音響計測 技術コラム

音響インテンシティ法音響パワー

2024年4月28日

音響パワー測定

音響インテンシティ法を用いて音響パワーを測定すると、定常的な背景騒音のある現場や機械の近傍での測定が可能になります。この手法は非常にシンプルであり、音源を囲む測定面上のノーマル平均インテンシティに表面積を乗じたものが音響パワーとなります。まず、この仮想的な測定面を定義する必要があります。

定義した測定面の内側に、他の音源や吸音材が存在しなければ、どのような形でも構いません。床はすべての音を反射すると仮定しているので、測定面には含めません。測定面は理論上、音源からの距離を問いません。以下に2つの例を示します。

直方体

形や大きさに関係なく、どんなものでも構いません。定義しやすく、平面であるため、面上のインテンシティの平均化も容易です。各面から部分音響パワーを求めて加算します。

半球

測定点の数を最小限に抑えることができます。自由音場で無指向性音源の場合、インテンシティは半球上のどの点でも均一になります。

空間平均

測定面が定義されたら、測定面に対して法線方向のインテンシティを測定して空間平均する必要があります。測定面は、物理的なグリッドで定義することも、単に基準点からの距離で定義することもできます。ISO 9614には3つのパートがあり、それぞれが異なる測定方法を定義しています。パート1では離散点での平均が行われ、パート2とパート3では、測定面を掃引する（スキャニングする）平均が行われます。パート3では、測定環境における追加の要求事項があります。

離散的な測定点で平均する方法（離散点法）

この手法では、測定面を小さなセグメントに分割し、各セグメントで個別の測定を行います。測定点は通常、格子状に配置されます。定規や巻尺を使うこともできますが、糸やワイヤーを使用してガイドを作成することも効果的です。測定結果を平均し、面積を掛け合わせることで、測定面全体の音響パワーが得られます。

どちらの方法もすべての状況に最適とは限りません。場合によっては、両方の方法が有効です。掃引法は連続的な空間積分として近似度が高く、より正確な結果が得られることがあります。ただし、プローブを一定の速度で動かし、測定面を均等にカバーする必要があります。一方、離散点法は再現性に優れています。繰り返し測定が必要な場合は、両方の方法を簡単に自動化できます。これにより精度が向上します。

測定面を掃引する方法（スキャニング法）

適切な長さの平均化時間で、表面を塗装するような感覚で、プローブを測定面上で移動させます。これにより、空間平均インテンシティの単一値が得られます。これに面積を掛けると、測定面からの音響パワーが得られます。そして、すべての測定面の音響パワーを合算します。

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