音響出力測定ソリューション
概要
CRYSOUND は、騒音コンプライアンス、騒音制御、および製品最適化において企業が直面する一般的な課題に対応するため、統合された音響出力測定ソリューションを提供しています. 本ソリューションは、音圧法に基づく音響出力測定のワークフローを、標準化され再利用可能なエンジニアリング指向のプロセスに統一します.具体的には、標準化されたマイクロホン配置、ガイド付きパラメータ設定、マルチチャネル同期収録、K1/K2 補正および音響出力結果の自動計算、さらにカスタマイズ可能なレポート作成を実現します. これにより、テスト実施のハードルが大幅に下がり、ロット間および試験機関間での音響出力結果の一貫性と精度が向上します. 本ソリューションは、産業機器および建設機械、自動車・航空宇宙の主要部品、家電およびコンシューマーエレクトロニクス、発電およびエネルギー貯蔵システムなどの製品に対する騒音評価および規制認証に適用できます. 試験に必要なマイクロホンの本数、チャネル数、治具が分からない場合は、 DUT の寸法、対象とする規格、試験環境をお知らせください. CRYSOUND が、適切な音響パワー試験構成をご提案いたします.
代表的な適用シナリオ
·コンシューマーエレクトロニクス & 家電:家電製品の音響出力測定を行い、騒音等級のキャリブレーションや外部仕様値の根拠とするとともに、量産品の一貫性検証やサンプリング受入検査(ロットばらつき、サプライヤー変更、プロセス調整を含む)を支援します.
·一般産業機器:ポンプ／ファン／コンプレッサー、モーターおよび駆動系、キャビネット／パッケージ機器の音響出力測定と騒音評価を行い、騒音レベルのベンチマーク、全体騒音制御、設計／プロセス最適化、サプライヤー技術評価を可能にします.
·自動車 & 輸送:e-ドライブ関連部品および熱マネジメント／HVAC 部品の音響出力測定を行い、サプライヤーソリューション比較、部品レベルの NVH 評価、快適性ターゲット最適化検証に活用できます.
·データセンター:サーバーおよびラック冷却システムの騒音測定や、高密度実装時の累積騒音評価を行い、冷却ソリューションの最適化、騒音制御の検証、設備計画／改善評価を支援します.
·建築設備(MEP:機械・電気・配管):空調機／熱源機器および換気端末／付属品の音響出力測定を行い、環境騒音への影響評価やシステム騒音制御案の比較に利用できます.
複数試験規格への対応
·OpenTest は現在、音圧法に基づく複数の音響出力規格(ISO 3744 / ISO 3745 / ISO 3746)に対応しており、音響インテンシティ法向けのアルゴリズムも開発中で、単一のソフトウェアプラットフォームであらゆるシナリオの音響出力測定ニーズをカバーすることを目指しています.
·OpenTest は K1 および K2 値を自動計算し、背景騒音および環境補正を適用することで、精度が高く規格に適合した音響出力データを保証します.
·OpenTest は音響出力結果を出力する際、時間波形や周波数領域データなどの生データを完全な形で保存し、マイクロホン位置、校正記録、環境パラメータといった重要なメタデータを関連付けることで、より深い解析とデータマネジメントを可能にします. どの規格が自社製品に適用されるか分からない場合は、DUT の寸法、音響環境、要求される精度、レポートの用途に基づいて、CRYSOUND が最適な手法を評価・ご提案します.
迅速かつ効率的な試験環境の構築
·半球状の標準マイクロホンフレーム(半径 1 m / 1.5 m)を提供します. コンパクトなメカ設計により、迅速な組立と展開が可能で、ユーザーのセットアップ時間を大幅に削減します.
·直方体(直方体／平行六面体)測定面に対しては、OpenTest が基準音源の寸法と測定距離に基づきマイクロホン座標を自動計算し、煩雑な手計算なしで迅速にセットアップできます.
豊富な結果可視化機能
·OpenTest は、リアルタイム波形、マイクロホン配置図、音圧レベル／音響出力レベル曲線、1/3 オクターブスペクトル、表形式データなど複数のビューに対応しており、結果を素早く確認できます.
·グラフはズーム、局所拡大、範囲指定による確認に対応しており、重要な周波数帯域や異常な時間セグメントを詳細に解析できます.
·OpenTest は、すべてのグラフおよびテーブルを高解像度画像やデータファイルとしてワンクリックでエクスポートでき、試験レポートや技術レビューに便利です.
カスタムレポートとワンクリックエクスポート
·ISO 規格に準拠したレポートテンプレートを内蔵し、試験情報、測定点および収録パラメータ、計算結果や主要数値を自動で集約します.
·レポートの構成や内容はカスタマイズ可能で、会社ロゴ、担当者情報、備考、表示項目などを必要に応じて設定できます.
·ワンクリックでレポートをエクスポートできるため、手作業でのデータ処理や二次編集が不要になります.
OpenTest は、音響パワー試験向けのカスタマイズ可能なレポートテンプレートをサポートします. レポートには、試験情報、マイクロホン位置、収録パラメータ、校正記録、音響パワーレベル、A 特性結果、オクターブ／1/3 オクターブデータ、補正情報、グラフおよび結果テーブルを含めることができます. ワンクリックエクスポートにより、手作業でのデータ処理や二次的なレポート編集を削減できます.
高信頼データを実現する高性能同期収録
·SonoDAQ Pro はマルチチャネル同期収録に対応しています. 1 台のシャーシで最大 24 測定点をカバーでき、より大規模な構成ではデイジーチェーンによるチャネル拡張が可能です. PTP 同期により、チャネル間位相誤差は <= 100 ns 以内に抑えられます.
·多点収録時には、各マイクロホンを音響校正器で個別に校正する必要はなく、TEDS を介して感度を直接設定できます.
·SonoDAQ Pro は 1000 V の絶縁と高い耐ノイズ性能を備え、複雑な電磁環境でも安定動作を実現します.
次世代データ収録プラットフォーム - SonoDAQ Pro
·モジュラー設計により、シャーシ 1 台あたり最大 6 モジュールを搭載でき、オプションのデュアルバッテリーモジュールにより屋外試験も安定して実施できます. チャネルおよび機能モジュールを拡張でき、1 つのシステムで多様な試験要件に対応可能です.
·優れたハードウェア性能:32 ビット分解能、160 dB のダイナミックレンジ、204.8 kHz サンプリングレート、-117 dBV のノイズフロアなどにより、高精度なデータ収録を実現します.
·IEPE 電源および TEDS に対応しており、外部マイクロホン電源なしでマイクロホンを迅速に展開できます.
CRY3213 NVH マイクロホン - NVH 試験向けに設計
·湿潤環境や飛沫の多い環境でも安全に動作し、IP67 保護等級に準拠しているため、屋外試験ニーズにも対応します.
·伝導性および放射性妨害に対する耐性が GB/T 17626 に適合しており、厳しい電磁環境でも使用できます.
·ダイナミックレンジは 17 dB(A)～136 dB、周波数範囲は 3.15 Hz～20 kHz で、ほとんどの試験シナリオをカバーします.
クイックアセンブリ対応の標準半球試験フレーム
·半径 1 m および 1.5 m の構成を用意しています. 標準マイクロホン位置がフレーム上にマーキングされており、規格要件を確実に満たすことができます.
·モジュラー設計により、分解や現場での組立が容易で、セットアップ時間を大幅に短縮し効率を向上させます.
多機能音響校正器 - CRY3018
·2 種類の校正周波数(250 Hz / 1000 Hz)と 2 種類の音圧レベル(94 dB / 114 dB)に対応しており、IEC 60942:2017 クラス 1 要件を満たします.
·高精度な湿度・温度・気圧センサーを内蔵し、音響フィードバックシステムと組み合わせて、環境変動が出力信号に与える影響を自動補償します.
·高速充電対応の内蔵リチウムバッテリーを搭載しており、5 分の充電で約 1 時間使用でき、フル充電ではほぼ 1,000 回の校正が可能です.
オーディオ & NVH 試験ソフトウェア - OpenTest
OpenTest は CRYSOUND の次世代音響・NVH 試験ソフトウェアプラットフォームであり、測定モード、解析モード、シーケンスモードを備え、R&D から生産ラインまでの一連のワークフローをカバーします. モジュラーアーキテクチャにより、音響出力測定だけでなく、電気音響試験、騒音計機能、スペクトル解析、音質解析などにも対応します.
さらに、オープンなハードウェアアクセス(openDAQ／ASIO／WASAPI／NI-DAQmx など)と 3 層プラグインアーキテクチャ(アルゴリズム／テーマ／アプリケーション)をサポートし、既存の収録ハードウェアを有効活用できます. Python、MATLAB、LabVIEW、C++ によるプラグイン拡張や二次開発に対応しており、ユーザー独自の試験規格や業務ワークフローに合わせてソフトウェアをカスタマイズし、プロジェクトの進展に応じてソフトウェアを成長させることができます.
FAQ
音響パワー測定 FAQ
Q1:音響出力レベルと音圧レベルの違いは何ですか.
A1:音圧レベルは、特定の測定点においてどれだけ大きな音として聞こえるかを表す量であり、距離、部屋の条件、測定点の位置に大きく左右されます. 音響出力レベルは、音源自体が音響エネルギーを放射する能力を表す量であり、製品の騒音表示、モデル間比較、規格試験などにより適しています.
Q2:音響出力は直接測定されますか.
A2:いいえ. 音響出力は通常、複数点で測定した音圧レベルから計算されます. システムはまず所定の測定面上で音圧データを収録し、その後、測定面積、背景騒音補正、環境補正などのパラメータを用いて音響出力レベルを計算します.
Q3:音響パワー測定で一般的に使用される規格はどれですか.
A3:代表的な規格として、概略法には GB/T 3768 / ISO 3746、エンジニアリング法には GB/T 3767 / ISO 3744、精密法には GB/T 6882 / ISO 3745 があります. 規格によって、試験環境、測定点数、背景騒音、試験精度に対する要求が異なります.
Q4:概略法、エンジニアリング法、精密法はどのように選択すればよいですか.
A4:概略法は、R&D 段階でのスクリーニングや社内比較に適しています. エンジニアリング法は、より正式な製品評価に適しています. 精密法は、半無響室または無響室で行う高精度試験、第三者試験、認証試験などに用いられることが一般的です.
Q5:包絡測定面とは何ですか.
A5:包絡測定面とは、被試験音源を取り囲む仮想的な測定面のことです. この面上にマイクロホンを配置し、各測定点における音圧レベルから音源全体の音響出力を算出します. 代表的な形状として、半球面、矩形面、平行六面体の包絡面があります.
Q6:半球面測定はどのような場合に適していますか.
A6:半球面測定は、被試験機器が床、剛性テーブル、半無響室の床などの反射面上に設置されている場合によく用いられます. この測定点配置は、サーバー、家電製品、ファン、モーター、オフィス機器などの製品でよく採用されます.
Q7:半球半径はどのように決めますか.
A7:半球半径は通常、音源の大きさ、適用する規格、試験室のスペース、測定点配置の要件などに基づいて決定します. 半径が小さすぎると局所音場の影響を受けやすくなり、逆に大きすぎると背景騒音および試験室スペースに対する要求が厳しくなります.
一般に、半球半径 r は被試験体の特性寸法 d の 2 倍以上とする必要があり、すなわち r >= 2d とするのが目安です.
Q8:測定点数は何によって決まりますか.
A8:測定点数は、適用規格、音源の大きさ、指向性、測定面の種類、要求精度などによって決まります. 音源が大きい場合や強い指向性を持つ場合は、通常、より多くの測定点が必要になります. 大型の被試験体に対しては、本システムが被試験体寸法に基づき、必要なマイクロホン数と対応する座標を自動計算できます.
Q9:なぜマルチチャネル同期収録が必要なのですか.
A9:マルチチャネル同期収録により、複数の測定点での音圧を同時に記録できるため、マイクロホンを移動させることで生じるタイミング誤差や運転状態の変動の影響を低減できます. ファン、サーバー、コンプレッサーなど、動作状態が変化しやすい機器では、同期収録の方が信頼性が高くなります.
Q10:1 本の移動マイクロホンだけで音響パワー測定を行うことはできますか.
A10:可能ですが、被試験機器の動作状態が十分に安定していること、またオペレーターが測定点シーケンスに厳密に従ってデータを取得することが前提となります. マルチチャネル同期ソリューションと比べると、単一チャネルの移動測定は効率が低く、再現性やヒューマンエラーの制御が難しくなります.
Q11:なぜ背景騒音を測定しなければならないのですか.
A11:背景騒音は、DUT(被試験機器)の運転騒音に重畳して現れます. 背景騒音を測定しないと、結果のうちどの程度が被試験機器由来で、どの程度が環境由来なのかを判別できません. 標準的な音響パワー測定では、通常、背景騒音の測定と補正が求められます.
Q12:DUT の運転騒音は背景騒音よりどの程度高い必要がありますか.
A12:一般に、サンプルの運転騒音は背景騒音より明確に高い必要があります. 差が大きいほど背景補正量は小さくなり、結果の信頼性は高くなります. 差が小さすぎると測定不確かさが増大し、試験が規格要件を満たせなくなる可能性があります.
Q13:環境補正とは何ですか.
A13:環境補正とは、実際の試験環境と理想的な自由音場または準自由音場との違いを補償するための処理です. 一般的な部屋、吸音不足、強い反射などは音圧分布に影響するため、規格に従って環境補正や環境適合性評価を行う必要があります.
Q14:なぜ半無響室は音響パワー測定に適しているのですか.
A14:半無響室は、低い背景騒音と良好な準自由音場条件を提供します. 床面が反射面として機能し、その他の方向からの反射音は可能な限り吸収されます. これにより、より安定したデータが得られ、エンジニアリング法や精密法による音響パワー測定に適した環境となります.
Q15:マイクロホン位置の誤差は結果に影響しますか.
A15:はい. 測定点の位置は、空間的な音圧サンプリングの正確性を左右します. 位置誤差が大きいほど試験の再現性は悪化し、とくに音源の指向性が強い場合や測定半径が小さい場合に顕著です.
Q16:自由音場用マイクロホンと音圧場用マイクロホンはどちらを選ぶべきですか.
A16:自由音場または準自由音場での音響パワー測定には、通常、自由音場用マイクロホンが選択されます. 音圧場用マイクロホンは、特定の音圧場条件下で主に使用されるものであり、半無響室での音響出力試験における一般的な選択肢ではありません.
Q17:1/2 インチと 1/4 インチのマイクロホンはどのように選択すればよいですか.
A17:1/2 インチマイクロホンは感度が高く、一般的な騒音や低騒音製品の測定に適しています. 1/4 インチマイクロホンはダイナミックレンジが広く高周波数特性にも優れているため、高音圧または高周波測定シナリオに適しています.
Q18:なぜ試験前に音響校正が必要なのですか.
A18:音響校正は、マイクロホンおよび収録チャネルの感度が正しいかどうかを確認するために行います. チャネル感度の設定が誤っていると、その後の音圧レベルおよび音響出力レベルの計算結果に影響します.
Q19:なぜチャネル間の一貫性が重要なのですか.
A19:音響出力の算出には、複数測定点のデータが用いられます. もしチャネルごとに感度、周波数応答、接続状態などが異なると、空間平均値に偏りが生じます. 正式な試験の前には、すべてのチャネルについて校正および接続状態を確認する必要があります.
Q20:A 特性音響出力レベルとは何ですか.
A20:A 特性音響出力レベルは通常、LWA と表記されます. 音響出力計算時に A 特性補正を適用した結果であり、人間の耳が周波数によって音をどのように感じるかをよりよく反映します. 製品騒音表示で一般的に用いられる指標です.
Q21:なぜオクターブ帯域や 1/3 オクターブ帯域の音響出力を確認する必要があるのですか.
A21:総合音響出力レベルは全体の騒音レベルしか示しませんが、帯域別音響出力を見ることで、どの周波数帯域に騒音が集中しているかを把握できます. R&D 段階での騒音低減検討においては、単一の総合値よりも、1/3 オクターブ結果の方が解析に有用です.
Q22:FFT 解析と 1/3 オクターブ解析の違いは何ですか.
A22:FFT 解析は、狭帯域ピーク、回転周波数、高調波成分などの観察に適しています. 1/3 オクターブ解析は、音響規格や製品レポートの慣行により適合しています. 音響パワー測定レポートでは、通常、オクターブ帯域または 1/3 オクターブ帯域の結果が出力されます.
Q23:サンプリングレートはどのように選定すればよいですか.
A23:サンプリングレートは、対象とする解析周波数範囲をカバーするとともに、標本化定理およびフィルタリング要件を満たす必要があります. 標準的な音響パワー測定では、通常、可聴周波数範囲に焦点を当てます. 顧客が高周波騒音を懸念している場合は、サンプリングレートを高めるとともに、適切な周波数特性を持つマイクロホンを選定する必要があります.
Q24:試験時間はどのように決めればよいですか.
A24:試験時間は、音圧レベルの統計値が安定し、かつ適用規格または顧客仕様の要件を満たすように設定する必要があります. 定常的な騒音であれば短時間の測定でも対応可能ですが、変動騒音や周期的な騒音の場合は、より長い収録時間や複数回のアベレージングが必要です.
Q25:被試験機器の動作状態が安定しない場合はどうすればよいですか.
A25:まず、一定回転数、一定負荷、一定温度、一定動作モードなど、再現性のある運転条件を定義します. 必要に応じて、回転数、電流、温度、負荷などの信号を同期収録し、取得した音響データの有効性を判断します.
Q26:音響パワー測定で特定の騒音源を特定できますか.
A26:音響出力試験は、主に音源全体の放射能力を評価するものであり、騒音源の位置を高精度に特定することはできません. どの部位が騒音を発生しているかを特定する必要がある場合は、音響イメージング、音響インテンシティ法、近距離スキャニング、振動試験などと組み合わせて実施する必要があります.
Q27:基準音源の目的は何ですか.
A27:基準音源は、システム受入試験、アルゴリズム検証、定期点検、試験室能力の確認などに利用できます. 既知の音響出力レベルを持つ基準音源を測定することで、試験システムおよびソフトウェアの計算が正常に機能しているかを確認できます.
Q28:試験結果の主な不確かさ要因は何ですか.
A28:主な要因には、マイクロホン校正、収録システムの誤差、測定点位置、背景騒音補正、環境補正、音源の動作安定性、測定面の選択、データ処理アルゴリズムなどが含まれます.
Q29:同じ機器でも試験室が違うと結果が異なるのはなぜですか.
A29:代表的な要因として、適用規格の違い、試験室音場の違い、背景騒音の違い、測定面および測定点の違い、サンプルの動作条件の違い、設置方法の違い、環境補正の違いなどが挙げられます. 音響出力の結果は、必ず試験条件とセットで比較・評価する必要があります.
Q30:音響出力試験システムの受入時には何を確認すべきですか.
A30:主な確認項目として、チャネル校正が正常か、測定点レイアウトが規格に適合しているか、背景騒音が要件を満たしているか、基準音源の結果が妥当か、ソフトウェアの計算およびレポートが完全でトレーサブルか、などがあります.
システムデバイス
CRY5820 SonoDAQプロ
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