JPH10300730A - 打音判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 缶の内容物の判定など、打音による判定の信
頼性を向上させる。 【解決手段】 缶１を打撃して、そのときの加振力を振
動検出器１１にて、音をマイクロホン３にて検出する。
検出された音は、各アナログＢＰＦ４１にて複数の周波
数帯域毎の時系列信号に分離され、各ピークホールド回
路４３にて各回路毎の最大値が記憶される。基準値設定
モードにおいて、基準値設定器１６に基準ピーク値が、
基準値設定器４６に基準となる基準値が、記憶される。
判定モードにおいて、缶１に与えられた加振力と上記ピ
ーク基準値との比率を比率演算器１５にて演算し、検出
された各最大値を補正器４４によって上記比率にて補正
する。補正された各最大値と基準値設定器４６の基準値
とを比較し、所定の関係から外れた場合、判定信号を警
報器１８へ発する。複数の周波数帯域毎の時系列信号か
ら各帯域毎の最大値を抽出して比較するので、判定の信
頼度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば缶製品の
内容物の判別や気密検査、ボルトの緩み判定、構造物の
表面剥離や割れ・内部傷などの検査、鋳物の内部空洞検
査等に用いられる打音判定装置に関し、特に判定の信頼
性を向上させることのできる打音判定装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図２７は、例えば特開昭５２−１４５２
８２号公報に示された従来の打音判定装置としての打音
検査装置を示す構成図である。図において、１は対象物
である缶、２４は缶を打撃し打音を発生させる打撃棒、
３は打音を電気信号に変換するマイクロホン、４はマイ
クロホンで変換された電気信号を増幅する増幅器であ
る。２５は広帯域フィルタ（広バンドパスフィルタ、以
下ＷＢＰＦと称す）であり、缶の内圧に関係する９００
〜２７００［Ｈｚ］の周波数成分を取り出す。

【０００３】５は狭帯域フィルタ（狭バンドパスフィル
タ、以下ＮＢＰＦと称す）であり、狭帯域特性を持ち、
ＷＢＰＦ２５から得られた信号を各周波数帯域毎に分離
する。６は整流回路であり、ＢＰＦ５から得られる各周
波数帯域毎の信号を整流して直流に変換する。２６は整
流回路６から得られる直流信号を平均化する平均化回路
である。なお、ＢＰＦ５は、複数個設けられており、そ
れぞれの通過帯域の中心周波数の比が一定にされてい
る。また、整流回路６、平均化回路２６も、上記複数個
のＢＰＦ５に対応して複数個設けられている。

【０００４】２７は周波数演算回路であり、各平均化回
路２６から得られる信号が入力され、打音の音圧信号の
最大ピークを有する周波数を算出する。２８は周波数ゲ
ージ圧変換回路であり、周波数演算回路２７から得られ
る周波数をゲージ圧信号に変換する。２９は良否判定回
路であり、周波数ゲージ圧変換回路２８から得られるゲ
ージ圧から良否判定を行う。

【０００５】次に動作について説明する。まず、打撃棒
２４により対象物である缶１を打撃する。このとき発生
する打音はマイクロホン３により検出されて電気信号に
変換され、電気信号は増幅器４を介して適当な利得を得
るとともにＷＢＰＦ２５を介して缶の内圧に関係する９
００〜２７００［Ｈｚ］の周波数帯域が抽出され、ＢＰ
Ｆ５に入力される。

【０００６】次に狭帯域特性を持つ複数のＢＰＦ５によ
り各周波数帯域毎の信号が抽出され、整流回路６による
直流化と平均化回路２６による平均化により各周波数帯
域毎の時間的な平均レベルを得る。これらの平均レベル
から周波数演算回路２７は平均レベルが最大のレベルと
なる周波数を算出し、周波数ゲージ圧変換回路２８は得
られた周波数から缶内部のゲージ圧を算出する。良否判
定回路２９は、こうして得られたゲージ圧が規定の圧力
範囲にあるかを判断し、範囲外であれば警報を出力す
る。

【０００７】また、他の例として例えば特開平６−３３
３６号公報に示されたものがある。図２８は、このよう
な従来の打音判定装置を示す構成図である。図におい
て、３０は診断の対象物である構造物の壁部、３１は壁
を打撃し打音を発生させる打撃装置、３は打音を電気信
号に変換するマイクロホン、４はマイクロホンで変換さ
れた電気信号を増幅する増幅器である。５はＢＰＦ（バ
ンドパスフィルタ）であり、壁の診断に関係する周波数
成分のみを信号電圧として取り出す。

【０００８】３２は判定回路、３３は基準電圧設定器、
３４は別の基準電圧設定器であり基準電圧設定器３３の
設定電圧とは異なる設定電圧に設定されている。判定回
路３２は、ＢＰＦ５から得られる信号電圧と基準電圧設
定器３３、３４に設定された各設定電圧とを比較し、基
準電圧設定器３３または基準電圧設定器３４に設定され
た設定電圧よりも高いとき判別信号を出力する。３５は
画面表示装置であり、判定回路３２の結果を画面に表示
する。

【０００９】次に動作について説明する。まず、打撃装
置３１により対象物である壁３０を打撃する。このとき
発生する打音はマイクロホン３により検出されて電気信
号に変換され、電気信号は増幅器４を介して適当な利得
を得るとともにＢＰＦ５を介して壁の診断に関係する周
波数帯域が抽出され、判定回路３２に入力される。

【００１０】判定回路３２は、ＢＰＦ５からの交流状態
の信号電圧と基準電圧設定器３３または基準電圧設定器
３４で設定された設定電圧とを比較し、ＢＰＦ５からの
信号電圧が基準電圧設定器３３または基準電圧設定器３
４に設定された設定電圧を超えた場合、画面表示装置に
警報が出力される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、図２７
に示された従来の打音判定装置としての打音検査装置に
おいては、打撃により発生した音圧信号における各周波
数帯域毎の所定時間内における平均レベルが最大である
周波数、すなわち主成分となる周波数を求めているだけ
であるので、複合周波数を特徴とする打音の検査では主
成分以外の周波数に異常の特徴が現れる場合には正確に
異常を検出することができなかった。

【００１２】また、各周波数帯域毎の所定時間内におけ
る平均レベルを評価対象としているため、打音の特徴で
もある打撃直後に発生する複数周波数における瞬時音圧
の大きさを評価できず、瞬間的に大きく発生した音圧と
余韻が長くレベルの低い音圧とを区別することができな
いという問題があった。これは、レベルを平均化する処
理の一つとしてフーリエ変換を用いた打音判定装置にお
いても同様に発生する問題である。

【００１３】さらに、例えば図２８に示された従来の打
音判定装置としての壁の剥離検出装置の場合には、単一
あるいは二つの周波数帯域のみを診断対象としており、
かつ交流信号の状態でレベル評価を行っているため、様
々な形態の不良が発生する可能性がある場合には確実な
診断を行うことが困難であり、また減衰の早い対象物の
場合には信号の正あるいは負の一方の部分の評価だけで
は不完全な場合があり、確実な比較に基づいて判定がで
きないという問題があった。

【００１４】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、次のような打音判定装置を得
ることを目的とする。 ａ．打撃により発生した振動の状態と基準状態と比較し
て判定の信頼性を向上させることができる。 ｂ．安価で高速処理ができる。 ｃ．あるいは小形化でき、条件の変更に柔軟に対応でき
る。 ｄ．操作性を向上できる。 ｅ．対象物に加えられる外力のばらつきの影響を防止で
きる。 ｆ．周囲からの騒音やノイズによる影響を防止できる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、この発明にかかる打音判定装置において
は、外力を加えられた対象物から発生する振動を検出信
号として検出する信号検出手段と、検出信号を複数の所
定の周波数帯域毎の時系列信号に変換する変換手段と、
時系列信号の最大値を周波数帯域毎に抽出する抽出手段
と、各最大値をあらかじめ設定された基準値と比較する
比較手段とを設けたものである。検出信号を複数の周波
数帯域毎の時系列信号に変換し、この各時系列信号にお
ける最大値を各々抽出するので、検出信号の周波数分解
能が向上するとともに、時系列信号のなかから感度よく
最大値を抽出できる。従って、打音の特徴でもある発生
直後の大きな音あるいは振動の特徴を的確に把握して比
較を行うことができる。

【００１６】また、変換手段を帯域フィルタとし、抽出
手段を整流手段により整流された周波数成分の各ピーク
値の内最大のものを各々最大値として抽出するものとし
たものである。変換手段を帯域フィルタとすると、処理
を高速に行うことができ、装置も簡易で、安価になる。
特に、アナログ帯域フィルタとすると、処理を高速化で
きる。デジタル帯域フィルタとすると、小形化でき、条
件の変更に柔軟に対応できる。また、抽出手段は整流さ
れた周波数成分から最大値を抽出するので、検出信号の
負符号部に最大値がある場合でも検出でき、検出信号が
急激に減衰する対象物の場合でも的確に比較できる。

【００１７】さらに、変換手段をウェーブレット変換手
段とし、抽出手段をウェーブレット変換手段による変換
結果に基づき周波数帯域毎の最大値を抽出するものであ
る。ウェーブレット変換手段とすると、各周波数毎の時
系列信号に分離する際の特性を向上させることができ、
比較の信頼性が向上する。

【００１８】そして、変換手段を短時間高速フーリエ変
換手段とし、抽出手段を短時間高速フーリエ変換手段に
よる変換結果に基づき周波数帯域毎の最大値を抽出する
ものである。短時間高速フーリエ変換手段を用いると、
周波数の分解能が向上する。

【００１９】また、対象物が所定の状態のときに得られ
る検出信号に基づいて基準値を設定するようにしたもの
である。基準値を対象物が所定の状態のときに得られる
検出信号に基づいて設定するようにすると、基準値の設
定を対象物に即して容易に行うことができ、装置の操作
性が向上する。

【００２０】さらに、加えられた外力の大きさを検出す
る外力検出手段を設けるとともに、外力の大きさに応じ
て信号、時系列信号、最大値、及び基準値の少なくとも
１つを補正する補正手段を設けたものである。外力の大
きさに応じて補正し、比較手段における比較において外
力の大きさのばらつきの影響を受けるのを防止する。ま
た、例えば周波数帯域毎に外力に応じて異なる補正をす
ることにより、加えられた外力に応じて周波数成分の分
布が変化するような複雑な構造を持つ対象物に対しても
高い信頼度で比較できる。

【００２１】また、加えられた外力の大きさを検出する
外力検出手段を設けるとともに、外力の大きさが所定値
を超えたとき信号検出手段、変換手段、抽出手段、及び
比較手段の少なくとも１つの動作の開始を指令する指令
手段を設けたものである。指令が出されるまで動作を開
始しないので、指令がないときの周囲の騒音、振動、雑
音等を検出信号として誤って処理してしまうおそれがな
い。従って、これらによる影響を防止でき、比較の信頼
性が向上する。

【００２２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の一形態を図に基
づいて説明する。図１は打音判定装置の構成を示す構成
図、図２〜図９は動作を説明するためのもので、図２は
正規のものａを入れた気密構造の缶の打音（Ａ）の音圧
を示す波形図、図３は正規以外のものｂを入れた同一構
造の缶の打音（Ｂ）の音圧を示す波形図である。図４は
打音（Ａ）の時間−周波数解析の結果を示す特性図、図
５は打音（Ｂ）の時間−周波数解析の結果を示す特性図
である。図６は打音（Ａ）のフーリエ変換結果を示すス
ペクトル、図７は打音（Ｂ）のフーリエ変換結果を示す
スペクトルである。図８は打音（Ａ）の最大値検出結果
を示す特性図、図９は打音（Ｂ）の最大値検出結果を示
す特性図である。

【００２３】図１０、図１１は、検出された音圧の最大
値を加えた加振力の大きさにより補正する例を示すもの
で、図１０は加振力と発生音圧の最大値との関係を示す
特性図、図１１は補正された周波数特性を示す特性図で
ある。

【００２４】図１において、１は対象物としての缶、２
は缶１を打撃し打音を発生させるハンマである。１１は
外力検出手段としての加速をピックアップする振動検出
器であり、ハンマ２に取り付けられ缶１に与えられた加
振力、すなわち振動（加速度）を電気信号に変換する。
１２は振動検出器１１で変換された電気信号を増幅する
増幅器、１３は増幅器１２で増幅された信号を直流に変
換する整流器である。なお、整流器１３から得られる信
号は平滑化された直流ではなく一方向の極性に変換され
た信号であるが、以降便宜上直流と称する。

【００２５】１４はピークホールド回路であり、整流器
から出力される直流信号の最大ピーク値を保持する。１
５は比率演算器であり、ピークホールド回路１４の出力
と基準値設定器１６に格納されたピーク基準値との比率
を求める。１７は指令手段としてのトリガ検出器であ
り、あらかじめ設定されたトリガ基準値を内部に有し、
整流器１３の出力する直流信号に基づきトリガ信号を発
する。３はハンマ２に取り付けられ打撃により缶１に発
生した振動を音波として検出して電気信号に変換する信
号検出手段としてのマイクロホン、４はマイクロホン３
で変換された電気信号を増幅する増幅器である。

【００２６】４１は、時系列信号に変換する変換手段と
してのアナログＢＰＦ（アナログバンドパスフィルタ）
であり、アナログ回路で構成され狭帯域特性を有し、増
幅器４から得られる信号を所定の周波数帯域毎に分離す
る。このアナログＢＰＦ４１は、例えば人間の可聴域で
ある２０〜２０，０００［Ｈｚ］をほぼ網羅すべく３
１．２５〜１６，０００［Ｈｚ］までの９オクターブ分
を対象とし、１／３オクターブ毎の分解能を与えるとし
て全２８バンド分設ける。４２は整流器であり、アナロ
グＢＰＦ４１から得られる各周波数帯域毎の打音の電気
信号を整流して直流に変換する。

【００２７】４３は最大値を抽出する抽出手段としての
ピークホールド回路であり、整流器４２からの出力の最
大ピーク値を保持する。４４は補正手段としての補正器
であり、比率演算器１５から得られる比率に基づきピー
クホールド回路４３が出力するピーク値を補正して補正
値を出力する。４５は比較手段としての比較器であり、
補正器４４の出力と基準値設定器４６に格納された値と
を比較する。

【００２８】整流器４２、ピークホールド回路４３、補
正器４４、比較器４５、基準値設定器４６は全２８バン
ド分設けられたアナログＢＰＦ４１にそれぞれ対応して
２８個設けられている。１８は警報器であり、複数設け
られた各比較器４５からの比較結果に基づいて警報を出
力する。なお、この実施の形態においては、図に示した
構成の内、ハンマ２にマイクロホン３と振動検出器１１
とを取り付けて一体とし、増幅器４、１２、警報器１８
を含むその他の機器を一つの箱に収容し、両者をケーブ
ルで接続して携帯型のものに構成している。

【００２９】次に動作を説明する。まず、基準となる対
象物を用いて各基準値を設定する基準値設定モードにつ
いて説明する。ハンマ２により基準とする対象物である
缶１を打撃する。このときハンマ２に発生した加振力に
応じた信号である振動を振動検出器１１で電気信号に変
換し、増幅器１２で適当な利得を与える。この増幅され
た信号電圧を整流器１３で直流に変換する。トリガ検出
器１７はあらかじめ設定された内部の基準値と整流器１
３からの直流信号と比較を行い、直流信号がこの基準値
を超えたときトリガ信号の出力を行う。

【００３０】ピークホールド回路１４は、整流器１３か
ら入力される直流信号の最大値を記憶する。このとき、
ピークホールド回路１４の動作開始はトリガ検出器１７
からのトリガ信号により行われる。こうした最大値の記
憶は打撃による対象物の発生音圧がある程度減衰するま
での一定の時間行われ、その後ピークホールド回路１４
からの最大値をピーク基準値として基準値設定器１６に
格納する。

【００３１】同様に打撃により缶１に発生した音波をマ
イクロホン３で電気信号に変換し、増幅器４で適当な利
得を与える。この増幅された音圧の電気信号を複数個設
けられ、それぞれ異なった周波数帯域の成分を通過させ
るように設定されたアナログＢＰＦ４１に入力し、各周
波数帯域毎の時系列信号に分離する。

【００３２】アナログＢＰＦ４１で各周波数帯域毎に分
離された時系列信号は整流器４２で直流信号に変換さ
れ、ピークホールド回路４３に入力される。ピークホー
ルド回路４３の動作は、トリガ検出器１７からのトリガ
信号により開始し、振動用ピークホールド回路１４と同
様に対象物の音圧が所定値以下に減衰するまでの一定時
間行われ、この間における音圧の最大値を記憶する。こ
のようにして各周波数帯域毎の瞬間的な最大値が記憶さ
れる。

【００３３】音圧減衰までの一定時間終了後、ピークホ
ールド回路４３により記憶された最大値は各基準値設定
器４６に格納される。このような基準値設定モードの動
作により、基準値設定器１６には打撃の強さを示す情報
であるハンマ２に発生した振動に対応した値の最大値が
格納され、基準値設定器４６には打音の各周波数帯域に
おける瞬間的な最大音圧を示す情報であるマイクロホン
３で捉えた音圧に対応した値の最大値が各々格納され
る。

【００３４】次に、対象物の判定を行う判定モードにつ
いて説明する。まずハンマ２により対象物である缶１を
打撃する。このとき基準値設定モードの時と同様に、ハ
ンマ２に発生した振動を振動検出器１１で電気信号に変
換し、増幅器１２で増幅すると共に整流器１３で直流に
変換する。トリガ検出器１７も同様に整流器１３からの
直流信号からトリガ出力を行い、ピークホールド回路１
４はトリガ出力から音圧減衰までの一定時間内における
直流信号の最大値を記憶する。

【００３５】判定モードの場合、音圧減衰までの一定時
間終了後、ピークホールド回路１４に記憶された最大値
を比率演算器１５に入力し、比率演算器１５は、ピーク
ホールド回路１４からの最大値と基準値設定器１６に格
納されているピーク基準値との比率を演算し出力する。

【００３６】打撃により発生した音波も基準値設定モー
ドと同様に、マイクロホン３で電気信号に変換され、増
幅器４で増幅される。増幅された電気信号は、アナログ
ＢＰＦ４１により各周波数帯域毎の時系列信号に分離さ
れ、整流器４２で直流信号に変換され、ピークホールド
回路４３に入力される。ピークホールド回路４３は、ト
リガ出力からの音圧が所定値に減衰するまでの一定時間
における、直流信号の最大値を記憶する。

【００３７】判定モードの場合、音圧減衰までの一定時
間終了後、ピークホールド回路４３に記憶された最大値
を補正器４４に入力し、補正器４４は比率演算器１５か
ら得られる比率に基づいて適切な補正値を演算しピーク
ホールド回路４３から得られる最大値を補正する。

【００３８】このとき、例えば発生する音圧レベルは加
えた外力、すなわち加振力に比例するとして補正を行う
とすると、基準値に対して２倍の比率が比率演算器１５
で得られた場合、ピークホールド回路４３に記憶された
最大値に対して２で除算する。つまり、基準値設定モー
ド時における加振力に対して判定モード時の加振力が２
倍になれば、発生する各周波数毎の音圧レベルも２倍に
増加しているものとする。そして、得られた最大値を基
準値設定モード時の加振力に換算するよう２で除算して
補正された最大値を出力する。この補正された最大値
は、全２８バンド分について出力される。

【００３９】このようにして補正された最大値は、比較
器４５で基準値設定器４６に格納された基準値と比較さ
れ、あらかじめ設定された所定の関係から外れた場合に
判定信号として警報器１８に出力される。このときの所
定の関係とは、例えば基準値に対して８０〜１２０
［％］の範囲内を正常、８０［％］未満及び１２０
［％］超を範囲外の異常として設定しておく。また、基
準値が全体的な音圧レベルに比べて小さい場合には、下
限側の比較を解除して１２０［％］を超えたときだけ判
定信号を発する等の処置により主成分でない周波数帯域
での誤った判定を防止できる。

【００４０】警報器１８には、各周波数帯域における比
較器４５からの判定信号が入力され、判定信号があらか
じめ設定された数、例えば２つを超えると警報要として
ブザーを鳴らすとともにランプを点滅して警報する。

【００４１】このような打音における各周波数帯域毎の
最大値を求める判定方法は、打音の特性に基づいたもの
であり、実際の打音について分析した例を図２〜９につ
いて説明する。この例では、正規のものａを入れた密閉
構造の缶の打音（Ａ）と正規以外のものｂを入れた同一
構造の缶の打音（Ｂ）の２種類の打音について比較して
いる。図２は打音（Ａ）の音圧を電気信号に変換した波
形図、図３は打音（Ｂ）の音圧を電気信号に変換した波
形図を示す。打音（Ｂ）の音圧は打音（Ａ）に比べると
瞬間的に大きな音圧が発生しているが、減衰は早く、発
生から約１０［ｍｓｅｃ］後には主成分はほぼ減衰して
いる。また、打音（Ｂ）において最大の音圧は負側に発
生している。対して打音（Ａ）は打音発生直後に大きな
音圧は発生しないが減衰が遅く、約５０［ｍｓｅｃ］に
至るまで緩やかに減衰する。

【００４２】図４は打音（Ａ）の時間−周波数解析の結
果、図５は打音（Ｂ）の時間−周波数解析の結果を示す
ものであるが、周波数ｆ［Ｈｚ］及び音圧Ｐ［Ｐａ］の
時間的経過ｔ［ｍｓｅｃ］を示している。打音（Ａ）、
打音（Ｂ）共に打音発生とほぼ同時に各周波数において
音圧Ｐが発生するが固有振動数に関係のない周波数帯域
のものはすぐに減衰する。

【００４３】この減衰は高い周波数のものほど早く減衰
し、低い周波数のものほど緩やかに減衰する。固有振動
数に関する周波数帯域では他の周波数帯域におけるもの
に比べて緩やかに減衰する。これがいわゆる余韻であ
り、多くの場合が対象物（この場合は缶１）の固有振動
数に関係する。打音（Ａ）は４００〜５００［Ｈｚ］域
において余韻が５０［ｍｓｅｃ］程続くが、打音（Ｂ）
では４００〜５００［Ｈｚ］の周波数域において打音発
生直後に大きな音圧が発生し、早く減衰している。すな
わち、打音（Ａ）と打音（Ｂ）とが同様の周波数特性を
持ちながら瞬間的な発生レベルと減衰という時間的な発
生パターンにおいて違いがあることを示している。

【００４４】しかし、打音において各周波数毎の平均音
圧または積分を求めるような手法では打音（Ａ）と打音
（Ｂ）とを判別することが困難である。図６は打音
（Ａ）のフーリエ変換結果、図７は打音（Ｂ）のフーリ
エ変換結果を示す。図６及び図７のフーリエ変換結果は
各周波数毎の平均実効値を示す。図６と図７とを対比す
ると、打音（Ａ）及び打音（Ｂ）共に固有振動数に関係
する４００［Ｈｚ］付近にピークが発生しているもの
の、そのフーリエ変換された平均音圧のレベルには顕著
な差はない。この場合同じ加振力を与えているが、短時
間に大きく発生した音圧と比較的長時間に小さく発生し
た音圧との積分または平均化した値がほぼ同一になり、
判別が困難となっている。

【００４５】次に、この実施の形態による最大値検出に
より実施した例を示す。図８は打音（Ａ）の音圧の最大
値検出結果、図９は打音（Ｂ）の音圧の最大値検出結果
を示す。図８は図４における全経過時間における音圧Ｐ
を左方の周波数ｆ軸及び音圧Ｐ軸を含む平面に投影した
ものであり、図９は図５における全経過時間における音
圧Ｐを左方の周波数ｆ軸及び音圧Ｐ軸を含む平面に投影
したものである。これによれば、図９の打音（Ｂ）では
４００［Ｈｚ］近傍において大きな音圧が現れている。
これに対し、正規のものａを収容した缶の打音（Ａ）に
おいては、４００［Ｈｚ］近傍においてもさほ大きな音
圧が現れていない。

【００４６】従って、この場合は、約４００［Ｈｚ］を
中心周波数とする帯域フィルタを通過した成分の最大値
を比較することにより、正常か否かを容易に判別するこ
とができる。なお、図５を参照すれば、上記図９の打音
（Ｂ）の４００［Ｈｚ］近傍における大きな音圧は、打
撃直後に現れたものであることが分かる。なお、図８、
図９では音圧Ｐは横軸の周波数ｆに対してなめらかな曲
線となっているが、本実施の形態においては周波数帯域
が２８に分割されており実際に検出される最大値の数は
２８個であるから、これをＣＲＴ等に図で表示するとす
れば例えば折れ線状に表示される。

【００４７】さらに、補正器４４の具体的な動作例につ
いて図１０、図１１によって説明する。図１０は、円筒
形の灰皿状のアルミニウム缶について、加振力Ｆ［ｍ／
ｓ／ｓ］と発生音圧の最大値Ｐｍａｘ［Ｐａ］との関係
を示した特性図である。図１０において、実際に測定さ
れた測定値を黒塗りの四角形で示したが、これらは直線
Ｃ近傍に分布している。すなわち、加振力Ｆ［ｍ／ｓ／
ｓ］と発生音圧の最大値Ｐｍａｘ［Ｐａ］とは、比例関
係にあることが分かる。

【００４８】そこで、この場合は発生音圧の最大値Ｐｍ
ａｘは加振力Ｆに比例するとして、補正器４４により発
生音圧を補正する。図１１は、補正された周波数特性を
示す特性図であり、加振力を所定の値、これを１００
［％］としたときの周波数と音圧との特性を表したもの
が折れ線Ｈであり、加振力を６５、１３３［％］とした
ときの音圧の測定値を加振力にて除して補正したものが
それぞれ折れ線Ｊ、Ｋである。すなわち、音圧Ｐを加振
力Ｆにより補正することにより、補正された音圧Ｐは加
振力の大小にかかわらず、広い周波数領域に亘ってほぼ
同じ周波数特性を示すことが分かる。このような補正に
より、加振力による影響を小さくすることができる。

【００４９】なお、上記では加振力と最大音圧とは比例
関係にあるものを示したが、例えば周波数帯域毎に加振
力に対して異なった補正値により補正をするようにする
ことにより、加振力に応じて周波数成分の分布が変化す
るような複雑な構造を持つ対象物に対して非常に有効に
対処できる。

【００５０】このように各周波数帯域毎の最大値を検出
する本実施の形態の手法により打音の特徴でもある発生
直後の大きな音圧を周波数帯域ごとの音圧の最大値とし
て捉え、その周波数分布を用いて確実な判定を行うこと
が可能である。また、各周波数毎の時系列信号を求める
手法としてアナログＢＰＦを用いることで処理を高速化
でき、装置も安価とすることができる。

【００５１】さらに、ハンマ２により缶１に与えられる
加振力を検出して計測した音圧データを補正するように
しているので、加振力の大小により音圧が変化しても判
定に用いる音圧データが補正され、打音判定の操作性も
向上させる事が可能である。また、正常状態の対象物か
ら発生する音や振動から基準値を設定するようにしてい
るので、基準値の設定を対象物に即して容易に設定で
き、打音判定装置の操作性が向上する。さらに、打音判
定装置の動作をトリガ検出器１７からのトリガ信号によ
り開始することにより周囲からの騒音やノイズによる影
響を防止し、判定の信頼性を向上させることができる。

【００５２】なお、ピークホールド回路４３に保持され
た最大値を比率演算器１５で得られた補正値で補正する
補正手段４４を設ける代わりに、音圧信号、時系列信
号、及び基準値の少なくとも１つを補正するように補正
手段を構成してもよい。また、トリガ検出器１７のトリ
ガ信号をピークホールド回路４３に与えるものを示した
が、マイクロホン３、増幅器４、アナログＢＰＦ４１、
整流器４２、補正器４４、比較器４５等に与えて最大値
の記憶動作の開始あるいは比較動作の開始をするように
しても同様の効果を奏する。

【００５３】実施の形態２．図１２は、この発明の他の
実施の形態を示す打音判定装置の構成図である。この実
施の形態においては、各周波数帯域毎の時系列信号をデ
ジタルＢＰＦ６１を用いて抽出する。図１２において、
５１は整流器１３からのアナログ信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器、５２は増幅器４からのアナログ
信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。

【００５４】６１はデジタル信号を各周波数帯域毎の時
系列信号に変換する変換手段としてのデジタルＢＰＦで
ある。デジタルＢＰＦ６１は、例えば図１の実施の形態
と同様に人間の可聴域である２０〜２０，０００［Ｈ
ｚ］をほぼ網羅すべく３１．２５〜１６，０００［Ｈ
ｚ］までの９オクターブ分を対象とし、１／３オクター
ブ毎の分解能を与えるとして全２８バンド分設ける。６
２はデジタルＢＰＦからの交流信号を整流する整流器、
６３は整流されたデジタル信号から最大値を抽出する抽
出手段としての最大値演算器である。

【００５５】６４は補正手段としての補正器であり、比
率演算器１５から得られる比率により最大値演算器６３
が出力するピーク値を補正して補正値を出力する。６５
は比較手段としての比較器であり、補正器６４の出力と
基準値設定器６６に格納された基準値とを比較する。な
お、整流器６２、ピークホールド回路６３、補正器６
４、比較器６５、基準値設定器６６は全２８バンド分設
けられたデジタルＢＰＦ６１にそれぞれ対応して２８個
設けられている。その他の構成については、図１に示さ
れたものと同様のものであるので、相当するものに同一
符号を付して説明を省略する。

【００５６】次に動作を説明する。まず、基準となる対
象物を用いて各基準値を設定する基準値設定モードにつ
いて説明する。Ａ／Ｄ変換器５１は、整流器１３からの
アナログの直流信号をデジタル信号に変換する。このと
き、Ａ／Ｄ変換器５１はトリガ検出器１７からのトリガ
信号を受けて動作を開始し、打撃による対象物の発生音
圧が所定値以下に減衰するまでの一定の時間継続して行
われる。最大値演算器２１は、デジタル信号の最大値を
抽出し、ピーク基準値として基準値設定器１６に収納す
る。

【００５７】同様に、打撃により発生した音波は、マイ
クロホン３で電気信号に変換され、増幅器４で適当な利
得を与えらえれた後、Ａ／Ｄ変換器５２でデジタル信号
に変換される。このとき、Ａ／Ｄ変換器５２はトリガ検
出器１７からのトリガ信号により動作を開始し、打撃に
よる対象物の発生音圧が所定値以下に減衰するまでの一
定時間の間動作する。この変換されたデジタル信号は、
それぞれ異なった周波数帯域を通過させるように設定さ
れた２８個のデジタルＢＰＦ６１に入力され、各周波数
帯域毎の時系列信号に分離される。

【００５８】デジタルＢＰＦ６１で各周波数帯域毎に分
離された時系列信号は整流器６２で直流信号に変換さ
れ、最大値演算器６３に入力される。最大値演算器６３
は、この直流信号の最大値を抽出し、基準値設定器６６
に格納する。このようにして各周波数帯域毎の瞬間的な
最大値が抽出され、基準値設定器６６に格納される。こ
のような基準値設定モードの動作により、基準値設定器
１６には打撃の強さを示す情報が格納され、基準値設定
器６６には打音の各周波数帯域における瞬間的な最大音
圧を示す情報が格納される。

【００５９】次に対象物の判定を行う判定モードについ
て説明する。まずハンマ２により対象物である缶１を打
撃する。このとき基準値設定モードの時と同様に、ハン
マ２に発生した振動を振動検出器１１で電気信号に変換
し、増幅器１２で増幅すると共に整流器１３で直流に変
換する。トリガ検出器１７も同様に整流器１３からの直
流信号からトリガ信号を出力し、Ａ／Ｄ変換器５１はト
リガ出力から音圧減衰までの一定時間、直流信号をデジ
タル信号に変換する。最大値演算器２１はデジタル信号
の最大値を抽出し出力する。

【００６０】判定モードの場合、最大値演算器２１によ
り抽出された最大値は比率演算器１５に入力され、比率
演算器１５は、最大値と基準値設定器１６に格納されて
いるピーク基準値との比率を演算し出力する。

【００６１】打撃により発生した音波も基準値設定モー
ドと同様に、マイクロホン３で電気信号に変換すると共
に増幅器４で増幅し、Ａ／Ｄ変換器５２によりデジタル
信号に変換される。このときＡ／Ｄ変換器５２の動作は
トリガ検出器１７からのトリガ信号により開始され、音
圧減衰までの一定時間行われる。デジタル信号はデジタ
ルＢＰＦ６１により各周波数帯域毎の時系列信号に分離
され、整流器６２で直流信号に変換され、最大値演算器
６３に入力される。最大値演算器６３は、直流信号の最
大値を抽出し出力する。

【００６２】判定モードの場合、最大値演算器６３によ
り抽出された最大値は補正器６４に入力され、補正器６
４は比率演算器１５から得られる比率に基づき適切な補
正値を演算し最大値演算器６３から得られる最大値を補
正し出力する。補正された最大値は、比較器６５で基準
値設定器６６に格納された基準値と比較され、あらかじ
め設定された所定の関係を超えた場合に警報として警報
器１８に出力される。設定する所定の関係は、例えば図
１に示した実施の形態と同様に基準値に対して８０〜１
２０［％］の範囲内を正常、８０［％］未満及び１２０
［％］超を範囲外の異常とし、異常と判定されたとき判
定信号を発する。警報装置１８は、入力された判定信号
があらかじめ設定された数、例えば２個を超えると報知
要としてブザーを鳴らすとともにランプを点滅して警報
する。

【００６３】このように各周波数毎の時系列信号を求め
る手法としてデジタルＢＰＦ６１を用いることで装置を
小型化できるとともに、ソフトウェア（Ｓ／Ｗ）で処理
するためフィルタ特性の変更や診断する周波数帯域の追
加などに柔軟に対応することが可能である。

【００６４】実施の形態３．図１３は、さらにこの発明
の他の実施の形態を示す打音判定装置の構成図である。
この実施の形態においては、ウェーブレット変換演算器
７１を設け、各周波数帯域毎の時系列信号を求めるよう
にしたものである。

【００６５】図において、７１は変換手段としてのウェ
ーブレット変換（ＷａｖｅｌｅｔＴｒａｎｓｆｏｒｍ）
演算器であり、Ａ／Ｄ変換器５２から入力されたデジタ
ル信号を時間的・周波数的に広がりを有する音圧の信号
に変換する。ウェーブレット変換された信号は、２８組
設けられた最大値演算器６３、補正器６４、比較器６５
に入力される。比較器６５は、図１や図１２に示された
ものと同様に基準値設定器６６に格納された基準値と比
較され、あらかじめ設定された所定の関係に該当する場
合に判定信号を警報器１８に出力する。

【００６６】ウェーブレット変換演算器７１は、基底関
数（ウェーブレット関数）を拡大あるいは縮小すること
により、デジタル音圧信号を各周波数毎の時系列信号に
分離する。この際に、測定波形や観測したい現象に合わ
せて適切な基底関数を選択することにより周波数の分離
特性や判定の信頼性を向上させることができる。

【００６７】実施の形態４．図１４〜図１７は、さらに
この発明の他の実施の形態を示すものであり、図１３の
装置をゴルフボールの割れ判定に適用した結果を示すも
のである。図１４は、正常なゴルフボールの発する音波
をウェーブレット変換した結果を示す特性図、図１５は
図１４における音圧の最大値検出結果を示す特性図であ
り、図１４における全経過時間における音圧Ｐを左方の
周波数ｆ軸及び音圧Ｐ軸を含む平面に投影したものであ
る。図１６は、割れのあるゴルフボールの発する音波を
ウェーブレット変換した結果を示す特性図、図１７は図
１６における音圧の最大値検出結果を示す特性図であ
り、図１６における全経過時間における音圧Ｐを左方の
周波数ｆ軸及び音圧Ｐ軸を含む平面に投影したものであ
る。

【００６８】図示しないゴルフボールをハンマ２にて打
撃して、発生する音圧をマイクロホン３にて検出する。
以下の動作は実施の形態３において説明したのと同様で
ある。検出された音圧（音波）をウェーブレット変換す
る。ゴルフボールに異常がない場合は、図１４、図１５
に示すように比較的低い１，６００［Ｈｚ］近傍におい
て最大値が発生する。これに対し、割れがある場合に
は、これより高い５，０００［Ｈｚ］近傍において最大
値、しかも割れがないときよりもずっと大きい値の最大
値が発生する。従って、正常なゴルフボールの測定値を
基準値設定器６６に記憶させておき、周波数帯域毎の最
大値を検出して基準値設定器６６の基準値と比較するこ
とにより異常を容易に判定できる。

【００６９】実施の形態５．タービン発電機のロータ
は、ロータコイルがスロット内に収容され、スロットに
打ち込まれたウェッジとロータコイルとの間にリップル
ばねを介挿してロータコイルをロータの半径方向に押圧
する構成を採用している。このとき、リップルばねは所
定の押圧力をロータコイルに与えるために、所定の寸法
に圧縮されている必要がある。つまり、振動防止のため
に所定の圧縮代を確保する必要がある。図１８〜図２１
は、図１３の装置を上記のようなタービン発電機のリッ
プルばねの圧縮代の判定に適用した結果を示すものであ
る。

【００７０】図１８は、圧縮代が所定値である場合の音
波をウェーブレット変換した結果を示す特性図、図１９
は図１８における音圧の最大値検出結果を示す特性図で
あり、図１９における全経過時間における音圧Ｐを左方
の周波数ｆ軸及び音圧Ｐ軸を含む平面に投影したもので
ある。図２０は、圧縮代が不足する場合の音波をウェー
ブレット変換した結果を示す特性図、図２１は図２０に
おける音圧の最大値検出結果を示す特性図であり、図２
０における全経過時間における音圧Ｐを左方の周波数ｆ
軸及び音圧Ｐ軸を含む平面に投影したものである。

【００７１】図示しないロータのスロット内に挿入され
たウェッジをハンマ２にて径方向から打撃する。このと
き発生する音圧をマイクロホン３にて検出する。以下の
動作は実施の形態３において説明したのと同様である。
検出された音波をウェーブレット変換する。所定の圧縮
代があるときは、図１８、図１９に示すように４，００
０［Ｈｚ］近傍において最大値が発生する。これに対
し、圧縮代が不足する場合、すなわちリップルばねの高
さが高いときは、２，０００［Ｈｚ］近傍において最大
値、しかもずっと大きい値の最大値が発生する。これ
は、リップルばねの押圧力不足により、コイル及びウェ
ッジの振動が大きくなるためである。これにより、リッ
プルばねにより所定の押圧力が確保されているか否かを
判定できる。

【００７２】実施の形態６．図２２〜図２５は、さらに
この発明の他の実施の形態を示すものであり、図１３の
装置を直流機のアマチュアコイル（ロータコイル）の絶
縁劣化診断に適用した結果を示すものである。

【００７３】図２２は、アマチュアコイルが新品の場合
の振動をウェーブレット変換した結果を示す特性図、図
２３は図２２における振動の最大値検出結果を示す特性
図であり、図２２における全経過時間における振動Ｖｂ
を左方の周波数ｆ軸及び振動Ｐ軸を含む平面に投影した
ものである。図２４は、劣化品の場合の振動をウェーブ
レット変換した結果を示す特性図、図２５は図２４にお
ける振動の最大値検出結果を示す特性図であり、図２４
における全経過時間における振動Ｖｂを左方の周波数ｆ
軸及び振動Ｖｂ軸を含む平面に投影したものである。な
お、試験に供した劣化品の直流機は、約３０年使用した
品である。

【００７４】図示しないが、アマチュアコイルに交流電
流を流してコイルを電磁加振する。このときの加振力に
対応するものである電流値とコイル振動検出器（加速度
ピックアップ）にて検出した振動とを、図１３に示した
判定装置を用いて測定し判定する。絶縁が正常な新品の
場合は、図２２、図２３のように最大値の周波数分布が
なだらかでその値も小さい。絶縁が劣化したものの場合
は、図２４、図２５に示すように３，０００［Ｈｚ］以
上の高い周波数領域において大きな振動Ｖｂ［ｍ／ｓ／
ｓ］が発生している。これにより、絶縁の枯れ等劣化を
判定できる。なお、この場合は、交流電流を流し続けて
いるので、音圧の時間的減衰はない。また、電流を瞬間
的に、すなわちインパルス状に流すことによりハンマに
よる加振と同様の診断を行うことも可能である。

【００７５】実施の形態７．図２６は、さらにこの発明
の他の実施の形態を示す打音判定装置の構成図である。
この実施の形態においては、変換手段として短時間ＦＦ
Ｔ（ＳＦＦＴ：Ｓｈｏｒｔ−Ｔｉｍｅ Ｆａｓｔ Ｆｏ
ｕｒｉｅｒ−Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算器８１を設け、
各周波数帯域毎の時系列信号を求めるようにしたもので
ある。このように短時間フーリエ変換器である短時間Ｆ
ＦＴ演算器８１を設けて各周波数帯域毎の時系列信号を
求めることにより、周波数の分解能を向上させることが
できる。

【００７６】この実施の形態のように短時間ＦＦＴ演算
器８１を設けたものは、例えばピアノの調律判定に用い
て効果的である。ピアノの音は通常の打音とは異なる分
布を示し、また判定する内容もレベル比較よりも厳密な
周波数の違いを検出する必要がある。従って、短時間Ｆ
ＦＴの優れた分解能を利用して周波数がずれたときに不
良と判定するようにすることができる。

【００７７】ところで、上記の各実施の形態のものは、
その特性に応じて使い分けすることができる。例えば、
アナログＢＰＦを用いたものはそのフィルタの特性上応
答速度が速いので、例えば送電線の鉄塔のボルト締め箇
所の緩みの有無の判定など、多数の箇所を迅速に判定、
検査したい用途に適する。また、デジタルＢＰＦを用い
れば、フィルタの帯域通過特性が優れ、またフィルタ特
性の変更が容易なので、種々の対象物に応じて判定に適
するようにフィルタの特性を変更したいときに便利であ
る、さらに、ウェーブレット変換器を用いれば、測定時
間がかかるが、判定の精度あるいは信頼度をより向上さ
せることができるので、上記実施の形態５、６に示した
タービン発電機や直流機の診断等に用いると効果的であ
る。なお、ウェーブレット変換と短時間ＦＦＴは、その
解析演算により実効値を算出するため、整流手段を設け
る必要はない。

【００７８】また、例えば図１に示したアナログＢＰＦ
４１の個数や帯域幅等は、この実施の形態に示したもの
に限られるものではなく、判定対象の特性に合わせて適
宜選択されるものである。さらに、振動はマイクロホン
による音波の検出や加速度ピックアップによるものほ
か、変位の計測等他の方法によってもよい。なお、警報
手段により警報するものを示したが、このような判定に
おける各信号や演算された値、すなわち基準値設定器４
６、６６に記憶された各基準値及び比較器１６に設定さ
れた上記正常及び異常とする範囲、比率演算器１５によ
り算出された補正値、判定における各補正器４４、６４
からの補正された最大値等を点や帯状にかつ範囲外とな
ったものは赤色等で色分けしてＣＲＴ等に表示して容易
に確認できるようにして、判定の信頼性を向上させるこ
とも可能である。また、警報手段１８が警報要と判断し
たときに警報するのに代えて、例えばベルトコンベア上
の当該対象品をラインから除去する等の処置をするよう
にすることもできる。

【００７９】また、補正器により補正された最大値の検
出結果を正常値（基準値）と検出値とを図８、図９を重
ねたような図として表示し、結果を視覚的に把握できる
ようにすることもできる。このとき、結果が異常と判断
された場合は、打音（Ｂ）に相当する図９を赤色で表示
する。なお、図８、図９では音圧Ｐは横軸の周波数ｆに
対してなめらかな曲線となっているが、実際に検出され
る最大値の数は２８個であるから、折れ線状の表示にな
る。

【００８０】この発明による打音判定装置は、上記実施
の形態に示した缶の内容物の判定や気密検査の他に、例
えば壁の表面剥離検査、ボルトの緩みの判定、構造物の
表面剥離検査、鋳物の内部空洞や割れの検査、橋脚など
の構造物の割れ検査、ゴルフクラブのヘッド内部欠陥の
検査、鉄道のレールのひび割れ検査、鉄道車両の車輪の
ひび割れ検査、果物の熟れ具合の判定、航空機のボディ
検査、生産したコップなどのガラス製品、陶磁器製品の
割れ検査、量産する打楽器の検査、テニスラケットのガ
ット張力検査、タイミングベルトの張力検査、ゴルフボ
ール割れ検査等、広い範囲の種々の判定や検査に用いる
ことができる。

【００８１】また、上記各実施の形態においてはハンマ
で外力を加えるものを示したが、他の手段により外力が
加えられるもの、例えば自動車のドア閉め時の音による
検査、プレス機のプレス音検査、削岩機運転音による堅
い地層検出等にも用いることができる。

【００８２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、検出
信号を複数の所定の周波数帯域毎の時系列信号に変換す
る変換手段と、時系列信号の最大値を周波数帯域毎に抽
出する抽出手段と、各最大値をあらかじめ設定された基
準値と比較する比較手段とを設けたので、打音の特徴で
もある発生直後の大きな音圧の周波数分布を的確に把握
でき、比較及び判定の信頼性を向上させることができ
る。

【００８３】また、変換手段を帯域フィルタとし、抽出
手段を整流手段により整流された周波数成分の各ピーク
値の内最大のものを各々最大値として抽出するものとし
たので、処理を高速に行うことができ、装置も簡易で安
価になる。また、検出信号の負符号部に最大値がある場
合でも検出でき、検出信号が急激に減衰する対象物の場
合でも比較及び判定の信頼性を確保できる。

【００８４】さらに、変換手段をウェーブレット変換手
段とし、抽出手段をウェーブレット変換手段による変換
結果に基づき周波数帯域毎の最大値を抽出するものとし
たので、各周波数毎の時系列信号に分離する際の特性を
向上させることができ、比較及び判定の信頼性を向上さ
せることが可能となる。

【００８５】そして、変換手段を短時間高速フーリエ変
換手段とし、抽出手段を短時間高速フーリエ変換手段に
よる変換結果に基づき周波数帯域毎の最大値を抽出する
ものとしたので、周波数の分解能を向上させることがで
きる。

【００８６】また、正常状態の対象物から発生する音や
振動から基準値を設定することにより、基準値の設定が
容易となり装置の操作性を向上させることができる。

【００８７】さらに、加えられた外力の大きさを検出す
る外力検出手段を設けるとともに、外力の大きさに応じ
て信号、時系列信号、最大値、及び基準値の少なくとも
１つを補正する補正手段を設けたので、加振力のばらつ
きの影響が補正され、比較及び判定の信頼度が向上す
る。

【００８８】そして、加えられた外力の大きさを検出す
る外力検出手段を設けるとともに、外力の大きさが所定
値を超えたとき信号検出手段、変換手段、抽出手段、及
び比較手段の少なくとも１つの動作の開始を指令する指
令手段を設けたので、周囲からの騒音あるいは振動及び
ノイズ等の影響を軽減し、比較及び判定の信頼性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の一形態を示す構成図であ
る。

【図２】 正規のものを入れた缶の打音（Ａ）の音圧波
形を示す図である。

【図３】 正規以外のものを入れた缶の打音（Ｂ）の音
圧波形を示す図である。

【図４】 打音（Ａ）の時間−周波数解析結果を示す特
性図である。

【図５】 打音（Ｂ）の時間−周波数解析結果を示す特
性図である。

【図６】 打音（Ａ）をフーリエ変換したスペクトルで
ある。

【図７】 打音（Ｂ）をフーリエ変換したスペクトルで
ある。

【図８】 打音（Ａ）の最大値検出結果を示す特性図で
ある。

【図９】 打音（Ｂ）の最大値検出結果を示す特性図で
ある。

【図１０】 加振力と発生する音圧との関係を示す特性
図である。

【図１１】 補正された周波数特性を示す特性図であ
る。

【図１２】 この発明の他の実施の形態を示す構成図で
ある。

【図１３】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す
構成図である。

【図１４】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す
もので、正常なゴルフボールの打音をウェーブレット変
換した結果を示す特性図である。

【図１５】 正常なゴルフボールの打音の最大値検出結
果を示す特性図である。

【図１６】 割れのあるゴルフボールの打音について図
１３の装置によりウェーブレット変換した結果を示す特
性図である。

【図１７】 割れのあるゴルフボールの打音の最大値検
出結果を示す特性図である。

【図１８】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す
ものであり、タービン発電機のリップルばねの圧縮代が
正規の値である場合に発生する音圧をウェーブレット変
換した結果を示す特性図である。

【図１９】 図１８における音圧の最大値検出結果を示
す特性図である。

【図２０】 リップルばねの圧縮代が不足する場合に発
生する音圧をウェーブレット変換した結果を示す特性図
である。

【図２１】 図２０における音圧の最大値検出結果を示
す特性図である。

【図２２】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す
ものであり、絶縁診断に適用したもので、直流機が新品
の場合のアマチュアコイルの発する振動をウェーブレッ
ト変換した結果を示す特性図である。

【図２３】 図２２における振動の最大値検出結果を示
す特性図である。

【図２４】 直流機が劣化品の場合の発生する振動をウ
ェーブレット変換した結果を示す特性図である。

【図２５】 図２４における振動の最大値検出結果を示
す特性図である。

【図２６】 さらに、この発明の他の実施の形態を示す
構成図である。

【図２７】 従来の打音判定装置を示す構成図である。

【図２８】 他の従来の打音判定装置を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 対象物（缶）、２ ハンマ、３ マイクロホン、１
１ 振動検出器、１３ 整流器、１４ ピークホールド
回路、１５ 比率演算器、１６ 基準値設定器、１７
トリガ検出器、１８ 警報器、４１ アナログＢＰＦ、
４２ 整流器、４３ ピークホールド回路、４４ 補正
器、４５ 比較器、４６ 基準値設定器、５１，５２
Ａ／Ｄ変換器、６１ デジタルＢＰＦ、６２ 整流器、
６３最大値演算器、６４ 補正器、６５ 比較器、６６
基準値設定器、７１ ウェーブレット変換演算器、８
１ 短時間ＦＦＴ演算器。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外力を加えられた対象物から発生する振
   動を検出信号として検出する信号検出手段と、上記検出
   信号を複数の所定の周波数帯域毎の時系列信号に変換す
   る変換手段と、上記時系列信号の最大値を上記周波数帯
   域毎に抽出する抽出手段と、上記各最大値をあらかじめ
   設定された基準値と比較する比較手段とを備えた打音判
   定装置。
2. 【請求項２】 変換手段は検出信号の所定の周波数帯域
   の周波数成分を通過させる複数の帯域フィルタであり、
   抽出手段は上記各帯域フィルタを通過した上記周波数成
   分を整流しこの整流された周波数成分の各ピーク値の内
   最大のものを各々最大値として抽出するものであること
   を特徴とする請求項１記載の打音判定装置。
3. 【請求項３】 変換手段は検出信号をウェーブレット変
   換するウェーブレット変換手段であり、抽出手段は上記
   ウェーブレット変換手段による変換結果に基づき周波数
   帯域毎の最大値を抽出するものであることを特徴とする
   請求項１記載の打音判定装置。
4. 【請求項４】 変換手段は検出信号を短時間高速フーリ
   エ変換する短時間高速フーリエ変換手段であり、抽出手
   段は上記短時間高速フーリエ変換手段による変換結果に
   基づき周波数帯域毎の最大値を抽出するものであること
   を特徴とする請求項１記載の打音判定装置。
5. 【請求項５】 基準値は、対象物が所定の状態のときに
   得られる検出信号に基づいて設定されるものであること
   を特徴とする請求項１記載の打音判定装置。
6. 【請求項６】 加えられた外力の大きさを検出する外力
   検出手段を設けるとともに、外力の大きさに応じて検出
   信号、時系列信号、最大値、及び基準値の少なくとも１
   つを補正する補正手段を設けたことを特徴とする請求項
   １記載の打音判定装置。
7. 【請求項７】 加えられた外力の大きさを検出する外力
   検出手段を設けるとともに、外力の大きさが所定値を超
   えたとき信号検出手段、変換手段、抽出手段、及び比較
   手段の少なくとも１つの動作の開始を指令する指令手段
   を設けたことを特徴とする請求項１記載の打音判定装
   置。