JPH0469526A - 信号検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば、工作機械のドリルの切削音の信号
等の検出に好適な信号検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、工作機械のドリルの切削音を監視し、切削状
態をコントロールすることが知られているが、工場のよ
うな各種の雑音が交錯する環境下では、雑音から切削音
の信号のみを単純に抽出することがむずかしく、従来は
信号検出装置にドリルの切削音を精度よく検出するため
に、雑音を除去するためのフィルタを用いて、不要な雑
音を除去し、信号の検出能力を高めるようにしていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の信号検出装置では、検出する信号
と雑音が同じフィルタ周波数通過帯域内に存在する場合
、フィルタによる信号成分の抽出手段では、Ｓ／Ｎを向
上させることができず、信号の検出が困難であるという
課題があった。

この発明は上記従来の課題を解消するためになされたも
ので、Ｓ／Ｎを向上させることができ、雑音成分に混入
された信号を正確に検出することができる信号検出装置
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の信号検出装置は、音響センサの出力に対して
それぞれ周波数通過帯域が異なり、並列に接続された複
数のフィルタと、この複数のフィルタの出力とを乗算す
る乗算器とを設けたものである。

（作　用〕 この発明は音響センサにより検出し、た＊響（８号は複
数個のフィルタに入力されると、この複数個のフィルタ
により、それぞれ異なる周波数通過帯域の音響信号が抽
出され、この出力を乗算器により乗算することにより、
検出すべき伝号以外の雑音し°・ルがイ氏滅さね、Ｓ　
／　Ｎを向１させたｆ３号が出力される。

〔実施例１ 以下、この発明の信号検出装置の実施例に“、）い゛ζ
図面に基づき説明する。第１図はその−・実施例の構成
を示すブロック回である。この第１図において、１ａ〜
・１ｎはそれぞれ音響セ：／４ｊであり、例えば、ア！
、／イマイクロホン等が使用されており、工作機緘のド
リルの切削音を集音するためのものである。

この音響センｇ１　ａ〜１ｎの検出出力は整相回路２で
加遺されるようになっている。この整相回路２の出力に
対し２て、周波数通過帯域の買なる複数のフィルタ３ａ
、３ｂが並列に接続、されている。

これらのフィルタ３ａ、３ｂの出力は乗算器４に入力さ
れるよ・）になっている０乗算器４は、フィルタ３ａ、
３ｂの出力４’？Ｊ号を乗算するもので、その乗算結果
は平均回路５に出力するようになっＣいる。

この平均回路すは所定の時定数で積分することにより平
均化するようになっている。こＯ）１・均回路５の出力
は、整流回路６に入力されるようになっている。

整流回路６は平均回路５の出力を整清し２て、検出回路
７に出力するようになっている。この検出回路７は整流
回路６の出力を受けこ、信号を検出するものであり、例
えば所定の設定基準レベル等と比較し２、そのレベルの
大小に応した信司の有無を判別するような信号検出機能
を有するものである。

次に、この実施例の動作について説明する。音響センサ
１ａ〜１ｎで雑音と同時に４８号、たとえば、１作機械
のドリルの切削音が音響センサ１ａ〜ｉｎで４１！：音
され、その音響が電気信号に変換されて、整相回路２に
入力され、そこで加算される。

この加算結果は周波数通過帯域の異なる。つのフィルタ
３ａ、３ｂに入力される。このフィルタ３ａ、３ｂのＩ
」波数特性は第２図に示されている。

この第２図においζ、３ａがフィルタ３ａの周波数特性
を示し、３ｂはフィルタ３ｂの周波数特性を示している
。

この第２図より明らかなように、フィルタ３ａの周波数
通過帯域はフィルタ３ｂの周波数通過帯域より低い周波
数領域の周波数通過帯域を有しており、例えばフィルタ
３ａはｌ　２．５　ｋｌＬｚを中心とした周波数通過帯
域を有し、フィルタ３ｂは２０ｋｌ（ｚを中心とと２だ
周波数通過帯域を有している。

音響センサｌａ、〜１ｎで検出して整相回路２で加算さ
れた信号が上述のように、フィルタ３ａ３ｂに入力され
るが、音響センサ１ａ〜１ｎとしてアレイマイクｔｊホ
ンを使用した場合の音響センサｌａ、のフィルタ３ｂの
通過後（２０ｋＨｚ通過）の実測波形図は第３図（ａ）
のようになる。

同様にして、音′響センｔ　ｉ　ｂのフィルタ３ａの通
過後（１２，５ｋＨｚ）の実測波形は第３図（ハ）のよ
うになる、このような濾過機能を有するフィルタ３ａ、
３ｂの出力信号を乗算器４に加えて乗算器４で乗算をし
、た後、平均回路５で積分を行う。

ここで、フィルタ３ａの出力をＰ８、フィルタ３ｂの出
力をＰ２とする場合、乗算器４で乗算し、この乗算結果
Ｉ）、・Ｐ２を平均回路５で積分したものを＜　Ｐ　＋
・Ｐ　、　＞　＝　−’＝−５二　Ｐｌ・Ｐ、ｒｌｔ　
となる。

いま、音響センサーａ、ｌｂで集音され、フィルタ３ａ
、３ｂを通した信号、−すなオ）ち、フィルタ３ａ、３
ｂの出力Ｐ＋、Ｐｚの周波数が異なるか、あるいは周波
数通過帯域が異なる連続音である場合、乗算器４でフィ
ルタ３ａの出力Ｐｌ　とフィルタ３ｂの出力Ｐ２との積
分結果は、＜Ｐｌ、Ｐｌ＞＝０となる（Ｍ、Ｊ、Ｃｒｏ
ｃｋｅｒ＋　ＡＪ、Ｐｒ１ｃｅ　：　Ｎｏ１ｓｅ　ａｎ
ｄＮｏｉｓｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　　ＣＲＣ，ＰＲＥＳＳ
）　ａこれに対し、音響センサーａ、１ｔ＋で集音され
る音声がパルス性の衝撃波の場合、乗算器４の出力の積
分値は、＜ＰＩ’Ｐｔ＞≠０であることを利用して、雑
音中に含まれるドリルの接触や切削による音の検出対象
の信号はパルス性の衝撃音であることから、上記のよう
に、フィルタ３ａの出力Ｐ、とフィルタ３ｂの出力Ｐ２
とを乗算することにより、第３図（Ｃ）に示すような衝
撃音の検出信号を乗算器４から出力して、信号の検出能
力を高めることができる。

また、フィルタ３ａ、３ｂの周波数通過帯域が異なる場
合、音響センサｌａ、ｌｂの指向性をそれぞれり、、Ｄ
、とすると、指向性の定義により、最大応答軸以外は一
般にｌＤｉ、ＩＤｚｌ＜１であるから、それらの乗算器
４における乗算結果の出力に対する指向性り、は、１Ｄ
ｓｔ＜ｌ＋Ｉ　、１Ｄｆｆｌ＜ＩＤ２１　となり、本来
の音響センサの指向性に対し、さらに鋭い指向性がつき
、Ｓ／Ｎを向上させることができる。

次に、乗算した結果を平均回路５で積分し、次いで整流
回路６に出力し、この整流回路６で整流した後、検出回
路７で例えば所定の基準レベルと比較する等により、ド
リルの接触音または切削音を検出することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、雑音に含まれたパル
ス性等の信号を音響センサで検出して周波数通過帯域の
異なる複数の並列に配置したフィルタを通して乗算器で
乗算するように構成したので、各種雑音に含まれるパル
ス性の信号をＳ／Ｎを向上させて検出することができる
。

したがって、周囲の雑音の大きい工場のような環境下で
もＳ／Ｎを向上させることができ、ドリル等の工作機の
切削音や接触音の監視用に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の信号検出装置の一実施例の構成を示
すブロック図、第２図は同上実施例におけるフィルタの
周波数特性図、第３図（ａ）および第３図■）は同上実
施例におけるフィルタの出力信号波形図、第３図（Ｃ）
は同上実施例における乗算器の出力信号波形図である。 ｌａ〜１ｎ・・・音響素子、２・・・整相回路、３ａ３
ｂ・・・フィルタ、４・・・乗算器、５・・・平均回路
、６・・整流回路、７・・・検出回路。 に９０ヤご二Σく１妥ミ １１１１０噌＝＼？ｌ／） １１１１０噌ムで込 ＼ｒ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 音響センサの出力に対して複数個並列に配設されそれぞ
   れ異なる周波数通過帯域の信号を出力するフィルタと、
   このフィルタの各出力信号を乗算して所定の信号を出力
   する乗算器とを備えた信号検出装置。