軽量小型かつ堅牢なセンサーによる吸音率測定精度の向上
| Project/Area Number |
20K04823
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 23020:Architectural environment and building equipment-related
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| Research Institution | Nihon University Junior College |
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Principal Investigator |
星 和磨 日本大学短期大学部, その他部局等, 教授 (50373171)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡本 則子 大分大学, 理工学部, 准教授 (00452912)
富来 礼次 大分大学, 理工学部, 教授 (20420648)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | カーディオイドマイクロホン / 音圧 / 粒子速度 / 吸音率 / 音響管 / 音響材料 / 現場測定 / 音圧-粒子速度センサ / 吸音材料 / 音響インピーダンス / 測定法 |
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| Outline of Research at the Start |
建築性能向上から，大空間かつ高気密な室内空間が増えてきた。それに伴い，このような空間で生じる音が「響きすぎてうるさい」「何を言っているのか聞き取りづらい」といった苦情が増えている。内装に使われる材料が音エネルギを吸わないことが原因（吸音不足）である。このように空間を診断するためには，「部屋の大きさ」「表面積」「表面材料の吸音率（材料が音のエネルギを吸う割合）」を知る必要がある。本研究は，現場で表面材料の吸音率を計測するための「軽量」かつ「堅牢」なセンサを開発することを目的としている。本センサは新しい音圧-粒子速度センサに相当するため，成果の応用範囲は広い。
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者（星和磨）は，二本の異なるカーディオイドマクロホンを用いて，音響管に設置した材料の垂直入射吸音率を計測する方法を考案した。この方法で吸音率を計測するためには，カーディオイドマイクロホンが捉える電圧から音圧および粒子速度へ変換できることが前提となる。そこで研究代表者は，端部を剛壁とした音響管を用いて，変換係数 (mV/Pa, および mv・s/m) を計測する方法を考案した。自作木製の音響管を用いて変換係数を測定した。さらにその係数と二本のカーディオイドマイクロホンを用いて吸音材の垂直入射吸音率を測定した。その結果，変換係数は大きさ（ノルム）だけでなく位相も利用しなければ，他の方法で計測した吸音率と同等の吸音率が得られないことがわかった。
研究分担者（富来礼次，岡本則子）は，マイクロフロウン社製の音圧-粒子速度センサに関して，温度が校正値および測定結果に及ぼす影響を調べた。その結果，校正時の温度変化が粒子速度センサの振幅値に影響を及ぼすことがわかった。また，現場に設置したグラスウールの吸音率測定において，現場の温湿度と校正時の温湿度が一致していれば，吸音率の値は概ね一致することがわかった。さらに研究分担者は，カーディオイドマイクロホンの指向特性の計測，およびEA法による現場測定を試みた。その結果，カーディオイドマイクロホンに変換係数を用いないと正しく計測できないことを確認した。この結果を踏まえ，カーディオイドマイクロホンの変換係数を利用することで，吸音率の現場測定が正しく計測できるか検討が必要であることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
各研究機関で実施しているセンサーの特徴把握に関する研究については順調に進んでいる。研究代表者と研究分担者は，これらの成果を持ち寄り，ある条件下で同一の建築材料の吸音率を現場測定することで，開発しているセンサーの信頼性を確認する計画をしている。しかしこれまで新型コロナウイルスの影響により共同実験の実施に至っていない。この実験によって得られるデータが本研究の要となるため，結果として研究成果を査読付き論文として報告するに至っていない。以上から本研究の進捗はやや遅れていると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の終盤に研究者3名による基礎理論の確認と今後の実験打合せを行い，共同実験の方針を確認することができた。今後，状況を鑑みながら共同実験の計画を進め，来年度の後半には少なくとも第1回の共同実験を実施する予定である。ここで得られた成果が妥当であると判断できれば，国内外の学会で発表する予定である。また，共同実験を重ね確たる事実が確認できたら論文として投稿する。
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Report
(3 results)
Research Products
(8 results)
