JPH05187913A - Method and device for measuring intensity of vibration - Google Patents
Method and device for measuring intensity of vibrationInfo
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- JPH05187913A JPH05187913A JP19993492A JP19993492A JPH05187913A JP H05187913 A JPH05187913 A JP H05187913A JP 19993492 A JP19993492 A JP 19993492A JP 19993492 A JP19993492 A JP 19993492A JP H05187913 A JPH05187913 A JP H05187913A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、一次元近似法を用いた
振動インテンシティ計測方法及びその装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration intensity measuring method and a device therefor using a one-dimensional approximation method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、振動騒音対策に当たり、振動の発
生源、振動の伝搬経路及び振動の吸収点を検出すること
が重要である。そこで、この振動解析方法としては振動
インテンシティを測定する解析方法がある。この振動イ
ンテンシティの計測方法には、特開平１−１９６５２１
号公報に開示されているように、４つの圧電型加速度ピ
ックアップを設け、互いに直交するＸ軸上の２点とＹ軸
上の２点との振動を測定した後、Ｘ軸方向の振動インテ
ンシティとＹ軸方向の振動インテンシティとを演算し
て、振動インテンシティの大きさと方向とを検出するよ
うにしている。2. Description of the Related Art In recent years, it has been important to detect a vibration source, a vibration propagation path, and a vibration absorption point when taking measures against vibration noise. Therefore, as this vibration analysis method, there is an analysis method for measuring the vibration intensity. This vibration intensity measuring method is disclosed in JP-A-1-196521.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. JP-A-2004-242242, four piezoelectric acceleration pickups are provided, vibrations at two points on the X-axis and two points on the Y-axis which are orthogonal to each other are measured, and then the vibration intensity in the X-axis direction is measured. And the vibration intensity in the Y-axis direction are calculated to detect the magnitude and direction of the vibration intensity.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述した振動インテン
シティ計測方法においては、４つの計測点を４つの圧電
型加速度ピックアップによって測定しているために、各
加速度ピックアップのセンサ特性や測定条件を同一にす
ることが困難であり、各加速度ピックアップ間の測定誤
差が大きいという問題があった。また、Ｘ軸方向とＹ軸
方向とをそれぞれ２点のみ測定していることから、振動
モードが確定せず、測定精度に劣るという問題があっ
た。特に、低周波領域においては振動インテンシティを
求めることができないという問題があり、しかも、どの
程度低い周波数領域になったら振動インテンシィティを
求めることができなくなるのかを明確にできないことか
ら、実用性に乏しいという問題があった。In the vibration intensity measuring method described above, since four measuring points are measured by four piezoelectric type acceleration pickups, the sensor characteristics and the measuring conditions of each acceleration pickup are the same. However, there is a problem that the measurement error between the acceleration pickups is large. Further, since only two points are measured in each of the X-axis direction and the Y-axis direction, there is a problem that the vibration mode cannot be determined and the measurement accuracy is poor. In particular, there is a problem that it is not possible to obtain the vibration intensity in the low frequency region, and it is not possible to clarify how low the frequency region becomes so that the vibration intensity cannot be obtained. There was a problem of being scarce.
【０００４】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、振動インテンシティを高精度で求めることができる
ようにすることを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to obtain the vibration intensity with high accuracy.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１〜３に係る発明が講じた手段は、基準点
の検出振動とレーザドップラ振動計等の非接触の測定手
段による８つの計測点の検出振動に基づいて有限差分一
次元近似法により振動インテンシティを求めるようにし
たものである。In order to achieve the above object, the means taken by the invention according to claims 1 to 3 is a detection vibration of a reference point and a non-contact measuring means such as a laser Doppler vibrometer. The vibration intensity is obtained by the finite difference one-dimensional approximation method based on the detected vibrations at the eight measurement points.
【０００６】具体的に、図１に示すように、請求項１に
係る発明が講じた手段は、先ず、振動体(2) に設定され
た基準点の振動を固定測定手段(3) が検出して基準振動
信号を出力する一方、移動測定手段(4) が上記振動体
(2) の測定箇所におけるＸ軸方向上の近接した４つの計
測点と該Ｘ軸に直交するＹ軸方向上の近接した４つの計
測点とを非接触で順に検出して８点の表面振動信号を出
力する。続いて、上記固定測定手段(3) の基準振動信号
を受けてオートスペクトル演算手段(52)が基準振動信号
のオートスペクトルを演算すると共に、上記固定測定手
段(3) の基準振動信号と移動測定手段(4) の各表面振動
信号とを受けてクロススペクトル演算手段(53)が基準振
動信号と各表面振動信号とのクロススペクトルを演算す
る。その後、上記オートスペクトル演算手段(52)とクロ
ススペクトル演算手段(53)との演算信号を受けてインテ
ンシティ演算手段(63)が上記測定箇所の振動インテンシ
ティの方向を演算出力する構成としている。Specifically, as shown in FIG. 1, in the means implemented by the invention according to claim 1, first, the fixed measuring means (3) detects the vibration of the reference point set on the vibrating body (2). While the reference vibration signal is output, the movement measuring means (4)
(2) At the measurement point, four adjacent measuring points in the X-axis direction and four adjacent measuring points in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis are sequentially detected in a non-contact manner, and eight surface vibrations are detected. Output a signal. Then, receiving the reference vibration signal of the fixed measuring means (3), the auto spectrum calculation means (52) calculates the auto spectrum of the reference vibration signal, and at the same time the reference vibration signal of the fixed measuring means (3) and the moving measurement. Receiving each surface vibration signal of the means (4), the cross spectrum calculation means (53) calculates the cross spectrum of the reference vibration signal and each surface vibration signal. After that, the intensity calculation means (63) receives the calculation signals from the automatic spectrum calculation means (52) and the cross spectrum calculation means (53), and calculates and outputs the direction of the vibration intensity of the measurement point.
【０００７】また、請求項２に係る発明が講じた手段
は、上記請求項１の発明に加えて、１の測定箇所の振動
インテンシティを演算した後、移動測定手段(4) を移動
し、振動体(2) の複数の測定箇所における８点の振動を
検出して、上記オートスペクトル演算手段(52)とクロス
スペクトル演算手段(53)とインテンシティ演算手段(63)
とにより各測定箇所の振動インテンシティの方向を順に
演算出力する構成としている。Further, in addition to the invention of claim 1, the means taken by the invention according to claim 2 is to move the moving measuring means (4) after calculating the vibration intensity at one measuring point, Eight-point vibrations at a plurality of measurement points of the vibrating body (2) are detected, and the auto spectrum calculation means (52), the cross spectrum calculation means (53), and the intensity calculation means (63) are detected.
With, the direction of the vibration intensity at each measurement point is sequentially calculated and output.
【０００８】また、請求項３に係る発明が講じた手段
は、先ず、振動体(2) に設定された基準点の振動を検出
して基準振動信号を出力する固定測定手段(3) と、互い
に直交するＸ軸方向とＹ軸方向とに変位自在に構成さ
れ、上記振動体(2) の測定箇所におけるＸ軸方向上の４
つの計測点とＹ軸方向上の４つの計測点とを非接触で順
に検出して８点の表面振動信号を出力する移動測定手段
(4) とが設けられている。そして、上記固定測定手段
(3) の基準振動信号を受けて基準振動信号のオートスペ
クトルを演算するオートスペクトル演算手段(52)が設け
られている。更に、上記固定測定手段(3) の基準振動信
号と移動測定手段(4) の各表面振動信号とを受けて基準
振動信号と各表面振動信号とのクロススペクトルを演算
するクロススペクトル演算手段(53)が設けられている。
加えて、上記オートスペクトル演算手段(52)とクロスス
ペクトル演算手段(53)との演算信号を受けて上記測定箇
所の振動インテンシティの方向を演算出力するインテン
シティ演算手段(65)が設けられた構成としている。Further, the means taken by the invention according to claim 3 is, first, a fixed measuring means (3) for detecting the vibration of a reference point set on the vibrating body (2) and outputting a reference vibration signal, It is configured to be displaceable in the X-axis direction and the Y-axis direction which are orthogonal to each other, and is arranged in the X-axis direction at the measurement point of the vibrator (2).
Movement measuring means for sequentially detecting one measurement point and four measurement points in the Y-axis direction in a non-contact manner and outputting eight surface vibration signals.
(4) and are provided. And the fixed measuring means
An auto spectrum calculation means (52) for receiving the reference vibration signal of (3) and calculating the auto spectrum of the reference vibration signal is provided. Further, a cross spectrum calculation means (53) for receiving the reference vibration signal of the fixed measuring means (3) and each surface vibration signal of the movement measuring means (4) to calculate a cross spectrum of the reference vibration signal and each surface vibration signal. ) Is provided.
In addition, an intensity calculation means (65) for receiving the calculation signals of the automatic spectrum calculation means (52) and the cross spectrum calculation means (53) and calculating and outputting the direction of the vibration intensity of the measurement location is provided. It is configured.
【０００９】また、請求項４〜６に係る発明が講じた手
段は、基準点の検出振動とレーザドップラ振動計等の非
接触の測定手段による５つ以上の計測点の検出振動に基
づいて最小２乗法を利用して振動インテンシティを求め
るようにしたものである。The means taken by the invention according to claims 4 to 6 is based on the detection vibration of the reference point and the detection vibration of five or more measurement points by the non-contact measurement means such as a laser Doppler vibrometer. The square intensity method is used to obtain the vibration intensity.
【００１０】具体的に、請求項４に係る発明が講じた手
段は、先ず、振動体(2) に設定された基準点の振動を固
定測定手段(3) が検出して基準振動信号を出力する一
方、移動測定手段(4) が上記振動体(2) の測定箇所にお
けるＸ軸方向上の近接した５つ以上の計測点と該Ｘ軸に
直交するＹ軸方向上の近接した５つ以上の計測点とを非
接触で順に検出して複数点の表面振動信号を出力する。
そして、上記固定測定手段(3) の基準振動信号を受けて
オートスペクトル演算手段(52)が基準振動信号のオート
スペクトルを演算すると共に、上記固定測定手段(3) の
基準振動信号と移動測定手段(4) の各表面振動信号とを
受けてクロススペクトル演算手段(53)が基準振動信号と
各表面振動信号とのクロススペクトルを演算する。続い
て、上記オートスペクトル演算手段(52)とクロススペク
トル演算手段(53)との演算信号を定数演算手段(64)が受
けて、該定数演算手段(64)がＸ軸方向とＹ軸方向との振
動振幅の定数を最小２乗法によって算出する。その後、
該定数演算手段(64)の定数信号を受けて、インテンシテ
ィ演算手段(65)が上記測定箇所における振動インテンシ
ティのＸ軸方向成分とＹ軸方向成分とを算出して該振動
インテンシティの方向を演算出力する構成としている。Specifically, in the means taken by the invention according to claim 4, first, the fixed measuring means (3) detects the vibration of the reference point set on the vibrating body (2) and outputs the reference vibration signal. On the other hand, the movement measuring means (4) has five or more measurement points that are close to each other in the X-axis direction at the measurement points of the vibrating body (2) and five or more that are close to each other in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis. Are sequentially detected in a non-contact manner and the surface vibration signals at a plurality of points are output.
Then, receiving the reference vibration signal of the fixed measuring means (3), the auto spectrum calculation means (52) calculates the auto spectrum of the reference vibration signal, and the reference vibration signal and the movement measuring means of the fixed measuring means (3). Upon receiving each surface vibration signal in (4), the cross spectrum calculation means (53) calculates the cross spectrum between the reference vibration signal and each surface vibration signal. Then, the constant calculation means (64) receives the calculation signals of the automatic spectrum calculation means (52) and the cross spectrum calculation means (53), and the constant calculation means (64) moves in the X-axis direction and the Y-axis direction. The constant of the vibration amplitude of is calculated by the least square method. afterwards,
In response to the constant signal of the constant calculating means (64), the intensity calculating means (65) calculates the X-axis direction component and the Y-axis direction component of the vibration intensity at the measurement point to determine the direction of the vibration intensity. Is calculated and output.
【００１１】また、請求項５に係る発明が講じた手段
は、上記請求項４の発明に加えて、１の測定箇所の振動
インテンシティを演算した後、移動測定手段(4) を移動
し、振動体(2) の複数の測定箇所における複数点の振動
を検出して、上記オートスペクトル演算手段(52)とクロ
ススペクトル演算手段(53)と定数算出手段(64)とインテ
ンシティ演算手段(65)とにより各測定箇所の振動インテ
ンシティの方向を順に演算出力する構成としている。In addition to the invention of claim 4, the means taken by the invention according to claim 5 calculates the vibration intensity of one measuring point, and then moves the moving measuring means (4), By detecting vibrations at a plurality of points at a plurality of measurement points of the vibrating body (2), the auto spectrum calculating means (52), the cross spectrum calculating means (53), the constant calculating means (64), and the intensity calculating means (65 ) And the direction of the vibration intensity at each measurement point is sequentially calculated and output.
【００１２】また、請求項６に係る発明が講じた手段
は、先ず、振動体(2) に設定された基準点の振動を検出
して基準振動信号を出力する固定測定手段(3) と、互い
に直交するＸ軸方向とＹ軸方向とに変位自在に構成さ
れ、上記振動体(2) の測定箇所におけるＸ軸方向上の近
接した５つ以上の計測点とＹ軸方向上の近接した５つ以
上の計測点とを非接触で順に検出して表面振動信号を出
力する移動測定手段(4) とが設けられている。そして、
上記固定測定手段(3) の基準振動信号を受けて基準振動
信号のオートスペクトルを演算するオートスペクトル演
算手段(52)と、上記固定測定手段(3) の基準振動信号と
移動測定手段(4) の各表面振動信号とを受けて基準振動
信号と各表面振動信号とのクロススペクトルを演算する
クロススペクトル演算手段(53)とが設けられている。更
に、上記オートスペクトル演算手段(52)とクロススペク
トル演算手段(53)との演算信号を受けて、Ｘ軸方向とＹ
軸方向との振動振幅の定数を最小２乗法によって算出す
る定数演算手段(64)が設けられている。加えて、該定数
演算手段(64)の定数信号を受けて、上記測定箇所におけ
る振動インテンシティのＸ軸方向成分とＹ軸方向成分と
を算出して該振動インテンシティの方向を演算出力する
インテンシティ演算手段(65)が設けられた構成としてい
る。Further, the means taken by the invention according to claim 6 is, first, a fixed measuring means (3) for detecting a vibration of a reference point set on the vibrating body (2) and outputting a reference vibration signal, It is configured to be displaceable in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other, and five or more measurement points close to each other in the X-axis direction at the measurement points of the vibrating body (2) and five close to each other in the Y-axis direction. There is provided a movement measuring means (4) for sequentially detecting one or more measurement points without contact and outputting a surface vibration signal. And
Auto spectrum calculation means (52) for receiving the reference vibration signal of the fixed measuring means (3) and calculating the auto spectrum of the reference vibration signal, and the reference vibration signal and moving measuring means (4) of the fixed measuring means (3) Cross spectrum calculation means (53) for calculating a cross spectrum of the reference vibration signal and each surface vibration signal in response to each surface vibration signal. Further, in response to the calculation signals of the auto spectrum calculation means (52) and the cross spectrum calculation means (53), the X-axis direction and the Y-axis direction
A constant calculating means (64) for calculating the constant of the vibration amplitude with respect to the axial direction by the least square method is provided. In addition, an intensifier that receives the constant signal of the constant calculating means (64), calculates the X-axis direction component and the Y-axis direction component of the vibration intensity at the measurement point, and calculates and outputs the direction of the vibration intensity. The city computing means (65) is provided.
【００１３】[0013]
【作用】上記の構成により、請求項１に係る発明では、
先ず、空気調和装置の室外ユニットの外板等の振動体
(2) に対して、固定測定手段(3) を予め設定した任意の
基準点に取付ける一方、移動測定手段(4) 、例えば、レ
ーザドップラ振動計(4) を振動体(2) に近接配置する。With the above structure, in the invention according to claim 1,
First, the vibrating body such as the outer plate of the outdoor unit of the air conditioner.
For (2), the fixed measuring means (3) is attached to an arbitrary reference point set in advance, while the moving measuring means (4), for example, the laser Doppler vibrometer (4) is placed close to the vibrating body (2). To do.
【００１４】この状態において、固定測定手段(3) が基
準点の振動を測定して基準振動信号がオートスペクトル
演算手段(52)に入力される。一方、上記レーザドップラ
振動計(4) は、各計測点に対して位置を制御して、該各
計測点の振動を検出し、表面振動信号がクロススペクト
ル演算手段(53)に入力される。そして、上記オートスペ
クトル演算手段(52)は、基準振動信号のオートスペクト
ルを演算する一方、上記クロススペクトル演算手段(53)
は基準振動信号と表面振動信号とのクロススペクトルを
演算してそれぞれ演算信号を出力することになる。In this state, the fixed measuring means (3) measures the vibration at the reference point and the reference vibration signal is input to the automatic spectrum calculating means (52). On the other hand, the laser Doppler vibrometer (4) controls the position at each measurement point to detect the vibration at each measurement point, and the surface vibration signal is input to the cross spectrum calculation means (53). Then, the auto spectrum calculation means (52), while calculating the auto spectrum of the reference vibration signal, the cross spectrum calculation means (53)
Will calculate the cross spectrum of the reference vibration signal and the surface vibration signal and output the respective calculation signals.
【００１５】続いて、上記オートスペクトルとクロスス
ペクトルとの演算信号をインテンシティ演算手段(63)が
受けて、所定の演算式に基づいて振動インテンシティの
方向を演算して出力することになる。その後、１つの測
定箇所の振動インテンシティを求め終わると、その振動
インテンシティの方向に基づいて振動体(2) の次の測定
箇所にレーザドップラ振動計(4) を移動する。そして、
上述した計測動作を行い、８点の計測点の表面振動信号
を検出してこの測定箇所の振動インテンシティを求め
る。この計測動作を順に振動体(2) の各測定箇所で行
い、該振動体(2) 全体の振動インテンシティを求めて加
振点、伝搬経路及び吸振点を求めることになる。Subsequently, the intensity calculation means (63) receives the calculation signals of the auto spectrum and the cross spectrum, calculates the direction of the vibration intensity based on a predetermined calculation formula, and outputs it. After that, when the vibration intensity of one measurement point is obtained, the laser Doppler vibrometer (4) is moved to the next measurement point of the vibrating body (2) based on the direction of the vibration intensity. And
The above-described measurement operation is performed to detect the surface vibration signals at the eight measurement points to obtain the vibration intensity at this measurement point. This measurement operation is sequentially performed at each measurement point of the vibrating body (2), and the vibration intensity of the whole vibrating body (2) is obtained to obtain the excitation point, the propagation path, and the vibration absorption point.
【００１６】また、請求項４〜６に係る発明によれば、
先ず、上記請求項１〜３の発明と同様に、固定測定手段
(3) が基準点の振動を測定して基準振動信号がオートス
ペクトル演算手段(52)に入力される。一方、上記移動測
定手段(4) がＸ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ５点以上
の計測点に対応して変位させ、各計測点の振動を検出し
て表面振動信号がクロススペクトル演算手段(53)に入力
される。そして、上記オートスペクトル演算手段(52)及
びクロススペクトル演算手段(53)の演算信号を定数演算
手段(64)が受けて、各計測点のオートスペクトルとクロ
ススペクトルとに基づいて最小２乗法によって振動振幅
の定数C1, C2, C3, C4を算出する。According to the invention of claims 4 to 6,
First, as in the inventions of claims 1 to 3, fixed measuring means
(3) measures the vibration at the reference point, and the reference vibration signal is input to the automatic spectrum calculation means (52). On the other hand, the movement measuring means (4) is displaced in the X-axis direction and the Y-axis direction respectively corresponding to five or more measurement points, the vibration at each measurement point is detected, and the surface vibration signal is cross spectrum calculation means. Input to (53). Then, the constant calculation means (64) receives the calculation signals of the auto spectrum calculation means (52) and the cross spectrum calculation means (53), and vibrates by the least square method based on the auto spectrum and cross spectrum of each measurement point. Calculate the amplitude constants C1, C2, C3, C4.
【００１７】続いて、上記定数演算手段(64)の定数信号
をインテンシティ演算手段(65)が受けて、測定箇所にお
けるＸ軸方向とＹ軸方向との振動インテンシティを算出
し、振動インテンシティの方向を演算して出力すること
になる。その後、１つの測定箇所Ｓの振動インテンシテ
ィの方向を求め終わると、その振動インテンシティの方
向に基づいて振動体(2) の次の測定箇所Ｓに移動測定手
段(4) を移動する。そして、上述した計測動作を行い、
各計測点の表面振動信号を利用し、最小２乗法に基づい
て順次振動体(2) 全体の振動インテンシティの方向を求
めることになる。Next, the intensity calculation means (65) receives the constant signal of the constant calculation means (64), calculates the vibration intensity in the X-axis direction and the Y-axis direction at the measurement point, and the vibration intensity is calculated. The direction of is calculated and output. After that, when the direction of the vibration intensity of one measurement point S is obtained, the movement measuring means (4) is moved to the next measurement point S of the vibrating body (2) based on the direction of the vibration intensity. Then, the measurement operation described above is performed,
Using the surface vibration signal at each measurement point, the direction of the vibration intensity of the entire vibrating body (2) is sequentially obtained based on the least square method.
【００１８】[0018]
【発明の効果】従って、請求項１〜３に係る発明によれ
ば、測定箇所におけるＸ軸方向とＹ軸方向との各４つの
計測点の振動を非接触で１つの移動測定手段(4) により
検出すると共に、基準点の振動を検出して有限差分一次
元近似法により振動インテンシティと求めるようにして
いたために、センサ等の特性や測定条件の相違による誤
差が生じることがないので、振動インテンシティと精度
よく測定することができる。特に、１つのレーザドップ
ラ振動計等の非接触の移動測定手段(4) で検出するの
で、計測点の振動を高精度で検出することができる。ま
た、上記基準点の基準振動信号を用いているので、各計
測点の表面振動信号における位相誤差等の特性がキャン
セルされることから、測定精度の向上を図ることができ
る。更に、４つの計測点の表面振動信号より求める有限
差分一次元近似法を適用していることから、振動モード
を正確に確定することができ、低周波数の振動に対して
も高精度の振動インテンシティを演算することができる
ので、実用性のある測定を行うことができる。Therefore, according to the inventions according to claims 1 to 3, one movement measuring means (4) is used for contactlessly measuring the vibration of each of the four measurement points in the X-axis direction and the Y-axis direction at the measurement location. The vibration intensity at the reference point is detected and the vibration intensity is calculated by the finite difference one-dimensional approximation method.Therefore, there is no error due to the difference in the characteristics of the sensor or the measurement conditions. Intensity and accuracy can be measured. In particular, since it is detected by the non-contact movement measuring means (4) such as one laser Doppler vibrometer, the vibration at the measuring point can be detected with high accuracy. Further, since the reference vibration signal at the reference point is used, characteristics such as phase error in the surface vibration signal at each measurement point are canceled, so that the measurement accuracy can be improved. Furthermore, since the finite difference one-dimensional approximation method obtained from the surface vibration signals at the four measurement points is applied, the vibration mode can be accurately determined, and the vibration intensity of the high precision vibration Since the city can be calculated, a practical measurement can be performed.
【００１９】また、請求項４〜６に係る発明によれば、
上記請求項１〜３の発明と同様に非接触の移動測定手段
(4) で検出するので、計測点の振動を高精度で検出する
ことができると共に、基準点の基準振動信号を用いてい
るので、各計測点の表面振動信号における位相誤差等の
特性がキャンセルすることができる一方、振動振幅の定
数を最小２乗法によって算出するようにしているので、
実測上で混入する誤差を確実に除去することができるこ
とから、計測の信頼性を著しく向上させることができ、
振動インテンシティ計測の実用化を図ることができる。According to the inventions of claims 4 to 6,
Non-contact movement measuring means as in the inventions of claims 1 to 3
Since it is detected in (4), it is possible to detect the vibration at the measurement point with high accuracy, and because the reference vibration signal at the reference point is used, characteristics such as phase error in the surface vibration signal at each measurement point are canceled. On the other hand, since the constant of the vibration amplitude is calculated by the least square method,
Since it is possible to reliably remove errors that are mixed in during actual measurement, it is possible to significantly improve the reliability of measurement.
Practical application of vibration intensity measurement can be achieved.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図２に示すように、 (1)は、請求項１〜３
の発明に係る振動インテンシティ計測装置であって、例
えば、振動体(2) である空気調和装置の室外ユニットの
外板における振動インテンシティを測定して外板を伝搬
する振動の発生源を検出するためのものである。該振動
インテンシティ計測装置(1) は、１つの加速度センサ
(3) と、１つのレーザドップラ振動計(4) と、２チャン
ネルの高速フーリエ変換周波数分析器であるＦＦＴ(Fas
t Fourier Transform)(5) と、パソコン等の電子計算機
(6) とを備えて構成されている。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 2, (1) is defined in claims 1 to 3.
In the vibration intensity measuring device according to the invention, for example, the vibration intensity in the outer plate of the outdoor unit of the air conditioner that is the vibrating body (2) is measured to detect the source of vibration propagating in the outer plate. It is for doing. The vibration intensity measuring device (1) has one acceleration sensor.
(3), one laser Doppler vibrometer (4), and two-channel FFT (FasFas)
t Fourier Transform) (5) and an electronic computer such as a personal computer
(6) and is comprised.
【００２１】該加速度センサ(3) は、圧電センサ等で構
成された固定測定手段であって、振動体(2) に取付けら
れて、予め設定された基準点の振動を検出するように構
成されており、測定しようとする振動周波数においてＳ
／Ｎ比が高く、且つレベルの高い高精度の信号を出力す
るもので構成されている。上記レーザドップラ振動計
(4) は、振動計本体(41)と光学系(42)とを備え、該光学
系(42)が三次元方向に変位調整自在な調整支持台(7) に
設置されて移動測定手段を構成している。The acceleration sensor (3) is a fixed measuring means composed of a piezoelectric sensor or the like, is attached to the vibrating body (2), and is configured to detect vibration at a preset reference point. And S at the vibration frequency to be measured.
It is configured to output a high-precision signal having a high / N ratio and a high level. Laser Doppler vibrometer above
Reference numeral (4) includes a vibrometer body (41) and an optical system (42), and the optical system (42) is installed on an adjustment support base (7) which is capable of displacement adjustment in three-dimensional directions to provide movement measuring means. I am configuring.
【００２２】該調整支持台(7) は、光学系(42)を振動体
(2) に対して所定距離を存して平行移動させるもので、
例えば、図３に示すように、３軸直交ロボットで構成さ
れており、基台(71)上に第１変位部材(72)が左右方向
（Ｘ軸方向）にスライド自在に設けられると共に、該第
１変位部材(72)に第２変位部材(73)が上下方向に（Ｙ軸
方向）にスライド自在に設けられ、該第２変位部材(73)
に第３変位部材(74)が前後方向（Ｚ軸方向）にスライド
自在に設けられて構成されている。そして、該各変位部
材(72 〜 74)は、図示しないが、パルスモータによって
作動するようになっている。このパルスモータを用いた
ところは、測定時において光学系(42)が振動しないよう
にするためであり、サーボモータを用いてもよい。但
し、該サーボモータを用いる場合、光学系(42)を移動さ
せた後の停止は、サーボ制御によるのではなく、電源を
遮断するような無励磁作動型の保持ブレーキ機構とする
必要がある。The adjustment support base (7) includes an optical system (42) as a vibrating body.
(2) is a parallel translation with a predetermined distance,
For example, as shown in FIG. 3, it is composed of a three-axis orthogonal robot, and a first displacement member (72) is provided on a base (71) slidably in the left-right direction (X-axis direction), and A second displacement member (73) is provided on the first displacement member (72) so as to be vertically slidable (Y-axis direction), and the second displacement member (73) is provided.
The third displacement member (74) is slidably provided in the front-rear direction (Z-axis direction). Each displacement member (72 to 74) is operated by a pulse motor (not shown). The reason why the pulse motor is used is to prevent the optical system (42) from vibrating during measurement, and a servo motor may be used. However, when the servomotor is used, the stop after moving the optical system (42) needs to be performed by a non-excitation actuated holding brake mechanism that shuts off the power supply, not by servo control.
【００２３】また、上記レーザドップラ振動計(4) は、
振動体(2) に対して、該レーザドップラ振動計(4) を移
動して複数の測定箇所Ｓの振動を検出しており、各測定
箇所Ｓにおいては、図４に示すように、第１変位部材(7
2)と第２変位部材(73)をスライドして、Ｘ軸方向上にお
ける近接した４つの計測点１〜４の振動を検出すると共
に、Ｙ軸方向上における近接した４つの計測点５〜８の
振動を検出している。そして、上記各軸上の計測点１〜
８の間隔Δは、等間隔に設定されており、８つの計測点
の振動１〜８を１つのレーザドップラ振動計(4) で検出
するようにしている。Further, the laser Doppler vibrometer (4) is
The laser Doppler vibrometer (4) is moved with respect to the vibrating body (2) to detect vibrations at a plurality of measurement points S. At each measurement point S, as shown in FIG. Displacement member (7
2) and the second displacement member (73) are slid to detect vibrations of four measurement points 1 to 4 which are close to each other in the X-axis direction, and four measurement points 5 to 8 which are close to each other in the Y-axis direction. Vibration is detected. And, the measurement points 1 to 1 on each of the above axes
The intervals Δ of 8 are set to be equal, and the vibrations 1 to 8 at the eight measurement points are detected by one laser Doppler vibrometer (4).
【００２４】また、上記ＦＦＴ(5) には、加速度センサ
(3) の制御出力部(51)と、オートスペクトル演算部(52)
と、クロススペクトル演算部(53)とが構成されており、
該制御出力部(51)は上記加速度センサ(3) に増幅器(31)
を介してパワー信号を出力するように構成されている。
上記オートスペクトル演算部(52)は、加速度センサ(3)
が検出した基準点の振動の基準振動信号を受けて、該基
準振動信号のオートスペクトルを演算して演算信号を出
力するオートスペクトル演算手段を構成している。一
方、上記クロススペクトル演算部(53)は、加速度センサ
(3) の基準振動信号と、レーザドップラ振動計(4) が検
出した測定箇所Ｓにおける８つの計測点１〜８の表面振
動信号とを受けて、基準振動信号と各表面振動信号との
クロススペクトルを演算して演算信号を出力するクロス
スペクトル演算手段を構成している。Further, the FFT (5) includes an acceleration sensor
Control output part (51) of (3) and auto spectrum calculation part (52)
And a cross spectrum calculation unit (53) are configured,
The control output section (51) includes an amplifier (31) in addition to the acceleration sensor (3).
Is configured to output a power signal via.
The auto spectrum calculation unit (52) is an acceleration sensor (3).
The automatic spectrum calculating means receives the reference vibration signal of the vibration of the reference point detected by, calculates the automatic spectrum of the reference vibration signal, and outputs the calculation signal. On the other hand, the cross spectrum calculation unit (53) is an acceleration sensor.
By receiving the reference vibration signal of (3) and the surface vibration signals of the eight measurement points 1 to 8 at the measurement point S detected by the laser Doppler vibrometer (4), the reference vibration signal and each surface vibration signal are crossed. A cross spectrum calculation means for calculating a spectrum and outputting a calculation signal is configured.
【００２５】上記電子計算機(6) には、位置制御部(61)
と、レーザ制御部(62)と、インテンシティ演算部(63)と
が構成されている。該位置制御部(61)は、各計測点１〜
８にレーザが照射されるようにモータ制御回路(43)を介
して上記調整支持台(7) のパルスモータを制御するもの
であり、レーザ制御部(62)は、振動計本体(41)から出力
されるレーザ感度信号等を受信して上記振動計本体(41)
を制御するようになっている。また、上記インテンシテ
ィ演算部(63)は、オートスペクトル演算部(52)が演算し
たオートスペクトルと、クロススペクトル演算部(53)が
演算したクロススペクトルとを受けて、有限差分一次元
近似法によって振動インテンシティＷを演算出力するイ
ンテンシティ演算手段を構成している。つまり、上記基
準振動信号を用いることにより、各計測点１〜８の各表
面振動信号における位相誤差等をキャンセルするように
している。The electronic computer (6) includes a position controller (61).
A laser control section (62) and an intensity calculation section (63). The position control unit (61) measures each measurement point 1 to
8 is to control the pulse motor of the adjustment support base (7) via the motor control circuit (43) so that the laser is irradiated to the laser control unit (62) from the vibrometer body (41). The vibrometer body (41) receives the output laser sensitivity signal, etc.
To control. Further, the intensity calculation unit (63) receives the auto spectrum calculated by the auto spectrum calculation unit (52) and the cross spectrum calculated by the cross spectrum calculation unit (53), and uses the finite difference one-dimensional approximation method. Intensity calculation means for calculating and outputting the vibration intensity W is configured. That is, by using the reference vibration signal, the phase error or the like in each surface vibration signal at each measurement point 1 to 8 is canceled.
【００２６】具体的に、上記振動インテンシティＷの演
算式を示すと、図４に示す８つの計測点１〜８における
基準振動信号のオートスペクトルをＧaa1(f)〜Ｇaa8(f)
とし、基準振動信号と表面振動信号とのクロススペクト
ルをＧab1(f)〜Ｇab8(f)とする。また、計測点１〜８の
距離をΔとし、演算する周波数をｆとし、振動体(2)の
曲げ剛性をＢとする。ここで、曲げ剛性Ｂは、振動体
(2) によって定まるものであるが、定数であり、振動イ
ンテンシティＷの方向に対して、実際の計測においては
適当な値で差支えないものである。尚、上記クロススペ
クトルＧab1(f)〜Ｇab8(f)は、複素数であるので、実数
部をRe、虚数部をImで示す。そこで、上記振動インテン
シティＷのＸ軸方向成分Ｗx(f)は、次式に示すように、More specifically, the calculation formula of the vibration intensity W is shown below. The automatic spectrum of the reference vibration signal at the eight measurement points 1 to 8 shown in FIG. 4 is represented by Gaa1 (f) to Gaa8 (f).
And the cross spectra of the reference vibration signal and the surface vibration signal are Gab1 (f) to Gab8 (f). Further, the distance between the measurement points 1 to 8 is Δ, the frequency to be calculated is f, and the bending rigidity of the vibrating body (2) is B. Here, the bending stiffness B is the vibration body.
Although it is determined by (2), it is a constant and can be an appropriate value in the actual measurement with respect to the direction of the vibration intensity W. Since the cross spectra Gab1 (f) to Gab8 (f) are complex numbers, the real part is represented by Re and the imaginary part is represented by Im. Therefore, the X-axis direction component Wx (f) of the vibration intensity W is given by the following equation:
【数１】 となり、また、振動インテンシティＷのＹ軸方向成分Ｗ
y(f)は、次式に示すように、[Equation 1] And the component W of the vibration intensity W in the Y-axis direction
y (f) is given by
【数２】 となる。[Equation 2] Becomes
【００２７】そして、振動インテンシティＷのベクトル
の大きさ｜W(f)｜は、次式に示すように、Then, the magnitude | W (f) | of the vector of the vibration intensity W is given by the following equation.
【数３】 となり、また、振動インテンシティＷのベクトルの方向
α(f) は、次式に示すように、[Equation 3] And the vector direction α (f) of the vibration intensity W is given by the following equation:
【数４】 となる。[Equation 4] Becomes
【００２８】一方、上記各式(1) 〜 (4)において、Ｘ軸
方向成分Ｗx(f)及びＹ軸方向成分Ｗy(f)は、上記表面振
動信号として振動速度信号を用いた場合、次式に示す通
りである。On the other hand, in the above equations (1) to (4), the X-axis direction component Wx (f) and the Y-axis direction component Wy (f) are as follows when the vibration velocity signal is used as the surface vibration signal. It is as shown in the formula.
【数５】 [Equation 5]
【数６】 ここで、２個の計測点をｉ，ｊとすると、上記式(5),
(6)における右辺の括弧内の各項のImＧij(f) は、次式
に示すように、[Equation 6] Here, assuming that the two measurement points are i and j, the above equation (5),
ImGij (f) of each term in parentheses on the right side in (6) is as shown in the following equation.
【数７】 となる。また、上記式(5), (6)の右辺のMGaa(f) は、次
式に示すように、[Equation 7] Becomes Further, MGaa (f) on the right side of the above equations (5) and (6) is, as shown in the following equation,
【数８】 となる。つまり、上記インテンシティ演算部(63)は、上
記式(1),……,(8)に基づいて振動インテンシティＷの方
向α(f) を演算している。[Equation 8] Becomes That is, the intensity calculation unit (63) calculates the direction α (f) of the vibration intensity W based on the equations (1), ..., (8).
【００２９】次に、上記振動インテンシティ計測装置
(1) による請求項１及び２に係る発明の振動インテンシ
ティ測定方法について説明する。先ず、室外ユニットの
外板等の振動体(2) に対して、加速度センサ(3) を予め
設定した任意の基準点に取付ける一方、レーザドップラ
振動計(4) を近接配置する。Next, the above vibration intensity measuring device
The vibration intensity measuring method of the invention according to claims 1 and 2 according to (1) will be described. First, the acceleration sensor (3) is attached to an arbitrary reference point set in advance with respect to the vibrating body (2) such as the outer plate of the outdoor unit, while the laser Doppler vibrometer (4) is arranged in proximity.
【００３０】この状態において、加速度センサ(3) が基
準点の振動を測定して基準振動信号がＦＦＴ(5) のオー
トスペクトル演算部(52)に入力される。一方、上記レー
ザドップラ振動計(4) は、位置制御部(61)からの位置信
号をモータ制御回路(43)を介して受けて、光学系(42)を
計測点１〜８に対応して変位させ、各計測点１〜８の振
動を検出する。つまり、図４に示すように、計測点１〜
８の符号順に停止検出、移動、停止検出、移動を順に繰
り返し、各計測点１〜８の振動を検出して、振動計本体
(41)より表面振動信号がＦＦＴ(5) のクロススペクトル
演算部(53)に入力される。In this state, the acceleration sensor (3) measures the vibration at the reference point and the reference vibration signal is input to the automatic spectrum calculation unit (52) of the FFT (5). On the other hand, the laser Doppler vibrometer (4) receives the position signal from the position control section (61) via the motor control circuit (43) and causes the optical system (42) to correspond to the measurement points 1 to 8. The displacement is detected, and the vibration at each measurement point 1 to 8 is detected. That is, as shown in FIG.
Stop detection, movement, stop detection, and movement are repeated in order of the code 8 to detect the vibration at each measurement point 1 to 8, and the vibrometer main body is detected.
From (41), the surface vibration signal is input to the cross spectrum calculation section (53) of the FFT (5).
【００３１】そして、上記オートスペクトル演算部(52)
は、基準振動信号のオートスペクトルを演算する一方、
上記クロススペクトル演算部(53)は基準振動信号と表面
振動信号とのクロススペクトルを演算してそれぞれ演算
信号を電子計算機(6) に出力する。続いて、上記オート
スペクトルとクロススペクトルとの演算信号をインテン
シティ演算部(63)が受けて、上記式(1) 〜 (8)に基づい
て振動インテンシティＷの方向α(f) を演算して出力す
ることになる。その後、１つの測定箇所Ｓの振動インテ
ンシティＷの方向α(f) を求め終わると、その振動イン
テンシティＷの方向α(f) に基づいて振動体(2) の次の
測定箇所Ｓにレーザドップラ振動計(4) の光学系(42)を
移動する。そして、上述した計測動作を行い、８点の計
測点１〜８の表面振動信号を出力してこの測定箇所Ｓの
振動インテンシティＷの方向α(f) を求める。この計測
動作を順に振動体(2) の各測定箇所Ｓで行い、該振動体
(2) 全体の振動インテンシティＷの方向α(f) を求め、
例えば、ディスプレー等に表示して加振点、伝搬経路及
び吸振点を求めることになる。Then, the automatic spectrum calculation unit (52)
Calculates the auto spectrum of the reference vibration signal,
The cross spectrum calculation unit (53) calculates the cross spectrum of the reference vibration signal and the surface vibration signal, and outputs each calculation signal to the electronic computer (6). Then, the intensity calculation unit (63) receives the calculation signal of the auto spectrum and the cross spectrum, and calculates the direction α (f) of the vibration intensity W based on the above equations (1) to (8). Will be output. After that, when the direction α (f) of the vibration intensity W at one measurement point S has been obtained, the laser is applied to the next measurement point S of the vibrating body (2) based on the direction α (f) of the vibration intensity W. Move the optical system (42) of the Doppler vibrometer (4). Then, the above-described measurement operation is performed, and the surface vibration signals of the eight measurement points 1 to 8 are output to obtain the direction α (f) of the vibration intensity W of this measurement point S. This measurement operation is sequentially performed at each measurement point S of the vibrating body (2),
(2) Obtain the direction α (f) of the overall vibration intensity W,
For example, the excitation point, the propagation path, and the absorption point are displayed on a display or the like.
【００３２】そこで、図５及び図６は、請求項１〜３に
係る発明による計測結果を示しており、図５は数値シミ
ュレーションの結果を示し、図６は実測結果を示してい
る。この計測においては、板厚０．８mmの薄鋼板の振動
体(2) を用い、この振動体(2) の４辺に制振ゴムを配置
し、鋼枠で挟持してボルト固定し、加振点○より振動を
与える一方、吸振点◎を設定している。そして、解析す
る振動周波数を３８〜６８Hzとしている。Therefore, FIGS. 5 and 6 show the measurement results by the invention according to claims 1 to 3, FIG. 5 shows the result of the numerical simulation, and FIG. 6 shows the measurement result. In this measurement, a vibrating body (2) made of a thin steel plate with a plate thickness of 0.8 mm was used, damping rubber was placed on four sides of this vibrating body (2), and it was clamped by a steel frame and fixed with bolts. Vibration is applied from the vibration point ○ while the vibration absorption point ◎ is set. The vibration frequency to be analyzed is 38 to 68 Hz.
【００３３】本発明による有限差分一次元近似法による
数値シミュレーション結果及び実測結果の何れにおいて
も、振動インテンシティＷの方向は、加振点○より吸振
点◎及び周囲の制振ゴムの方向に向いており、高精度で
振動インテンシティＷが求められていることがわかる。
尚、図６における振動インテンシティＷの乱れは、測定
時の加振力と振動速度とのコヒーレンスの大幅な低下に
起因しており、これは、計測点１〜８から光学系(42)ま
での距離と共振器までの関係で、レーザ感度が低下する
というレーザドップラ振動計(4) の特性によるものと考
えられる。In both the numerical simulation result and the actual measurement result by the finite difference one-dimensional approximation method according to the present invention, the direction of the vibration intensity W is from the vibration point ◯ toward the vibration absorption point ◎ and the surrounding vibration damping rubber. Therefore, it can be seen that the vibration intensity W is required with high accuracy.
The disturbance of the vibration intensity W in FIG. 6 is caused by a large decrease in the coherence between the excitation force and the vibration velocity at the time of measurement, which is from the measurement points 1 to 8 to the optical system (42). It is considered that this is due to the characteristic of the laser Doppler vibrometer (4) that the laser sensitivity decreases due to the relationship between the distance and the resonator.
【００３４】一方、図７及び図８は、従来の２点計測で
あるクロススペクトル法による数値シミュレーションと
実測結果を示している。この従来法によれば、実際の加
振点○及び吸振点◎と求められた振動インテンシティＷ
とが一致しておらず、例えば、測定結果の加振点●と実
際の加振点○とはずれており、吸振点は明確ではなく、
充分に振動インテンシティＷが求められていないことが
わかる。この結果から、請求項１〜３に係る発明の振動
インテンシティＷ測定方法及び測定装置は低周波の振動
においても振動インテンシティＷを精度よく測定するこ
とを確認し得た。On the other hand, FIG. 7 and FIG. 8 show numerical simulation and measurement results by the cross spectrum method which is a conventional two-point measurement. According to this conventional method, the vibration intensity W determined as the actual excitation point ○ and the absorption point ◎
Does not match, and for example, the excitation point ● of the measurement result and the actual excitation point ○ are deviated, and the absorption point is not clear,
It can be seen that the vibration intensity W is not sufficiently required. From this result, it was confirmed that the vibration intensity W measuring method and the measuring device of the invention according to claims 1 to 3 accurately measure the vibration intensity W even in low-frequency vibration.
【００３５】以上のように、本実施例によれば、測定箇
所ＳにおけるＸ軸方向とＹ軸方向との各４つの計測点１
〜８の振動速度を非接触で１つのレーザドップラ振動計
(4)により検出すると共に、基準点の振動を検出して有
限差分一次元近似法により振動インテンシティＷを求め
るようにしていたために、センサ等の特性や測定条件の
相違による誤差が生じることがないので、振動インテン
シティＷと精度よく測定することができる。特に、上記
１つのレーザドップラ振動計(4) により非接触で検出す
るので、計測点１〜８の振動速度を高精度で検出するこ
とができる。また、上記基準点の基準振動信号を用いて
いるので、上記各計測点１〜８の表面振動速度信号にお
ける位相誤差等の特性がキャンセルされることから、測
定精度の向上を図ることができる。更に、４つの計測点
１〜８の表面振動速度信号より求める有限差分一次元近
似法を適用していることから、振動モードを正確に確定
することができ、低周波数の振動に対しても高精度の振
動インテンシティＷを演算することができるので、実用
性のある測定を行うことができる。As described above, according to this embodiment, each of the four measurement points 1 in the X-axis direction and the Y-axis direction at the measurement point S is measured.
One laser Doppler vibrometer with non-contact vibration speed up to 8
In addition to the detection by (4), the vibration at the reference point is detected and the vibration intensity W is obtained by the finite difference one-dimensional approximation method. Therefore, an error may occur due to the difference in the characteristics of the sensor or the measurement conditions. Since it does not exist, the vibration intensity W can be accurately measured. In particular, since the laser Doppler vibrometer (4) detects the contactlessly, it is possible to detect the vibration speeds of the measurement points 1 to 8 with high accuracy. Further, since the reference vibration signal at the reference point is used, characteristics such as phase error in the surface vibration velocity signal at each of the measurement points 1 to 8 are canceled, so that the measurement accuracy can be improved. Furthermore, since the finite difference one-dimensional approximation method that is obtained from the surface vibration velocity signals at the four measurement points 1 to 8 is applied, the vibration mode can be accurately determined and high vibration can be obtained even for low frequency vibrations. Since it is possible to calculate the vibration intensity W with accuracy, it is possible to perform a practical measurement.
【００３６】次に、請求項４〜６に係る発明の他の実施
例について説明する。本実施例は、実測時に生ずる誤差
を最小２乗法によって除去するようにしたもので、図２
に一点鎖線で示すように、電子計算機(6) に定数演算部
(64)が設けられると共に、インテンシティ演算部(65)が
設けられている。Next, another embodiment of the invention according to claims 4 to 6 will be described. In this embodiment, an error generated during actual measurement is removed by the least square method.
In the computer (6), the constant calculator is
(64) is provided, and an intensity calculation section (65) is provided.
【００３７】該定数演算部(64)は、上記オートスペクト
ル演算部(52)とクロススペクトル演算部(53)との演算信
号を受けて、Ｘ軸方向とＹ軸方向との振動振幅の定数を
最小２乗法によって算出する定数演算手段を構成してい
る。また、上記インテンシティ演算部(65)は、定数演算
部(64)の定数信号を受けて、上記測定箇所Ｓにおける振
動インテンシティのＸ軸方向成分とＹ軸方向成分とを算
出して該振動インテンシティの方向を演算出力するイン
テンシティ演算手段を構成している。The constant calculation unit (64) receives the calculation signals of the auto spectrum calculation unit (52) and the cross spectrum calculation unit (53) and calculates the constants of the vibration amplitude in the X-axis direction and the Y-axis direction. A constant calculating means for calculating by the method of least squares is configured. The intensity calculation unit (65) receives the constant signal of the constant calculation unit (64), calculates the X-axis direction component and the Y-axis direction component of the vibration intensity at the measurement point S, and calculates the vibration. Intensity calculation means for calculating and outputting the direction of intensity is configured.
【００３８】具体的に、上記振動インテンシティの基礎
式について説明する。一般に、平板に発生する振動は、
面内振動と面外振動（曲げ振動）とに分類することがで
きる。振動音の問題は、面外振動が支配的であるので、
面外振動のみを検討対象とする。以下、平板に作用する
モーメント、剪断力及び振動を支配する波動方程式を示
す。図９に示すように、平板が外力を受けると、該平板
は撓むことになる。そこで、ζを面外変位、Ｍxx，Ｍyy
を単位幅断面当りの曲げモーメント、Ｍxy，Ｍyxを単位
幅断面当りの捩じりモーメント、Ｑx,Ｑy を単位幅当り
の剪断力とすると、上記曲げモーメントは、板曲げ理論
より次式に示すようになる。The basic equation of the vibration intensity will be specifically described. Generally, the vibration generated on a flat plate is
It can be classified into in-plane vibration and out-of-plane vibration (bending vibration). Since the out-of-plane vibration is dominant in the problem of vibrating sound,
Only out-of-plane vibration is considered. The wave equation that governs the moment, shear force and vibration acting on the flat plate will be shown below. As shown in FIG. 9, when the flat plate receives an external force, the flat plate bends. Therefore, ζ is the out-of-plane displacement, Mxx, Myy
Is the bending moment per unit width cross section, Mxy, Myx is the torsion moment per unit width cross section, and Qx, Qy is the shearing force per unit width. become.
【数９】 [Equation 9]
【数１０】 [Equation 10]
【数１１】 この式におけるＢは曲げ剛性で、[Equation 11] B in this equation is bending rigidity,
【数１２】 となる。尚、Ｅはヤング率、ｈは板厚、νはポアソン比
である。[Equation 12] Becomes E is Young's modulus, h is plate thickness, and ν is Poisson's ratio.
【００３９】次に、平板の単位面積当りの質量をｍとす
ると、振動の釣合いから、Next, assuming that the mass per unit area of the flat plate is m, from the balance of vibrations,
【数１３】 [Equation 13]
【数１４】 となる。[Equation 14] Becomes
【００４０】また、曲げモーメントＭxx，Ｍyy，Ｍxy，
Ｍyxと剪断力Ｑx,Ｑy との釣合いから、Bending moments Mxx, Myy, Mxy,
From the balance between Myx and shearing force Qx, Qy,
【数１５】 [Equation 15]
【数１６】 [Equation 16]
【数１７】 [Equation 17]
【数１８】 となる。[Equation 18] Becomes
【００４１】そこで、上記式(16)及び(18)を上記式(14)
に代入すると、Therefore, the above equations (16) and (18) are replaced by the above equation (14).
Substituting into
【数１９】 となる。そして、上記式(9),(10)及び(11)を上記式(19)
に代入して整理すると、次式に示す波動方程式が得られ
る。[Formula 19] Becomes Then, the above formulas (9), (10) and (11) are replaced by the above formula (19).
Substituting into and rearranging, we obtain the wave equation shown below.
【数２０】 尚、上記式(20)における▽2 はラプラス演算子で、[Equation 20] Note that ▽ 2 in the above equation (20) is the Laplace operator,
【数２１】 である。[Equation 21] Is.
【００４２】一方、上記剪断力Ｑx は、式(9),(11)及び
(16)から、On the other hand, the shearing force Qx is calculated by the equations (9), (11) and
From (16),
【数２２】 となり、また、上記剪断力Ｑy は、式(10)，(11)及び(1
8)から、[Equation 22] And the shearing force Qy is calculated by the equations (10), (11) and (1
From 8),
【数２３】 となる。[Equation 23] Becomes
【００４３】一方、上記振動インテンシティは、単位時
間に単位幅断面を通過する振動エネルギと定義すること
ができる。時間ｔにおける単位幅当りの瞬時の振動イン
テンシティは、（力×速度）と（モーメント×角速度）
との総和となる。そこで、Ｙ軸方向の影響を無視した一
次元波近似の瞬時の振動インテンシティＷx(t)は、On the other hand, the vibration intensity can be defined as vibration energy passing through a unit width cross section in a unit time. The instantaneous vibration intensity per unit width at time t is (force x velocity) and (moment x angular velocity)
And becomes the sum. Therefore, the instantaneous vibration intensity Wx (t) of the one-dimensional wave approximation ignoring the influence in the Y-axis direction is
【数２４】 となり、また、測定時間Ｔにおける瞬時の振動インテン
シティＷx(t)の時間平均＜Ｗx(t)＞тは、[Equation 24] And the time average <Wx (t)> т of the instantaneous vibration intensity Wx (t) at the measurement time T is
【数２５】 となる。[Equation 25] Becomes
【００４４】また、上記式(25)の振動インテンシティの
時間平均＜Ｗx(t)＞тは、フーリエ変換の性質を利用し
て、周波数ｆにおけるスペクトル密度Ｗx(f)によって次
式のように与えられる。Further, the time average <Wx (t)> т of the vibration intensity of the above equation (25) can be expressed by the following equation by the spectral density Wx (f) at the frequency f by utilizing the property of Fourier transform. Given.
【数２６】 この時、スペクトル密度Ｗx(f)は、[Equation 26] At this time, the spectral density Wx (f) is
【数２７】 となる。尚、上記式(27)において、 Fζは、変位ζのフ
ーリエ変換を、CFζは、Fζの複素共役をそれぞれ示
し、Im( )は、虚数部をとることを示している。また、
上記式(27)に示すスペクトル密度Ｗx(f)は、前実施例に
おける振動インテンシティＷのＸ軸方向成分Ｗx(f)と同
じ次元を持ち、以後、この式(27)を振動インテンシティ
と称呼する。[Equation 27] Becomes In the above formula (27), Fζ represents the Fourier transform of the displacement ζ, CFζ represents the complex conjugate of Fζ, and Im () represents the imaginary part. Also,
The spectral density Wx (f) shown in the above equation (27) has the same dimension as the X-axis direction component Wx (f) of the vibration intensity W in the previous embodiment, and thereafter, this equation (27) is referred to as the vibration intensity. Call.
【００４５】また、上記式(20)に示す波動方程式をフー
リエ変換して一次元波近似すると、Further, when the wave equation shown in the above equation (20) is Fourier transformed and a one-dimensional wave is approximated,
【数２８】 となり、この式(28)の一般解は、[Equation 28] And the general solution of this equation (28) is
【数２９】 となる。ここで、C1, C2, C3及びC4は、境界条件によっ
て決まる複素定数であり、ｉは虚数単位である。[Equation 29] Becomes Here, C1, C2, C3 and C4 are complex constants determined by boundary conditions, and i is an imaginary unit.
【００４６】そして、上記式(29)の定数C1, C2, C3, C4
が求められると、上記式(27)は、Then, the constants C1, C2, C3, C4 of the above equation (29)
Is calculated, the above equation (27) becomes
【数３０】 となり、振動インテンシティＷx(f)が得られる。[Equation 30] And the vibration intensity Wx (f) is obtained.
【００４７】上記振動インテンシティＷx(f)を正しく求
めるには、上記式(29)における定数C1, C2, C3, C4を正
確に求めればよい。この場合、未知数が４個であるの
で、最低４個の振動データの組を得ればよく、つまり、
（Ｘ1, Fζ(x1,f)）と（Ｘ2, Fζ(x2,f)）と（Ｘ3, Fζ
(x3,f)）と（Ｘ4, Fζ(x4,f)）を得ればよい。この結
果、得られた振動データの組を上記式(29)に代入するこ
とにより、定数C1, C2, C3, C4についての４個の連立複
素一次方程式ができ、この連立複素一次方程式を解くこ
とにより定数C1, C2, C3, C4が確定する。これを模式的
に示すと、図10となる。To obtain the vibration intensity Wx (f) correctly, the constants C1, C2, C3, C4 in the equation (29) should be obtained accurately. In this case, since there are four unknowns, it is sufficient to obtain at least four sets of vibration data, that is,
(X1, Fζ (x1, f)) and (X2, Fζ (x2, f)) and (X3, Fζ
(x3, f)) and (X4, Fζ (x4, f)) should be obtained. As a result, by substituting the obtained vibration data set into the above equation (29), four simultaneous complex linear equations for constants C1, C2, C3, and C4 can be created, and these simultaneous complex linear equations can be solved. Determines the constants C1, C2, C3, C4. This is schematically shown in FIG.
【００４８】しかしながら、上述したように、４点のみ
を計測したのでは、この４点の振動データに誤差が含ま
れていると、上記定数C1, C2, C3, C4が一義的に算出さ
れるため、振動インテンシティに大きな誤差が生ずるこ
とになる。そこで、計測点を５点以上とし、この計測し
た振動データを基に上記式(29)から得られる振動振幅Ｆ
ζ(xj,f)と計測した各点の振動振幅Ｆζ(xj,f)の差が最
小となるような定数C1, C2, C3, C4を求める。つまり、
所謂最小２乗法によって定数C1, C2, C3, C4を求める。
これを模式的に示すと、図11となり、この場合、７点の
計測した振動データより定数C1, C2, C3, C4を求めてい
る。However, as described above, if only four points are measured, if the vibration data at these four points contains an error, the constants C1, C2, C3, C4 are uniquely calculated. Therefore, a large error occurs in the vibration intensity. Therefore, the number of measurement points is 5 or more, and the vibration amplitude F obtained from the above equation (29) is based on the measured vibration data.
The constants C1, C2, C3, C4 are calculated so that the difference between ζ (xj, f) and the measured vibration amplitude Fζ (xj, f) at each point is minimized. That is,
The constants C1, C2, C3, C4 are found by the so-called least squares method.
This is schematically shown in FIG. 11. In this case, the constants C1, C2, C3, C4 are obtained from the vibration data measured at 7 points.
【００４９】この定数C1, C2, C3, C4を求める際、上記
各点（計測点をｊとする。）の振動振幅Ｆζ(xj,f)は、
上記オートスペクトル演算部(52)とクロススペクトル演
算部(53)とが演算した各点のオートスペクトルＧaaj(f)
とクロススペクトルＧabj(f)とによって次式で与えられ
る。When obtaining the constants C1, C2, C3, C4, the vibration amplitude Fζ (xj, f) at each of the above points (the measurement point is j) is
The auto spectrum Gaaj (f) of each point calculated by the auto spectrum calculation unit (52) and the cross spectrum calculation unit (53).
And the cross spectrum Gabj (f) are given by the following equation.
【数３１】 次に、上記最小２乗法によるの算出について説明する
と、計測した振動データがｎ個（ｎ≧５）がある時、つ
まり、（Ｘ1, Fζ(x1,f)），（Ｘ2, Fζ(x2,f)），…，
（Ｘj, Fζ(xj,f)），…，（Ｘn, Fζ(xn,f)）がある
時、マトリックスＸ，Ｚ(f) を次式に示すように、[Equation 31] Next, the calculation by the above least squares method will be described. When there are n pieces of measured vibration data (n ≧ 5), that is, (X1, Fζ (x1, f)), (X2, Fζ (x2, f)),…,
When there are (Xj, Fζ (xj, f)), ..., (Xn, Fζ (xn, f)), the matrices X and Z (f) are expressed by the following equations.
【数３２】 [Equation 32]
【数３３】 とすると、上記定数C1, C2, C3, C4は、次式に示すよう
に、[Expression 33] Then, the above constants C1, C2, C3, C4 are given by
【数３４】 となる。尚、上記式(34)において、マトリックスＸT は
マトリックスＸの転置行列を、( )-1は逆行列をそれぞ
れ示している。[Equation 34] Becomes In the above formula (34), the matrix X T represents the transposed matrix of the matrix X, and () −1 represents the inverse matrix.
【００５０】つまり、上記定数演算部(64)は、オートス
ペクトル演算部(52)とクロススペクトル演算部(53)から
の演算信号を受けてＸ軸方向の振動振幅Ｆζ(xj,f)の定
数C1, C2, C3, C4を算出している。そして、上記インテ
ンシティ演算部(65)は、定数演算部(64)が算出した振動
振幅Ｆζ(xj,f)の定数C1, C2, C3, C4より式(30)に基づ
いて振動インテンシティＷのＸ軸方向成分Ｗx(f)を算出
している。また、上記振動インテンシティＷのＹ軸方向
成分Ｗy(f)は、上記式(24)から式(34)におけるｘをｙ
に、ＸをＹに読み換えることにより算出できる。更に、
該振動インテンシティＷの方向α(f) は、前実施例の式
(4) により求めることができる。That is, the constant calculation unit (64) receives the calculation signals from the automatic spectrum calculation unit (52) and the cross spectrum calculation unit (53) and determines the constant of the vibration amplitude Fζ (xj, f) in the X-axis direction. C1, C2, C3, C4 are calculated. The intensity calculation unit (65) calculates the vibration intensity W from the constants C1, C2, C3, C4 of the vibration amplitude Fζ (xj, f) calculated by the constant calculation unit (64) based on the formula (30). The X-axis direction component Wx (f) of is calculated. In addition, the Y-axis direction component Wy (f) of the vibration intensity W is expressed by the formula (24) to the formula (34) where y is y.
Can be calculated by replacing X with Y. Furthermore,
The direction α (f) of the vibration intensity W is calculated by the equation of the previous embodiment.
It can be obtained by (4).
【００５１】次に、上記振動インテンシティ計測装置
(1) による請求項４及び５に係る発明の振動インテンシ
ティ測定方法について説明する。先ず、前実施例と同様
に、振動体(2) に対して、加速度センサ(3) を予め設定
した任意の基準点に取付ける一方、レーザドップラ振動
計(4) を振動体(2) に対して近接配置する。この状態に
おいて、加速度センサ(3) が基準点の振動を測定して基
準振動信号がＦＦＴ(5) のオートスペクトル演算部(52)
に入力される。一方、上記レーザドップラ振動計(4)
は、位置制御部(61)からの位置信号をモータ制御回路(4
3)を介して受けて、光学系(42)をＸ軸方向とＹ軸方向と
にそれぞれ５点以上の計測点に対応して変位させ、各計
測点の振動を検出する。例えば、図11に示すように、Ｘ
軸方向に７個の計測点順に停止検出、移動、停止検出、
移動を順に繰り返し、各計測点の振動を検出して、振動
計本体(41)より表面振動信号がＦＦＴ(5) のクロススペ
クトル演算部(53)に入力される。Next, the above vibration intensity measuring device
The vibration intensity measuring method of the invention according to claims 4 and 5 according to (1) will be described. First, as in the previous embodiment, the acceleration sensor (3) is attached to an arbitrary reference point set in advance for the vibrating body (2), while the laser Doppler vibrometer (4) is attached to the vibrating body (2). And place them in close proximity. In this state, the acceleration sensor (3) measures the vibration at the reference point and the reference vibration signal is the FFT (5) automatic spectrum calculation unit (52).
Entered in. On the other hand, the laser Doppler vibrometer (4)
Is the position signal from the position control section (61).
3), the optical system (42) is displaced in the X-axis direction and the Y-axis direction corresponding to 5 or more measurement points respectively, and the vibration of each measurement point is detected. For example, as shown in FIG.
Stop detection, movement, stop detection in order of 7 measuring points in the axial direction,
The movement is repeated in sequence, the vibration at each measurement point is detected, and the surface vibration signal is input from the vibrometer main body (41) to the cross spectrum calculation unit (53) of the FFT (5).
【００５２】そして、上記オートスペクトル演算部(52)
は、基準振動信号のオートスペクトルを演算する一方、
上記クロススペクトル演算部(53)は基準振動信号と表面
振動信号とのクロススペクトルを演算してそれぞれ演算
信号を定数演算部(64)に出力する。この定数演算部(64)
は、式(31)に基づいて各計測点の振動振幅Ｆζ(xj,f)を
オートスペクトルＧaaj(f)とクロススペクトルＧabj(f)
とによって算出し、この各振動振幅Ｆζ(xj,f)から式(3
4)に基づき最小２乗法によって定数C1, C2, C3, C4を算
出する。Then, the above-mentioned automatic spectrum calculation unit (52)
Calculates the auto spectrum of the reference vibration signal,
The cross spectrum calculation unit (53) calculates the cross spectrum of the reference vibration signal and the surface vibration signal, and outputs each calculation signal to the constant calculation unit (64). This constant calculator (64)
Is the vibration amplitude Fζ (xj, f) at each measurement point based on the equation (31), the auto spectrum Gaaj (f) and the cross spectrum Gabj (f).
And the vibration amplitude Fζ (xj, f)
Based on 4), the constants C1, C2, C3, C4 are calculated by the method of least squares.
【００５３】続いて、上記定数演算部(64)の定数信号を
インテンシティ演算部(65)が受けて、該インテンシティ
演算部(65)が、測定箇所におけるＸ軸方向とＹ軸方向と
のスペクトル密度Ｗx(f)及びＷy(f)を式(30)に基づいて
算出した後、該インテンシティ演算部(65)は、式(4) に
基づいて振動インテンシティＷの方向α(f) を演算して
出力することになる。Subsequently, the intensity calculation unit (65) receives the constant signal of the constant calculation unit (64), and the intensity calculation unit (65) changes the X-axis direction and the Y-axis direction at the measurement location. After calculating the spectral densities Wx (f) and Wy (f) based on the equation (30), the intensity calculator (65) calculates the direction α (f) of the vibration intensity W based on the equation (4). Will be calculated and output.
【００５４】その後、１つの測定箇所Ｓの振動インテン
シティＷの方向α(f) を求め終わると、予め振動体(2)
に対して設定しておいた次の測定箇所Ｓにレーザドップ
ラ振動計(4) の光学系(42)を移動する。そして、上述し
た計測動作を行い、各計測点の表面振動信号を利用し、
最小２乗法に基づいてこの測定箇所Ｓの振動インテンシ
ティＷの方向α(f) を求める。この計測動作を順に振動
体(2) の各測定箇所Ｓで行い、該振動体(2) 全体の振動
インテンシティＷの方向α(f) を求めることになる。After that, when the direction α (f) of the vibration intensity W at one measurement point S is obtained, the vibrating body (2) is preliminarily obtained.
The optical system (42) of the laser Doppler vibrometer (4) is moved to the next measurement point S set for. Then, the measurement operation described above is performed, and the surface vibration signal at each measurement point is used.
The direction α (f) of the vibration intensity W at this measurement point S is obtained based on the least squares method. This measurement operation is sequentially performed at each measurement point S of the vibrating body (2), and the direction α (f) of the vibration intensity W of the entire vibrating body (2) is obtained.
【００５５】そこで、図12及び図13は、本発明による数
値シミュレーション結果を示している。そして、この数
値シミュレーションにおいては、前実施例における図５
及び図６の計測時と同様に、板厚０．８mmの薄鋼板の振
動体(2) を用い、この振動体(2) の４辺に制振ゴムを配
置し、鋼枠で挟持してボルト固定し、加振点○より振動
を与える一方、吸振点◎を設定している。そこで、図13
は、正規分布（振動振幅平均値の10％を標準偏差とす
る。）する乱数を使用し、各測定箇所Ｓにわざと誤差を
混入させた数値に基づいて前実施例の測定方法により振
動インテンシティを求めた結果を示している。この図13
より明らかなように、混入した誤差によって振動インテ
ンシティの方向の乱れが激しく、加振点○及び吸振点◎
を正確に判別することが困難である。Therefore, FIGS. 12 and 13 show the numerical simulation results according to the present invention. Then, in this numerical simulation, as shown in FIG.
Also, as in the measurement of Fig. 6, a vibrating body (2) made of a thin steel plate with a thickness of 0.8 mm was used, and damping rubbers were placed on the four sides of this vibrating body (2) and clamped with a steel frame. The vibration is applied from the vibration point ○ while the bolt is fixed, while the vibration absorption point ◎ is set. Therefore, Fig. 13
Is a random number having a normal distribution (standard deviation is 10% of the vibration amplitude average value), and the vibration intensity is measured by the measuring method of the previous embodiment based on a numerical value in which an error is intentionally mixed in at each measuring point S. It shows the result obtained. This Figure 13
As is clearer, the disturbance in the direction of vibration intensity is severe due to the mixed error, and the excitation point ○ and the absorption point ◎
It is difficult to accurately determine
【００５６】これに対し、図12は、図13と同様に、誤差
を混入させた数値を基に本発明による最小２乗法により
誤差を除去した解析結果を示している。この図12から明
らかなように、振動インテンシティＷの方向は、加振点
○より吸振点◎の方向に向いており、誤差が除去されて
高精度で振動インテンシティＷが求められていることが
わかる。On the other hand, FIG. 12, like FIG. 13, shows an analysis result in which the error is removed by the least square method according to the present invention based on the numerical value in which the error is mixed. As is clear from FIG. 12, the direction of the vibration intensity W is from the excitation point ○ to the vibration absorption point ◎, and the error is eliminated, and the vibration intensity W is required with high accuracy. I understand.
【００５７】以上のように、本実施例によれば、測定箇
所ＳにおけるＸ軸方向とＹ軸方向との各５つ以上の計測
点の振動を非接触で１つのレーザドップラ振動計(4) に
より検出すると共に、最小２乗法によって振動振幅Ｆζ
(xj,f)の定数を求めて振動インテンシティＷを求めるよ
うにしていたために、実測上で混入する誤差を確実に除
去することができることから、計測の信頼性を著しく向
上させることができ、振動インテンシティ計測の実用化
を図ることができる。As described above, according to the present embodiment, one laser Doppler vibrometer (4) can contact the vibrations at five or more measurement points in the X-axis direction and the Y-axis direction at the measurement point S without contact. And the vibration amplitude Fζ by the method of least squares.
Since the vibration intensity W is obtained by obtaining the constant of (xj, f), it is possible to reliably remove the error mixed in during the actual measurement, so that the reliability of the measurement can be significantly improved. Practical application of vibration intensity measurement can be achieved.
【００５８】尚、本各実施例においては、固定測定手段
に加速度センサ(3) を用いたが、歪ゲージやロードセル
などであってもよく、要するに、測定しようとする振動
周波数においてＳ／Ｎ比が高く、且つレベルの高い高精
度の信号を出力するものであればよい。また、レーザド
ップラ振動計(4) の変位手段としての調整支持台(7)
は、３軸直交ロボットを適用したが、ボールねじ等を用
いたものでもよい。また、移動測定手段は、レーザドッ
プラ振動計(4) に限られるものではなく、非接触で振動
を検出するものであればよい。また、レーザドップラ振
動計(4) は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とにだけ変位するもの
であってもよい。また、上記第１の実施例における計測
点１〜８の間隔は、距離の測定可能であれば等間隔でな
くてのよいものである。また、表面振動信号は、振動速
度以外、例えば、変位や加速度であってもよい。この場
合、表面振動信号の種類によって上記式(5), (6)は多少
変化するが、基準振動信号は、表面振動信号の種類に関
係なく選定することができる。In each of the embodiments, the acceleration sensor (3) is used as the fixed measuring means, but it may be a strain gauge or a load cell. In short, the S / N ratio at the vibration frequency to be measured. And a high-precision signal with a high level is output. Also, the adjustment support base (7) as the displacement means of the laser Doppler vibrometer (4)
Although a 3-axis orthogonal robot is applied, a ball screw or the like may be used. Further, the movement measuring means is not limited to the laser Doppler vibrometer (4) and may be any means that detects vibration in a non-contact manner. The laser Doppler vibrometer (4) may be displaced only in the X-axis direction and the Y-axis direction. Further, the intervals between the measurement points 1 to 8 in the first embodiment need not be equal intervals as long as the distance can be measured. The surface vibration signal may be, for example, displacement or acceleration other than the vibration speed. In this case, although the above equations (5) and (6) change somewhat depending on the type of the surface vibration signal, the reference vibration signal can be selected regardless of the type of the surface vibration signal.
【図１】本発明の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the present invention.
【図２】本発明の振動インテンシティ計測装置を示すブ
ロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a vibration intensity measuring device of the present invention.
【図３】レーザドップラ振動計の調整支持台を示す斜視
図である。FIG. 3 is a perspective view showing an adjustment support base of the laser Doppler vibrometer.
【図４】レーザドップラ振動計の計測点を示す拡大図で
ある。FIG. 4 is an enlarged view showing measurement points of a laser Doppler vibrometer.
【図５】第１の実施例における数値シミュレーションに
よる振動インテンシティの特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram of vibration intensity by a numerical simulation in the first embodiment.
【図６】第１の実施例における実験結果を示す振動イン
テンシティの特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram of vibration intensity showing experimental results in the first embodiment.
【図７】従来の数値シミュレーションによる振動インテ
ンシティの特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram of vibration intensity by a conventional numerical simulation.
【図８】従来の実験結果を示す振動インテンシティの特
性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram of vibration intensity showing conventional experimental results.
【図９】第２実施例における平板に作用する曲げモーメ
ントと剪断力との特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram of bending moment and shearing force acting on a flat plate in the second embodiment.
【図１０】第２実施例における振動振幅の特性図であ
る。FIG. 10 is a characteristic diagram of vibration amplitude in the second embodiment.
【図１１】第２実施例における最小２乗法による振動振
幅の特性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram of vibration amplitude by the least squares method in the second embodiment.
【図１２】最小２乗法を利用した振動インテンシティの
特性図である。FIG. 12 is a characteristic diagram of vibration intensity using the method of least squares.
【図１３】誤差を混入した第１の実施例の測定方法によ
る振動インテンシティの特性図である。FIG. 13 is a characteristic diagram of vibration intensity according to the measurement method of the first embodiment in which an error is mixed.
１ 振動インテンシティ計測装置 ２ 振動体 ３ 加速度センサ（固定測定手段） ４ レーザドップラ振動計（移動測定手段） ５ ＦＦＴ ６ 電子計算機 ７ 調整支持台 52 オートスペクトル演算部（オートスペクトル
演算手段） 53 クロススペクトル演算部（クロススペクトル
演算手段） 64 定数演算部（定数演算手段） 63,65 インテンシティ演算部（インテンシティ演算
手段）1 Vibration intensity measuring device 2 Vibrating body 3 Accelerometer (fixed measuring means) 4 Laser Doppler vibrometer (moving measuring means) 5 FFT 6 Computer 7 Adjustment support stand 52 Auto spectrum calculation unit (auto spectrum calculation means) 53 Cross spectrum Calculator (Cross spectrum calculator) 64 Constant calculator (Constant calculator) 63,65 Intensity calculator (Intensity calculator)
Claims (6)
固定測定手段(3) が検出して基準振動信号を出力すると
共に、 移動測定手段(4) が上記振動体(2) の測定箇所における
Ｘ軸方向上の近接した４つの計測点と該Ｘ軸に直交する
Ｙ軸方向上の近接した４つの計測点とを非接触で順に検
出して８点の表面振動信号を出力する一方、 上記固定測定手段(3) の基準振動信号を受けてオートス
ペクトル演算手段(52)が基準振動信号のオートスペクト
ルを演算すると共に、 上記固定測定手段(3) の基準振動信号と移動測定手段
(4) の各表面振動信号とを受けてクロススペクトル演算
手段(53)が基準振動信号と各表面振動信号とのクロスス
ペクトルを演算した後、 上記オートスペクトル演算手段(52)とクロススペクトル
演算手段(53)との演算信号を受けてインテンシティ演算
手段(63)が上記測定箇所の振動インテンシティの方向を
演算出力することを特徴とする振動インテンシティ計測
方法。1. A fixed measuring means (3) detects a vibration of a reference point set on a vibrating body (2) and outputs a reference vibration signal, and a moving measuring means (4) is a vibrating body (2). The four adjacent measurement points in the X-axis direction and the four adjacent measurement points in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis are sequentially detected in a non-contact manner, and eight surface vibration signals are output. On the other hand, while receiving the reference vibration signal of the fixed measuring means (3), the auto spectrum calculating means (52) calculates the auto spectrum of the reference vibration signal, and at the same time, measuring the reference vibration signal of the fixed measuring means (3) and moving measurement. means
After receiving each surface vibration signal of (4), the cross spectrum calculation means (53) calculates the cross spectrum of the reference vibration signal and each surface vibration signal, and then the auto spectrum calculation means (52) and the cross spectrum calculation means. A vibration intensity measuring method characterized in that an intensity calculating means (63) receives a calculation signal from (53) and calculates and outputs the direction of the vibration intensity at the measurement point.
固定測定手段(3) が検出して基準振動信号を出力すると
共に、 移動測定手段(4) が上記振動体(2) の測定箇所における
Ｘ軸方向上の近接した４つの計測点と該Ｘ軸に直交する
Ｙ軸方向上の近接した４つの計測点とを非接触で順に検
出して８点の表面振動信号を出力する一方、 上記固定測定手段(3) の基準振動信号を受けてオートス
ペクトル演算手段(52)が基準振動信号のオートスペクト
ルを演算すると共に、 上記固定測定手段(3) の基準振動信号と移動測定手段
(4) の各表面振動信号とを受けてクロススペクトル演算
手段(53)が基準振動信号と各表面振動信号とのクロスス
ペクトルを演算した後、 上記オートスペクトル演算手段(52)とクロススペクトル
演算手段(53)との演算信号を受けてインテンシティ演算
手段(63)が上記測定箇所の振動インテンシティの方向を
演算出力し、 その後、上記移動測定手段(4) を移動し、振動体(2) の
複数の測定箇所における８点の振動を検出して、上記オ
ートスペクトル演算手段(52)とクロススペクトル演算手
段(53)とインテンシティ演算手段(63)とにより各測定箇
所の振動インテンシティの方向を順に演算出力すること
を特徴とする振動インテンシティ計測方法。2. The fixed measuring means (3) detects the vibration of the reference point set on the vibrating body (2) and outputs a reference vibration signal, and the moving measuring means (4) also comprises the vibrating body (2). The four adjacent measurement points in the X-axis direction and the four adjacent measurement points in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis are sequentially detected in a non-contact manner, and eight surface vibration signals are output. On the other hand, while receiving the reference vibration signal of the fixed measuring means (3), the auto spectrum calculating means (52) calculates the auto spectrum of the reference vibration signal, and at the same time, measuring the reference vibration signal of the fixed measuring means (3) and moving measurement. means
After receiving each surface vibration signal of (4), the cross spectrum calculation means (53) calculates the cross spectrum of the reference vibration signal and each surface vibration signal, and then the auto spectrum calculation means (52) and the cross spectrum calculation means. In response to the calculation signal of (53), the intensity calculation means (63) calculates and outputs the direction of the vibration intensity of the measurement point, and then the movement measurement means (4) is moved to move the vibrating body (2). The vibration intensity direction of each measurement point is detected by detecting the vibrations at eight points at a plurality of measurement points by the auto spectrum calculation means (52), the cross spectrum calculation means (53) and the intensity calculation means (63). A vibration intensity measuring method characterized by sequentially calculating and outputting.
検出して基準振動信号を出力する固定測定手段(3) と、 互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向とに変位自在に構成
され、上記振動体(2)の測定箇所におけるＸ軸方向上の
近接した４つの計測点とＹ軸方向上の近接した４つの計
測点とを非接触で順に検出して８点の表面振動信号を出
力する移動測定手段(4) と、 上記固定測定手段(3) の基準振動信号を受けて基準振動
信号のオートスペクトルを演算するオートスペクトル演
算手段(52)と、 上記固定測定手段(3) の基準振動信号と移動測定手段
(4) の各表面振動信号とを受けて基準振動信号と各表面
振動信号とのクロススペクトルを演算するクロススペク
トル演算手段(53)と、 上記オートスペクトル演算手段(52)とクロススペクトル
演算手段(53)との演算信号を受けて上記測定箇所の振動
インテンシティの方向を演算出力するインテンシティ演
算手段(63)とを備えていることを特徴とする振動インテ
ンシティ計測装置。3. Fixed measuring means (3) for detecting a vibration of a reference point set on a vibrating body (2) and outputting a reference vibration signal, and freely displaceable in an X-axis direction and a Y-axis direction orthogonal to each other. And the four measurement points close to each other in the X-axis direction and the four measurement points close to each other in the Y-axis direction at the measurement point of the vibrating body (2) are sequentially detected in a non-contact manner to obtain eight surfaces. A movement measuring means (4) for outputting a vibration signal, an automatic spectrum calculating means (52) for receiving the reference vibration signal of the fixed measuring means (3) and calculating an auto spectrum of the reference vibration signal, and the fixed measuring means ( 3) Reference vibration signal and movement measuring means
Cross spectrum calculation means (53) for calculating the cross spectrum of the reference vibration signal and each surface vibration signal by receiving each surface vibration signal of (4), the auto spectrum calculation means (52) and the cross spectrum calculation means ( A vibration intensity measuring device, comprising: an intensity calculation means (63) for receiving a calculation signal from (53) and calculating and outputting the direction of the vibration intensity at the measurement location.
固定測定手段(3) が検出して基準振動信号を出力すると
共に、 移動測定手段(4) が上記振動体(2) の測定箇所における
Ｘ軸方向上の近接した５つ以上の計測点と該Ｘ軸に直交
するＹ軸方向上の近接した５つ以上の計測点とを非接触
で順に検出して複数点の表面振動信号を出力する一方、 上記固定測定手段(3) の基準振動信号を受けてオートス
ペクトル演算手段(52)が基準振動信号のオートスペクト
ルを演算すると共に、 上記固定測定手段(3) の基準振動信号と移動測定手段
(4) の各表面振動信号とを受けてクロススペクトル演算
手段(53)が基準振動信号と各表面振動信号とのクロスス
ペクトルを演算した後、 上記オートスペクトル演算手段(52)とクロススペクトル
演算手段(53)との演算信号を定数演算手段(64)が受け
て、該定数演算手段(64)がＸ軸方向とＹ軸方向との振動
振幅の定数を最小２乗法によって算出し、 その後、該定数演算手段(64)の定数信号を受けて、イン
テンシティ演算手段(65)が上記測定箇所における振動イ
ンテンシティのＸ軸方向成分とＹ軸方向成分とを算出し
て該振動インテンシティの方向を演算出力することを特
徴とする振動インテンシティ計測方法。4. The fixed measuring means (3) detects the vibration of a reference point set on the vibrating body (2) and outputs a reference vibration signal, and the moving measuring means (4) also comprises the vibrating body (2). Surface of a plurality of points by sequentially detecting five or more adjacent measurement points in the X-axis direction and five or more adjacent measurement points in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis at the measurement point While outputting the vibration signal, the auto spectrum calculation means (52) calculates the auto spectrum of the reference vibration signal in response to the reference vibration signal of the fixed measurement means (3), and the reference vibration of the fixed measurement means (3). Signal and movement measuring means
After receiving each surface vibration signal of (4), the cross spectrum calculation means (53) calculates the cross spectrum of the reference vibration signal and each surface vibration signal, and then the auto spectrum calculation means (52) and the cross spectrum calculation means. The constant calculation means (64) receives the calculation signal with (53), and the constant calculation means (64) calculates the constant of the vibration amplitude in the X-axis direction and the Y-axis direction by the method of least squares. In response to the constant signal of the constant calculating means (64), the intensity calculating means (65) calculates the X-axis direction component and the Y-axis direction component of the vibration intensity at the measurement point to determine the direction of the vibration intensity. A vibration intensity measuring method characterized by outputting a calculation.
固定測定手段(3) が検出して基準振動信号を出力すると
共に、 移動測定手段(4) が上記振動体(2) の測定箇所における
Ｘ軸方向上の近接した５つ以上の計測点と該Ｘ軸に直交
するＹ軸方向上の近接した５つ以上の計測点とを非接触
で順に検出して複数点の表面振動信号を出力する一方、 上記固定測定手段(3) の基準振動信号を受けてオートス
ペクトル演算手段(52)が基準振動信号のオートスペクト
ルを演算すると共に、 上記固定測定手段(3) の基準振動信号と移動測定手段
(4) の各表面振動信号とを受けてクロススペクトル演算
手段(53)が基準振動信号と各表面振動信号とのクロスス
ペクトルを演算した後、 上記オートスペクトル演算手段(52)とクロススペクトル
演算手段(53)との演算信号を定数演算手段(64)が受け
て、該定数演算手段(64)がＸ軸方向とＹ軸方向との振動
振幅の定数を最小２乗法によって算出し、 続いて、該定数演算手段(64)の定数信号を受けて、イン
テンシティ演算手段(65)が上記測定箇所における振動イ
ンテンシティのＸ軸方向成分とＹ軸方向成分とを算出し
て該振動インテンシティの方向を演算出力し、 その後、上記移動測定手段(4) を移動し、振動体(2) の
複数の測定箇所における複数点の振動を検出して、上記
オートスペクトル演算手段(52)とクロススペクトル演算
手段(53)と定数算出手段(64)とインテンシティ演算手段
(65)とにより各測定箇所の振動インテンシティの方向を
順に演算出力することを特徴とする振動インテンシティ
計測方法。5. The fixed measuring means (3) detects the vibration of a reference point set on the vibrating body (2) and outputs a reference vibration signal, and the moving measuring means (4) also causes the vibrating body (2) to move. Surface of a plurality of points by sequentially detecting five or more adjacent measurement points in the X-axis direction and five or more adjacent measurement points in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis at the measurement point While outputting the vibration signal, the auto spectrum calculation means (52) calculates the auto spectrum of the reference vibration signal in response to the reference vibration signal of the fixed measurement means (3), and the reference vibration of the fixed measurement means (3). Signal and movement measuring means
After receiving each surface vibration signal of (4), the cross spectrum calculation means (53) calculates the cross spectrum of the reference vibration signal and each surface vibration signal, and then the auto spectrum calculation means (52) and the cross spectrum calculation means. The constant calculation means (64) receives the calculation signal with (53), and the constant calculation means (64) calculates the constant of the vibration amplitude in the X-axis direction and the Y-axis direction by the least-squares method. In response to the constant signal of the constant calculating means (64), the intensity calculating means (65) calculates the X-axis direction component and the Y-axis direction component of the vibration intensity at the measurement point to determine the direction of the vibration intensity. Then, the movement measuring means (4) is moved to detect vibrations at a plurality of points at a plurality of measuring points of the vibrating body (2), and the cross spectrum calculation is performed with the auto spectrum calculating means (52). Means (53) and constant calculation means (64) Tensity calculation means
(65) A method for measuring vibration intensity, characterized in that the direction of vibration intensity at each measurement point is sequentially calculated and output according to (65).
検出して基準振動信号を出力する固定測定手段(3) と、 互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向とに変位自在に構成
され、上記振動体(2)の測定箇所におけるＸ軸方向上の
近接した５つ以上の計測点とＹ軸方向上の近接した５つ
以上の計測点とを非接触で順に検出して表面振動信号を
出力する移動測定手段(4) と、 上記固定測定手段(3) の基準振動信号を受けて基準振動
信号のオートスペクトルを演算するオートスペクトル演
算手段(52)と、 上記固定測定手段(3) の基準振動信号と移動測定手段
(4) の各表面振動信号とを受けて基準振動信号と各表面
振動信号とのクロススペクトルを演算するクロススペク
トル演算手段(53)と、 上記オートスペクトル演算手段(52)とクロススペクトル
演算手段(53)との演算信号を受けて、Ｘ軸方向とＹ軸方
向との振動振幅の定数を最小２乗法によって算出する定
数演算手段(64)と、 該定数演算手段(64)の定数信号を受けて、上記測定箇所
における振動インテンシティのＸ軸方向成分とＹ軸方向
成分とを算出して該振動インテンシティの方向を演算出
力するインテンシティ演算手段(65)とを備えていること
を特徴とする振動インテンシティ計測装置。6. Fixed measuring means (3) for detecting a vibration of a reference point set on a vibrating body (2) and outputting a reference vibration signal, and displaceable in an X-axis direction and a Y-axis direction orthogonal to each other. And detecting five or more adjacent measurement points in the X-axis direction and five or more adjacent measurement points in the Y-axis direction at the measurement location of the vibrating body (2) in order without contact. A movement measuring means (4) for outputting a surface vibration signal, an automatic spectrum calculating means (52) for receiving the reference vibration signal of the fixed measuring means (3) and calculating an auto spectrum of the reference vibration signal, and the fixed measuring means. (3) Reference vibration signal and movement measuring means
Cross spectrum calculation means (53) for calculating the cross spectrum of the reference vibration signal and each surface vibration signal by receiving each surface vibration signal of (4), the auto spectrum calculation means (52) and the cross spectrum calculation means ( 53) and a constant calculation means (64) for calculating a constant of the vibration amplitude in the X-axis direction and the Y-axis direction by the least square method, and a constant signal of the constant calculation means (64). And an intensity calculation means (65) for calculating the X-axis direction component and the Y-axis direction component of the vibration intensity at the measurement point and calculating and outputting the direction of the vibration intensity. Vibration intensity measuring device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19993492A JPH05187913A (en) | 1991-10-01 | 1992-07-27 | Method and device for measuring intensity of vibration |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-253943 | 1991-10-01 | ||
| JP25394391 | 1991-10-01 | ||
| JP19993492A JPH05187913A (en) | 1991-10-01 | 1992-07-27 | Method and device for measuring intensity of vibration |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05187913A true JPH05187913A (en) | 1993-07-27 |
Family
ID=26511850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19993492A Withdrawn JPH05187913A (en) | 1991-10-01 | 1992-07-27 | Method and device for measuring intensity of vibration |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05187913A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008224608A (en) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Univ Kanagawa | Control method of oscillating intensity |
| JP2008286797A (en) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Polytec Gmbh | Non-contact vibration measuring method, and device for implementing it |
| JP2010247278A (en) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | Nippon Steel Corp | Shear cutting control method |
| JP6078860B1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-02-15 | 学校法人神奈川大学 | Vibration detection apparatus, vibration characteristic measurement system, and vibration characteristic measurement method |
| CN107192444A (en) * | 2017-07-11 | 2017-09-22 | 国电联合动力技术有限公司 | Intelligent output type vibration monitoring device and system and monitoring method including the device |
-
1992
- 1992-07-27 JP JP19993492A patent/JPH05187913A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008224608A (en) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Univ Kanagawa | Control method of oscillating intensity |
| JP2008286797A (en) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Polytec Gmbh | Non-contact vibration measuring method, and device for implementing it |
| JP2010247278A (en) * | 2009-04-16 | 2010-11-04 | Nippon Steel Corp | Shear cutting control method |
| JP6078860B1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-02-15 | 学校法人神奈川大学 | Vibration detection apparatus, vibration characteristic measurement system, and vibration characteristic measurement method |
| CN107192444A (en) * | 2017-07-11 | 2017-09-22 | 国电联合动力技术有限公司 | Intelligent output type vibration monitoring device and system and monitoring method including the device |
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