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
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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 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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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 | 吸音率 / カーディオイドマクロホン / 音圧 / 粒子速度 / 音響管 / カーディオイドマイクロホン / 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，マイクロホン固有の感度係数 (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。さらに，素材，断面形状，長さが異なる音響管を用い，同様の測定ができるか確認した。その結果，感度係数 (mV/Pa, および mv・s/m) の計測，吸音材の垂直入射吸音率の測定，ともに問題なく測定できることを確認した。
また研究分担者（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，カーディオイドマクロホンによる吸音率の現場測定が可能かを調べるために，共同で基礎実験を実施した。その結果，音響管で測定した感度係数 (mV/Pa, および mv・s/m) を用いることで，安定した測定値が得られることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
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。また今年度，研究代表者と研究分担者は，同一の建築材料の吸音率の現場測定実験を初めて実施した。その結果，開発しているカーディオイドマクロホンを組み合わせたセンサーによって，感度係数を用いることで所望の吸音率を測定できることを示唆するデータを得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，同一の吸音材を複数のセンサーで計測する実験を共同で実施し，複数のセンサーによるデータを得ることができた。今後このデータを分析するとともに，来年度は条件を増やして数回実験する予定である。また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得られ次第，論文を投稿する。
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Report
(4 results)
Research Products
(16 results)
