2020 Fiscal Year Research-status Report
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 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 – 2023-03-31
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| Keywords | カーディオイドマイクロホン / 吸音率 / 音響材料 / 音響管 / 現場測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究から低音域での測定精度向上が必要であることが分かっている。そこで今年度はこれまで使用していた管よりも30 cmほど長い管長を持つ音響管を木製で制作した。作成した音響管を用い，同じ型番のカーディオイドマイクロホン3本を対象として，音圧と粒子速度の複素係数およびこれらの複素比を測定した。その結果，低音域に関しては，測定精度の向上が認められた。また測定精度に影響を与えない程度の再現性があることも確認した。しかし，高音域は精度および再現性に不安があることも明らかになった。高音域の係数を得るためには，粒子速度の小さい剛壁近傍で測定しなくてはならないことが原因であると考えられる。測定精度と再現性が保証できる限界周波数を求めるにはよりパラメトリックな実験が必要である。この点に関しては来年度に実験し明らかにする予定である。
またさらに，この実験で得られた複素係数／複素比を用いて，厚さ50 mm, 密度32 kg/m3 をもつグラスウールの音響特性を測定した。検討した計測センサーは，1本のカーディオイドマイクロホンの向きを変えて2度利用する方法と，2本の異なるカーディオイドマイクロホンを組み合わせて測定する方法の2種類である。その結果，1本のカーディオイドマイクロホンを2度利用する方法は，複素比を用いることで，カーディオイドマイクロホンによらず吸音率を測定できることを再確認した。一方，2本の異なるカーディオイドマイクロホンを組み合わせて測定する方法は，1本の場合に比べて，高音域の測定精度が劣ることがわかった。これは前述の通り，高音域の複素係数が正しく測定できていないことを意味している。
また，木製音響管の性能にも限界を感じた。特に，木はわずかに吸音率を持つことから，剛壁を構成するのは難しい。そこで発注予定企業の協力を得てアルミ製の音響管を設計した。来年度に調達の予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度中に，カーディオイドマイクロホンがもつ音圧と粒子速度の複素係数を得る方法を確立する予定であったが，まだその全容を掴むに至っていない。その理由は，予定していたよりもよりパラメトリックな検討が必要であったためである。
また，共同研究先の大分大学には実験器具を調達してもらったが，システムアップができなかった。これは新型コロナウイルスにより大分大学に訪問できなかったことが原因である。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は，既存の音響管，また調達予定の音響管を用いて，音圧と粒子速度の複素係数を得る方法を確立することを最優先に研究を進める。まずは，マイクロホンと剛壁との距離を任意に変更できる木製の音響管を用いて緻密に実験を進め，精度・再現性の傾向を把握し，最適なマイクロホンと剛壁との距離と上限周波数の関係を導く。また，現有機器である音圧－粒子速度センサを使い，本手法の有効性を確認する。
大分大学との連携については，先方もコロナウイルス対策に落ち着きを見せていることから，まずはオンラインでミーティングを重ね，システムアップと測定の流れを理解すること目標とする。また，吸音率の現場測定事案の情報交換も進める。
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| Causes of Carryover |
当初は現有の木製音響管で基礎実験を行い，その結果を踏まえ今年度中に音響管の設計と発注予定していた。しかし木製音響管による実験データを精査するのに初年度を費やした。そのため今年度はアルミ製の音響管は発注せず設計にとどめた。来年度は，今年度繰り越した物品費と合わせてアルミ製の音響管を発注する予定である。この音響管を入手次第，既存の木製音響管と比較実験を行う予定である。
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