JPS62133376A - 音響インテンシテイワツトメ−タ - Google Patents
音響インテンシテイワツトメ−タInfo
- Publication number
- JPS62133376A JPS62133376A JP27324485A JP27324485A JPS62133376A JP S62133376 A JPS62133376 A JP S62133376A JP 27324485 A JP27324485 A JP 27324485A JP 27324485 A JP27324485 A JP 27324485A JP S62133376 A JPS62133376 A JP S62133376A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensors
- intensity
- wattmeter
- signals
- sound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Landscapes
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は音波を感知するためのセンサ部、インテンシテ
イ演算部及び表示部を有する音響インテンシテイワット
メータに係り、高効率、高精度音源探査に好適な音響イ
ンテンシテイワットメータに関する。
イ演算部及び表示部を有する音響インテンシテイワット
メータに係り、高効率、高精度音源探査に好適な音響イ
ンテンシテイワットメータに関する。
機器の騒音対策を短期間で経済的に行うためには騒音源
の高精度探査技術が不可欠であり、このための測定機器
として音響インテンシテイワットメータが最近注目され
ている。従来、この種のワットメータには、対向に配置
された１対の音波センサ部とこれの支持部、インテンシ
テイ演算部及びその結果のインテンシテイの大きさと向
きを示す表示部から構成されているものが知られている
。
の高精度探査技術が不可欠であり、このための測定機器
として音響インテンシテイワットメータが最近注目され
ている。従来、この種のワットメータには、対向に配置
された１対の音波センサ部とこれの支持部、インテンシ
テイ演算部及びその結果のインテンシテイの大きさと向
きを示す表示部から構成されているものが知られている
。
すなわち東京大学生産技術研究所生餅リーフレットＮＱ
１２４における“簡易型音響インテンシテイ−メータ″
と題する文献において論じられている。
１２４における“簡易型音響インテンシテイ−メータ″
と題する文献において論じられている。
しかしこの種のメータでは原理的に１対のセンサを結ぶ
延長軸方向でのインテンシテイの向きと大きさを計測す
るものであり、音源位置方向を探知する場合、１対のセ
ンサの中央を中心として、センサを１８０’回転させる
必要がある。短時間で探知するためには、１対のマイク
を回転させるための駆動機構たとえばモータとギヤまた
はベルトが必要不可欠であり、しかもこの機構をセンサ
近傍に設置する必要からモータ、ギヤから発生する音が
ノイズとなり探査精度を大幅に低下することは容易に推
定できる。さらに駆動機構を設けると回転半径が大きく
なり、せまい空間で音源を探査する場合や時間的に騒音
の大きさ、音源位置が変化するような機器を対象とする
場合には適用が不可能か適用しても精度が非常に悪化す
るという問題があった。
延長軸方向でのインテンシテイの向きと大きさを計測す
るものであり、音源位置方向を探知する場合、１対のセ
ンサの中央を中心として、センサを１８０’回転させる
必要がある。短時間で探知するためには、１対のマイク
を回転させるための駆動機構たとえばモータとギヤまた
はベルトが必要不可欠であり、しかもこの機構をセンサ
近傍に設置する必要からモータ、ギヤから発生する音が
ノイズとなり探査精度を大幅に低下することは容易に推
定できる。さらに駆動機構を設けると回転半径が大きく
なり、せまい空間で音源を探査する場合や時間的に騒音
の大きさ、音源位置が変化するような機器を対象とする
場合には適用が不可能か適用しても精度が非常に悪化す
るという問題があった。
本発明の目的は、短時間で高精度に音響インテンシテイ
の方向と大きさを計測し、音源の位置を探知可能な音響
インテンシテイワットメータを提供することにある。
の方向と大きさを計測し、音源の位置を探知可能な音響
インテンシテイワットメータを提供することにある。
本発明は上記目的を達成するため、基本的には音源の方
向を探知可能とするように、１対のセンサとこれらのセ
ンサの感知部を結ぶ延長方向とほぼ直交するように、さ
らに１対のセンサを設け、これらの２対のセンサ出力信
号をもとにインテンシテイを解析可能とする演算部とこ
の２対の演算出力結果を組みあわせて、音波の伝播方向
と大きさを示す表示部から構成することによって解決さ
れる。
向を探知可能とするように、１対のセンサとこれらのセ
ンサの感知部を結ぶ延長方向とほぼ直交するように、さ
らに１対のセンサを設け、これらの２対のセンサ出力信
号をもとにインテンシテイを解析可能とする演算部とこ
の２対の演算出力結果を組みあわせて、音波の伝播方向
と大きさを示す表示部から構成することによって解決さ
れる。
音波の伝播方向と大きさは前記２対のセンサによって収
音された信号をインテンシテイ演算後。
音された信号をインテンシテイ演算後。
これらの出力信号の大きさの比と符号及び大小関係をも
とに算出するようにしたものである。
とに算出するようにしたものである。
以下１本発明の一実施例を第１〜第７図により説明する
。第１図はインテンシテイワットメータの外観図を示す
。ワットメータは、センサ部１とこのセンサ部を支持す
るためのサポート２、サポート２の片端を支持し１表示
部３を有する手元ボックス部４．インテンシテイ演算回
路部５と電源部６を収容するための演算部ボックス７及
び手元ボックス４と演算ボックス７間の通信ケーブル８
から構成されている。第２図はセンサ部の構成を示す。
。第１図はインテンシテイワットメータの外観図を示す
。ワットメータは、センサ部１とこのセンサ部を支持す
るためのサポート２、サポート２の片端を支持し１表示
部３を有する手元ボックス部４．インテンシテイ演算回
路部５と電源部６を収容するための演算部ボックス７及
び手元ボックス４と演算ボックス７間の通信ケーブル８
から構成されている。第２図はセンサ部の構成を示す。
センサ部は、サポート２の軸方向Ｘ成分のインテンシテ
イ計測用センサ８，９とサポート２の軸と直交する方向
ｙ成分の計測用センサ１０゜１１からなり、センサ８，
９とセンサ１０．１１は対向し、かつ直交するように設
けている。センサ８〜１１は、小型のエレクトレットマ
イクロホンであり、さらにこれらのマイク間の間隔を一
定に保つためのスペーサ１２が配設されている。第３図
は、インテンシテイ演算ブロック及び表示部ブロック図
を示したものであるウマイク８．９の出力Ａ、Ａと他の
対のマイク１０．１１の出力Ｂ。
イ計測用センサ８，９とサポート２の軸と直交する方向
ｙ成分の計測用センサ１０゜１１からなり、センサ８，
９とセンサ１０．１１は対向し、かつ直交するように設
けている。センサ８〜１１は、小型のエレクトレットマ
イクロホンであり、さらにこれらのマイク間の間隔を一
定に保つためのスペーサ１２が配設されている。第３図
は、インテンシテイ演算ブロック及び表示部ブロック図
を示したものであるウマイク８．９の出力Ａ、Ａと他の
対のマイク１０．１１の出力Ｂ。
■の増幅及びインピーダンス整合用バッファ部１３、こ
のＡ、ＡとＢ、Ｂの信号からＸ及びｙ方向のインテンシ
テイ成分Ｘ、Ｙ＠−演算する回路１４、この値Ｘ、Ｙか
ら方向（矢印）とその大きさを演算する掛算部１５２割
算部１６からなる回路２０、この結果をＬＥＤで表示す
るための回路１８．１９からなる。Ｘ及びｙ方向のイン
テンシテイエ。、Ｉｙは、それぞれ対向するマイク信号
の→ 音圧ｐ （ｔ）と粒子速度ｖ（ｔ）の積で表わすこ→ とができる。ここで粒子速度ｖ （ｔ）は、２ケのマイ
ク信号の音圧の空間的な勾配に比例するので。
のＡ、ＡとＢ、Ｂの信号からＸ及びｙ方向のインテンシ
テイ成分Ｘ、Ｙ＠−演算する回路１４、この値Ｘ、Ｙか
ら方向（矢印）とその大きさを演算する掛算部１５２割
算部１６からなる回路２０、この結果をＬＥＤで表示す
るための回路１８．１９からなる。Ｘ及びｙ方向のイン
テンシテイエ。、Ｉｙは、それぞれ対向するマイク信号
の→ 音圧ｐ （ｔ）と粒子速度ｖ（ｔ）の積で表わすこ→ とができる。ここで粒子速度ｖ （ｔ）は、２ケのマイ
ク信号の音圧の空間的な勾配に比例するので。
次式に示す演算を電気回路で実現している。
ここでｐは空気の密度、Δｒ１．Δｒ ？、は６対のマ
イク間の距離、ｐ６〜ｐＨはマイク８〜１１の出力音圧
を示す。
イク間の距離、ｐ６〜ｐＨはマイク８〜１１の出力音圧
を示す。
第４図は、手元ボックス４に収容された表示部３の拡大
図であり、音の流れ方向を矢印（ベクトル）で示すため
のＬＥＤ２１が同心円上に複数個配列されている。また
これらのＬＥＤの中心にインテンシテイの大きさを表示
するためのＬＥＤ２０も設けられている。
図であり、音の流れ方向を矢印（ベクトル）で示すため
のＬＥＤ２１が同心円上に複数個配列されている。また
これらのＬＥＤの中心にインテンシテイの大きさを表示
するためのＬＥＤ２０も設けられている。
第５図は音の入射方向を求める演算部の１実施例をブロ
ック図で示す、また第６図は、１対のセンサの指向特性
を示す、音波の入射角度をαとするとインテンシテイの
Ｘ軸及びＹ軸成分Ｉｘ、Ｉｖは、 Ｉｘ＝ｌＩｌｃｏｓａ、Ｉｙ＝ＩＩＩｓｉｎａとなるの
で、大きさＩＩＩは ｌ１１＝、／’汀百耳Ｔπ「 となり、角度αは、 ｔａｎα＝Ｉ ＩＹ／ Ｌｘｌ または ｃｏｔα＝ｌＩｘ／ＩＹ＋と、ＩｘとＩｙの符号関係か
ら求まる。第５図は全周を１０°ピツチで３６分割して
演算及び表示する例を示す、２対のセンサによって収音
され、インテンシテイ演算後の信号ｌｌＸ１と１Ｉｙｌ
を割算器２２によって除算する。この場合比較器２３に
よって得られるＩＩｘｌとづきまたほの何れかの演算を
行う。この値と角度相当電圧発生回路２９の出力値を比
較器２８ａ〜２８ｄによって比較し、この出力をディジ
タル信号４ ｂｉｔとしてメモリ３ｏに入力する。この
実施例では発生回路２９の出力電圧は、ｊａｎｌｏ’＋
ｔａｎ２０＠、 ｔａｎ３０＠、 ｔａｎ４０＠の値相
当する。
ック図で示す、また第６図は、１対のセンサの指向特性
を示す、音波の入射角度をαとするとインテンシテイの
Ｘ軸及びＹ軸成分Ｉｘ、Ｉｖは、 Ｉｘ＝ｌＩｌｃｏｓａ、Ｉｙ＝ＩＩＩｓｉｎａとなるの
で、大きさＩＩＩは ｌ１１＝、／’汀百耳Ｔπ「 となり、角度αは、 ｔａｎα＝Ｉ ＩＹ／ Ｌｘｌ または ｃｏｔα＝ｌＩｘ／ＩＹ＋と、ＩｘとＩｙの符号関係か
ら求まる。第５図は全周を１０°ピツチで３６分割して
演算及び表示する例を示す、２対のセンサによって収音
され、インテンシテイ演算後の信号ｌｌＸ１と１Ｉｙｌ
を割算器２２によって除算する。この場合比較器２３に
よって得られるＩＩｘｌとづきまたほの何れかの演算を
行う。この値と角度相当電圧発生回路２９の出力値を比
較器２８ａ〜２８ｄによって比較し、この出力をディジ
タル信号４ ｂｉｔとしてメモリ３ｏに入力する。この
実施例では発生回路２９の出力電圧は、ｊａｎｌｏ’＋
ｔａｎ２０＠、 ｔａｎ３０＠、 ｔａｎ４０＠の値相
当する。
相当する方向の表示領域は、第７図に示す８通りである
ので、このなかからある領域を特定するために、比較器
２３．符号反転回路２６ａ、２６ｂ。
ので、このなかからある領域を特定するために、比較器
２３．符号反転回路２６ａ、２６ｂ。
符号判別回路２４．２５を用いて、Ｉ ｘ ＊ Ｉ
ｘ ｒＩｖ Ｉｙのそれぞれの符号及びＩＸとＩｖ
の大小を表わす信号にディジタル変換する。これらの信
号と上記４ ｂｉｔ信号をアドレスとしてメモリ３０に
入力すると、あらかじめメモリ３０に書きこまれている
全周１０°ピツチ、３６分割の領域と角度に対応する２
進数の信号（６ｂｉｔ）が出力される。
ｘ ｒＩｖ Ｉｙのそれぞれの符号及びＩＸとＩｖ
の大小を表わす信号にディジタル変換する。これらの信
号と上記４ ｂｉｔ信号をアドレスとしてメモリ３０に
入力すると、あらかじめメモリ３０に書きこまれている
全周１０°ピツチ、３６分割の領域と角度に対応する２
進数の信号（６ｂｉｔ）が出力される。
第５図におけるデコーダ３１とドライバー回路３２は、
２進数を少なくとも３６進数に変換する回路とこの出力
に対応する方向のＬＥＤを駆動するための回路である６
本発明の演算部で用いている素子は、何れも低価格で、
ＩＣ化されておらず、小型汎用品である。また、演算時
間もきわめて小さいので、実時間にて演算及び表示可能
なポータプルインテンシテイワットメータが、実現でき
る。
２進数を少なくとも３６進数に変換する回路とこの出力
に対応する方向のＬＥＤを駆動するための回路である６
本発明の演算部で用いている素子は、何れも低価格で、
ＩＣ化されておらず、小型汎用品である。また、演算時
間もきわめて小さいので、実時間にて演算及び表示可能
なポータプルインテンシテイワットメータが、実現でき
る。
以上のように本実施例のワットメータにおける方向演算
部は、２対のインテンシテイ信号の比較、符号反転及び
判別と除算回路及びメモリとデコーダ回路からなり、２
対のインテンシテイの信号Ｉｘ＊ Ｉｖの大きさの比と
各信号の符号及び大小の判別結果を２進数のディジタル
信号に変換し、さらに全周を８分割されている領域と角
度に対応するディジタル信号に変換する演算を行うこと
により、平面内における音の流れ方向を全周にわたって
、演算表示できる。
部は、２対のインテンシテイ信号の比較、符号反転及び
判別と除算回路及びメモリとデコーダ回路からなり、２
対のインテンシテイの信号Ｉｘ＊ Ｉｖの大きさの比と
各信号の符号及び大小の判別結果を２進数のディジタル
信号に変換し、さらに全周を８分割されている領域と角
度に対応するディジタル信号に変換する演算を行うこと
により、平面内における音の流れ方向を全周にわたって
、演算表示できる。
第５図において、本実施例では、符号反転回路及び符号
判別回路２７を用いているが、符号判別回路２４．２５
は、Ｉｘ、及びＩｙの符号を０または１のディジタル信
号に変換する機能をもっているので、２６ （ａ）、（
ｂ）及び２７は必ずしも必要とはしない、１対のセンサ
の指向特性が周波数に依存する場合には、角度相当電圧
発生回路２９によって出力される信号電圧を周波数帯域
ごとに変化させる方法が有効であり、本発明に含まれる
。また全周を１０ピツチで３６ケに分割、表示する方法
について実施例で説明したが、解析表示領域は全周に限
らず、また分割数も特に限定するものではない。
判別回路２７を用いているが、符号判別回路２４．２５
は、Ｉｘ、及びＩｙの符号を０または１のディジタル信
号に変換する機能をもっているので、２６ （ａ）、（
ｂ）及び２７は必ずしも必要とはしない、１対のセンサ
の指向特性が周波数に依存する場合には、角度相当電圧
発生回路２９によって出力される信号電圧を周波数帯域
ごとに変化させる方法が有効であり、本発明に含まれる
。また全周を１０ピツチで３６ケに分割、表示する方法
について実施例で説明したが、解析表示領域は全周に限
らず、また分割数も特に限定するものではない。
上述のワットメータは、２対のマイクロホンを備えかつ
その出力信号を演算１表示する構成をとっているが、イ
ンテンシテイ演算部の入力信号はマイクロホンの出力信
号に限定する必要はなく、あらかじめ録音された電気信
号の場合も本発明に含まれる。
その出力信号を演算１表示する構成をとっているが、イ
ンテンシテイ演算部の入力信号はマイクロホンの出力信
号に限定する必要はなく、あらかじめ録音された電気信
号の場合も本発明に含まれる。
第１図は本発明のインテンシテイワットメータの外観図
、第２図はセンサ一部の構成図、第３図はインテンシテ
イ演算ブロック及び表示部ブロック図、第４図は第１図
に示す手元ボックス内表示部の拡大図、第５図は音の入
射方向の演算ブロック図、第６図は、１対のマイクロホ
ンの指向特性線図、第７図は、音の流れ方向の表示領域
を示す図である。 １・・・センサ一部、２・・・サポート、３・・・表示
部、４・・・手元ボックス部、５・・・インテンシテイ
演算回路部、７・・・演算部ボックス、１２・・・スペ
ーサ、１３・・・バッファ部、１４・・・インテンシテ
イ演算回路、１７・・・ＬＥＤ表示部、２０・・・大き
さと方向の演算部、２１・・・ベクトル表示部（Ｌ Ｅ
Ｄ）。
、第２図はセンサ一部の構成図、第３図はインテンシテ
イ演算ブロック及び表示部ブロック図、第４図は第１図
に示す手元ボックス内表示部の拡大図、第５図は音の入
射方向の演算ブロック図、第６図は、１対のマイクロホ
ンの指向特性線図、第７図は、音の流れ方向の表示領域
を示す図である。 １・・・センサ一部、２・・・サポート、３・・・表示
部、４・・・手元ボックス部、５・・・インテンシテイ
演算回路部、７・・・演算部ボックス、１２・・・スペ
ーサ、１３・・・バッファ部、１４・・・インテンシテ
イ演算回路、１７・・・ＬＥＤ表示部、２０・・・大き
さと方向の演算部、２１・・・ベクトル表示部（Ｌ Ｅ
Ｄ）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、音波のセンサ部と音響インテンシティ演算部及び結
果の表示部からなる音響インテンシティワットメータに
おいて、１対のセンサとこれらのセンサの延長方向とほ
ぼ直交し、かつ１対のセンサの中央を通るようにさらに
、１対のセンサを設け、それぞれの対のセンサ出力信号
を用いて得られるインテンシティの大きさと向きの演算
結果から音のインテンシティの方向または方向とその大
きさを表わす表示部を設け、かつ、上記２対のセンサに
よつて収音された信号をインテンシティ演算後、これら
の出力信号の大きさの比と符号及び大小を表わす信号を
演算することを特徴とする音響インテンシティワットメ
ータ。 ２、前記演算部の入力信号は２対のセンサ出力信号に相
当する電気信号であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項の音響インテンシティワットメータ。 ３、前記演算部は、メモリ回路を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第１項及び第２項の音響インテンシティ
ワットメータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27324485A JPS62133376A (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 | 音響インテンシテイワツトメ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27324485A JPS62133376A (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 | 音響インテンシテイワツトメ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62133376A true JPS62133376A (ja) | 1987-06-16 |
Family
ID=17525130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27324485A Pending JPS62133376A (ja) | 1985-12-06 | 1985-12-06 | 音響インテンシテイワツトメ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62133376A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006065324A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-03-09 | Brigham Young Univ | ２次元エネルギー密度センサを使用するエネルギー密度制御システム |
-
1985
- 1985-12-06 JP JP27324485A patent/JPS62133376A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006065324A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-03-09 | Brigham Young Univ | ２次元エネルギー密度センサを使用するエネルギー密度制御システム |
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