特開 2023-172529 測定装置

(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】P2023172529

(43)【公開日】2023-12-06

(54)【発明の名称】測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01H 3/00 20060101AFI20231129BHJP

【ＦＩ】

G01H3/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022084412

(22)【出願日】2022-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】000115636

【氏名又は名称】リオン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120592

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 崇裕

(74)【代理人】

【識別番号】100192223

【弁理士】

【氏名又は名称】加久田 典子

(72)【発明者】

【氏名】内田 匠

【テーマコード（参考）】

2G064

【Ｆターム（参考）】

2G064AB02

2G064AB15

2G064BA14

2G064DD08

2G064DD15

2G064DD21

(57)【要約】

【課題】測定装置の異常の自動検出に資する技術の提供。
【解決手段】マイクロホン１１の感度の個体差を調整すべく、記憶部１４は異なる時点での音響校正により得られた調整値を記憶する。制御部１３は、今回の調整値Ａと前回の調整値Ｂとの差分の絶対値が閾値Ｔｈ１より小さく（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、かつ今回の調整値Ａと製造時の調整値Ｃとの差分の絶対値が閾値Ｔｈ２より小さければ（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、正常と判定するのに対し（Ｓ１８）、今回の調整値Ａと前回の調整値Ｂとの差分の絶対値が閾値Ｔｈ１以上であるか（Ｓ１４：Ｎｏ）、今回の調整値Ａと製造時の調整値Ｃとの差分の絶対値が閾値Ｔｈ２以上であれば（Ｓ１７：Ｎｏ）、異常と判定し（Ｓ１９）、表示部１５を用いて警告表示を行う（Ｓ２０）。このような判定により、マイクロホン感度が徐々にずれていくような異常も検出することができ、いかなるユーザも測定器に問題があることを容易に認識できる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

騒音測定、騒音ばく露測定、又はその他の音圧に関する測定を行うための測定装置であって、
音が入力するマイクロホンと、
前記音に対応する信号に基づいて音響校正の実行を制御する制御部と、
前記マイクロホンの感度の個体差を調整する調整値として、前記測定装置の製造時に所定の演算又は音響校正により得られた第１調整値と、前回実行された音響校正により得られた第２調整値とを記憶する記憶部と
を備えた測定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の測定装置において、
前記制御部は、
音響校正を実行して第３調整値を取得し、前記第３調整値と前記第２調整値との比較に基づいて前記測定装置が正常であるか否かを判定する
ことを特徴とする測定装置。

【請求項3】

請求項２に記載の測定装置において、
前記制御部は、
さらに前記第３調整値と前記第１調整値との比較に基づいて前記測定装置が正常であるか否かを判定する
ことを特徴とする測定装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれかに記載の測定装置において、
前記記憶部は、
前記測定装置の内部に設けられ、又は、前記測定装置に接続されている
ことを特徴とする測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、騒音測定、騒音ばく露測定、又はその他の音圧に関する測定を行うための測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

騒音測定に際しては、測定前に騒音計や騒音ばく露計等の測定装置の音響校正を実施することが求められている。音響校正は通常、基準音を安定して発生させる音響校正器を測定装置のマイクロホンに取り付けて実施され、マイクロホンに入力した基準音に関する評価値が測定装置で算出される。そして、評価値が所定の基準値に対してずれがあり、評価値のずれが所定の範囲内にある場合には、評価値を基準値に合わせる調整が行われる。一方、評価値のずれが所定の範囲を超える場合には、異常と判断し、その測定装置は測定に用いない。

【0003】

また、音響校正は、測定後にも再度実施することが推奨されている。測定後の音響校正においては、測定前の評価値と測定後の評価値とのずれが正常と判断される範囲内にあるか否かを確認し、測定前後の評価値のずれがその範囲を超えている場合に、測定装置の故障と判断する。

【0004】

しかしながら、工事現場等の騒音測定は、測定に不慣れな現場の作業者が行うことも多く、測定装置に示された数値の見間違いや不慣れであることに起因するミスにより異常を見落とす虞がある。このような課題に関して、音響校正を自動化する技術が開示されている。（例えば、特許文献１，２を参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５－９４６２０号公報

【特許文献2】国際公開第２００５／０７１３７１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献２に記載された技術によれば、人為ミスを発生することなく測定装置の音響校正を実施することができると考えられる。しかしながら、この技術は、正確で確実な音響校正の自動化に主眼を置いたものであり、マイクロホンの異常を検出することはできない。また、特許文献２には、音響校正の実施時に音響校正器に関する情報や校正日時等を記録することが開示されているが、それらの情報の具体的な利用方法については触れられていない。

【0007】

一方、特許文献１に記載された技術は、基準音を感知してマイクロホンが出力する信号に対し、周波数成分毎の音圧レベルの分布から音圧の閾値を求め、前回の閾値との比較からマイクロホンの故障を判断しようとするものであり、人為ミスを発生することなくマイクロホンの異常を検出することができると考えられる。しかしながら、この技術では、入力信号の周波数成分毎に分布関数を求めるため複雑な処理を要する。また、この技術によっても、時間経過とともに徐々にずれていくような異常を検出することは困難である。

【0008】

そこで、本発明は、測定装置の異常の自動検出に資する技術の提供を課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を解決するため、本発明は以下の測定装置を採用する。なお、以下の括弧書中の文言はあくまで例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。

【0010】

すなわち、本発明の測定装置は、騒音測定、騒音ばく露測定、又はその他の音圧に関する測定を行うための測定装置であって、音が入力するマイクロホンと、音に対応する信号に基づいて音響校正の実行を制御する制御部と、測定装置の内部に設けられ又は測定装置に接続されており、マイクロホンの感度の個体差を調整する調整値として、測定装置の製造時に所定の演算又は音響校正により得られた第１調整値と、前回実行された音響校正により得られた第２調整値とを記憶する記憶部とを備えている。

【0011】

マイクロホンは、同じ型式のものであってもその感度に個体差がある。また、マイクロホンの感度は時間の経過とともに徐々にずれていく（マイクロホンの感度と本体内の回路の特性との関係が経時変化によって徐々にずれていく）場合があるが、そのような異常は一般的な音響校正では検出が困難である。

【0012】

これに対し、上述した態様の測定装置においては、記憶部が、測定装置の製造時になされた所定の演算（製造時にマイクロホン及び本体内の回路に関してそれぞれ単体で確認される特性に基づいた演算）、又は、製造時に実行された音響校正により得られた第１調整値と、前回実行された音響校正により得られた第２調整値とを記憶している。したがって、上述した態様の測定装置によれば、制御部が音響校正の実行を制御する際に、これらの調整値を参照することで、調整値の変化を確認することができ、時間の経過とともに徐々にずれていくような異常も検出が可能となるため、測定装置の異常の自動検出に資することができる。

【0013】

より好ましくは、上述した態様の測定装置において、制御部は、音響校正を実行して第３調整値を取得し、第３調整値と第２調整値との比較に基づいて測定装置が正常であるか否かを判定する。

【0014】

この態様の測定装置においては、第３調整値（今回の音響校正により得られた調整値）と第２調整値（前回の音響校正により得られた調整値）との比較に基づいて、より具体的には、第３調整値と第２調整値との差分の絶対値（｜第３調整値－第２調整値｜）、又は、第３調整値と第２調整値との比（第３調整値／第２調整値）が正常範囲内であるか否かに応じて、測定装置が正常であるか否かが判定される。

【0015】

さらに好ましくは、上述した態様の測定装置において、制御部は、さらに第３調整値と第１調整値との比較に基づいて測定装置が正常であるか否かを判定する。

【0016】

この態様の測定装置においては、第３調整値（今回の音響校正により得られた調整値）と第１調整値（製造時の音響校正により得られた調整値）との比較に基づいて、より具体的には、第３調整値と第１調整値との差分の絶対値（｜第３調整値－第１調整値｜）、又は、第３調整値と第１調整値との比（第３調整値／第１調整値）が正常範囲内であるか否かに応じて、測定装置が正常であるか否かが判定される。

【0017】

したがって、これらの態様の測定装置によれば、異なる時点での音響校正により得られた２つの調整値を比較した結果に基づいて客観的に判定がなされるため、測定装置の異常を自動的に検出することができる。また、異常と判定された場合に警告を発することで、測定に不慣れなユーザでもその測定装置に問題があることを容易に認識することができるため、問題があることに気付かずにその測定装置を用いて測定を行うことにより生じうる測定ミスを未然に防ぐことが可能となる。

【発明の効果】

【0018】

以上のように、本発明によれば、測定装置の異常の自動検出に資することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】測定器１の主要な構成を示すブロック図である。

【図2】音響校正に伴って実行される処理の第１形態の手順例を示すフローチャートである。

【図3】音響校正に伴って実行される処理の第２形態の手順例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は好ましい例示であり、本発明はこの例示に限定されるものではない。

【0021】

〔測定器の構成〕
図１は、実施形態の測定器１の主要な構成を示すブロック図である。
測定器１は、例えば、マイクロホン１１、プリアンプ１２、制御部１３、記憶部１４、表示部１５、操作入力部１６等を備えている。測定器１には、例えば、騒音計や騒音ばく露計が該当する。すなわち、測定器１は、騒音測定、騒音ばく露測定、又はその他の音圧に関する測定を行う装置であり、これを測定器（測定装置）とするのか計測器（計測装置）とするのかは、単なる呼称の違いに過ぎない。

【0022】

マイクロホン１１は、入力する音を電気信号に変換して出力する。プリアンプ１２は、マイクロホン１１の出力信号を必要に応じてインピーダンス変換して出力する。プリアンプ１２の出力信号は、制御部１３に入力する。なお、ＭＥＭＳマイクロホン（半導体マイクロホン）には、ＭＥＭＳチップ内にプリアンプ相当の回路が内蔵されているものや、ＭＥＭＳチップからデジタル信号が出力されるものもある。このようなＭＥＭＳマイクロホンをマイクロホン１１に採用する場合には、プリアンプ１２を別途設ける必要はない。そこで、以下の説明においては、プリアンプ１２から制御部１３に入力する信号や、プリアンプ１２を経由せずにマイクロホン１１から直接制御部１３に入力する信号を総括して、「入力信号」と称する。言い換えると、入力信号は、マイクロホン１１に入力する音に対応して制御部１３に入力する信号である。制御部１３は、例えばＣＰＵやＤＳＰ（Digital Signal Processor）等で構成され、入力信号に基づいて規格や法律等で定められた所定の評価値を算出する。

【0023】

ところで、マイクロホン１１は、同じ型式のものであっても、同じ強さの音に対するマイクロホンの出力にはばらつきがある。そこで、測定器１においては、このようなばらつき（マイクロホンの感度の個体差）を調整する係数を設けている。以下の説明においては、調整係数の数値を「調整値」と称する。

【0024】

記憶部１４は、例えば内部メモリであり、各種の閾値等を予め記憶するとともに、音響校正時に算出された評価値を調整して得られた調整値を記憶する。具体的には、記憶部１４は、測定器１の製造段階での音響校正時に得られた調整値を「調整値Ｃ」として予め記憶している。なお、測定器１の製造時には、マイクロホン１１の特性や本体内に搭載される回路（制御部１３等）の特性がそれぞれ単体で確認されるため、これらを組み立ててなる測定器１で音響校正を行った場合に調整値がどのような値になるのかは、単体で確認された各部品の特性に基づいて理論的に算出することができる。そこで、そのような演算により得られた値を調整値Ｃとして予め記憶させてもよい。

【0025】

また、記憶部１４は、前回の音響校正時に得られた調整値を「調整値Ｂ」として記憶するとともに、音響校正の実行中に変更する調整値を「調整値Ａ」として記憶する。なお、測定器１の出荷時には、出荷時の音響校正により得られた調整値を調整値Ｂとして記憶させてもよいし、調整値Ｃをもとに算出した値又は調整値Ｃをコピーした値を調整値Ｂとして記憶させてもよい。また、調整値Ａ～Ｃとして記憶する値は、制御部１３により算出される評価値に合わせてｄＢ単位の値としてもよいし、内部演算で用いる値そのもの（例えば、小数点を含む数値）としてもよい。

【0026】

音響校正に伴って、制御部１３は、記憶部１４に記憶された複数種類の調整値及び閾値を用いて、測定器１（マイクロホン１１）が正常であるか否かを判定する。表示部１５は、例えば液晶画面やランプ等で構成され、制御部１３により算出された評価値を表示する。また、異常と判定された場合には、表示部１５は、液晶画面やランプを用いて警告表示を行う。なお、判定処理の具体的な内容については、別の図面を参照しながら詳しく後述する。

【0027】

操作入力部１６は、例えば複数の操作ボタンであり、測定器１に対する操作（例えば、測定の開始や終了、音響校正時の調整における値の上げ下げ等）を受け付けて制御部１３に入力する。これを受けて、制御部１３は、受け付けた操作に応じた制御を行う。

【0028】

また、図示を省略しているが、測定器１は有線又は無線によりＰＣ等の外部機器に接続可能とされている。そのような外部機器にインストールされた専用のソフトウェアを介して、測定データの管理やレポートの作成等を行うことができる。音響校正時に測定器１が外部機器に接続されていれば、専用のソフトウェアを介して評価値の表示や警告表示を行うことができる。測定器１が騒音ばく露計である場合には、装着者の負担を考慮して本体が小型に設計されていることが多く表示部１５が液晶画面を備えていないことがあるが、その場合には、専用のソフトウェアを介して基準音に対する評価値を表示したりその調整を受け付けたりすることが可能である。

【0029】

なお、上述した記憶部１４は測定器１の内部に設けられているが、測定器１の外部に設けられた記憶領域を記憶部として用いることも可能である。例えば、測定器１を外部機器に接続した状態で使用する場合には、上述した調整値Ａ～Ｃを外部機器の内部に設けられた記憶領域に記憶させてもよい。

【0030】

〔判定処理（第１形態）〕
図２は、測定器１の音響校正に伴って実行される処理の第１形態の手順例を示すフローチャートである。手順例のうち、冒頭の音響校正は人手を介して実行されるが、それ以降の全ての処理（判定処理）は測定器１により自動的に実行される。以下、手順例に沿って説明する。

【0031】

ステップＳ１１：測定器１を用いた測定の前後、又は、測定器１の動作チェック時に、音響校正が実行される。具体的には、先ず、測定器１のマイクロホンに指定された音響校正器を取り付け、音響校正器から基準音を発生させてマイクロホンに基準音圧を与え、測定器１で算出された評価値が基準値（例えば、９４．０ｄＢ）になっているか否かを確認する。評価値が基準値からずれている場合には、測定器１の操作ボタン（例えば、上下キー）を用いて、評価値が基準値になるように調整を行う。このとき、記憶部１４に記憶されている調整値Ｂと同じ値を初期値として調整値Ａが変更され、調整を終えると調整値Ａが確定する。

【0032】

ステップＳ１２～Ｓ１４：制御部１３は、ステップＳ１１で実行した音響校正により確定した調整値Ａを取得し（ステップＳ１２）、記憶部１４から調整値Ｂを取得して（ステップＳ１３）、調整値Ａと調整値Ｂとの差分の絶対値が所定の閾値Ｔｈ１より小さいか否かを確認する（ステップＳ１４）。確認の結果、差分の絶対値が閾値Ｔｈ１より小さい場合には（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、制御部１３はステップＳ１６に進む。一方、差分の絶対値が閾値Ｔｈ１以上である場合には（ステップＳ１４：Ｎｏ）、制御部１３はステップＳ１９に進む。

【0033】

ステップＳ１６，Ｓ１７：続いて、制御部１３は、記憶部１４から調整値Ｃを取得して（ステップＳ１６）、調整値Ａと調整値Ｃとの差分の絶対値が所定の閾値Ｔｈ２より小さいか否かを確認する（ステップＳ１７）。確認の結果、差分の絶対値が閾値Ｔｈ２より小さい場合には（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、制御部１３はステップＳ１８に進む。一方、差分の絶対値が閾値Ｔｈ２以上である場合には（ステップＳ１７：Ｎｏ）、制御部１３はステップＳ１９に進む。

【0034】

ステップＳ１８：制御部１３は、正常と判定する。

【0035】

ステップＳ１９、Ｓ２０：制御部１３は、異常と判定し（ステップＳ１９）、警告処理を実行する（ステップＳ２０）。警告処理では、制御部１３は、表示部１５の液晶画面やランプを用いて警告表示を行い、測定器１に外部機器が接続されている場合には、専用のソフトウェアの画面にも警告表示を行う。

【0036】

ステップＳ２１：制御部１３は、記憶部１４に記憶されている調整値Ｂを調整値Ａで更新（上書き保存）する。

【0037】

なお、上述した手順はあくまで一例であり、状況に応じて適宜変更が可能である。例えば、調整値Ｂの更新（ステップＳ２１）は、調整値Ａと調整値Ｂとの比較を行った直後（ステップＳ１４の直後）に実行してもよい。また、調整値Ａと調整値Ｂとの比較に基づく判定（ステップＳ１４）を調整値Ａと調整値Ｃとの比較に基づく判定（ステップＳ１７）の後に実行してもよい。

【0038】

このように、判定処理の第１形態においては、今回の調整値Ａと前回の調整値Ｂとの差分の絶対値が閾値Ｔｈ１以上である場合、又は、今回の調整値Ａと製造時の調整値Ｃとの差分の絶対値が閾値Ｔｈ２以上である場合には、測定器１が故障している可能性があるため、異常と判定されて警告が発せられる。したがって、どのようなユーザでも、測定器１に問題があること、ひいてはその測定器１を測定に用いるべきでないことを容易に認識することができる。

【0039】

〔判定処理（第２形態）〕
図３は、測定器１の音響校正に伴って実行される処理の第２形態の手順例を示すフローチャートである。上述した判定処理の第１形態においては、正常であるか否かの判定が調整値の差分の絶対値に基づいて行われるのに対し、判定処理の第２形態においては、調整値の比に基づいて判定が行われる。以下、手順例に沿って、第１形態と共通する内容については省略しながら説明する。

【0040】

ステップＳ３１：測定器１の音響校正が実行される。
ステップＳ３２～Ｓ３４：制御部１３は、ステップＳ３１で実行した音響校正により確定した調整値Ａを取得し（ステップＳ３２）、記憶部１４から調整値Ｂを取得して（ステップＳ３３）、調整値Ａと調整値Ｂとの比（調整値Ａ／調整値Ｂ）が所定の閾値Ｔｈ３以上かつ所定の閾値Ｔｈ４以下であるか否かを確認する（ステップＳ３４）。例えば、閾値Ｔｈ３は０．９３（約－０．３ｄＢ）、閾値Ｔｈ４は１．０７（約０．３ｄＢ）である。

【0041】

確認の結果、調整値Ａと調整値Ｂとの比が閾値Ｔｈ３以上かつ閾値Ｔｈ４以下である場合には（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、制御部１３はステップＳ３６に進む。一方、比が閾値Ｔｈ３より小さいか、閾値Ｔｈ４より大きい場合には（ステップＳ３４：Ｎｏ）、制御部１３はステップＳ３９に進む。

【0042】

ステップＳ３６，Ｓ３７：続いて、制御部１３は、記憶部１４から調整値Ｃを取得して（ステップＳ３６）、調整値Ａと調整値Ｃとの比（調整値Ａ／調整値Ｃ）が所定の閾値Ｔｈ５以上かつ所定の閾値Ｔｈ６以下であるか否かを確認する（ステップＳ３７）。例えば、閾値Ｔｈ５は０．８（約－１．０ｄＢ）、閾値Ｔｈ６は１．２５（約１．０ｄＢ）である。

【0043】

確認の結果、調整値Ａと調整値Ｃとの比が閾値Ｔｈ５以上かつ閾値Ｔｈ６以下である場合には（ステップＳ３７：Ｙｅｓ）、制御部１３はステップＳ３８に進む。一方、比が閾値Ｔｈ５より小さいか、閾値Ｔｈ６より大きい場合には（ステップＳ３７：Ｎｏ）、制御部１３はステップＳ３９に進む。

【0044】

ステップＳ３８：制御部１３は、正常と判定する。

【0045】

ステップＳ３９、Ｓ４０：制御部１３は、異常と判定し（ステップＳ３９）、警告処理を実行して、表示部１５の液晶画面やランプ、測定器１に接続された外部機器の画面に警告表示を行う（ステップＳ４０）。

【0046】

ステップＳ４１：制御部１３は、記憶部１４に記憶されている調整値Ｂを調整値Ａで更新（上書き保存）する。

【0047】

このように、判定処理の第２形態においては、今回の調整値Ａと前回の調整値Ｂとの比が閾値Ｔｈ３より小さいか閾値Ｔｈ４より大きい場合、又は、今回の調整値Ａと製造時の調整値Ｃとの比が閾値Ｔｈ５より小さいか閾値Ｔｈ６より大きい場合には、測定器１が故障している可能性があるため、異常と判定されて警告が発せられる。したがって、どのようなユーザでも、測定器１に問題があること、ひいてはその測定器１を測定に用いるべきでないことを容易に認識することができる。

【0048】

以上に説明したように、測定器１によれば、以下の効果が得られる。

【0049】

（１）測定器１によれば、今回の調整値、前回の調整値、製造時の調整値の３種類の調整値を用いて、正常であるか否か（測定器１に問題がないか否か）の判定を自動的に実行し、異常と判定すると警告を発するため、測定に不慣れなユーザでも、測定器１に問題があることを容易に認識することができ、その測定器１を用いて測定を行うべきでないことが分かるため、故障している可能性のある測定器１を用いて測定を行うことにより生じうる測定ミスを未然に防ぐことができる。

【0050】

（２）出荷時（製造時）のマイクロホン感度から徐々にずれていくような異常は、一般的な音響校正では検出が困難であり、校正機関等による型式承認の定期検査の際に検出される場合が多い。そのようにして異常が検出された場合には、前回の定期検査以降にその測定器を用いて行われた測定の信頼性に疑問が生じ、それらの測定データは使用できなくなる可能性が生じる。これに対し、測定器１によれば、上記のような異常も見落とすことなく自動的に検出することができ、異常を検出すると警告を発するため、測定に不慣れなユーザでも、音響校正時に警告が発せられた測定器を用いない（音響校正時に警告が発せられなかった測定器を用いる）ことで、測定を安全に実施することが可能となる。

【0051】

本発明は、上述した実施形態及びその変形例に制約されることなく、種々に変形して実施することが可能である。

【0052】

上述した実施形態においては、表示部１５を構成する液晶画面やランプ、測定器１に接続されている外部機器の専用ソフトウェアの画面に警告表示を行っているが、測定器１や外部機器がスピーカを備えている場合には、上記のような警告表示とともに、スピーカから警告音を出力してもよい。

【0053】

上述した実施形態に関して判定処理の２つの形態を示しているが、測定器１には、いずれか一方の形態の判定処理を実装してもよいし、或いは、両方の形態の判定処理を実装して、測定器１の判定モードの設定等によりいずれかの形態をユーザが選択可能な構成としてもよい。

【0054】

その他、測定器１に関する説明の過程で挙げた構成や数値等はあくまで例示であり、本発明の実施に際して適宜に変形が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0055】

１ 測定器
１１ マイクロホン
１２ プリアンプ
１３ 制御部
１４ 記憶部
１５ 表示部
１６ 操作入力部

【図1】

【図2】

【図3】