Identificación de fuentes de ruido

音源探査

エンジニアは、特定の部品に騒音の発生源をたどることで、より正確に騒音軽減目標を定めることができます。

騒音を低減する、完全に除去できない場合でも騒音を理解し最適化するのは、非常に重要です。音響専門家はブリュエル・ケアーの音源探査(NSI)装置を使用して、騒音問題を診断、可視化して、理解、解決することができます。エンジニアは、特定の部品に騒音の発生源をたどることで、より正確に騒音軽減目標を定めることができます。

Moving source beamforming

特定、軽減、最適化

ハイドロホンから最大144チャンネルの屋外用アレイに至る様々なツールを用いて騒音源、音響的なホットスポットや漏れの箇所を特定して初めて、影響の大きな副次騒音源を識別し、特徴抽出することが可能になります。このような順位づけは、全体の音響パワー放射、またはある周波数成分など特定の騒音成分を最も効率よく低減できる対策箇所を判断するのに役立ちます。騒音の低減は、全体構造から騒音源を低減、減衰、もしくは切り離すことにより実現できます。

製品開発の設計とプロトタイプ段階でNSIツールを繰り返し使用することで、製品の全体的な騒音プロファイルを最適化することができ、指定された騒音制限や規制の適切な遵守が保証されます。

色分けされた騒音マップ

計測環境が変われば、音源探査に求められる機能も変わります。航空機の客室内などでの早期の「スナップショット」測定には、できるだけ速く結果を得るために、設置しやすい機器が要求されます。ソフトウェアは、音の値を、解釈しやすい高解像度の騒音マップに色分けして表示します。補聴器のように細かく詳細な計測が求められる場合、音響ホログラフィが高解像度の結果を与え、風洞内の自動車などの大きな物体や離れて計測する場合は、ビームフォーミングが迅速に騒音の寄与を識別します。風力発電タービンや飛行中の航空機などの移動する物体は、移動音源ビームフォーミングを使用して音響的にマッピングすることが可能です。

音源の相対音圧や音響インテンシティ寄与をマッピングするための使いやすいワンショット計測プロセスこのソリューションは、気流の外の比較的音源から離れた場所にアレイを配置するような、風洞内の自動車などの大きな対象物に最適です。アレイのマイクロホンは18~144本で、仕様により異なります。組み込まれたカメラにより、シンプルで直感的な記録を可能にします。リファインドビームフォーミング技術は空間分解能の改善に使用できます。

Acoustic beamforming using an array

ビームフォーミングは中周波から高周波数帯域(500 Hz~20 kHz)まで有効です。テストベンチ内でエンジンのような音源の近くで使用する場合は、非常に広い周波数範囲を測定できる特許取得済みのワイドバンドホログラフィーを使用することができます。非定常オプションの追加により時間、RPM、角度の領域で平均化でき、パワートレイン分析などに理想的です。

システム提案

測定、ポスト処理用ソフトウェア、18チャンネルのスライスホイールマイクロホンアレイ、LAN-XIデータ収集ハードウェアから成る基本的なPULSEビームフォーミングシステムは、騒音源の識別、トラブルシューティング、異音試験、工業プラント騒音測定に最適です。1度の計測を元に、システムは、アレイ状マイクロホンを用いて音源から音が到来する方向を検出し、騒音源の音響マップを与えます。システムはホログラフィに拡張することができます。 

> 動画:Beamforming measurements on a superkart 

音響インテンシティマッピングはエンジニアがNVH(Noise, Vibration and Harshness:騒音、振動、ハーシュネス)の問題に取り組む際に使われる数多くの騒音識別技術の一つです。これは、音響パワー、吸音、音響透過の測定などの目的で、音場におけるエネルギーの大きさと方向を測定する汎用性の高いツールです。暗騒音の影響を受けずに、測定中の視覚的、聴覚的なフィードバックにより音の方向と騒音「ホットスポット」を素早く突き止めることができ、稼働中の音源の結果がその場で簡単に得られます。

色分けされた騒音マップは直感的な記録でき、結果の共有もしやすくなります。セレクティブ音響インテンシティオプションにより、さらに内部の原因となる音源やその放射メカニズムを突き止めることができます。

測定点が多い場合は、ロボットシステムが正確にマイクロホンポジショニングを自動化します。現場用や走行中の車内用には、サウンドレベルメータをベースにしたハンドヘルドシステムを提供しています。

システム提案

音響インテンシティマッピングアプリケーションの推奨システムは音響インテンシティ用フロントパネル付きLAN-XIフロントエンドと音源探査ソフトウェアを含む BK Connect データ収集分析システムをベースにしています。リモートコントロールと音響インテンシティ校正器をセットにした音響インテンシティプローブによりシステムが完成します。システムは、音響インテンシティプローブ用の2次元自動ポジショニングシステムを使用して拡張することが可能で、セレクティブインテンシティ測定用にフロントエンドの3チャンネル目を使用します。

音源に近い位置での測定では、音響ホログラフィが迅速かつ正確に音圧、音響インテンシティその他の音場パラメータの音響マップを低周波から中周波数帯域(100 Hz~2 kHz)で提供します。ブリュエル・ケアーが特許を取得したアルゴリズム「SONAH」および「ESM」を使うと、エッジ効果なしに比較的小さなアレイで正確な測定ができます。音響ホログラフィは、音源に近づく、または離れた位置での結果を計算します。また自動ポジショニングシステム、非定常および準定常計算、音質メトリクスなどの機能によりシステムの可能性が増しています。ワイドバンドホログラフィは、通常の周波数範囲制限をはるかに超えてホログラフィの使用を拡張します。

システム提案

Acoustic holography system overview 

基本的なPULSE音響ホログラフィシステムは、測定、ポスト処理用ソフトウェア、18チャンネルのスライスホイールマイクロホンアレイ、フレーム、モジュール、フロントパネルを含むLAN-XIデータ収集ハードウェアで構成されます。システムはエンジン、車の部品、電気製品、電動工具などの騒音マッピングや、副次音源の音響パワー寄与分析に最適です。

キャビン内での騒音や漏れの検知に最適な球面ビームフォーミングは、あらゆる方向から到来する音の相対音圧や音響インテンシティを素早くマッピングします。アレイは、硬い球体上に分布された36または50本のマイクロホンと12個の内蔵カメラで構成されています。球体の表面で測定される音響パラメータは、世界地図が平面に表されるのと同じ方法で2D平面に投影されます。用いられるアルゴリズムは「SHARP」と、特許取得済みの「Filter and Sum」で、アレイのダイナミックレンジを増加させ、サイドローブを原因とするゴーストを抑制します。

低周波数領域への拡張は、システムが幅広い周波数で利用が可能であることを意味します。

システム提案

spherical beamforming system overview 

球面ビームフォーミングシステムは特定顧客用プロジェクトとして提供されます。車室内の騒音測定用の一般的なシステムは、球面ビームフォーミング用PULSE測定ポスト処理ソフトウェアと、フレーム、モジュール、フロントパネルを含むLAN‐XIデータ収集ハードウェア、36または50チャンネルの球形アレイ、アクセサリー(カーシート用治具、ピストンホン、スプリッタボックス、ケーブル等)で構成されています。

主に航空宇宙、自動車産業での使用を想定して設計されたPULSE Reflexアコースティックカメラは、ほとんどの音響環境でリアルタイムに騒音源を識別できる汎用性の高い完全なハンドヘルドシステムです。このシステムは、ビームフォーミング、音響ホログラフィの両方を使い、幅広い周波数で定常、非定常の測定が可能です。 

航空機客室やコックピットの騒音源トラブルシューティング、車室内の異音検知、高周波の漏洩検知に適したこのポータブルシステムはPULSE Reflex Array Analysisソフトウェアを立ち上げて10秒以内に稼働し、モニタ上にライブマップを表示します。

対象を定め、撮影、測定するという手順を用いて、アコースティックカメラでは、タブレットの機能を利用すれば、スクリーンショットの撮影、保存、共有ができます。PULSE Reflex Array Analysisを使えば、コンター図の動画を作成、保存、レビューできます。そして、PULSE Reflex Core(オプション)を使えば、収録した時刻歴データの分析も可能です。

システム提案

Real-time noise source identification with acoustic camera system overview

PULSE Reflexアコースティックカメラにはソフトウェアコンポーネントとして、PULSE Reflex Array AnalysisとPULSE LAN-XIフロントエンドドライバ(複数台対応)が含まれています。ハードウェアコンポーネントには、ハンドヘルドアレイと、フレーム、モジュール、フロントパネルから成るLAN‐XIデータ収集ハードウェアが含まれています。ハードウェアは持ち運びがしやすい防水ケースで納品されます。PCとタブレットは含まれません。

このシステムは各種スライスホイールアレイやその他あらゆる平面形状のイレギュラーアレイをサポートし、特許取得済みのワイドバンドホログラフィーを含むPULSEプラットフォームの音響マッピングやそれ以外の音響振動ツールへも拡張できます。

> アコースティックカメラの様子(YouTube)

音響現象の原因特定の方法は数多くありますが、多くの場合、現象が発生する条件に左右されます。多くの自動車メーカーにとって、風洞測定がモデルやミュールカー試験のリアルな条件を再現する唯一の方法であることがよくあります。これは、シミュレーションモデルデータを検証し、騒音低減処置の音響的な効果を調査する優れた方法でもあります。

空力騒音は、乗用車での走行中や高速列車乗車中の快適性にとって重要です。高速でのクルーズ走行中、空力騒音が車室内の支配的な騒音源であるため、車室内の空力騒音については、開発の様々な段階でフルサイズの車を使用して風洞内で測定が行われます。高速列車から発生する車外の空力騒音を調査するために、列車の一部の縮尺模型やパンタグラフのようなコンポーネントを対象に風洞試験が行われます。

システム提案

ブリュエル・ケアーのPULSE アレイベース音源探査ソリューションは、風洞のような厳しい条件に耐え、信頼性の高いデータを取得することが可能です。システムには、風洞内で車外音を測定する方法として、近距離場ホログラフィ、ビームフォーミングの二つの主な手法が含まれます。ビームフォーミングを使用する場合、アレイは気流の外、比較的音源から遠い場所に配置されます。近距離ホログラフィでは、スキャニング法が使われ、計測用マイクロホンアレイは試験対象車両に近づけて、多くの場合は気流内に配置されます。

平面アレイ、ハーフホイールアレイなどのハードウェアが使用でき、中でも実際の表面音圧を測定するために設計された4949型 サーフェスマイクロホンは風洞試験中、自動車の車体表面に直接設置できるため最適です。

騒音放射の削減は航空機メーカーにとって重要な技術で、より静粛な航空機設計に役立てるための様々な解析、実証、数値化ツールが存在します。騒音源のメカニズムの複雑さを考慮し、予測手法の検証と、騒音軽減処置の音響的効果の調査の双方を目的として、航空機の騒音源とその指向性の空力音響学的な測定には風洞が利用されます。様々な流体に起因して発生する騒音現象の空気力学的、空力音響学的研究には、開放型無響風洞、密閉型風洞のどちらも使用されます。試験設備は、主にアプリケーション、設計速度、希望するモデルの縮尺に応じて選択する必要があります。

システム提案

Wind tunnel acoustic testing – Aerospace system overview

ブリュエル・ケアーの風洞音響試験システムは航空機音響縮尺模型実験に必要なあらゆるタスクを正確に実施します。システムは当社の標準製品(COTS)をベースに、風洞試験アプリケーションで直面する特定の問題用に最適化されています。これらは、トランスデューサ、データ収集、分析、レポート作成の測定チェーンのすべてをカバーします。

システムは一般的に必要数のマイクロホン、プリアンプ、LAN-XI データ収集ハードウェア、関連ソフトウェアがインストールされた収集用ワークステーション、PTP(Precision Time Protocol)対応LAN、複数のリモートモニタリングステーションで構成されています。

ランプノイズは規格化された地上での音響測定で、駐機した航空機上で騒音の影響を詳細に測定します。ランプノイズ試験はメンテナンス作業担当者や航空機に乗り降りする乗客の騒音暴露を評価、低減します。主な騒音源は補助動力装置(APU)、エアサイクルマシン(パック)、ブレーキファンに起因しています。

システム提案

Ramp noise testing system overview

ランプノイズ測定を行うには、データ収集システムは航空機周辺至るところに配置しなければなりません。PULSE LAN-XIデータ収集システムは、数百チャネルのデータをレコーディングでき、航空機周辺に分散設置して、LANケーブル1本で接続すれば、同期の取れた結果が得られます。

試験データのリアルタイムモニタリングに加え、システムは航空機周辺の騒音レベルを示す騒音マップの表示機能や、ポスト処理用に試験設備全体での共有機能を有しています。

PULSEハードウェア、ソフトウェアソリューションは、国際規格に準拠した航空機騒音適合証明としての使用が航空機メーカーにより認定されています。

世界的に航空機の利用が増加するにつれ、空港周辺の騒音に対する懸念も高まっています。そのため法令はますます厳しくなっています。そこで機外騒音は航空宇宙産業にとって最優先課題であり、ICAO Annex 16、FAR 36、IEC 61265などの航空機騒音認証規格に準拠した、アプローチ、飛行、サイドラインそれぞれの認証飛行条件で航空機実効感覚騒音レベル(EPNL)を証明するために、航空機騒音認定試験が義務づけられています。

ブリュエル・ケアーの航空機騒音適合証明試験(ANCT)システムは航空機騒音適合証明試験に必要なすべての測定タスクを正確に実施し、測定チェーン全体をカバーする当社の標準製品(COTS)をベースにしています。

システム提案

Flight certification system overview

ブリュエル・ケアーのPULSEハードウェア、ソフトウェアソリューションは、国際規格に準拠した航空機騒音適合証明のための使用が航空機メーカーにより認定されています。PULSEベースのANCTシステムは当社のCOTS製品の様々な固有の機能を統合、最適化した航空機に特化したソリューションです。これらの製品は測定チェーン全体を網羅しており、騒音認定プロセスの全段階をサポートする完全なワークフロー主導型のソリューションです。 

飛行中の航空機の騒音源マッピングのために、ブリュエル・ケアーのフライオーバービームフォーミングソフトウェアは個々のエンジンや機体の騒音源を追跡します。エキスパートが設計した配列に従って大規模マイクロホンアレイが配置され、アナログケーブルを短くするように分散配置されたデータ収集モジュールネットワークに接続されます。

飛行中の航空機の位置は、オンボードGPSシステムにより測定され、アレイデータとの同期はアレイデータ、航空機のGPSデータと共にIRIG-B信号を記録することで行われます。ビームフォーミングは、風切り音を抑制するためのDiagonal Removal機能を搭載した標準の追跡時間域遅延和(DAS)アルゴリズムを使用して計算されます。

移動しているシステムの各フォーカスポイントに関しては、騒音源マップの周波数情報を得るため、FFTと短い間隔での平均を求め、その間隔の中間点の機体位置におけるデータとします。

システム提案

Flyover noise source identification system overview

BZ-5940 PULSE Array Acoustics フライオーバー移動音源ビームフォーミングは、地上マイクロホンアレイの上空を飛行している時に、音の発信源の方向を元にしたサウンドレベルを区別することにより、航空機の一度の測定から音源の高解像度の音響マップを提供します。

一般的なシステムは、BZ-5940に加え、水平ホイールアレイ、LAN-XIデータ収集ハードウェア、PULSE Array Acousticsビームフォーミングソフトウェアなどを含みます。

固定航空機エンジン騒音地上試験は、エンジンの地上静止騒音の測定のために実施されます。固定航空機エンジン騒音地上試験は通常、飛行試験ほどコストがかからず、気象条件、地表面の違い、飛行経路等にそれほど影響されないため、予測しやすく、飛行試験よりも好ましい試験です。航空機騒音適合証明を一度得られれば、航空機メーカーは新しいエンジンや改善されたエンジンの完全な騒音適合証明試験を実施する必要はありません。航空機メーカーは、地上の飛行等価(Ground to Flight Equivalence; GTFE)手順によって当局から新(改造)エンジンの騒音証明を取得することができます。

ブリュエル・ケアーの固定エンジン認証試験(SECT)システムは、業界騒音認定規格 ICAO Annex 16、FAR 36、SAE ARP1846AとARP866A(温度と湿度の関数としての大気吸収の基準値)で規定された測定条件と手順を遵守しています。

システム提案

Static engine noise certification system overview

SECTシステムは固定航空機エンジン認証、開発試験に必要なすべてのタスクを正確に実施し、測定チェーン全体をカバーするPULSEデータ収集分析プラットフォームとその他の標準製品をベースにしています。システムは認証騒音レベルを求めるのに必要なすべての関連する騒音、気象データを取得し、このデータを測定機器、大気吸収双方の標準参照条件合わせて補正します。

SECTシステムはオープンフレームワークであるため、各顧客の要件に基づいて研究開発用タスクを追加する、またはシステムのワークフロー内に組み込むことが可能です。 

音の検出、識別技術は絶えず進歩、洗練されています。これらの技術の進化に伴い、音響ステルス戦略も進化が求められます。音響的に自由でいるためには、乗務員、搭載されている装置や空洞、船舶全体から放出される騒音特徴を含めた、すべての船舶の騒音源を考慮する必要があります。

静的、動的音響測距は潜水艦や水上艦艇から水中に放出された騒音を広い周波数範囲で測定します。音響測距は、船舶の音響特徴に影響を与える各音源の識別を含めた船舶の全運転範囲をカバーします。

システム提案

Underwater acoustic ranging system overview

ブリュエル・ケアーの水中音響測距システム(UARS)は静的、動的双方の測距のための総合的ソリューションです。システムは特定ニーズのために設定することが可能で、センサー(ハイドロホン)から分析(PULSE)に至る測定チェーン全体をカバーします。一般的なシステムはUARSソフトウェアを動作させるメインワークステーションである、PULSEベースのリモートデータ収集分析ステーションとハイドロホン、LAN-XI データ収集ハードウェアの組み合わせです。データ収集ユニットとハイドロホンの数はシステム要件に依存します。

ブリュエル・ケアーの自己騒音モニタリングシステム(SNMS)は音響シグネチャの管理が重要となる潜水艦および水上艦艇の振動騒音モニタリング用に半永久的に設置される統合されたソリューションです。

音の検出、識別技術は絶えず進歩、洗練されています。これらの技術の進化に伴い、音響ステルス戦略も進化が求められます。音響的に自由でいるためには、乗務員、搭載されている装置や空洞、船舶全体から放出される騒音特徴を含めた、すべての船舶の騒音源を考慮する必要があります。

ブリュエル・ケアーは、騒音源の調査、分析、識別から高度な設計の検証に至る、アプリケーションに特化したタスクの中で使用できる水中音響と試験ソリューションの幅広い知見を有しています。

システム提案

Self-noise monitoring systems (SNMS) system overview

ブリュエル・ケアーのCOTS PULSEプラットフォームをベースに、SNMSは、騒音源をモニタリング、分析するための完全に統合されたソリューションを提供するために、LAN-XIデータ収集ハードウェアとPULSEソフトウェアアプリケーションを統合しています。

システムは半永久的に取り付けられたトランスデューサ(船体に設置された加速度ピックアップと船外のハイドロホン)、トランスデューサ電源、データ収集、データ分析、保存媒体とディスプレイ、データインタフェースで構成されています。システムの強化のため、ポータブル振動計と、期限付きタスクを実行するための持ち運びシステムが含まれています。

こちらのフォームを埋めてください。ブリュエル・ケアーから回答をご連絡いたします。すでにお使いの機器に関するご質問の場合は、サポートリクエストフォームからお問合せください。

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