光散乱現象を用いた音圧計測法に基づいた非接触騒音計測

基于利用光散射现象的声压测量方法的非接触式噪声测量

• 批准号: 16J06772
• 负责人: 石川 憲治
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J06772/
• 关键词: 偏光高速度干渉計; 高速度カメラ; アコースティックイメージング; 音圧計測; 音場復元; 打楽器; カスタネット; 音響光学効果; 光学的音響計測; 並列位相シフト干渉法; 空力音響; 偏光干渉計

本研究では、光学干渉計および偏光高速度カメラを用いた２次元音場イメージング計測手法を提案し、その有効性を示すとともに、各種音響分野における応用研究を進めた。最終年度は、これまでの知見を活用して音場観測装置を構築し、直径100 mmの円形領域を毎秒10万枚の速度で撮影することに成功した。一連の研究によって、２次元可聴音場の瞬時・非接触イメージング計測手法を確立した。本年度は特に、計測手法の応用として、度量衡分野および音楽音響分野への応用研究を行った。度量衡分野においては、光位相計測に基づいた音圧の定量計測手法を提案した。具体的には、計測対象を軸対称音場に限定することで、偏光高速度干渉計による２次元投影音場から３次元音場の復元を行った。観測データから球面座標系におけるヘルムホルツ方程式の解の係数を最小二乗法を用いて推定することにより、任意の位置での音圧値の復元を可能にした。マイクロホンとの比較実験により、可聴音域において定量復元が可能であることを実証した。音楽音響分野においては、打楽器の放射原理解明を目的として放射音の観測を行った。音源として、その放射原理が未だ明らかになっていないカスタネットを用いた。偏光高速度干渉計による観測の結果、カスタネットのシェル間隙で共鳴現象が発生していることを発見した。シェル間隙での共鳴音場の解析から、空間的な特性が異なる２種類の共鳴現象を特定した。２つの共鳴の周波数は、マイクロホンで観測した周波数スペクトルの主要成分とよく一致した。これらの観測・解析によって、シェル内部形状がカスタネット音の音色を決定する支配的な要因である事を明らかにした。

This study で は, optical dry involved お よ び polarized high speed カ メ ラ を with い た two vowels field イ メ ー ジ ン グ measuring technique proposed を し, そ の have sharper sex を shown す と と も に, all kinds of audio eset に お け る 応 を with research into め た. Final annual は, こ れ ま で の knowledge を use し て sound field 観 を constructing し, 100 mm diameter measuring device の を has drifted back towards &yen; form field in their second 100000 の speed で pinch of shadow す る こ と に successful し た. A series of continuous <s:1> studies were conducted on the によって and two-dimensional 聴 sound field <s:1> instantaneous and non-contact <s:1> メ <s:1> ジ グ グ measurement methods を to establish the た. This year は に, measuring technique, の 応 with と し て, weights and measures eset お よ び sound joy sound eset へ の 応 line with research を っ た. The division of weights and measures にお にお て て た, optical phase measurement に basis づ た た, sound pressure <s:1> quantitative measurement method を proposal た. Specific に は, measuring like を shaft according to sound field seaborne seaborne に qualified す る こ と で, polarized light high speed dry involved に よ る 2 yuan for av か ら three vowels field の recovery line を っ た. 観 measuring デ ー タ か ら spherical coordinate system に お け る ヘ ル ム ホ ル ツ の coefficient equation is の solution を を least squares method with い て presumption す る こ と に よ り, arbitrary position の で の sound 圧 numerical の recovery may を に し た. マ イ ク ロ ホ ン と の is be 験 に よ り, 聴 vocal range に お い て quantitative recovery may が で あ る こ と を card be し た. The field of music and sound is divided into にお, て, て, った, and the radiating source of a musical instrument is understood to clarify the を purpose of と, <s:1>, て, and the radiating sound of 観 is measured to を. Audio と し て, そ の radiation principle が not だ Ming ら か に な っ て い な い カ ス タ ネ ッ ト を with い た. Polarized light high speed dry involved meter に よ る 観 の measurement results, カ ス タ ネ ッ ト の シ ェ ル clearance で resonance phenomenon が 発 raw し て い る こ と を 発 see し た. Youdaoplaceholder0 で gap で <s:1> resonance field <e:1> analysis ら ら, な characteristics of space が difference なる2 types <s:1> resonance phenomena を specific た た. 2. The resonant frequency of the <s:1> <s:1>, the frequency of the <s:1>, the スペ, the ト, and the ト are measured. The main components of the とよく are consistent and the た are consistent. こ れ ら の 観 measuring, analytical に よ っ て, シ ェ ル internal shape が カ ス タ ネ ッ ト sound の timbre を decided す る な dominated by で あ る matter を Ming ら か に し た.

项目成果

偏光高速度干渉計を用いた軸対称音場の３次元・瞬時・定量可視化計測

利用偏振高速干涉仪对轴对称声场进行三维瞬时定量可视化测量

• 发表时间: 2018
• 作者: 石川憲治;矢田部浩平;及川靖広;大沼隼志;丹羽隼人
• 通讯作者: 丹羽隼人

Experimental visualization of flow-induced sound using high-speed polarization interferometer

使用高速偏振干涉仪对流致声进行实验可视化

• 发表时间: 2017
• 作者: K. Ishikawa;R. Tanigawa;K. Yatabe;Y. Oikawa;T. Onuma and H. Niwa
• 通讯作者: T. Onuma and H. Niwa

Optical visualization of a fluid flow via the temperature controlling method

通过温度控制方法实现流体流动的光学可视化

• DOI: 10.1364/ol.43.003273
• 发表时间: 2018
• 期刊: Optics Letters
• 影响因子: 3.6
• 作者: Tanigawa Risako;Ishikawa Kenji;Yatabe Kohei;Oikawa Yasuhiro;Onuma Takashi;Niwa Hayato
• 通讯作者: Niwa Hayato

Optical visualization of sound source of edge toneusing parallel phase-shifting interferometry

使用并行相移干涉测量法对边缘音声源进行光学可视化

• 发表时间: 2018
• 作者: Risako Tanigawa;Kenji Ishikawa;Kohei Yatabe;Yasuhiro Oikawa;Takashi Onuma;Hayato Niwa
• 通讯作者: Hayato Niwa

偏光高速度干渉計によるスピーカ放射音場の1mm分解能イメージング計測

利用偏振高速干涉仪对扬声器辐射声场进行1mm分辨率成像测量

• 发表时间: 2016
• 作者: 石川憲治;矢田部浩平;池田雄介;及川靖広;大沼隼志;丹羽隼人
• 通讯作者: 丹羽隼人