JPH11194049A - 振動レベル測定分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建築現場において短時間で容易に周波数分析
や統計処理が行えるとともに、持ち運びが便利で汚れや
損傷の生じにくい振動レベル測定分析装置を提供するこ
と。 【解決手段】 地盤の振動レベル及び／または振動加速
度レベルを測定する振動計２と、この振動計２の出力を
アナログ／ディジタル変換するアナログ／ディジタル変
換器と、このアナログ／ディジタル変換器から入力され
るディジタルの振動レベルデータ及び／または振動加速
度レベルデータに周波数分析処理及び統計処理を施し処
理結果を表示部に表示させるノート型のパーソナルコン
ピュータ４と、振動計２、アナログ／ディジタル変換器
及びパーソナルコンピュータ４を収納する開閉可能で且
つ携帯可能な収納箱６とからなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、住宅等の建物の建築現
場において、地盤の振動レベルまたは振動加速度レベル
を測定し、これに周波数分析処理及び統計処理を行って
処理結果を表示させるようにした携帯可能な振動レベル
測定分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】住宅等の建物の建築に際しては、予め建
築現場の地盤の振動レベルまたは振動加速度レベルを測
定し、当該建築現場に住宅等を建築した場合に振動クレ
ームが発生しやすいか否かを評価するようにしている。
その場合、建築現場に振動計を持ち込むのみでは、単に
振動レベルという物理量を測定できるのみであるから、
振動クレームの発生の有無を的確に評価することは難し
いものであった。

【０００３】また、振動計の他に、市販の１／３オクタ
ーブ分析器等の周波数分析器を建築現場に持ち込むこと
により、現場での周波数分析は可能であるが、統計処
理、つまり、測定期間中における振動加速度レベル等の
平均値等を求める処理を現場で行うことは不可能であっ
た。そこで、従来、周波数分析や統計処理を行う場合、
建築現場でデータ録音機（データ記録機）を用いて振動
レベルまたは振動加速度レベルを所定時間に渡って記録
し、データを事務所等へ持ち帰って分析するようにして
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、その場合、
データの統計処理を行うのに専門知識が要求されるとと
もに、統計処理の結果を得るまでに多くの時間の手間が
必要となり、現場での迅速な分析が行えない問題を有し
ていた。また、建築現場に振動計や周波数分析器等を持
ち込んで計測を行う場合、これらの機器が土等で汚れた
り、測定中に損傷する等の不具合が生じる場合があっ
た。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決して、建築現場において短時間で容易に周波数分析
や統計処理が行えるとともに、持ち運びが便利で汚れや
損傷の生じにくい振動レベル測定分析装置を提供するこ
とを目的とする。そのため、本発明の請求項１の振動レ
ベル測定分析装置は、地盤の振動レベルまたは振動加速
度レベルを測定する振動計と、この振動計の出力をアナ
ログ／ディジタル変換するアナログ／ディジタル変換器
と、このアナログ／ディジタル変換器から入力されるデ
ィジタルの振動レベルデータまたは振動加速度レベルデ
ータに周波数分析処理及び統計処理を施し処理結果を表
示部に表示させるノート型のパーソナルコンピュータ
と、上記振動計、アナログ／ディジタル変換器及びパー
ソナルコンピュータを収納する開閉可能で且つ携帯可能
な収納箱とからなることを特徴とするものである。

【０００６】請求項２の振動レベル測定分析装置は、請
求項１の構成において、上記収納箱は軽量の金属材料か
らなることを特徴とするものである。

【０００７】請求項３の振動レベル測定分析装置は、請
求項２の構成において、上記振動計及びパーソナルコン
ピュータを保護する樹脂製の保護材が上記収納箱内に配
置され、この保護材には上記振動計及びパーソナルコン
ピュータを収納する収納凹部が設けられていることを特
徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示すように、本発明の実施
の形態で使用する振動レベル測定分析装置１は、振動計
２と、コネクタ３と、パーソナルコンピュータ４と、図
示しないアナログ／ディジタル変換器と、プリンタ５と
を備え、これらの各構成要素は、専用のケース６内に取
出し可能に収納されている。ケース６は、ケース本体７
と、ヒンジ機構によりケース本体７に開閉自在に接続さ
れた蓋体８からなり、これらケース本体７及び蓋体８は
ジュラルミン等の軽量の金属材料により形成されてい
る。

【０００９】ケース本体７内には、ウレタン系等の樹脂
からなる保護材１１が配置、固定されている。図４及び
図５に収納箱６の概略断面を示すように、この保護材１
１には、振動計２、コネクタ３及びパーソナルコンピュ
ータ４等の各構成要素を収納するためにそれぞれ各構成
要素の外形寸法に対応した大きさに形成された複数の収
納凹部１１ａが設けられるとともに、蓋体８内には、該
蓋体８を閉じた状態で、ケース本体７の保護材１１との
間で各構成要素を挟み込んで保護するための保護材１２
が配置、固定されている。

【００１０】図２にも示すように、上記振動計２は、水
平２方向（Ｘ方向及びＹ方向）と鉛直方向（Ｚ方向）の
合計３方向の振動加速度に追従する圧電式等のピックア
ップ１３と、接続コード１４を介してピックアップ１３
に接続され、ピックアップ１３から入力される信号に基
づいて上記３方向の振動レベル及び振動加速度レベルを
検出、表示可能な振動計本体１５とからなる。振動計本
体１５には、図示しない乾電池等の電源が内蔵されると
ともに、液晶式等の表示部１５ａが設けられ、振動レベ
ルまたは振動加速度レベルの瞬時値が数値またはバーグ
ラフ形式等で表示部１５ａに表示されるようになってい
る。

【００１１】振動計本体１５には、３つの端子１５ｂ
（図６参照）が設けられ、これら端子１５ｂには各々接
続コード１６の一端が接続されるとともに、これら３本
の接続コード１６の各他端は上記コネクタ３の３つの振
動計用端子（図示せず）に各々接続されている。これに
より、振動計本体１５で検出された上記３方向（Ｘ、
Ｙ、Ｚ方向）の振動レベルまたは振動加速度レベルが、
各方向毎に独立にコネクタ３へ送られ、これらのデータ
が、更にコネクタ３から、図示しないカード形式等のア
ナログ／ディジタル変換器でディジタル信号に変換され
た後、パーソナルコンピュータ４へ送られるようになっ
ている。

【００１２】パーソナルコンピュータ４の本体２３に
は、図示しないカード形式等のアナログ／ディジタル変
換器が挿入状態で接続され、コネクタ３のコンピュータ
用端子（不図示）は、コネクタ１７を介して、上記アナ
ログ／ディジタル変換器に接続されている。これによ
り、コネクタ３からのアナログ信号がアナログ／ディジ
タル変換器でディジタル信号に変換された後、パーソナ
ルコンピュータ４に入力されるようになっている。ま
た、パーソナルコンピュータ４の本体２３の図示しない
プリンタ用端子は不図示のコネクタを介してプリンタ５
に接続されている。

【００１３】図２に示すように、パーソナルコンピュー
タ４は、キーボード２１及びタッチパット２２等からな
る入力部が設けられた本体２３と、液晶ディスプレー等
からなる表示部２４が設けられ本体２３に対し開閉可能
な蓋体２５とを備えるとともに、本体２３内に、演算
部、記憶部、充電式の電源等が内蔵された通常のノート
型のパーソナルコンピュータである。なお、このパーソ
ナルコンピュータ４の上記記憶部には、図示しないＣＤ
−ＲＯＭ或いはフロッピーディスク等の記録媒体から、
以下で述べる周波数分析処理や統計処理並びに表示部２
４への表示処理等を実行するために必要な振動測定用の
プログラムが、予めインストールされている。

【００１４】上記の構成において、通常は、振動レベル
測定分析装置１の各構成要素をケース７内に収納し、図
３に示すように、ケース７の蓋体８を閉じた状態で振動
レベル測定分析装置１を持ち運ぶことができる。建築現
場（建築予定地）において、地盤の振動レベルまたは振
動加速度レベルを測定する際には、図１に示すように、
ケース７の蓋体８を開き、続いて、振動レベル測定分析
装置１の各構成要素同士が接続されていない場合、上記
コード１４により構成要素同士の接続を行う。通常、各
構成要素同士は相互に接続された状態でケース７内に収
納されており、建築現場において、接続を行う必要はな
い。

【００１５】測定に際して、振動計２の電源を投入し、
ピックアップ１３を地盤上に配置すると、振動計２は計
測を開始し、振動計２で検出された地盤の振動レベルま
たは振動加速度レベルがコネクタ３を介して前記アナロ
グ／ディジタル変換器まで送信され、パーソナルコンピ
ュータ４が振動計２のデータを取り込むことが可能な状
態となる。

【００１６】また、パーソナルコンピュータ４の電源を
投入し、上記の振動測定用のプログラムを実行すると、
表示部２４に、図７に示すような入力・表示画面Ａが呼
び出される。この入力・表示画面Ａは、測定条件等の入
力を行うための入力領域Ｂと、周波数分析処理及び統計
処理済のデータをグラフ形式等で表示するための表示領
域Ｃとからなる。

【００１７】測定を開始する前に、まず、校正信号の入
力を行う場合、振動計本体１５からコネクタ３を介して
パーソナルコンピュータ４に校正信号が出力され、この
校正信号出力値（例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向で各々７
０ｄＢ）を上記入力領域Ｂの校正部Ｂ１に入力して校正
ボタンＢ１１を上記のタッチパッド２１でクリックする
と、校正が終了する。通常、校正を事前に行っておけ
ば、建築現場において校正を行う必要はない。

【００１８】続いて、表示設定部Ｂ２で表示モード等の
設定を行う。振動レベルまたは振動加速度レベルを振動
周波数との関係で表示するための表示モードは、（１）
瞬時値、（２）測定期間中の平均値、（３）測定期間中
の最大値、（４）１０％値の４種類から選択でき、通常
は、（１）の瞬時値で表示するが、本発明では（２）〜
（４）の統計処理済のデータを表示することも可能であ
る。ここでは、平均値として、測定期間中における振動
加速度レベル等のエネルギー平均を用いる。また、表示
タイプは、数値で表示するリストタイプと、グラフ表示
を行うグラフタイプから選択でき、通常は、グラフタイ
プを用いる。更に、振動加速度レベルを表示する場合、
表示設定部Ｂ２のスケールにおいて、その上限と下限を
ｄＢ（デシベル）値で設定できる。通常、建築現場で使
用する場合は、初期設定のままでよい。

【００１９】次に、実験設定ボタンＢ３をクリックして
実験条件（測定条件）の設定を行う。実験設定ボタンＢ
３をクリックすると、図８に示すように、ポップアップ
メニューで実験設定用ウィンドーＷが表示され、所望に
より、測定場所等の入力が行える。Δｔの欄には、測定
を行う時間間隔を入力する。例えば、１秒間隔で所定時
間測定を繰り返す場合、Δｔの欄に「１」（単位は秒）
を入力する。測定回数の欄には、繰り返し測定回数を入
力する。例えば、１秒間隔で１分間測定を行う場合、測
定回数は６０回であり、この場合、測定回数の欄に「６
０」（回）を入力する。なお、ここで、１秒間隔で６０
回測定を行うとは、振動計２からアナログ／ディジタル
変換器に常時送信されているデータ（振動レベルまたは
振動加速度レベル）をパーソナルコンピュータ４が１秒
間隔で６０回取り込むことをいう。測定条件の設定の終
了後、実験設定終了ボタンＷ１をクリックすると、図５
の入力・表示画面Ａに復帰する。上記の測定条件は、通
常、初期設定のままで使用できる。

【００２０】上記の各種設定の終了後、パーソナルコン
ピュータ４が測定、つまり、アナログ／ディジタル変換
器からのデータの読み込みを開始する場合、表示領域Ｃ
の下方における測定開始ボタンＤ１をクリックすると、
前記アナログ／ディジタル変換器からパーソナルコンピ
ュータ４にデータが入力される。すなわち、図９に示す
ように、振動計２はＸ、Ｙ、Ｚの３方向の振動レベルま
たは振動加速度レベルを検出し、これらのデータ（Ｓ
１）がコネクタ３を介して前記アナログ／ディジタル変
換器に送信され、ここで、アナログ／ディジタル変換
（Ｓ２）が行われて、ディジタル信号に変換済の上記振
動レベルデータまたは振動加速度レベルデータがパーソ
ナルコンピュータ４に入力される。

【００２１】ここでは、一例として、振動加速度レベル
の平均値（エネルギー平均値）をパーソナルコンピュー
タ４の表示領域Ｃに表示する場合を説明すると、パーソ
ナルコンピュータ４において、上記の振動計測用のプロ
グラムにより、上記振動加速度レベルデータに対して、
周波数分析処理の一種である１／３オクターブ分析処理
が行われる（図９中Ｓ３）。ここで、１／３オクターブ
分析とは、周知のように、振動加速度レベル等の周波数
分析を行うに当たり、振動周波数の１オクターブを３分
割した各点で各々振動加速度レベル等を測定して周波数
分析を行う分析方法である。例えば、１Ｈｚ乃至４Ｈｚ
の間の２オクターブを例に挙げれば、１Ｈｚ、1.25Ｈ
ｚ、 1.6Ｈｚ、２Ｈｚ、 2.5Ｈｚ、3.15Ｈｚ、４Ｈｚの
各振動周波数で振動加速度レベル等を測定する。続い
て、統計処理（ここではエネルギー平均値を求める演算
処理）が行われる（Ｓ４）。そして、上記の１／３オク
ターブ分析処理と統計処理の結果得られたデータがグラ
フ化され（Ｓ５）、図８に示すように、入力・表示画面
Ａの表示領域Ｃにグラフ形式で表示される（図９中Ｓ
６）。

【００２２】図１０において、第１表示領域Ｃ１には、
横軸にＸ方向の振動の周波数（単位はＨｚ）を取り、縦
軸にＸ方向の振動加速度レベルの平均値（単位はｄＢ）
を取った場合のＸ方向の振動の周波数とＸ方向の振動加
速度レベルの平均値との関係が１／３オクターブバンド
毎のグラフで表示される。第２及び第３表示領域Ｃ２及
びＣ３には、Ｙ方向及びＺ方向について同様の表示が行
われる。なお、第１乃至第３表示領域Ｃ１乃至Ｃ３にお
ける表示は、平均値以外に瞬時値、最大値、１０％値で
表示することもできる。

【００２３】また、第４表示領域Ｃ４には、横軸に測定
回数（すなわち、測定期間中の時間経過）を取り、縦軸
にＸ方向の振動レベルの瞬時値（オールパス値）を取っ
た場合の測定回数とＸ方向の振動レベルの瞬時値との関
係がグラフ形式で表示される。第５及び第６表示領域Ｃ
５及びＣ６には、Ｙ方向及びＺ方向について、第４表示
領域Ｃ４と同様の表示が行われる。なお、第１乃至第６
領域Ｃ１乃至Ｃ６へのグラフ表示は、カラー表示で行う
ことが可能である。

【００２４】所定の測定回数（例えば、６０回）の測定
が終了すると、パーソナルコンピュータ４は測定、つま
り、アナログ／ディジタル変換器からのデータの取り込
みを終了する。なお、測定の途中で測定を停止したい場
合、表示領域Ｃの下方に位置する測定停止ボタンＤ２を
クリックすれば、測定を停止する。１回の測定終了後、
測定データを保存する場合、入力領域Ｂの保存部Ｂ４に
おいて、ファイル名を入力するとともに、複数回計測を
行う場合、何回目の計測であるかを示す計測Ｎｏ．を入
力し、ファイル保存ボタンＢ４１をクリックすると、そ
の回の測定データがパーソナルコンピュータ４の前記記
憶部に記憶され、後に、所望により、当該測定データを
呼び出して参照することが可能となる（図９中Ｓ７参
照）。通常、ファイル名と計測Ｎｏ．は初期設定がされ
ており、特に入力する必要はない。

【００２５】複数回の測定を行う場合（例えば、１秒間
隔で１分間の測定を３回繰り返して行う場合）、第２回
目以降は、測定開始ボタンＤ１をクリックすれば、第１
乃至第６表示領域Ｃ１乃至Ｃ６に表示されているデータ
が自動的に消去され、図７の未表示状態に復帰した後、
パーソナルコンピュータ４がアナログ／ディジタル変換
器からの振動計２のデータの取り込みを開始する。な
お、２回目以降の測定で、測定条件の変更を行いたい場
合、実験設定ボタンＢ３をクリックして測定条件を変更
後、測定開始ボタンＤ１をクリックすればよい。

【００２６】以上のように、本実施の形態では、建築現
場において、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の各振動加速度レ
ベルの周波数分析処理及び統計処理（平均値等を求める
処理）をパーソナルコンピュータ４を用いて瞬時に行
い、その結果を表示部２４に表示させることができ、こ
れにより、当該建築現場の振動加速度レベル等の統計処
理を建築現場において、短時間で確実に実施することが
できる。

【００２７】その場合、各種建物の種類（例えば、鉄骨
系３階建、鉄骨系２階建、木造系２階建等）毎に振動特
性が略一定であるため、予め上記建物の種類毎の既存建
物の振動特性を測定してパーソナルコンピュータ４に記
憶させておき（図９中Ｓ８）、建築現場で地盤の振動特
性を測定した後、この地盤の振動特性と当該建築現場に
建築しようとする建物の種類の振動特性とをパーソナル
コンピュータ４で演算させることにより、当該建築現場
に当該種類の建物を建築した場合の振動レベルの予測値
を算出し（Ｓ９）、これが許容範囲内であるか否かを判
定（Ｓ１０）して、判定結果を表示部２４に表示するこ
とができる。

【００２８】また、測定条件の設定や測定の開始、停止
等の指示をパーソナルコンピュータ４の表示部２４の画
面上でアイコン操作により簡単に行えるので、振動計２
の操作を熟知していないユーザであっても、建築現場に
おける振動加速度レベル等の測定を容易に行うことがで
きる。更に、パーソナルコンピュータ４及び振動計２等
の各構成要素を単一の収納箱６内に収納したので、持ち
運びが容易であり、且つ建築現場では、収納箱６を開い
た状態で地盤上に載置し、パーソナルコンピュータ４や
振動計本体１５を収納箱６内に収納したまま測定を行え
るので、パーソナルコンピュータ４や振動計本体１５等
が土等で汚れたり、損傷することを防止できる。

【００２９】また、収納箱６をジュラルミン等の軽量の
金属材料から構成したので携帯が容易であるとともに、
携帯中または測定中における収納箱６の損傷を防止し
て、パーソナルコンピュータ４や振動計本体１５を確実
に保護することができる。しかも収納箱６内に樹脂材料
からなる保護材１１、１２を配置するとともに、保護材
１１に収納凹部１１ａを設けて、パーソナルコンピュー
タ４や振動計本体１５を収納凹部１１ａに収納するよう
にしたので、携帯時にパーソナルコンピュータ４や振動
計本体１５と収納箱６との間でがたつきが生じることも
ない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
の振動レベル測定分析装置は、地盤の振動レベルまたは
振動加速度レベルを測定する振動計と、この振動計の出
力をアナログ／ディジタル変換するアナログ／ディジタ
ル変換器と、このアナログ／ディジタル変換器から入力
されるディジタルの振動レベルデータまたは振動加速度
レベルデータに周波数分析処理及び統計処理を施し処理
結果を表示部に表示させるノート型のパーソナルコンピ
ュータと、上記振動計、アナログ／ディジタル変換器及
びパーソナルコンピュータを収納する開閉可能で且つ携
帯可能な収納箱とからなるものであるから、上記振動レ
ベル測定分析装置の構成要素である振動計、アナログ／
ディジタル変換器及びパーソナルコンピュータを収納箱
に収納し、且つ収納箱を閉じた状態で測定を行う現場ま
で携帯する一方、現場では収納箱を開いて振動計を取り
出して地盤上に設置することにより地盤の振動レベルま
たは振動加速度レベルを測定し、測定結果をアナログ／
ディジタル変換器を介してパーソナルコンピュータに入
力してパーソナルコンピュータにより直ちに周波数分析
処理及び統計処理を行わせることにより、現場で全ての
処理を行うことができ、当該現場に建物を建築した場合
に振動クレームが発生しやすいか否かを現場で短時間で
容易に判定することができる。

【００３１】また、測定に際して、収納箱を開いて現場
の地盤上に載置し、パーソナルコンピュータは収納箱内
に収納した状態で使用することにより、パーソナルコン
ピュータに土等の汚れが付いたり、損傷が生じることを
防止することができる。

【００３２】請求項２の振動レベル測定分析装置は、請
求項１の構成において、上記収納箱は軽量の金属材料か
らなるものであるから、携帯中または測定中における収
納箱自体の破損等を防止しながら、この収納箱内に配置
された振動計及びパーソナルコンピュータ等の各構成要
素を確実に保護することができる。

【００３３】請求項３の振動レベル測定分析装置は、請
求項２の構成において、上記収納箱内に上記振動計及び
パーソナルコンピュータを保護する収納樹脂製の保護材
が配置され、この保護材には上記振動計及びパーソナル
コンピュータを収納する収納凹部が設けられているもの
であるから、振動計及びパーソナルコンピュータと金属
製の収納箱との直接的な接触を回避して振動計及びパー
ソナルコンピュータの損傷を防止できるとともに、振動
計及びパーソナルコンピュータを上記収納凹部内に収納
することにより、携帯時における振動計及びパーソナル
コンピュータと収納箱との間のがたつきを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る振動レベル測定装置
のケースを開いた状態を示す概略斜視図。

【図２】上記振動レベル測定分析装置のノート型パーソ
ナルコンピュータの蓋体を開いた状態を示す概略斜視
図。

【図３】上記振動レベル測定分析装置のケースを閉じた
状態を示す概略斜視図。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って収納箱のみを示す
概略垂直断面図。

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う概略水平断面図。

【図６】上記振動レベル測定分析装置の構成要素を示す
説明図。

【図７】上記パーソナルコンピュータの表示部に表示さ
れる入力・表示画面を示す正面図。

【図８】上記入力・表示画面に実験設定用ウィンドーを
表示させた状態を示す正面図。

【図９】上記振動レベル測定分析装置による測定、分析
手順の概略を示すフローチャート。

【図１０】上記入力・表示画面に測定結果を表示する様
子を示す正面図。

【符号の説明】

１ 振動レベル測定分析装置 ２ 振動計 ４ パーソナルコンピュータ ６ 収納箱 １１、１２ 保護材 １１ａ 収納凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤の振動レベルまたは振動加速度レベ
   ルを測定する振動計と、この振動計の出力をアナログ／
   ディジタル変換するアナログ／ディジタル変換器と、こ
   のアナログ／ディジタル変換器から入力されるディジタ
   ルの振動レベルデータまたは振動加速度レベルデータに
   周波数分析処理及び統計処理を施し処理結果を表示部に
   表示させるノート型のパーソナルコンピュータと、上記
   振動計、アナログ／ディジタル変換器及びパーソナルコ
   ンピュータを収納する開閉可能で且つ携帯可能な収納箱
   とからなることを特徴とする振動レベル測定分析装置。
2. 【請求項２】 上記収納箱は軽量の金属材料からなるこ
   とを特徴とする請求項１記載の振動レベル測定分析装
   置。
3. 【請求項３】 上記振動計及びパーソナルコンピュータ
   を保護する樹脂製の保護材が上記収納箱内に配置され、
   この保護材には上記振動計及びパーソナルコンピュータ
   を収納する収納凹部が設けられていることを特徴とする
   請求項２記載の振動レベル測定分析装置。