JPH0219724A - 音響スペクトル測定装置 - Google Patents

音響スペクトル測定装置

Info

Publication number
JPH0219724A
JPH0219724A JP16880088A JP16880088A JPH0219724A JP H0219724 A JPH0219724 A JP H0219724A JP 16880088 A JP16880088 A JP 16880088A JP 16880088 A JP16880088 A JP 16880088A JP H0219724 A JPH0219724 A JP H0219724A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
band
measurement
filter
value
measured
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.)
Granted
Application number
JP16880088A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0551852B2 (ja
Inventor
Yoshikatsu Nakatani
中谷 嘉克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Electronics Services Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Electronics Services Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Electronics Services Co Ltd filed Critical Hitachi Electronics Services Co Ltd
Priority to JP16880088A priority Critical patent/JPH0219724A/ja
Publication of JPH0219724A publication Critical patent/JPH0219724A/ja
Publication of JPH0551852B2 publication Critical patent/JPH0551852B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations 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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、産業用機器の機械部から発生する音響を測定
する際、測定点周辺の環境騒音や計測器の周波数に対す
る緩やかな計測誤差の影響などを抑圧して対象とする音
響スペクトルの特徴の抽出を容易にし、異常音を際立た
せ、機器の異常判断、異常部位の推定を容易に行えるよ
うにした音響スペクトル測定装置に関する。
[従来の技術] 従来から産業用機器の機械部の異常を診断するために、
機械部から発生する振動を直接測定するか、又は振動に
よって発生し空気中を伝搬して来る音響を測定すること
が行われていた。
機械的振動を其の侭測定することは、大型の工業プラン
ト等で一般的に行われており、正羅な測定ができる。し
かし振動測定は、振動センサを機器に密着させる必要が
あり、予め機器にセンサを装着しておくか、測定時に機
器の適当な部位に接触させて測定しなければならず、前
者では設置費用が高額となり、後者では測定位置が露出
部に制限される。
振動測定に比べて、音響測定は非接触で行うことができ
、手軽に計測できる長所があるが、周囲の雑音や反響音
など所謂環境騒音を拾い、周波数スペクトル上の特徴を
抽出することが困難である。
そのため、従来は、音響測定結果から、スペクトル上の
特徴を抽出するために、第2図に示すように、ある一定
のしきい値以下の音響パワーは雑音と見做し、しきい値
以上の音響スペクトルから特徴を判断する方法や、第3
図に示すように、正常に稼動している状態の音響を標準
値として測定しておいて、それと実稼動時の音響とを比
較する方法(特開昭57−184981号公報記載)な
どが行われていた。
[発明が解決しようとする課題] 上記のように、従来の音響スペクトル測定装置では、周
辺環境の雑音の影響が大きく、監視対象機器からの音響
スペクトルの特徴を抽出することが困難であった。この
ような事態に対しては、古くから種々の対策が研究、実
行されており1例えば、「科学計測のための波形データ
処理」(南茂夫編著、昭和61年CQ出版)には、マイ
コン、パソコンを用いて従来実用困難であった手法を実
行することにより、良好な結果が得られるようになった
各種波形データ処理の例が多数記載されているが、これ
らを実際に所謂現場で活用することは必ずしも容易では
なかった。
本発明は、監視対象機器で発生している異常音を、極め
て簡易に、検知、抽出できるようにした音響スペクトル
測定装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明においては、測定対象
音響周波数の全域を、複数の測定帯域に等分し、各測定
帯域に、夫々、帯域通過特性が比較的狭いフィルタと帯
域通過特性が比較的広いフィルタを装備し、各測定帯域
において、狭帯域フィルタによる測定値をPn、広帯域
フィルタによる測定値をP としたとき、Pn、l/P
n、、=P1>1゜または、p、−p、=p2>oとな
る測定帯域に。
ピーク値が存在し、且つこれらPl又はP2なる値は相
対的ピーク値を表すものと見做すことにした。
[作用] 従来は一般に、上記のような各測定帯域に対して、特定
の帯域通過特性を有する1種類のフィルタだけしか設置
していなかったが、本発明では同一中心周波数を持つ狭
帯域特性のフィルタと広帯域特性のフィルタとを設置し
、狭帯域フィルタを通して高感度で其の帯域内の音響パ
ワーPn、、を拾わせ、広帯域フィルタを通して其の帯
域外の音響パワーをも含めて拾わせる。この場合、広帯
域フィルタを通して得られた音響パワーPwには、環境
騒音が比較的多く含まれていると考えられる。
このような考え方から、突出値を P l = Pn、1/ Pn、  ・・・(1)P2
=Pn、−Pn、  ・・・(2)として、各測定帯域
毎に測定し、Pl又はP2のスペクトルをとることによ
り、突出した音響パワーを発生している測定帯域を特定
できる。
Plは突出の程度を比率で示しており、PL>1のとき
は突出、Plく1のときはパワーが低いことを示してい
る。P2は突出の程度を差で示しており、P2〉0のと
きは突出、P2<Oのときはパワーが低いことを示して
いる。PL、P2とも値が大きい程、突出の程度が大き
く、相対的ピーク値を示すものと考えて良い。
なお、2種類のフィルタは、周波数に対してフラットな
音響パワーの入力に対しては、同じ計測値となるように
正規化されていなければならない。
上記のようにすれば、簡便な音響測定器を用いても、音
響スペクトル上の特徴を容易に抽出することができ、産
業用機器の機械部の故障診断などに際して、そのスペク
トルから異常な突出周波数の分布と大きさから故障の診
断や故障部位の推定が容易になる。
本発明実施に際して、各測定帯域に、それぞれ、狭帯域
特性と広帯域特性の2種類のフィルタを装備するのは多
額の費用を要するから、その代りに、狭、又は広の何れ
か一方の同種類の帯域特性のフィルタのみを設置し、こ
れらフィルタを通して得た測定値に適当な処理を施して
、他方の帯域特性の(仮想装備)フィルタによる測定値
を十分な精度でシミュレートできればフィルタの数を半
減できる。
例えば、各測定帯域に狭帯域特性のフィルタのみを設置
し、これらを通して得た各測定値をPn、ON、 Pn
、□N、・・・とするとき、特定帯域から周波数軸上で
離れるのにつれて、順次1 / 2 (−6dB)に低
減する、帯域ごとの、一般に窓と呼ばれる重みWf (
Wi= 1/2 Wi−□、wi=w−、、Wo”= 
1/3、kは帯域の数で表した影響の及ぶ範囲、各帯域
に対する重みの総和は1)を乗じた値を累計したを以っ
て測定帯域fnにおける広帯域特性のフィルタにより測
定した音響パワーのシミュレーション値と見做す。この
ようにして得た(仮想装備)広帯域特性フィルタによる
測定値のシミュレーション値と狭帯域特性フィルタによ
り実温して得た音響パワー値とを前記(1)又は(2)
式に当て嵌めて。
音響スペクトルの突出値を抽出する。
なお、上記(3)式のような乗算や加算は、測定器にマ
イクロコンピュータを内蔵させておくことにより容易に
実行させることが出来る。
実際には、特定測定帯域内では酩一定な低い減衰率を有
し、帯域外では急激に減衰率が高くなる帯域通過特性の
良好な狭帯域フィルタは高価なので、各測定帯域に広帯
域フィルタだけを設置し、これらのフィルタにより得ら
れた測定値がら、狭帯域フィルタにより得られる筈の値
をシミュレートできれば、広帯域フィルタは比較的安価
であるカラ、経済的には好都合である。この場合は、前
述の狭帯域フィルタにより得られた測定値から広帯域フ
ィルタにより得られる筈の値をシミュレートする場合と
、丁度、既知数と未知数を逆転させた形の計算をするこ
とになる。但し、この場合は、仮定した窓の重みが、実
際に使用している広帯域フィルタの特性に良く一致して
いる必要がある。
なお、本発明では、測定対象音響周波数の全域をかなり
多数の測定帯域に分割するから、上記計算はそれだけ多
元の一次連立方程式を解くことになり、マイクロコンピ
ュータを利用するにしても、実際の計算に際しては、例
えば前記「波形データ処理」に記載されているように、
ガウス・ザイデル法を用いるなどの配慮が必要である。
[実施例コ 第1図(a)は本発明の基本原理を説明する図である。
このようにすれば、測定装置は高価なものになるが、測
定値の扱いは簡単になる。なお、現在、マイクロホンは
JISに規定され、性能検定済みの市販品があり、極端
な低周波を除き全可聴周波数域にわたって、略−様な感
度を有するものが入手可能である。
第1図(b)は本発明の一実施例図である。測定対象音
響周波数帯域は1〜16kHzで、これを24チヤネル
に分割しである。使用する広帯域フィルタは、隣接チャ
ネル減衰率1/2 (−6dB/チヤネル)の特性を持
つものとする。前記の如く、この実施例で、広帯域フィ
ルタを通して測定した実測値から狭帯域フィルタを通し
て得られる筈の値をシミュレートするためには、24元
連立−次方程式を解かなければならないから、当然マイ
クロコンビコータを利用して処理を行うことになる。
本実施例測定装置を用いて、定常回転体を測定した結果
、広帯域フィルタを通して得られた音響パワーの周波数
スペクトルは第4図に示すようになり、これらの値から
計算して得られた狭帯域フィルタを通して得られる筈の
値のシミュレーション結果は第5図に示すようになり、
これら両者の値を比較して抽出された音響スペクトルの
突出値は第6図に示すようになった。
このように、高音域側で減衰している音源においても、
的確に突出値を測定できるため、従来は振動測定でしか
特徴をつかめなかったが1本実施例では非接触の音響測
定により、振動の高調波音から、簡便で且つ安価な装置
を用いて、特徴を掴めるようになった。一般に高調波は
高音域では減衰する傾向があるが、本実施例では的確に
特徴を抽出している。なお、本実施例で、測定対象音響
周波数の下端を1 kHzにしたのは、1 k)lz以
下の音響は、回転体の固有振動から発生する音響が大き
く、故障の有無によるスペクトルの差異の抽出が難しい
ため、高調波から、スペクトルの特徴を抽出するように
したのである。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、非接触で音響を計
測し、煩わしい事前の標準計測値の収集などを必要とせ
ず、容易に音響スペクトルの特徴を抽出することが可能
となり、産業用機器の機械部分の故障診断などに応用で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明の基本原理を説明する図、第1図
(b)は本発明の広帯域フィルタのみを装備した一実施
例図、第2図はしきい値以下の音響パワーは雑音と見做
し、しきい値以上の音響スペクトルから特徴を判断する
従来の方法を示す図、第3図は正常に稼動している状態
の音響を標準値として測定しておいて、それと実稼動時
の音響とを比較する従来の方法を示す図、第4図は広帯
域フィルタのみを装備した本発明実施例装置により定常
回転体を測定して得られた音響パワーの周波数スペクト
ル図、第5図は同実施例実測値から計算して得られた狭
帯域フィルタを通して得られる音響パワーのシミュレー
ション結果を示す図、第6図は前記両者の値を比較して
抽出された音響スペクトルの突出値を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、測定対象音響周波数の全域を、複数の測定帯域に等
    分し、各測定帯域に、それぞれ、帯域通過特性が比較的
    狭いフィルタと帯域通過特性が比較的広いフィルタを装
    備し、各測定帯域において、狭帯域フィルタによる測定
    値をP_n、広帯域フィルタによる測定値をP_wとし
    たとき、P_n/P_w=P1>1、又は、P_n−P
    _w=P2>0となる測定帯域に、測定対象のピーク値
    が存在し、且つこれらP1又はP2なる値は相対的ピー
    ク値を表すものと見做すことを特徴とする音響スペクト
    ル測定装置。 2、測定対象音響周波数の全域を、複数に等分した測定
    帯域夫々に狭帯域フィルタのみを装備し、これらのフィ
    ルタを通して得た実測値に、特定帯域からの周波数の隔
    たりに応じて帯域ごとに順次低減する重みを乗じた値を
    累計して、該特定帯域に対し仮想広帯域フィルタを通し
    て測定した値のシミュレーション値とし、実測およびシ
    ミュレーションで得た狭、広帯域フィルタによる値を、
    両者の比または差をとって比較し、ピーク値が存在する
    測定帯域と其処での相対的ピーク値を推定する音響スペ
    クトル測定装置。 3、測定対象音響周波数の全域を複数に等分した測定帯
    域夫々に、広帯域フィルタのみを装備し、これらのフィ
    ルタを通して得た実測値を、仮想狭帯域フィルタによる
    測定値から請求項2記載の如くシミュレーションによっ
    て得られたものと見做して、上記広帯域フィルタによる
    実測値から逆に仮想狭帯域フィルタによる測定値を算出
    し、狭、広帯域フィルタによる値を、両者の比または差
    をとって比較し、ピーク値が存在する測定帯域と其処で
    の相対的ピーク値を推定する音響スペクトル測定装置。
JP16880088A 1988-07-08 1988-07-08 音響スペクトル測定装置 Granted JPH0219724A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16880088A JPH0219724A (ja) 1988-07-08 1988-07-08 音響スペクトル測定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16880088A JPH0219724A (ja) 1988-07-08 1988-07-08 音響スペクトル測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0219724A true JPH0219724A (ja) 1990-01-23
JPH0551852B2 JPH0551852B2 (ja) 1993-08-03

Family

ID=15874715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16880088A Granted JPH0219724A (ja) 1988-07-08 1988-07-08 音響スペクトル測定装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0219724A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015065352A (ja) * 2013-09-26 2015-04-09 東レエンジニアリング株式会社 基板浮上装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62169273A (ja) * 1986-01-22 1987-07-25 Nec Corp 言語処理プログラムにおけるラベル情報の登録・参照方式
JPH0187485U (ja) * 1987-12-02 1989-06-09
JPH03151738A (ja) * 1989-11-08 1991-06-27 Hitachi Ltd 検証用データ生成装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62169273A (ja) * 1986-01-22 1987-07-25 Nec Corp 言語処理プログラムにおけるラベル情報の登録・参照方式
JPH0187485U (ja) * 1987-12-02 1989-06-09
JPH03151738A (ja) * 1989-11-08 1991-06-27 Hitachi Ltd 検証用データ生成装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015065352A (ja) * 2013-09-26 2015-04-09 東レエンジニアリング株式会社 基板浮上装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0551852B2 (ja) 1993-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8066486B2 (en) Method and apparatus for vibration-based automatic condition monitoring of a wind turbine
US12055521B2 (en) Detection of blockage in a porous member
US20100268489A1 (en) Method and system for registering and measuring leaks and flows
JP5106329B2 (ja) 設備異常診断方法およびシステム
US20020198669A1 (en) Method and apparatus for generator stator bar wedge pressure testing
CN101360980A (zh) 用于检测设备部件上的脉冲机械作用位置的方法和装置
JPH06201744A (ja) オーディオ信号の歪曲測定装置および測定方法
JPH0219724A (ja) 音響スペクトル測定装置
Bodlund A new quantity for comparative measurements concerning the diffusion of stationary sound fields
CN113763679A (zh) 气体绝缘封闭式组合电器异响监测方法及装置
CN119533986A (zh) 制动器测试方法、系统及其应用
KR100836043B1 (ko) 주변잡음 제거를 위한 밸브누설 진단장치 및 진단방법
CN117232644B (zh) 一种基于声学原理的变压器声音监测故障诊断方法及系统
Crocker Identication of noise from machinery, review and novel methods
CN120499584B (zh) 一种防护耳塞的防护降噪性能的测试方法
SU1425509A1 (ru) Способ определени звукоизолирующих свойств кабины самоходной машины
RU2020441C1 (ru) Способ контроля исправности индукционных вибропреобразователей
JP4972359B2 (ja) 漏水判定装置、漏水判定方法
JPH0425721A (ja) 振動障害有無の判断方法
KR20260052643A (ko) 슬라브 바닥 중량 충격음 평가 장치
Hamnholm Löfgren Wheel Brake Noise Analysis
JPH02151732A (ja) エンジンの異音検出方法
KR20020037833A (ko) 엔진의 연소 소음 및 기계 소음 검출방법
Dunlap et al. Pass-by noise analysis
SU708217A1 (ru) Способ оценки степени диффузности звукового пол