残響時間法による表面積測定の研究

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容器内表面積と容器の残響時問との間の関係を,建築音響の理論を援用して理論的に導いた.また,以下のような試作装置を作製して,容器の残響時問と容器内表面積との関係を実験的に調べた.容器は約80mm立方の容積を持ちアルミ製である.容器底部には,蒸気圧の小さいシリコンオイルを貯め,フィンの付いたローターが、その回転軸がシリコンオイル油面に含まれるように取り付けられている.ローターを回転すると,はじめシリコンオイル中に没していたフィンが,回転角度に比例した面積だけ油面上に現れる.この機構によって,容器の容積を一定に保ったまま,内表面積を変化させることができる.一方,容器にベローズを取り付けこれを伸縮することによって,容器容積を変化させた.容積についても,内表面積不変のままで変化させることができる.この容器に,音源とマイクロホンを取り付け,雑音を擬似不規則信号で断続変調した信号を放射した.容器内の音圧はコンデンサーマイクロホンで検出し,包絡線を算出して,変調不規則信号との相互相関を計算する.この相互相関関数から,容器の残響時聞を求めた.測定の結果,容器の内表面積と残響時間の関係が,理論どおり反比例的であることが確かめられた.表面積の推定精度はまだ不十分であるが,その原因は,主として,容器内の音場が十分に拡散音場となっていないためと推定される.一連の実験によって,音源の等価的な表面積,すなわち,音源を通して音響エネルギーが散逸する割合や,拡散音場を形成するためのノウハウが得られた.結論として,実用的な表面積測定装置を設計するための準備が整ったということができる.