特開 2015-40745 騒音計および騒音測定用プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-40745(P2015-40745A)

(43)【公開日】2015年3月2日

(54)【発明の名称】騒音計および騒音測定用プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01H 3/00 20060101AFI20150203BHJP

【ＦＩ】

   G01H3/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-171331(P2013-171331)

(22)【出願日】2013年8月21日

(71)【出願人】

【識別番号】899000057

【氏名又は名称】学校法人日本大学

(71)【出願人】

【識別番号】597145481

【氏名又は名称】株式会社建設環境研究所

(71)【出願人】

【識別番号】507194017

【氏名又は名称】株式会社高速道路総合技術研究所

(71)【出願人】

【識別番号】505398941

【氏名又は名称】東日本高速道路株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】505398952

【氏名又は名称】中日本高速道路株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】505398963

【氏名又は名称】西日本高速道路株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100116241

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100111006

【弁理士】

【氏名又は名称】藤江 和典

(74)【代理人】

【識別番号】100098545

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 伸一

(72)【発明者】

【氏名】野村 卓史

(72)【発明者】

【氏名】長谷部 寛

(72)【発明者】

【氏名】志村 正幸

(72)【発明者】

【氏名】上明戸 昇

(72)【発明者】

【氏名】長船 寿一

(72)【発明者】

【氏名】岩吹 啓史

【テーマコード（参考）】

2G064

【Ｆターム（参考）】

2G064AB15

2G064CC29

2G064CC41

2G064CC43

(57)【要約】      （修正有）

【課題】屋外で使用する場合でも、気象条件に左右されない、特に風が吹いていても通常の使用態様で使用できる高精度の騒音計を提供する。
【解決手段】対象音を測定するマイクロホン１０１と、風速計１０２と、前記風速計の出力信号から風ノイズ推計レベルを求めるとともに、前記風ノイズ推計レベルと前記マイクロホンの出力値とを処理する演算処理部１０５、を備えた騒音計１００であり、前記風ノイズ推計レベルは、前記風速計の前記出力信号を元に、前記演算処理部において演算を行うことにより求めるものである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象音を測定するマイクロホンと、
風速計と、
前記風速計の出力信号から風ノイズ推計レベルを求めるとともに、前記風ノイズ推計レベルと前記マイクロホンの出力値とを処理する演算処理部、
を備えた騒音計であり、
前記風ノイズ推計レベルは、前記風速計の前記出力信号を元に、前記演算処理部において

【数19】

Ｌｗｉｎｄ ：風ノイズ推計レベル（ｄＢ）
Ｉｕ ：乱流強度
ｕ_０ ：平均風速
Ａ，Ｂ，Ｃ ：係数

の演算を行うことにより求める騒音計。

【請求項2】

風の変動周波数（ｆ）毎に、Ａ，Ｂ，Ｃの値を記憶する記憶手段を有することを特徴とする、請求項１記載の騒音計。

【請求項3】

Ａ、Ｂ、Ｃは、風の変動周波数（ｆ）の関数であることを特徴とする、請求項１記載の騒音計。

【請求項4】

Ａ，Ｂ，Ｃは、（ｌｏｇ（ｆ））の項を有する、請求項３記載の騒音計。

【請求項5】

Ａ，Ｂ，Ｃは、

【数20】

で表される、請求項４記載の騒音計。

【請求項6】

マイクロホンの出力値（Ｌｏｕｔ）を入力するステップと、
風速計の出力信号を入力するステップと、
前記風速計の前記出力信号から風ノイズ推計レベル（Ｌｗｉｎｄ）を求めるステップと、
前記風ノイズ推計レベル（Ｌｗｉｎｄ）と前記マイクロホンの出力値（Ｌｏｕｔ）とを処理するステップと、
を備えた騒音計測用プログラムであり、
前記風ノイズ推計レベル（Ｌｗｉｎｄ）は、前記風速計の前記出力信号を元に、

【数21】

Ｌｗｉｎｄ ：風ノイズ推計レベル（ｄＢ）
Ｉｕ ：乱流強度
ｕ_０ ：平均風速
Ａ，Ｂ，Ｃ ：係数

の演算を行うことにより求める騒音計測用プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、屋外の騒音測定に用いることができる騒音計、および騒音計測用プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、良好な環境の中で快適な生活を送ることの重要性がより強く意識されるようになっている。特に、大気や水の汚染とともに騒音は、いわゆる公害として過去から様々な問題をもたらす原因として、その対策が広く講じられるべきものである。したがって、騒音源のあるところでは、その対策を練るにあたり、必ず騒音の評価を行う必要がある。例えば、恒常的な騒音としては、航空機や新幹線による騒音、高速道路などの高架橋からの騒音、ダムの放流に伴う放流音などがあり、また一時的な騒音としては工事現場での建設用機械による騒音や、コンサートホールや球場からの騒音などがある。また、近年では再生可能エネルギーの利用促進を背景に、各地でウィンドファームの建設が多くなり、風車から発生する低周波数音も指摘されるようになってきている。

【0003】

これらの騒音を測定する計測機器として、騒音計が広く用いられている。騒音計は、マイクロホンおよびマイクロホンからの出力を演算・評価する演算処理部、およびその演算・評価結果を表示する表示装置からなる計測機器である。マイクロホンは、音源に起因する空気の振動、すなわち大気圧の圧力（音圧）変化を検出するデバイスである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−９１３５１

【特許文献2】特開２００１−１２４６２１

【特許文献3】特開２０１０−８５１１０

【特許文献4】特開２０１１−２３２３２６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、先に挙げた騒音に共通するのは、すべて屋外での音響伝播であることである。従って、騒音計は多くの場合、屋外で使用する必要がある。

【0006】

しかし、屋外での騒音計の使用は、気象条件に影響されることになる。特に、低周波騒音の測定においては風の乱れ成分による圧力変動がマイクロホンに作用することが知られており、風雑音（風ノイズ）と呼ばれている。この場合、騒音計の計測値は、測定対象音に風雑音が加わった値となる。風雑音は、風速が弱い場合であっても相当程度発生する。そして、風速が５ｍ／秒を超えると風雑音の影響は無視できないものとなり、ＩＳＯのレギュレーションによれば測定を中止しなければならない。従って、屋外での騒音計の使用は、風のない時期を選んで行う必要があり、騒音測定が気象条件によって左右され、季節によっては相当長期間測定ができないという問題があった。

【0007】

これらの問題を解決するため、マイクロホンの周りに防風スクリーン部材を配置することにより風雑音の影響を低減させる技術がある（特許文献１）。
しかし、この技術は直接風雑音の影響を評価するものではない。また、風雑音の影響を完全に除去できるものではない。

【0008】

また、風雑音が低周波成分を主に構成されることに着目し、ハイパスフィルターで風雑音成分を取り除く技術や、一対のマイクロホンに及ぼす風雑音の影響は相関性が低いことに着目し、これを利用して風雑音成分を取り除く技術がある（特許文献２）。
しかし、これらの場合においても、風雑音のマイクロホンに対する作用そのものを評価しているのではなく、風雑音が影響した騒音測定結果に見られる特性や相関を利用したものであるので、測定対象音も一部除去されることを完全に防止できるものではない。

【0009】

一方で、本願発明者らは、風雑音のマイクロホンに対する作用を直接評価してマイクロホンの出力から控除することにより補正し、測定対象音を求める手法を提案している（特許文献３）。そして、風雑音にマイクロホンに対する作用を、回帰式を用いて数値化することを試みている（特許文献４）。
しかし、回帰式を用いての数値化に対し、さらなる精度の向上が求められている。

【0010】

そこで、本件特許発明は、気象条件に左右されない、つまり風が吹いていても通常の使用態様で使用できる高精度の騒音計および騒音計測用プログラムを実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

以下、本項において発明とは、出願時の特許請求の範囲に記載されている発明をいう。
第１の発明は、以下の発明である。

【0012】

対象音を測定するマイクロホンと、
風速計と、
前記風速計の出力信号から風ノイズ推計レベルを求めるとともに、前記風ノイズ推計レベルと前記マイクロホンの出力値とを処理する演算処理部、
を備えた騒音計であり、
前記風ノイズ推計レベルは、前記風速計の前記出力信号を元に、前記演算処理部において

【数1】

Ｌｗｉｎｄ ：風ノイズ推計レベル（ｄＢ）
Ｉｕ ：乱流強度
ｕ_０ ：平均風速
Ａ，Ｂ，Ｃ ：係数

の演算を行うことにより求める騒音計。

【0013】

「対象音」とは、騒音計の測定対象となる音であり、特に低周波音を対象とするが、低周波音のみには限られずその他の帯域の音全般を含む。また可聴領域の音に限られるものではない。
「騒音計」とは、測定対象音が騒音、特に低周波騒音であるものを主とするが、測定対象は騒音に限られるものではない。例えば、受け取る者の主観によって騒音か否かが変化するもの、例えば、コンサートホールや球場で発生する音も含まれる。さらに、社会通念上は騒音に含まれないような音、例えば虫の音や雷の音など自然界で発せられる音も含まれる。

【0014】

第２の発明は、以下の発明である。
風の変動周波数（ｆ）毎に、Ａ，Ｂ，Ｃの値を記憶する記憶手段を有することを特徴とする、第１の発明に記載の騒音計。

【0015】

「記憶手段」とは、各種半導体メモリやハードディスクなどの外部記憶装置などが例として挙げられる。記憶手段は、必ずしも恒久的にＡ、Ｂ，Ｃの値を保持する必要はなく、必要に応じて書き換えが可能に保持されていてもよい。

【0016】

第３の発明は、以下の発明である。
Ａ、Ｂ、Ｃは、風の変動周波数（ｆ）の関数であることを特徴とする、第１の発明に記載の騒音計。

【0017】

第４の発明は、以下の発明である。
Ａ，Ｂ，Ｃは、（ｌｏｇ（ｆ））の項を有する、第３の発明に記載の騒音計。

【0018】

第５の発明は、以下の発明である。
Ａ，Ｂ，Ｃは、

【数2】

で表される、第４の発明に記載の騒音計。

【0019】

第６の発明は、以下の発明である。
マイクロホンの出力値（Ｌｏｕｔ）を入力するステップと、
風速計の出力信号を入力するステップと、
前記風速計の前記出力信号から風ノイズ推計レベル（Ｌｗｉｎｄ）を求めるステップと、
前記風ノイズ推計レベル（Ｌｗｉｎｄ）と前記マイクロホンの出力値（Ｌｏｕｔ）とを処理するステップと、
を備えた騒音計測用プログラムであり、
前記風ノイズ推計レベル（Ｌｗｉｎｄ）は、前記風速計の前記出力信号を元に、

【数3】

Ｌｗｉｎｄ ：風ノイズ推計レベル（ｄＢ）
Ｉｕ ：乱流強度
ｕ_０ ：平均風速
Ａ，Ｂ，Ｃ ：係数

の演算を行うことにより求める騒音計測用プログラム。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、風雑音の評価式が風の乱れ強さと平均風速の関数、さらに望ましくは風の変動周波数と風の乱れ強さと平均風速の関数で表現されており、このような風雑音の理論的根拠を反映した回帰式を利用することで、風雑音の評価精度が向上するという効果を発揮するものである。そして、これにより、風が吹いているときも騒音の測定が可能となり、騒音測定作業の効率を著しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の騒音計の構成図

【図2】本発明の騒音計の動作を表した流れ図

【図3】本発明の回帰式の係数Ａ，Ｂ，Ｃを求める方法を説明する説明図

【図4】時間を基準とした本発明の騒音計の出力結果と測定値との比較を説明する説明図

【図5】各周波数帯域を基準とした本発明の騒音計の出力結果と測定値との比較を説明する説明図

【図6】本発明の回帰式を用いた出力結果と実測値との分散を説明する説明図

【図7】本発明の回帰式を用いた出力結果と従来の回帰式を用いた出力結果との関係を説明する説明図

【発明を実施するための形態】

【0022】

（１．本発明の原理）
まず、本発明の原理を説明する。
圧縮性の流れ場の支配方程式には、流体の移流拡散現象に加えて流体の弾性挙動も含まれるので、圧縮性ナビアストークス方程式は音波の伝播現象も同時に表現しており、そこでは速度場と圧縮場は互いに関係する物理量である。
マイクロホンに作用する風圧値と風速の関係は、（１）式のように表現できる。

【数4】

・・・・・・（１）
Ｐｗｉｎｄ ：風圧値（パスカル）
Ｃｗ ：補正係数
ρ ：空気の密度
ｕ ：風速

ここで、風圧値Ｐｗｉｎｄは風がマイクロホンに与える風圧値、ρは空気の密度、ｕは時々刻々と変化する風速である。また風速ｕは、（２）式のように、平均風速ｕ_０と変動風速ｕ’で表すことができる。なお平均風速値ｕ_０は一定時間の測定風速値ｕを平均して算出することができる。

【数5】

・・・・・・（２）
ｕ_０ ：平均風速値
ｕ’ ：変動風速

このように、風速の変動成分により、圧力の変動成分を生じるものである。また補正係数Ｃｗは、マイクロホンの形状や、マイクロホンの風に対する応答のメカニズム（マイクロホンの感度、マイクロホンの周囲の流れ場、風の入射角、風の周波数成分、風速）などに依存する係数である。

【0023】

一方、測定対象音がマイクロホンに作用する場合の音圧値は、（３）式のように表現できる。

【数6】

・・・・・・（３）
Ｐｓｏｕｎｄ ：対象音の音圧値（パスカル）
ρ ：空気の密度
ｃ ：音速
Ｖ ：粒子速度

ここで、Ｐｓｏｕｎｄは測定対象音の音圧値、ρは空気の密度、ｃは音速、Ｖは流体粒子（空気）の振動速度である。

【0024】

もし、音圧と風圧が位相的に見て互いに無関係に作用しているとすれば、暗騒音の補正と同様の考え方で、（４）式のように、マイクロホンの出力は実効値レベルで圧力の加算が成り立つ。

【数7】

・・・・・・（４）
Ｐｏｕｔ ：マイクロホンの出力値（パスカル）

ここで、Ｐｏｕｔは騒音計のマイクロホンの出力値である。

【0025】

この（４）式はパスカルの次元で記述しているが、ｄＢ（デシベル）の基準圧力Ｐ_０を２０μＰａ（パスカル）とすれば、

【数8】

・・・・・・（５）
Ｌｏｕｔ ：マイクロホンの出力レベル（ｄＢ）
Ｌｓｏｕｎｄ：対象音の出力レベル（ｄＢ）
Ｌｗｉｎｄ ：風ノイズ推計レベル（ｄＢ）

ｌｏｇは１０を基底とする対数である。
そこで、（５）式のＬｗｉｎｄを（１）（２）式を用いて変形すると、

【数9】

・・・・・・（６）

【0026】

ここで、風の乱流強度Ｉｕは、（７）式で表すことができる。

【数10】

・・・・・・（７）
Ｉｕ ：乱流強度
ｕ_０ ：平均風速
σ_ｕ ：風速変動の標準偏差（実効値）

そして、ρおよびＰ_０は定数であることから（６）式の第３項を定数Δに置き換える。さらに、（６）式のｕ’をデシベルの定義に従い実効値σ_ｕに置き換えるとともに（７）式を変形して代入すれば

【数11】

・・・・・・（８）
Δ ：定数

【0027】

このように、理論的に見れば、風ノイズ推計レベルＬｗｉｎｄは（８）式のように４つの項で表現される。

【0028】

第１項目のＣｗは無次元の定数であり、上述の通り、マイクロホンの形状や、マイクロホンの風に対する応答のメカニズム（マイクロホンの感度、マイクロホンの周囲の流れ場、風の入射角、風の周波数成分、風速）などに依存する係数である。そして、この中でも、風の変動周波数ｆとの関係が密である。
そこで、Ｃｗは、望ましくは風の変動周波数ｆの関数として表現できる。本発明では以下で説明する通り、１/３オクターブバンドの中心周波数を用いているが、これに限られるものではない。

【0029】

第２項目は、乱流強度Ｉｕの関数、つまり第１項目と同じく風の変動成分の関数となっている。

【0030】

第３項目は、平均風速ｕ_０の関数となっている。

【0031】

第４項目のΔは上述のように、空気の密度ρおよび基準圧力Ｐ_０に依存する定数となっている。

【0032】

ただし、（８）式においては、第１項のＣｗと第４項のΔしか変動要素を見積もることができない。風がマイクロホンに及ぼす影響のメカニズムは複雑であることから、（８）式の第２項と第３項についても、変動要素を見積もることにより、より精密な評価が可能となる。そこで、（８）式の各項に変動要素である係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄをそれぞれ加えるとともに、Ｃｗがｆの関数であることを明示すると、

【数12】

・・・・・・（９）

となる。そして、重回帰分析を行うことで各係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを求めることができる。本発明では、精度の高い風ノイズ推計レベルを得るために、１／３オクターブバンドにおける中心周波数ｆを定め、周波数帯域毎に対応する各係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを決定する。そのため、回帰係数を（１０）式の通り変形する。

【数13】

・・・・・・（１０）

【0033】

そして、（１０）式の係数表記を書き換え、以下の（１１）式となる。

【数14】

・・・・・・（１１）

【0034】

この回帰式は、流れ場の風速と圧力の関係に基づく関数形となっており、従来の実測レベルから導いた回帰関数よりも、本来の物理的な現象を説明するものとしてより適切な形となっている。

【0035】

そして、屋外での測定データを用いて、重回帰分析により、（１１）式の係数Ａ，Ｂ，Ｃを求める。測定データを収集する実験フィールドは、風の乱れに影響を与える障害物が少ない広い場所で、極力暗騒音が小さい場所が望ましいことから、秋田県八郎潟で収録を行ったデータを使用している（測定条件１）。
測定は、暗騒音が十分低い場所での風ノイズのみを対象とし、後述の測定装置に用いる係数Ａ、Ｂ、Ｃを求めるための風速およびマイクロホンの出力値（実測値）を測定している。

【0036】

これらの測定データを用いて求めた係数Ａ，Ｂ、Ｃを表１に示す。

【表1】

【0037】

この表のようなテーブルを本発明の騒音計の記憶装置に記憶させ、風速ｕの測定結果から１/３オクターブバンドの中心周波数ｆ毎にそれぞれの中心周波数ｆに対応するＡ，Ｂ，Ｃの値を記憶装置から呼び出すことにより、Ｌｗｉｎｄを求めることができる。

【0038】

さらに、測定条件を変えて測定したデータを用いてこのようなテーブルを複数準備しておき、測定条件に応じて対応するテーブルを呼び出して用いることにより、より正確にＬｗｉｎｄを求めることができる。測定条件としては、用いるウインドスクリーンの形状や種類、平均風速の範囲、その他測定場所の特徴（障害物の多少等）などが挙げられる。

【0039】

さらに、測定条件を変えて係数Ａ，Ｂ，Ｃを求めることにより同様のテーブルを作成し、Ａ、Ｂ，Ｃの値の推移に注目すると、Ａ、Ｂ，Ｃは測定条件によらず同じ挙動を示すことが分かった。そこで、図３のように測定条件１およぶ測定条件２で求めた中心周波数ｆ毎のＡ，Ｂ，Ｃをグラフにプロットし中心周波数ｆを変数とする関数形を求めると、（１２）式の関数形が各測定場所に共通の関数形として適していることが分かった。

【数15】

・・・・・・（１２）
ｆ ：風の１／３オクターブバンドの各帯域毎の中心周波数
ａ_０、ａ_１、ｂ_０、ｂ_１、ｂ_２、ｃ_０、ｃ_１、ｃ_２ ：係数

【0040】

なお、測定条件ごとの係数は以下の通りである。
（測定条件１）

【数16】

（測定条件２）

【数17】

【0041】

したがって、表１のようなテーブルを記憶装置に格納する代わりに、（１２）式および（１２）式の係数ａ_０、ａ_１、ｂ_０、ｂ_１、ｂ_２、ｃ_０、ｃ_１、ｃ_２を記憶装置に格納しておき、測定条件に応じて対応する係数を呼び出して用いるようにすれば、Ａ，Ｂ，Ｃの係数を測定条件毎に格納する必要がないので、必要なメモリ量を削減することができる。

【0042】

（２．本発明の騒音計および騒音計測用プログラムの構成）
図１は、本発明の実施例である騒音計の概略構成図である。
騒音計１００は、マイクロホン１０１、風速計１０２、設置スタンド１０３、計測ケーブル１０４、情報処理装置１０５、外部電源１０６からなる。

【0043】

マイクロホン１０１は、測定対象音の音圧値を測定する装置である。ただし上述の通り、マイクロホン１０１が計測する音圧値、すなわちマイクロホン１０１の出力値は、（４）式の通り、測定対象音の真の音圧値と風圧値とが重畳されたものである。

【0044】

本実施形態では、低周波騒音を測定するため、マイクロホン１０１として低周波マイクロホンを使用している。また、マイクロホン１０１の周りには球状のウィンドスクリーンを設け、風の影響を緩和するようにしている。

【0045】

風速計１０２は、風速を計測する装置である。本実施形態では、２次元あるいは３次元の超音波風速計を用い、測定した風速成分から算出されるスカラー風速を採用している。その他、熱線流速計など、任意の種類の風速計が使用可能である。

【0046】

そして、マイクロホン１０１に作用する風圧を評価する必要があるので、風速計１０２はマイクロホン１０１と隣接するように設けられている。もっともマイクロホン１０１と風速計１０２との相互干渉を避けるため、ある程度離間させて設けるのが望ましい。

【0047】

マイクロホン１０１と風速計１０２とは、相互の位置関係を固定するため、設置スタンド１０３に固定され一体化されている。そして、音圧と風速の同期計測が可能となっている。

【0048】

計測ケーブル１０４は、マイクロホン１０１と後述の情報処理装置１０５、および風速計１０２と情報処理装置１０５とを接続するものである。そして、それぞれ、マイクロホンの出力値、および風速を情報処理装置１０５に伝達するものである。

【0049】

情報処理装置１０５は、演算処理部に対応し、マイクロホン１０１からの出力値、および風速計１０２からの出力信号の入力を受ける。そして、風速計１０２の出力信号から風がマイクロホンに及ぼす風圧値を求めるとともに、マイクロホン１０１で測定された音圧値（出力値）に対し、風雑音の影響を除去する補正に必要な演算を行い、測定対象音の真の音圧値を情報処理装置１０５の表示装置に出力する。また、情報処理装置１０５は、演算結果に基づきオクターブ分析、１／３オクターブ分析、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）分析を行い、この結果を表示装置に出力したり、風速計１０２の出力信号から風速を求め、これを表示装置に出力するといった役割も担っている。そのほか、騒音計の出力として、等価騒音レベル（Ｌｅｑ）、レベル最大値（Ｌｍａｘ）、時系列のレベル（ＬＰ）、低周波特性（ＬＧ）を求めるための演算や、風速計の出力信号から、平均風速ｕ_０、風の乱れ強度Ｉｕ、最大風速、風の変動周波数ｆ、時系列波形を求めるための演算も行う。

【0050】

外部電源１０６は、情報処理装置１０５および必要に応じマイクロホン１０１および風速計１０２を駆動するための電力を供給している。

【0051】

以上が本発明の騒音計の構成であるが、騒音計の具体的な構成はこれに限るものではない。例えば、情報処理装置１０５は、専用の装置の他、汎用のＰＣやタブレット、あるいはスマートフォンなどを用いることも可能である。また、特許文献３および特許文献４で本発明者らが提案したように、従来のハンディタイプの騒音計に風速計を一体化して設け、風速計の出力信号を処理可能なプログラムを用いた演算装置を内蔵するなど、任意の構成をとることができる。

【0052】

なお、従来騒音計は、例えばハンディタイプの騒音計のように、騒音を計測する装置として一体物として供給されてきた。しかし、本発明は、従来の騒音計部分に加えて、風速計、その他の計測装置や情報処理装置も含むものである。本発明では、風速計やその他の計測装置および情報処理装置を一体として有する形態はもちろん、図１のようにこれらを別体として有する形態も全体として騒音計を構成する。すなわち、本発明の騒音計は、騒音測定装置ないし騒音測定システムとしての概念を包含するものである。

【0053】

（３．本発明の騒音計および騒音計測用プログラムの動作）
次に、本発明の騒音計１００の騒音測定時の動作について説明する。
図２は、騒音計の動作を図示したフローチャートである。かかる動作は、情報処理装置１０５の記憶装置に格納された騒音計測用プログラムを展開し、実行することにより実現することが可能である。

【0054】

騒音計１００の使用者は、情報処理装置１０５の操作により、騒音測定を開始する（Ｓ１）。

【0055】

マイクロホン１０１で測定された出力値Ｐｏｕｔは、電気信号に変換され、情報処理装置１０５に入力される。ここで上述の通り、測定された出力値Ｐｏｕｔは、風の影響が重畳した値となっているので、測定対象音源から発生した正確な音圧値ではない。一方風速計１０２で測定された出力信号である風速ｕも同様に電気信号に変換され、情報処理装置１０５に入力される（Ｓ２）。

【0056】

情報処理装置１０５は、出力値Ｐｏｕｔおよび風速ｕから、測定対象音の正確な音圧値Ｐｓｏｕｎｄを求める。

【0057】

まず、所定時間測定されたｕの平均値（平均風速値ｕ_０）を求める。さらに、（２）式に基づき変動風速ｕ’を求めた後、（７）式に基づき、平均風速値ｕ_０および変動風速ｕ’（風速変動の標準偏差σ_ｕ）から、乱流強度Ｉｕを求める（Ｓ３）。

【0058】

そして、平均風速値ｕ_０および乱流強度Ｉｕ、さらには風の変動周波数ｆに応じた係数Ａ，Ｂ，Ｃを情報処理装置１０５に設けられた記憶装置から呼び出し、これらを用いて（１１）式に基づき、風ノイズ推計レベル（ｄＢ）Ｌｗｉｎｄを求める（Ｓ４）。

【0059】

最後に、風ノイズ推計レベル（ｄＢ）Ｌｗｉｎｄを風圧値（パスカル）Ｐｗｉｎｄに変換するとともに、風圧値（パスカル）Ｐｗｉｎｄがマイクロホンの出力値（パスカル）Ｐｏｕｔより小さい条件を満たすとき、これとマイクロホンの出力値（パスカル）Ｐｏｕｔとから（４）式を用いて、対象音の音圧値（パスカル）Ｐｓｏｕｎｄを求めることができる（Ｓ５）。

【0060】

そして、情報処理装置１０５に設けられた表示装置に、Ｐｓｏｕｎｄ、あるいはデシベル表示のＬｓｏｕｎｄを表示する（Ｓ６）。この他、ＬｏｕｔやＬｗｉｎｄを必要に応じて表示してもよい。
さらに、測定者が入力した命令に従い、情報処理装置１０５はあらかじめ記憶装置に格納されたプログラムにしたがって、等価騒音レベル（Ｌｅｑ）、レベル最大値（Ｌｍａｘ）、時系列のレベル（ＬＰ）、低周波特性（ＬＧ）を求めたり、オクターブ分析、１／３オクターブ分析、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）分析を行い、分析結果を表示装置に表示することもできる。
また、測定者の命令に従い、風速計１０２の出力から、平均風速ｕ_０、風の乱れ強度Ｉｕ、最大風速、風の変動周波数ｆ、時系列波形を求め、表示装置に表示することもできる。

【0061】

本実施例では、（４）式に従いＰｏｕｔの実効値からＰｗｉｎｄの実効値を減算した値をそのままＰｓｏｕｎｄとして用いたが、他の必要な演算をさらに行うことを排除するものではない。例えば、ＰｏｕｔないしＰｗｉｎｄのいずれか一方ないし両方に補正係数をかけて減算を行うことも、ここでいう減算に該当する。
また、上記演算は一例であり、演算の途中経過は任意である。
さらに、Ｌｗｉｎｄを求める（１１）式は、（２）式や（７）式、あるいは変動周波数ｆなどを用いて式変形が可能であるが、（１１）式から式変形したものをＳ４で用いることも等価であり、可能である。

【0062】

なお、Ｓ４で風の変動周波数ｆに応じた係数Ａ，Ｂ，Ｃを記憶装置から呼び出して用いているが、これに代えて記憶装置から式（１２）の関数を呼び出し、風の変動周波数ｆを用いて係数Ａ，Ｂ，Ｃを求めてもよい。

【0063】

（４．本発明の騒音計および騒音計測用プログラムの効果、および従来の回帰式との比較）
（１１）式の回帰式を用いた本発明の騒音計の出力結果（推定値）（Ｍｅｔｈｏｄ ２）と実測値との比較を図４，図５に示す。
図４は、風圧値を時間軸に対しプロットしたものであるが、本発明の出力結果と実測値とは非常によく合致している。また、図５は風圧値を１／３オクターブレベルの中心周波数毎にプロットしたものであるが、こちらも本発明の出力結果と実測値とは非常によく合致している。

【0064】

図６は、回帰式を用いた出力結果と実測値との関係を散布図で表したものである。図６（ａ）は従来発明者らが提案した回帰式である下記（１３）式（Ｍｅｔｈｏｄ １）、図６（ｂ）は本発明の回帰式である（１１）式（Ｍｅｔｈｏｄ ２）、を用いた場合である。

【数18】

・・・・・・（１３）
ｆ ：風の１／３オクターブバンドの各帯域毎の中心周波数
Ｉｕ ：乱流強度
Ａ、Ｂ ：係数
ｃ_ａ、ｄ_ａ、ｃ_ｂ、ｄ_ｂ ：係数

【0065】

図６より、何れの回帰式による出力結果も実測値とよく合致しているが、本発明の回帰式（１１）の方が従来発明者らが提案した回帰式（１３）よりも、偏差がやや小さいので、精度は高いといえる。

【0066】

また、図７の通り、１／３オクターブバンドレベル毎の回帰式による出力結果と実測値との標準偏差を求めた。その結果、従来の回帰式（１３）（Ｍｅｔｈｏｄ １）では、１０Ｈｚ帯域以上で標準偏差が大きくなる傾向に対し、本発明の回帰式（１１）（Ｍｅｔｈｏｄ ２）では、対象とする全周波数領域において同程度の標準偏差が得られている。つまり、本発明の回帰式（１１）の方が精度のよい出力結果が得られているといえる。

【産業上の利用可能性】

【0067】

本発明の騒音計は、低周波騒音の測定に限らず、野外におけるあらゆる音の測定に用いることができるものである。

【符号の説明】

【0068】

１００ 騒音計
１０１ マイクロホン
１０２ 風速計
１０３ 設置スタンド
１０４ 計測ケーブル
１０５ 情報処理装置
１０６ 外部電源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】