特開 2023-137742 騒音測定装置及びコンピュータプログラム

(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】P2023137742

(43)【公開日】2023-09-29

(54)【発明の名称】騒音測定装置及びコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01H 17/00 20060101AFI20230922BHJP

   G01M 99/00 20110101ALI20230922BHJP

【ＦＩ】

G01H17/00 Z

G01M99/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022044094

(22)【出願日】2022-03-18

(71)【出願人】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】平手 利昌

(72)【発明者】

【氏名】上地 純平

(72)【発明者】

【氏名】西塚 善仁

【テーマコード（参考）】

2G024

2G064

【Ｆターム（参考）】

2G024BA11

2G024CA13

2G024FA04

2G024FA06

2G024FA11

2G064AA11

2G064AB01

2G064AB15

2G064BA02

2G064BD02

2G064CC02

2G064DD02

(57)【要約】

【課題】騒音の分析を行っている際に、騒音データに対し、時間的に変化する分析条件をリンクさせて記録することができる騒音測定装置を提供する。
【解決手段】実施形態の騒音測定装置によれば、騒音測定モードと条件入力モードとを切り替えるモード切替部と、分析対象である回転機器が発生させる騒音、及び前記騒音の分析条件を音声で入力する音信号入力部と、入力された音声がデータとして記憶されるデータ記憶部と、前記騒音測定モードにおいて入力された音声を、前記騒音のデータとして前記データ記憶部に記憶させ、前記条件入力モードにおいて入力された音声を、前記分析条件のデータとして前記データ記憶部に記憶させる記憶制御部とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

騒音測定モードと条件入力モードとを切り替えるモード切替部と、
分析対象である回転機器が発生させる騒音、及び前記騒音の分析条件を音声で入力する音信号入力部と、
入力された音声がデータとして記憶されるデータ記憶部と、
前記騒音測定モードにおいて入力された音声を、前記騒音のデータとして前記データ記憶部に記憶させ、
前記条件入力モードにおいて入力された音声を、前記分析条件のデータとして前記データ記憶部に記憶させる記憶制御部とを備える騒音測定装置。

【請求項2】

前記音信号入力部より入力された信号を低域濾波するローパスフィルタと、
このローパスフィルタの出力端子に、当該フィルタの遮断周波数を超える高周波信号を印加する信号印加部とを備え、
前記モード切替部は、前記高周波信号が入力されるとモードの切り替えを行う請求項１記載の騒音測定装置。

【請求項3】

前記データ記憶部に記憶されたデータから、回転機器の回転数、極数及び電源周波数の音声を前記分析条件として認識する音声認識部を備える請求項１又は２記載の騒音測定装置。

【請求項4】

前記データ記憶部に記憶されたデータから、騒音が異音であること、及び運転期間の音声を前記分析条件として認識する音声認識部を備える請求項１から３の何れか一項に記載の騒音測定装置。

【請求項5】

前記データ記憶部に記憶されたデータから、前記回転機器により駆動される負荷装置の種類の音声を前記分析条件として認識する音声認識部を備える請求項１から４の何れか一項に記載の騒音測定装置。

【請求項6】

前記モード切替部は、条件登録モードへの切り替えも可能に構成され、
前記音声認識部は、前記条件登録モードにおいて、音声により入力された分析条件を音声認識パターンとして登録可能である請求項１から５の何れか一項に記載の騒音測定装置。

【請求項7】

分析対象である回転機器が発生させる騒音、及び前記騒音の分析条件を音声で入力する音信号入力部と、入力された音声がデータとして記憶されるデータ記憶部とを備える騒音測定装置を構成するコンピュータにより実行されるもので、
騒音測定モードと条件入力モードとを切り替えさせて、前記騒音測定モードにおいて入力された音声を、前記騒音のデータとして前記データ記憶部に記憶させ、
前記条件入力モードにおいて入力された音声を、前記分析条件のデータとして前記データ記憶部に記憶させるコンピュータプログラム。

【請求項8】

前記騒音測定装置が、前記音信号入力部より入力された信号を低域濾波するローパスフィルタと、このローパスフィルタの出力端子に、当該フィルタの遮断周波数を超える高周波信号を印加する信号印加部とを備えている際に、
前記高周波信号が入力されるとモードの切り替えを行わせる請求項７記載のコンピュータプログラム。

【請求項9】

前記データ記憶部に記憶させたデータから、回転機器の回転数、極数及び電源周波数の音声を前記分析条件として認識させる請求項７又は８記載のコンピュータプログラム。

【請求項10】

前記データ記憶部に記憶させたデータから、騒音が異音であること、及び運転期間の音声を前記分析条件として認識させる請求項７から９の何れか一項に記載のコンピュータプログラム。

【請求項11】

前記データ記憶部に記憶させたデータから、前記回転機器により駆動される負荷装置の種類の音声を前記分析条件として認識させる請求項７から１０の何れか一項に記載のコンピュータプログラム。

【請求項12】

条件登録モードに切り替えさせると、当該条件登録モードにおいて、音声により入力された分析条件を音声認識パターンとして登録させる請求項７から１１の何れか一項に記載のコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、回転機器の騒音を測定する装置、及び当該装置を構成するコンピュータにより実行されるプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

モータのような回転機器が発生させる騒音を測定して分析する際には、測定装置にモータ諸元や駆動条件等の分析条件を別途入力する必要がある。従来、分析条件の情報は、例えばモータの銘板をコピーしたものや写真に写し取ったものが媒体となっており、そこから条件を読み取って入力している。そのため、入力を誤ることもあり、分析作業が煩雑となっていた。そこで、近年では、情報をＯＣＲ（Optical Cord Reader）やＱＲコード（登録商標）といった電子機器で読み取れる媒体に記録しておき、入力を容易に行えるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－８５８３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、モータの回転数や負荷率など時間的に変化する条件については、騒音データの時系列にリンクさせて記録することができない。このため、モータの駆動条件が過渡的に変化する状況下では、騒音の分析が難しいという問題があった。

【0005】

そこで、騒音の分析を行っている際に、騒音データに対し、時間的に変化する分析条件をリンクさせて記録することができる騒音測定装置及びコンピュータプログラムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の騒音測定装置によれば、
騒音測定モードと条件入力モードとを切り替えるモード切替部と、
分析対象である回転機器が発生させる騒音、及び前記騒音の分析条件を音声で入力する音信号入力部と、
入力された音声がデータとして記憶されるデータ記憶部と、
前記騒音測定モードにおいて入力された音声を、前記騒音のデータとして前記データ記憶部に記憶させ、
前記条件入力モードにおいて入力された音声を、前記分析条件のデータとして前記データ記憶部に記憶させる記憶制御部とを備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態であり、騒音測定装置の構成を概略的に示す機能ブロック図

【図2】データ記録処理を示すフローチャート

【図3】測定された騒音データの波形を示す図

【図4】データ記憶部にＲＩＦＦ形式で記憶されるデータ構成を示す図

【図5】データ読み出し処理を示すフローチャート

【図6】第２実施形態であり、キーワード登録モードの場合の表示例を示す図

【図7】キーワード登録処理を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0008】

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の騒音測定装置１は、例えばスマートフォンにダウンロードされたアプリケーションプログラムを、マイクロコンピュータが実行することでその機能が実現されている。回転機器であるモータが運転時に発生させる騒音や作業者が発した音声等のアナログ信号は、マイク２により騒音測定装置１に入力され、Ａ／Ｄコンバータ３によりデジタルデータに変換される。Ａ／Ｄコンバータ３のサンプリングレートは、例えば５０ｋＨｚに設定されている。変換されたデータは、ＲＩＦＦ(Resource Interchange File Format)形式生成部４及び信号処理部５に入力される。マイク２は、音声信号入力部に相当する。

【0009】

信号処理部５は、Ａ／Ｄコンバータ３より入力されるデータを、例えば遮断周波数１０ｋＨｚのデジタルローパスフィルタ６によってフィルタリングする。フィルタ６の出力端子側には信号印加部７が配置されており、信号印加部７は、フィルタ６の出力データに、周波数１０ｋＨｚを超える周波数成分を含む信号を印加する。本実施形態では、前記信号を「高周波信号」と定義しており、その周波数を例えば２０ｋＨｚとしている。

【0010】

信号処理部５が出力するデータは、ＲＩＦＦ形式生成部４に入力される。ＲＩＦＦ形式生成部４は、入力される音信号データをＲＩＦＦ形式のファイルに変換する。変換されたファイルは、データ記憶部８に記憶される。音声認識処理部９は、データ記憶部８に記憶された音信号データについてＦＦＴ（First Fourier Transform）処理等を行った上で、音声認識処理を行なう。

【0011】

スマートフォンの表示部１０は、周知のようにタッチパネル機能も備えており、画像として「開始」、「録音」、「条件」、「画像」及び「停止」といった操作ボタンが表示される。「録音」及び「条件」は、モード切替ボタンである。モード切替時刻記録部１１は、表示部１０の操作ボタン「録音」が操作され、その後「条件」が操作されたタイミングの時刻を記録するため、時刻データをＲＩＦＦ形式生成部４に入力する。撮影データ取得部１２は、表示部１０の操作ボタン「画像」が操作された際に、スマートフォンが備えている図示しない撮像素子により撮影された画像のデータをＲＩＦＦ形式生成部４に入力する。

【0012】

また、信号印加部７は、モード切替時刻記録部１１より、「条件」が操作されたタイミングの時刻を記録するためトリガ信号が入力されると、フィルタ６の出力データに高周波信号を印加する。

【0013】

次に、本実施形態の作用について説明する。図２は、記録処理の内容を示すフローチャートである。作業者により表示部１０の「開始」ボタンが押下されると測定が開始される。その後、「録音」ボタンが押下されると（Ｓ１；ＹＥＳ）、マイク２より入力される音信号の録音処理が行われる（Ｓ２）。モータの騒音等が録音されていれば、その音信号のデジタルデータ；騒音データがデータ記憶部８に記憶される。尚、データ記憶部８にデータを記憶させる記憶制御部に相当するものは、スマートフォンに搭載されているマイクロコンピュータである。

【0014】

「条件」ボタンが押下されていれば（Ｓ３；ＹＥＳ）、モード切替時刻記録部１１が、その押下のタイミングを条件タイミング；モード切替時刻として記憶させてから（Ｓ８）ステップＳ２に戻る。「画像」ボタンが押下されていれば（Ｓ４；ＹＥＳ）、その押下のタイミングを画像タイミングとして記憶させてから（Ｓ９）ステップＳ２に戻る。

【0015】

ここで、ステップＳ２→Ｓ３→Ｓ８→Ｓ２→…のループを繰り返している状態が「条件入力モード」に対応する。また、ステップＳ２～Ｓ５のループを繰り返している状態が「騒音測定モード」に対応する。そして、ステップＳ３がモード切替部に相当する。

【0016】

「終了」ボタンが押下されていれば（Ｓ５；ＹＥＳ）、ファイル作成処理に移行する（Ｓ６）。ここでは、データ記憶部８に記憶されている騒音データ；波形データに、ステップＳ８、Ｓ９で取得したモード切替時刻；条件タイミングと画像タイミングとが挿入される。それから、後述するキーワード登録処理においてキーワードファイルに追加されたキーワードがあれば、そのキーワードの音声データをデータ記憶部８に記憶させる（Ｓ７）。

【0017】

図３の上図は、音信号の波形データの一例を示している。図中の（０）及び（１）は、「条件」ボタンが押下されたことで「条件入力モード」となっており、続いて「騒音測定モード」に移行している。ここでは、モータを一定の回転数で運転させている。続く（２）は、再び「条件入力モード」になり、続いて「騒音測定モード」に移行している。ここでは、モータの回転方向を正逆交互に切り替えている。

【0018】

図３の下図は、縦軸で波形データの周波数成分を示している。モータが運転時に発生させる騒音データの周波数成分は、１ｋＨｚより高く、且つ１０ｋＨｚより低い。そこで、信号生成部５において、ローパスフィルタ６の出力端子に周波数２０ｋＨｚの高周波信号を印加することで、モード切替信号とする。音声認識処理部９は、騒音データに対してＦＦＴ処理を行なうことでモード切替信号を検出する。

【0019】

図４は、データ記憶部８にＲＩＦＦ形式で記憶されるファイルのデータ構成を示している。データの論理的な単位であるチャンクは、チャンクの識別子；ＩＤと、データ本体及びそのデータのサイズからなる。また、データ本体は、複数のサブチャンクの集合体である。各サブチャンクは、例えば以下のようになっている。
・サブチャンクＡ：騒音データ
・サブチャンクＢ：モード切替信号
・サブチャンクＣ：モード切替情報（１）
・サブチャンクＤ：画像データ
・サブチャンクＥ：モード切替情報（２）
・サブチャンクＦ：キーワード音声
尚、サブチャンクＣ，Ｅの「モード切替時間」は、測定の開始時点と終了時点とが含まれており、これらより測定期間が把握できる。

【0020】

図５は、データ記憶部８に記憶された信号及びファイルの読み出し処理を示す。作業者により表示部１０の図示しない「読出し開始」ボタンが押下されると読出しが開始される（Ｓ１１）。先ず条件信号の開始部分を読み出した際には（Ｓ１２；ＹＥＳ）、その「条件」を解読する（Ｓ１６）。すなわち、音声認識処理部９が音声認識処理を行なうことで、作業者の音声により入力された例えば「回転数」等の条件を解読する（Ｓ１７）。それから、ステップＳ１１に戻る。

【0021】

ステップＳ１２で「ＮＯ」と判断すると、騒音データの読み出しを開始し（Ｓ１３）、その読み出しが終了すると（Ｓ１４；ＹＥＳ）、条件タイミングや画像タイミングを波形データから読み出す（Ｓ１５）。全ての読み出しが終了すると、音声認識処理部９により騒音分析処理が行われる。音声認識処理部９は、騒音分析処理において、騒音データがモータに異常があることを示す「異音」を含んでいるか否かも判定する。

【0022】

以上のように本実施形態によれば、騒音測定装置１において、モード切替部は、騒音測定モードと条件入力モードとを切り替え、マイク２により、分析対象であるモータが発生させる騒音、及び前記騒音の分析条件を音声で入力する。データ記憶部８には、騒音測定モードにおいて入力された音声が騒音データとして記憶され、条件入力モードにおいて入力された音声が、分析条件のデータとして記憶される。

【0023】

すなわち、作業者は、モータの騒音測定を行う現場において、騒音分析に関する条件を音声により簡単に、騒音データと切り分けて騒音測定装置１に記憶させることができる。したがって、モータの運転状態や制御パラメータ等が過渡的に変化する状況下においても、測定条件を時系列とリンクさせて記憶させることが可能になり、データの分析を容易に行うことができる。

【0024】

また、マイク２よりＡ／Ｄコンバータ３を介して入力された信号を、デジタルローパスフィルタ６によってフィルタリングし、フィルタ６の出力端子に、当該フィルタ６の遮断周波数を超える高周波信号を印加する信号印加部７を備える。そして、騒音測定装置１は、高周波信号が入力されるとモードの切り替えを行う。これにより、モードを切り替えるための信号を、騒音データと確実に切り分けて認識することが可能になる。

【0025】

（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図６は、条件登録モードに相当するキーワード登録モードの場合の表示部１０の表示例を示している。分析条件の一例として、「回転数」、「極数」、「電源周波数」、「インバータ指令」、「ポンプ」、「ファン」、「歯車」等の表示２１が、選択用のボタン２２と共に画像として表示されている。尚、「ポンプ」、「ファン」、「歯車」は、モータにより駆動される負荷装置の種類である。

【0026】

次に、第２実施形態の作用について説明する。図７は、音声認識によってキーワードを登録する処理の内容を示すフローチャートである。作業者が、何れかのボタン２２に指でタッチすると、ボタンイベントが発生して（Ｓ２０）処理が実行される。尚、選択用のボタン２２を用意しているのは、音声認識処理部９による音声認識率の向上を図るためである。

【0027】

作業者が、タッチ操作と共にマイク２に入力した音声を「回転数」と認識すれば（Ｓ２１；ＹＥＳ）、キーワード「回転数」をバッファメモリ等に記憶する（Ｓ２２）。同様に、マイク２に入力した音声を「極数」と認識すれば（Ｓ２３；ＹＥＳ）キーワード「極数」を記憶し（Ｓ２４）、音声を「電源周波数」と認識すれば（Ｓ２５；ＹＥＳ）キーワード「電源周波数」を記憶する（Ｓ２６）。全ての図示は省略するが、音声を「歯車の歯数」と認識すれば（Ｓ２８；ＹＥＳ）キーワード「歯車の歯数」を記憶する（Ｓ２９）。

【0028】

登録処理が終了すれば（Ｓ３０；ＹＥＳ）、キーワードの音声データを追加又は書き換えるため（Ｓ３１）、データ記憶部８にファイルとして出力する（Ｓ３２）。このようにして、データ記憶部８に記憶された分析条件のキーワードは、音声認識処理部９は、第１実施形態のステップＳ１６，Ｓ１７において、騒音データを測定する際に作業者が音声で入力した分析条件を認識する際に使用される。

【0029】

以上のように第２実施形態によれば、騒音測定装置１は、条件登録モードへの切り替えも可能に構成され、音声認識部９は、条件登録モードにおいて、音声により入力された分析条件を音声認識パターンとして登録可能に構成される。そして、声認識処理部９は、データ記憶部９に記憶されたデータから、モータの回転数、極数及び電源周波数の音声を分析条件として認識する。また、音声認識処理部９は、モータにより駆動される負荷装置の種類も分析条件として認識する。これにより、作業者は、音声によって分析条件を簡単に登録することができる。

【0030】

（その他の実施形態）
分析条件は、例示したものに限らない。
変換したデータを記憶させるファイルのフォーマットは、ＲＩＦＦに限らない。
Ａ／Ｄコンバータのサンプリングレートは、５０ｋＨｚに限らない。
ローパスフィルタの遮断周波数も１０ｋＨｚに限ることなく、個別の設計に応じて適宜設定すれば良い。
騒音測定装置は、スマートフォンのアプリケーションプログラムにより実現されるものに限らない。

【0031】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0032】

図面中、１は騒音測定装置、２はマイク、３はＡ／Ｄコンバータ、５は信号処理部、６はデジタルローパスフィルタ、７は信号印加部、８はデータ記憶部、９は音声認識処理部、１０は表示部、１１はモード切替時刻記録部、１２は撮影データ取得部を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】