に記載の音源表示方法。 11. The sound source display method according to claim 9, wherein the calculation means creates a superimposed panoramic image from the plurality of acquired sound pressure data and the plurality of image data. 前記音波は、部分放電によって発生した超音波である、請求項9ないし11のいずれか1項に記載の音源表示方法。 12. The sound source display method according to claim 9, wherein the sound waves are ultrasonic waves generated by partial discharge.
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