特許 5973102 伝搬定数の取得方法、吸音材の吸音率の計算方法、吸音率評価装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5973102

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】伝搬定数の取得方法、吸音材の吸音率の計算方法、吸音率評価装置

(51)【国際特許分類】

   G01H 17/00 20060101AFI20160809BHJP

【ＦＩ】

   G01H17/00 C

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-47298(P2016-47298)

(22)【出願日】2016年3月10日

【審査請求日】2016年3月10日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(72)【発明者】

【氏名】池田 和史

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 崇規

(72)【発明者】

【氏名】青田 豊誠

(72)【発明者】

【氏名】一條 陵平

【審査官】 菊池 充

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０６４０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９１３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３３３０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５２５８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｈ １／００−１７／００

Ｇ１０Ｋ １１／００−１３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線に沿って延びる測定チューブ内の一端側に配置された音波発生源から、他端側に配置された吸音材に対して音波を照射し、前記吸音材に当接するように軸線方向に互いに離間して配置された複数のマイクロホンを用いて、前記吸音材の伝搬定数を取得する伝搬定数の取得方法であって、
前記複数のマイクロホン同士の間における音波の伝達関数を算出するステップと、
前記伝達関数、及び前記複数のマイクロホン同士の離間寸法の値に基づいて、（１）式により、前記吸音材の伝搬定数を算出するステップと、
を含む伝搬定数の取得方法。
なお、Ｌは前記マイクロホン同士の間の距離を表し、Ｈ１２、Ｈ１３は伝達関数をそれぞれ表す。

【数1】

【請求項2】

請求項１に記載の伝搬定数の取得方法に基づいて得られた前記伝搬定数に基づいて、（２）式により、前記吸音材の音響インピーダンスを算出するステップと、
前記音響インピーダンスに基づいて、（３）式により、前記吸音材の吸音率を算出するステップと、
を含む吸音材の吸音率の計算方法。
なお、Ｚは音響インピーダンス、ρは空気の密度、ｃは音速、σは吸音材の空隙率、λは伝搬定数、ｋは前記測定チューブ内の前記吸音材の存在しない領域における音波の波数、Ｌ０は前記吸音材の軸線方向における寸法、αは吸音率をそれぞれ表す。

【数2】

【数3】

【請求項3】

軸線を中心とする管状の測定チューブと、
前記測定チューブにおける軸線方向一方側に設けられ、該軸線方向の他方側に向けて音波を照射する音波発生源と、
前記測定チューブにおける軸線方向他方側に設けられた吸音材と、
前記吸音材に当接するとともに、軸線方向に間隔をあけて配列された複数のマイクロホンと、
前記複数のマイクロホンによって検出された音波に基づいて、請求項１に記載された伝搬定数の取得方法を実行することにより、前記吸音材の伝搬定数を算出する演算装置と、を備える吸音率評価装置。

【請求項4】

前記演算装置は、請求項２に記載された吸音材の吸音率の計算方法を実行することにより、前記吸音材の吸音率を算出する請求項３に記載の吸音率評価装置。

【請求項5】

前記吸音材は、軸線方向に隣接する複数種類の吸音要素を有し、
前記マイクロホンは、前記吸音要素ごとに複数個ずつ設けられ、
前記演算装置は、前記吸音要素ごとに算出された前記伝搬定数を含む伝達マトリクスを互いに積算することで、前記吸音材としての前記伝搬定数を算出する請求項３又は４に記載の吸音率評価装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、伝搬定数の取得方法、吸音材の吸音率の計算方法、吸音率評価装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばガスタービン建屋のように、内部に騒音発生源を収容する建物の壁面には、騒音の外部への漏洩を低減するために吸音材が設けられることが一般的である。このような吸音材としては、グラスウールやウレタン等、多孔質系の材料によって形成されたものが特に好適に用いられる。

【0003】

ここで、良好な騒音低減効果を得るためには、想定される騒音レベルに応じて吸音材の寸法（厚さ等）を適切に決定することはもとより、適切な性能を有する吸音材の種類を選定することが肝要となる。このような吸音材の性能を評価するための指標としては、吸音率が特に支配的である。

【0004】

吸音材の吸音率を測定する方法としては、２マイクロホン法や、下記非特許文献１に記載されたＢｉｏｔ理論に基づく方法が広く知られている。
２マイクロホン法では、評価対象である吸音材を測定管の一端側に配置し、反対の他端側に音源を配置することで、これら吸音材及び音源の中途位置に設けられた２つのマイクロホンによって、入射される音波、及び反射される音波の間の減衰率が取得される。この減衰率に基づいて当該吸音材の吸音率が得られるとされている。

【0005】

非特許文献１に記載された方法では、多孔質である吸音材が、弾性多孔質（固体部）、及びこの弾性多孔質中の空隙を流れる空気（流体部）の２つの要素を含むモデルとして定義される。Ｂｉｏｔ理論は、これら弾性多孔質と空気との相互作用によるエネルギー減衰に基づいて導出された弾性波伝搬理論に根差すものである。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】森、「Ｂｉｏｔ理論（弾性多孔質振動伝搬理論）の自動車用防音材への応用」 ニチアス技術時報 ２０１３年２号 Ｎｏ．３６１、ニチアス株式会社、２０１３年２月、ｐ．１−４

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上述の２マイクロホン法では、吸音材の厚さによって、得られる測定結果が異なるため、吸音材の寸法や形状が複数種類である場合、種類ごとに都度測定を行う必要がある。このため、寸法や形状等の影響を受けずに吸音率を測定することが可能な測定方法への要請が高まっていた。

【0008】

一方で、上述のＢｉｏｔ理論に基づく吸音率の算出に際しては、特に多くの測定パラメータが必要とされる。測定パラメータの一例としては、流体部の実効密度、流体部の実効体積弾性率、固体部のヤング率、固体部のポアソン比、固体部及び流体部における気孔率が挙げられる。これらパラメータのうち、流体部の実効密度と実効体積弾性率は、直接測定することが特に難しいことが知られている。すなわち、これらパラメータの取得の困難さが、吸音率の正確な測定に対する障壁となっていた。

【0009】

さらに、このＢｉｏｔ理論を拡張したモデルとして、ＡｌｌａｒｄらによるＪｏｈｎｓｏｎ−Ｃｈａｍｐｏｕｘ−Ａｌｌａｒｄモデルも提唱されている。この方法で必要とされるパラメータ（流体部の迷路度、粘性特性長、熱的特性長）の数は少ない一方で、その測定には、超音波やヘリウムガス等を用いた専用装置が必要となる点で、依然としてその測定には困難が伴う。

【0010】

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、容易かつ精度高く吸音率を測定することが可能な吸音率の測定方法、及び吸音率評価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】

【0011】

本発明の第一の態様によれば、伝搬定数の取得方法は、軸線に沿って延びる測定チューブ内の一端側に配置された音波発生源から、他端側に配置された吸音材に対して音波を照射し、前記吸音材に当接するように軸線方向に互いに離間して配置された複数のマイクロホンを用いて、前記吸音材の伝搬定数を取得する伝搬定数の取得方法であって、前記複数のマイクロホン同士の間における音波の伝達関数を算出するステップと、前記伝達関数、及び前記複数のマイクロホン同士の離間寸法の値に基づいて、（１）式により、前記吸音材の伝搬定数を算出するステップと、を含む。なお、Ｌは前記マイクロホン同士の間の距離を表し、Ｈ_１２、Ｈ_１３は伝達関数をそれぞれ表す。

【数1】

【0012】

この方法によれば、マイクロホン同士の間における音波の伝達関数を求めることにより、吸音材の伝搬定数を容易に算出することができる。さらに、測定チューブ内における音波の伝達関数は、実際に吸音材の物性等を測定することなく、測定チューブ内における空気の圧力変動を記述する式に基づいて求めることができる。この圧力変動を記述する式は、マイクロホンへの音波の入力成分のみに基づいて得られる。すなわち、この方法によれば、測定チューブ、音波発生源、及びマイクロホンを用いるのみで、吸音材の内部における音波の伝搬定数を容易かつ正確に求めることができる。

【0013】

本発明の第二の態様によれば、吸音材の吸音率の計算方法は、上記第一の態様に係る伝搬定数の取得方法に基づいて得られた前記伝搬定数に基づいて、（２）式により、前記吸音材の音響インピーダンスを算出するステップと、前記音響インピーダンスに基づいて、（３）式により、前記吸音材の吸音率を算出するステップと、を含む。
なお、Ｚは音響インピーダンス、ρは空気の密度、ｃは音速、σは吸音材の空隙率、λは伝搬定数、ｋは前記測定チューブ内の前記吸音材の存在しない領域における音波の波数、Ｌ_０は前記吸音材の軸線方向における寸法、αは吸音率をそれぞれ表す。

【数2】

【数3】

【0014】

この方法によれば、上記第一の態様に係る方法によって得られた吸音材内部の伝搬定数に基づいて、（２）式により吸音材の音響インピーダンスを得ることができる。さらに、音響インピーダンスが求められたことで、空気の密度ρ、及び音速ｃに基づいて、吸音材の吸音率を（３）式のように算出することができる。

【0015】

本発明の第三の態様によれば、吸音率評価装置は、軸線を中心とする管状の測定チューブと、前記測定チューブにおける軸線方向一方側に設けられ、該軸線方向の他方側に向けて音波を照射する音波発生源と、前記測定チューブにおける軸線方向他方側に設けられた吸音材と、前記吸音材に当接するとともに、軸線方向に間隔をあけて配列された複数のマイクロホンと、前記複数のマイクロホンによって検出された音波に基づいて、請求項１に記載された伝搬定数の取得方法を実行することにより、前記吸音材の伝搬定数を算出する演算装置と、を備える。

【0016】

この構成によれば、測定チューブ、音波発生源、及びマイクロホンを用いるのみで、吸音材の内部における音波の伝搬定数を容易かつ正確に求めることができる。

【0017】

本発明の第四の態様によれば、上記吸音率評価装置では、前記演算装置は、上記第二の態様に係る吸音材の吸音率の計算方法を実行することにより、前記吸音材の吸音率を算出してもよい。

【0018】

この構成によれば、上記第三の態様に係る演算装置によって得られた伝搬定数に基づいて、吸音材の音響インピーダンスが算出される。この音響インピーダンスと、空気の密度ρ、及び音速ｃに基づいて、吸音材の吸音率を容易に算出することができる。

【0019】

本発明の第五の態様によれば、上記吸音率評価装置では、前記吸音材は、軸線方向に隣接する複数種類の吸音要素を有し、前記マイクロホンは、前記吸音要素ごとに複数個ずつ設けられ、前記演算装置は、前記吸音要素ごとに算出された前記伝搬定数を含む伝達マトリクスを互いに積算することで、前記吸音材としての前記伝搬定数を算出してもよい。

【0020】

この構成によれば、異なる種類の複数の吸音要素を有する吸音材について、容易にその伝搬定数を算出することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、容易かつ精度高く伝搬定数、吸音率を得ることが可能な伝搬定数の取得方法、吸音率の計算方法、及び吸音率評価装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第一実施形態に係る吸音率評価装置の構成を示す模式図である。

【図2】本発明の第一実施形態に係る吸音率評価装置をモデル化した図である。

【図3】本発明の第一実施形態に係る伝搬定数の取得方法、及び吸音率の計算方法における各ステップを示す工程図である。

【図4】本発明の第二実施形態に係る吸音率評価装置の構成を示す模式図である。

【図5】本発明の第二実施形態に係る伝搬定数の取得方法、及び吸音率の計算方法における各ステップを示す工程図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

［第一実施形態］
本発明の第一実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る吸音率評価装置１は、供試体としての吸音材２の吸音率を測定するための装置である。具体的には図１に示すように、この吸音率評価装置１は、測定チューブ３と、音波発生源４と、吸音材２と、複数のマイクロホン５と、演算装置６と、を備えている。

【0024】

測定チューブ３は、軸線Ａｃに沿って延びるとともに、当該軸線Ａｃを中心とする円管状をなしている。測定チューブ３の内径寸法は、軸線Ａｃ方向にわたって同一とされている。すなわち、この測定チューブ３は直管状に形成されている。

【0025】

音波発生源４は、測定チューブ３における軸線Ａｃ方向の一端側に設けられることで、当該測定チューブ３内で軸線Ａｃ方向他端側に向けて音波を発生する。音波発生源４と対向するようにして、測定チューブ３内の軸線Ａｃ方向他端側には、吸音材２が設けられている。吸音材２は、測定チューブ３の軸線Ａｃ方向他端側の面全体を埋めるようにして配置されている。

【0026】

この吸音材２には、軸線Ａｃ方向に等間隔をあけて配列された複数（３つ）のマイクロホン５が設けられている。より詳細には、これらのマイクロホン５は、吸音材２に当接するように設けられている。すなわち、吸音材２の内部を通過する音波が、これらマイクロホン５によって捕捉される。

【0027】

演算装置６は、上記のマイクロホン５によって捕捉された音波の波形に基づいて、圧力変動に関する数式を生成した後、後述する演算を行うことで、吸音材２の伝搬定数、及び吸音率を算出する。

【0028】

以下では、演算装置６が実行する計算について説明する。概略として図３に示すように、演算装置６では、複数のマイクロホン５にそれぞれ入力された波形に基づいて、各マイクロホン同士の間の伝達関数がはじめに算出される（ステップＳ１）。次いで、伝達関数から吸音材の伝搬定数が算出される（ステップＳ２）。続いて、演算装置６は音響インピーダンスを算出する（ステップＳ３）。最後に、この音響インピーダンスに基づいて、吸音率が算出される（ステップＳ４）。

【0029】

まず、伝達関数を導出する過程について説明する。
図２に示すように、音波発生源４から音波が照射されている場合、測定チューブ３内部では内部に存在する空気の圧力変動が生じる。この圧力変動ｐ（ｘ、ｔ）には、軸線Ａｃ方向一方側から他方側（すなわち、音波発生源４から吸音材２）に向かう入射波ｐ_＋（ｘ、ｔ）と、軸線Ａｃ方向他方側から一方側（すなわち、吸音材２から音波発生源４）に向かう反射波ｐ_―（ｘ、ｔ）とが存在する（下記（１）式参照）。これら入射波、及び反射波は、吸音材２の内部では減衰しながら伝播する。なお、上記のｘは、測定チューブ３内における軸線Ａｃ方向の位置を表し、ｔは時間を表す。

【数4】

【0030】

上記の（１）式に対して、時間ｔについてのフーリエ変換を施すことで、下記（２）式、及び（３）式が得られる。なお、ωは角周波数、ｉは虚数単位をそれぞれ表す。また、（１）式と（３）式において、右辺の各項は互いに対応している。すなわち、（３）式における右辺第一項は、入射波を表し、右辺第二項は、反射波をそれぞれ表している。

【数5】

【数6】

【0031】

ここで、吸音材２の内部では、音波は減衰しながら伝播するため、音波の波数に相当する上記のλは、一般的に複素数となる。以下では、このλを複素波数と呼ぶが、より一般的にはλを音波の伝搬定数と呼ぶことがある。複素波数λの実数部は、音波の伝播速度に関連し、虚数部は、音波の減衰特性に関連する。また、（３）式におけるａ（ω）、ｂ（ω）は、いずれも音波の振幅に相当する。

【0032】

次いで、上記（３）式について二階偏微分を行うことにより、下記の（４）式が得られる。

【数7】

【0033】

さらに、上記（４）式と、下記（５）式との関係から、下記（６）式が得られる。より具体的には、（４）式を（５）式で因数分解することによって、（６）式を得ることができる。ここで、（５）式は、流体の連続の式に基づいて得られるものであって、音波に関する質量保存則を意味している。特性が未知の吸音材２であっても、音波の挙動を考察する上で質量保存則は少なくとも成立すると考えられることから、測定チューブ３内においては（５）式が成立する。

【0034】

この（５）式により、音波による空気の圧力変動と、粒子速度変動との関係が記述される。（６）式を、吸音材２が存在しない領域に適用する場合、理論的にはλ＝ｋと仮定することができる。この場合、（６）式は、音波に関する運動量保存則を表す。

【0035】

なお、ｕ＾（ｘ，ω）は、空気を粒子の集合体とみなした上で、その粒子速度変動を時間についてフーリエ変換することで得られる。ρは測定チューブ３内部を満たしている流体（空気）の密度、ｃは音速、ｋは吸音材２が存在しない領域を伝播する音波の波数ｋ（＝ω／ｃ）を表す。

【数8】

【数9】

【0036】

以上のようにして導出された（６）式と、上述の（３）式とに基づいて、下記（７）式が得られる。すなわち、上記の（５）式で示される関係を導入したことにより、（３）式から逆解法的に（７）式を導くことができる。言い換えれば、マイクロホン５に対する入力を表す（３）式から、吸音材２に関する物性パラメータの測定を何ら行うことなく、（７）式を導くことができる。

【数10】

【0037】

続いて、上記（７）式に基づいて、吸音材２の吸音率を算出・評価する方法について説明する。なお、ここでは、図２に示すようなモデルを前提とする。具体的には、吸音材２における軸線Ａｃ方向一方側の端面（上流側端面７）と、軸線Ａｃ方向他方側の端面（下流側端面８）とを定義し、これら上流側端面７と下流側端面８との間の距離をＬ_０とする。
ここで、圧力変動を表す上記（３）式、及び粒子速度変動を表す上記（７）式から、係数ａ（ω）、ｂ（ω）をそれぞれ消去することで、上流側端面７と下流側端面８とにおける圧力変動、及び粒子速度変動の関係式（伝達マトリクス）が導かれる（下記（８）式）。

【数11】

【0038】

この（８）式に示される関係から、吸音材２の上流側端面７における音響インピーダンスＺｕが、下記（９）式として表される。

【数12】

【0039】

上記（９）式に示すように、上流側端面７における音響インピーダンスＺ_Ｕを求めるためには、吸音材２の下流側端面８における音響インピーダンスＺ_Ｄと、吸音材２の複素波数λとが必要となる。
ここで、下流側端面８の剛性が十分に高い場合には、その音響インピーダンスＺ_Ｄは無限大となる。したがって、上流側端面７における音響インピーダンスＺ_Ｕは、下記（１０）式のように記述される。

【数13】

【0040】

なお、上記の音響インピーダンスＺ_Ｕは、吸音材２を内部から評価した場合の音響インピーダンスを表す。一方で、吸音率を吸音材２の外側から評価する場合には、吸音材２の空隙率σ（吸音材２内部で流体が占める体積比率）を考慮する必要がある。この空隙率σを用いることで、吸音材２の外部から評価した場合の音響インピーダンスＺは、下記（１１）式のように記述される。

【数14】

つまり、（１０）式と（１１）式とにより、音響インピーダンスＺは下記（１２）式のように記述することができる。

【数15】

【0041】

続いて、吸音材２中における音波の複素波数λを求める方法について説明する。ここでは、図１に示すように、吸音材２に複数（３つ）のマイクロホン５が等間隔をあけて離間するように設けられた吸音率評価装置１が用いられる。なお、以降の説明では、３つのマイクロホン５のうち、中央に位置するマイクロホン５を第一マイクロホン５１と呼び、この第一マイクロホン５１よりも軸線Ａｃ方向一方側（上流側）に位置するマイクロホン５を第二マイクロホン５２と呼ぶ。さらに、第一マイクロホン５１よりも軸線Ａｃ方向他方側（下流側）に位置するマイクロホン５を第三マイクロホン５３と呼ぶ。

【0042】

これらマイクロホン５は、互いに等間隔Ｌ（離間寸法Ｌ）ごとに配置されている。また、第一マイクロホン５１の位置を基準として、第二マイクロホン５２の軸線Ａｃ方向位置を−Ｌとし、第三マイクロホン５３の軸線Ａｃ方向位置を＋Ｌとする。

【0043】

吸音材２内部における圧力変動は、上述の（３）式のように記述されることから、上記３つのマイクロホン５（第一マイクロホン５１、第二マイクロホン５２、第三マイクロホン５３）によって得られる圧力変動ｐ＾１、ｐ＾２、ｐ＾３は、下記（１３）式のようにそれぞれ表すことができる。

【数16】

【0044】

さらに、第一マイクロホン５１を基準とした場合の第二マイクロホン５２の伝達関数をＨ_１２（＝ｐ２／ｐ１）と表し、第一マイクロホン５１を基準とした場合の第三マイクロホン５３の伝達関数をＨ_１３（＝ｐ３／ｐ１）と表す。この場合、これら伝達関数Ｈ_１２とＨ_１３との関係は、下記（１４）式のように記述される。

【数17】

【0045】

この（１４）式により、複素波数λ（伝搬定数）は、下記（１５）式のように求められる。

【数18】

【0046】

以上により、上記（９）式における吸音材２の複素波数λと、吸音材２の下流側端面８における音響インピーダンスＺ_Ｄとが求められた。ここで、物質の音響インピーダンスと吸音率との関係は、一般的に下記（１６）式によって与えられる。すなわち、上記の音響インピーダンスＺの値に基づいて、吸音材２の吸音率αを求めることができる。

【数19】

【0047】

以上説明したように、本実施形態に係る方法、及び装置によれば、マイクロホン５同士の間における音波の伝達関数を求めることにより、吸音材２の伝搬定数を容易に算出することができる。さらに、測定チューブ３内における音波の伝達関数は、実際に吸音材２の物性等を測定することなく、測定チューブ３内における空気の圧力変動を記述する式に基づいて求めることができる。この圧力変動を記述する式は、マイクロホン５への音波の入力成分のみに基づいて得られる。すなわち、この方法によれば、測定チューブ３、音波発生源４、及びマイクロホン５を用いるのみで、吸音材２の内部における音波の伝搬定数を容易かつ正確に求めることができる。

【0048】

さらに、本実施形態に係る方法によれば、音波の伝達関数同士の関係に基づいて得られた伝搬定数に基づいて、上記（２）式により吸音材２の音響インピーダンスを得ることができる。さらに、音響インピーダンスが求められたことで、空気の密度ρ、及び音速ｃに基づいて、吸音材２の吸音率を（３）式を用いて容易に算出することができる。

【0049】

一方で、従来提唱されている２マイクロホン法では、吸音材２の厚さによって、得られる測定結果が異なるため、吸音材２の寸法や形状が複数種類である場合、種類ごとに都度測定を行う必要がある。また、この他Ｂｉｏｔ理論に基づく吸音率の算出では、特に多くの測定パラメータが必要とされる。測定パラメータの一例としては、流体部の実効密度、流体部の実効体積弾性率、固体部のヤング率、固体部のポアソン比、固体部及び流体部における気孔率が挙げられる。これらパラメータのうち、流体部の実効密度と実効体積弾性率は、直接測定することが特に難しいことが知られている。

【0050】

しかしながら、本実施形態に係る方法、及び装置によれば、上記のような複数のパラメータをそれぞれ計測することなく、容易かつ正確に伝搬定数、及び吸音率を得ることができる。

【0051】

［第二実施形態］
続いて、本発明の第二実施形態について、図４を参照して説明する。同図に示すように、本実施形態に係る吸音率評価装置９では、吸音材１０が、軸線Ａｃ方向に隣接する複数の吸音要素１１によって形成されている。これら複数の吸音要素１１は互いに種類（特性）が異なっている。これら複数の吸音要素１１に対して、それぞれ複数（３つずつ）のマイクロホン５が設けられる。

【0052】

このような構成のもと、本実施形態に係る伝搬定数の取得方法、及び吸音率の計算方法では、図５に示す各ステップが実行される。まず、各吸音要素１１における伝達マトリクスがそれぞれ導かれる（ステップＳ２１）。これら各吸音要素１１の伝達マトリクスを上記（１７）式のように互いに積算する（ステップＳ２２）。次いで、伝達関数から吸音材１０の伝搬定数が算出される（ステップＳ２３）。続いて、演算装置１２は音響インピーダンスを算出する（ステップＳ２４）。最後に、この音響インピーダンスに基づいて、吸音率が算出される（ステップＳ２５）。

【0053】

より具体的には、演算装置１２では、以下のような計算が実行される。まず、上述の第一実施形態において説明した方法により、各吸音要素１１に対応する伝達マトリクス（上記（８）式に相当）が導かれる。その後、演算装置１２では、これら複数の吸音要素１１ごとにおける伝達マトリクスの積算が行われる（下記（１７）式）。

【数20】

【0054】

すなわち、各吸音要素１１における伝達マトリクスを個別に評価し、これらの伝達マトリクスを互いに積算した後、上記の（１５）式に相当する演算を行うことで、吸音材１０全体としての伝搬定数を得ることができる。この伝搬定数に基づいて、上記（１６）式により、吸音材１０全体としての吸音率が導かれる。

【0055】

この構成によれば、異なる種類の複数の吸音要素１１を有する吸音材１０についても、容易にその伝搬定数を算出することができる。また、この伝搬定数に基づいて、吸音材１０全体としての吸音率を容易かつ正確に算出することができる。

【0056】

以上、本発明の各実施形態について説明した。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいては、上記の各構成に種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の各実施形態では、１つの吸音材（又は１つの吸音要素）に対して、３つのマイクロホン５を設けた例について説明した。しかしながら、マイクロホン５の数は上記に限定されず、４つ、又は５つ以上であってもよい。マイクロホン５の数を増やすほど、取得される伝搬定数、及びこれに基づく吸音率の値の精度を高めることができる。

【符号の説明】

【0057】

１…吸音率評価装置
２…吸音材
３…測定チューブ
４…音波発生源
５…マイクロホン
６…演算装置
７…上流側端面
８…下流側端面
９…吸音率評価装置
１０…吸音材
１１…吸音要素
１２…演算装置
５１…第一マイクロホン
５２…第二マイクロホン
５３…第三マイクロホン
Ａｃ…軸線

【要約】

【課題】容易かつ精度高く伝搬定数、吸音率を得ることが可能な伝搬定数の取得方法、吸音率の計算方法、及び吸音率評価装置を提供する。
【解決手段】伝搬定数の取得方法は、軸線Ａｃに沿って延びる測定チューブ３内の一端側に配置された音波発生源４から、他端側に配置された吸音材２に対して音波を照射し、吸音材２に当接するように軸線Ａｃ方向に互いに離間して配置された複数のマイクロホン５を用いて、吸音材２の伝搬定数を取得する伝搬定数の取得方法であって、複数のマイクロホン５同士の間における音波の伝達関数を算出するステップと、伝達関数、及び複数のマイクロホン５同士の離間寸法の値に基づいて、（１）式により、吸音材２の伝搬定数を算出するステップと、を含む。
[数１]

なお、Ｌは前記マイクロホン同士の間の距離を表し、Ｈ_１２、Ｈ_１３は伝達関数をそれぞれ表す。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】