JP4403147B2 - 音響校正器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば騒音計等に用いられるコンデンサマイクロホンの感度を校正する音響校正器に関する。

コンデンサマイクロホンを使用する騒音計の精度を維持するためには、定期的にコンデンサマイクロホンについて音響校正を行なう必要があり、一般に音響校正器が用いられている。
従来、この種の音響校正器として、直径の異なる２種類のコンデンサマイクロホンの校正を、アダプタを用いることにより行なうことが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許３６０２４０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された音響校正器においては、アダプタを装着した場合とそうでない場合とで、校正空間部内に発生する音圧が一定にならない。また、直径が同じマイクロホンでも種類が違うとマイクロホンの振動膜前室部の容積が異なるため、この振動膜前室部の容積を含んだ校正空間部の容積は一定ではなく、そのため校正空間部内に発生する音圧が一定にならない。

このような問題を解決するために、校正空間部内の音圧を検出して、音圧を発生する音源を駆動する増幅器にフィードバックし、校正空間部内の音圧が一定になるように制御することが考えられる。しかし、制御するためには校正空間部内の音圧を検出するマイクロホンをはじめとし、その他制御に要するコストがかかるという問題があった。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、比較的簡易な構成ながらも校正空間部内に一定の音圧を発生させることができる音響校正器を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、マイクロホンの感度を校正する音響校正器において、校正空間部とマイクロホン挿入口の間に、前記校正空間部と前記マイクロホン挿入口を連通する音響要素部材を設け、この音響要素部材のイナータンスによるインピーダンスが、前記マイクロホン挿入口からみた音響校正器本体の総音響コンプライアンスによるインピーダンスより小さいものである。

請求項２に係る発明は、直径の異なる二種類のマイクロホンの感度を校正する音響校正器であって、校正空間部及び直径が大きい方のマイクロホンを挿入する第１挿入口を形成した音響校正器本体と、一端側に前記第１挿入口に挿入する挿入部を形成すると共に、他端側に直径が小さい方のマイクロホンを挿入する第２挿入口を形成したアダプタを備え、前記挿入部に前記校正空間部と前記第２挿入口を連通する音響要素部材を設け、この音響要素部材のイナータンスによるインピーダンスが、前記マイクロホンの第１挿入口又は第２挿入口からみた音響校正器本体の総音響コンプライアンスによるインピーダンスより小さいものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の音響校正器において、前記音響要素部材は、所定の内径と所定の長さを有する貫通孔からなるものである。

請求項１に係る発明によれば、校正空間部とマイクロホン挿入口の間に、校正空間部とマイクロホン挿入口を連通する音響要素部材を設けるだけで、アダプタ使用の有無やマイクロホンの種類などに影響を受けずに、一定の音圧を校正空間部内に発生させることができる。
また、マイクロホンとマイクロホン挿入口の間に多少の隙間があっても、精度よくマイクロホンの校正を行なうことができる。

また、マイクロホン挿入口からみた音響校正器本体の総音響コンプライアンスによるインピーダンスより、イナータンスによるインピーダンスが小さい音響要素部材を設けるだけで、アダプタ使用の有無やマイクロホンの種類などに影響を受けずに、一定の音圧を校正空間部内に発生させることができる。

請求項２に係る発明によれば、アダプタの挿入部に校正空間部と第２挿入口を連通する音響要素部材を設けるだけで、マイクロホンの種類などに影響を受けずに、一定の音圧を校正空間部内に発生させることができる。
また、マイクロホンと第２挿入口の間に多少の隙間があっても、精度よくマイクロホンの校正を行なうことができる。

また、マイクロホンの第１挿入口又は第２挿入口からみた音響校正器本体の総音響コンプライアンスによるインピーダンスより、イナータンスによるインピーダンスが小さい音響要素部材を設けるだけで、アダプタ使用の有無やマイクロホンの種類などに影響を受けずに、一定の音圧を校正空間部内に発生させることができる。

請求項３に係る発明によれば、簡易な構成で、一定の音圧を校正空間部内に発生させることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る音響校正器の第１実施の形態の断面図、図２は同じく平面図、図３は音響要素部材を設けない場合の音響校正器の等価回路図、図４は音響要素部材を設けた場合の音響校正器の等価回路図、図５は第１実施の形態でマイクロホンに音響校正器を装着した状態の断面図、図６は本発明に係る音響校正器の第２実施の形態の断面図、図７は第２実施の形態でマイクロホンに音響校正器を装着した状態の断面図、図８は本発明に係る音響校正器の第３実施の形態の断面図、図９は同じく平面図、図１０は第３実施の形態でマイクロホンに音響校正器を装着した状態の断面図である。

本発明に係る音響校正器の第１実施の形態は、図１及び図２に示すように、外形が直方体形状のケース１と、ケース１内に形成した校正空間部２と、校正空間部２に接続されるマイクロホン挿入口３と、校正空間部２とマイクロホン挿入口３を連通する音響要素部材４と、校正空間部２に所定周波数（例えば、１ｋＨｚ）の所定音圧を供給する電気音響変換器５を備え、音響校正器本体７を構成している。

音響要素部材４は、所定の内径と所定の長さを有する７個の貫通孔４ａを、校正空間部２とマイクロホン挿入口３を連通するように、円柱部材に形成してなり、所定の音響インピーダンスを持っている。なお、電気音響変換器５を駆動させる増幅器や電池などはケース１内に収納されるが、図示を省略している。また、ケース１の外形形状は、直方体形状や円柱形状など如何なる形状でも構わない。６はＯリングである。

音響要素部材４を設けない場合の音響校正器の等価回路８は、図３に示すように、電気音響変換器５の音響コンプライアンスの等価容量Ｃ0と、校正空間部２の音響コンプライアンスの等価容量Ｃ1と、コンデンサマイクロホン１０の振動膜前室部及びコンデンサマイクロホン１０とマイクロホン挿入口３の隙間の音響コンプライアンスの等価容量Ｃ2からなる。Ｅ0は電気音響変換器５が供給する音圧と等価な入力電圧、Ｅはコンデンサマイクロホン１０に供給される音圧と等価な出力電圧である。出力電圧Ｅは、次に示す式（１）となる。

次に、音響要素部材４を設けた場合の音響校正器の等価回路９は、図４に示すように、電気音響変換器５の音響コンプライアンスの等価容量Ｃ0と、校正空間部２の音響コンプライアンスの等価容量Ｃ1と、音響要素部材４のイナータンスによる等価インダクタンスＬと、コンデンサマイクロホン１０の振動膜前室部及びコンデンサマイクロホン１０とマイクロホン挿入口３の隙間の音響コンプライアンスの等価容量Ｃ2からなる。ここで、音響要素部材を、構造上から、音響抵抗成分及び音響コンプライアンス成分を無視してイナータンスの等価インダクタンスＬとみなしても実質上問題はない。そして、出力電圧Ｅは、次に示す式（２）となる。

ここで、コンデンサマイクロホン１０の振動膜前室部及びコンデンサマイクロホン１０とマイクロホン挿入口３の隙間の音響コンプライアンスの等価容量Ｃ2の影響を十分に小さくするためには、次に示す式（３）を満たすように音響要素部材４のイナータンスによる等価インダクタンスＬを設定すればよい。

特に、等価インダクタンスＬが、次に示す式（４）となる場合には、出力電圧Ｅは、次に示す式（５）となる。

また、一般に、電気音響変換器５の音響コンプライアンスの等価容量Ｃ0は、校正空間部２の音響コンプライアンスの等価容量Ｃ1より、３桁程度小さいので、式（４）は、次に示す式（６）として扱っても実用上問題ない。

例えば、コンデンサマイクロホン１０の振動膜前室部及びコンデンサマイクロホン１０とマイクロホン挿入口３の隙間の音響コンプライアンスの等価容量Ｃ2の差異による影響を１／１００にしたい時は、等価インダクタンスＬを、次に示す式（７）を満たす範囲に設定すればよい。

このように、校正空間部２とマイクロホン挿入口３を連通する音響要素部材４を設けることにより、コンデンサマイクロホン１０の振動膜前室部の容積の相違による影響や、コンデンサマイクロホン１０とマイクロホン挿入口３の隙間による影響を受けることなく、校正空間部２内の音圧を一定にすることができる。

以上のように構成した本発明に係る音響校正器の第１実施の形態による音響校正について説明する。直径１／２インチのコンデンサマイクロホンを用いた騒音計について、コンデンサマイクロホンを音響校正する場合には、図５に示すように、直径１／２インチのコンデンサマイクロホン１０を上向きにした状態で、音響校正器のマイクロホン挿入口３にコンデンサマイクロホン１０をストッパ３ａに当接するまで挿入する。

すると、Ｏリング６によりマイクロホン挿入口３とコンデンサマイクロホン１０は密接状態になる。次いで、音響校正器に設けたスイッチ（不図示）をオフ状態からオン状態にして電気音響変換器５を駆動させ、マイクロホン挿入口３に音響要素部材４を介して連通する校正空間部２を所定周波数の所定音圧にすることにより、音響校正を行なう。

この時、音響要素部材４の作用により、コンデンサマイクロホン１０の種類などに影響を受けずに、一定の音圧を校正空間部２内に発生させることができる。また、コンデンサマイクロホン１０とマイクロホン挿入口３の間に多少の隙間があっても、精度よくコンデンサマイクロホン１０の校正を行なうことができる。

次に、本発明に係る音響校正器の第２実施の形態は、図６に示すように、外形が直方体形状の音響校正器本体１１と、外形が略円柱形状のアダプタ１２からなる。なお、音響校正器本体１１もアダプタ１２も外形形状は、直方体形状や円柱形状など如何なる形状でも構わない。

音響校正器本体１１は、ケース１３と、ケース１３内に形成した校正空間部１４と、校正空間部１４に接続される直径１インチのコンデンサマイクロホンを挿入する第１挿入口１５と、校正空間部１４と第１挿入口１５を連通する音響要素部材１６と、校正空間部１４に所定周波数（例えば、１ｋＨｚ）の所定音圧を供給する電気音響変換器１７を備えている。

音響要素部材１６は、所定の内径と所定の長さを有する７個の貫通孔１６ａを、校正空間部１４と第１挿入口１５を連通するように、円柱部材に形成してなり、所定の音響インピーダンスを持っている。なお、電気音響変換器１７を駆動させる増幅器や電池などはケース１３内に収納されるが、図示を省略している。

アダプタ１２は、一端側に形成された音響校正器本体１１の第１挿入口１５に挿入する中空の挿入部１８と、他端側に形成された挿入部１８と連通する直径１／２インチのコンデンサマイクロホン１０を挿入する第２挿入口１９を備えてなる。２０ａ，２０ｂはＯリングである。

以上のように構成した本発明に係る音響校正器の第２実施の形態による音響校正について説明する。直径１／２インチのコンデンサマイクロホン１０を用いた騒音計について、コンデンサマイクロホン１０を音響校正する場合には、音響校正器本体１１とアダプタ１２を用意する。

次いで、音響校正器本体１１の第１挿入口１５にアダプタ１２の挿入部１８をストッパ１５ａに当接するまで挿入する。すると、Ｏリング２０ａにより第１挿入口１５と挿入部１８は密接状態になり、アダプタ１２は音響校正器本体１１に密接状態で装着される。

次いで、図７に示すように、騒音計のコンデンサマイクロホン１０を上向きにした状態で、アダプタ１２の第２挿入口１９にコンデンサマイクロホン１０をストッパ１９ａに当接するまで挿入する。すると、Ｏリング２０ｂにより第２挿入口１９とコンデンサマイクロホン１０は密接状態になる。

そして、音響校正器本体１１に設けたスイッチ（不図示）をオフ状態からオン状態にして電気音響変換器１７を駆動させ、第２挿入口１９に第１挿入口１５と音響要素部材１６を介して連通する校正空間部１４を所定周波数の所定音圧にすることにより、音響校正を行なう。

この時、音響要素部材１６の作用により、コンデンサマイクロホン１０の種類などに影響を受けずに、一定の音圧を校正空間部１４内に発生させることができる。また、コンデンサマイクロホン１０と第２挿入口１９の間、アダプタ１２の挿入部１８と第１挿入口１５の間に多少の隙間があっても、精度よくコンデンサマイクロホン１０の校正を行なうことができる。

次に、本発明に係る音響校正器の第３実施の形態は、図８及び図９に示すように、外形が直方体形状の音響校正器本体２１と、外形が略円柱形状のアダプタ２２からなる。なお、音響校正器本体２１もアダプタ２２も外形形状は、直方体形状や円柱形状など如何なる形状でも構わない。なお、図９は音響校正器本体２１にアダプタ２２を装着させた状態の平面図である。

音響校正器本体２１は、ケース２３と、ケース２３に形成され直径１インチのコンデンサマイクロホンを挿入する第１挿入口２４と、第１挿入口２４に連通する校正空間部２５と、校正空間部２５に所定周波数（例えば、１ｋＨｚ）の所定音圧を供給する電気音響変換器２６を備えている。なお、電気音響変換器２６を駆動させる増幅器や電池などはケース２３内に収納されるが、図示を省略している。

アダプタ２２は、一端側に形成された音響校正器本体２１の第１挿入口２４に挿入する挿入部２８と、他端側に形成され挿入部２８と連通する直径１／２インチのコンデンサマイクロホン１０を挿入する第２挿入口２９を備えてなる。挿入部２８の中心部には、アダプタ２２の一端側と第２挿入口２９を連通する音響要素部材３０が形成されている。音響要素部材３０は、所定の内径と所定の長さを有する７個の貫通孔３０ａを形成してなり、所定の音響インピーダンスを持っている。３１ａ，３１ｂはＯリングである。

以上のように構成した本発明に係る音響校正器の第３実施の形態による音響校正について説明する。直径１／２インチのコンデンサマイクロホン１０を用いた騒音計について、コンデンサマイクロホン１０を音響校正する場合には、音響校正器本体２１とアダプタ２２を用意する。

次いで、音響校正器本体２１の第１挿入口２４にアダプタ２２の挿入部２８をストッパ２４ａに当接するまで挿入する。すると、Ｏリング３１ａにより第１挿入口２４と挿入部２８は密接状態になり、アダプタ２２は音響校正器本体２１に密接状態で装着される。この時、校正空間部２５と第２挿入口２９は、音響要素部材３０により連通状態になる。

次いで、図１０に示すように、騒音計のコンデンサマイクロホン１０を上向きにした状態で、アダプタ２２の第２挿入口２９にコンデンサマイクロホン１０をストッパ２９ａに当接するまで挿入する。すると、Ｏリング３１ｂにより第２挿入口２９とコンデンサマイクロホン１０は密接状態になる。

そして、音響校正器本体２１に設けたスイッチ（不図示）をオフ状態からオン状態にして電気音響変換器２６を駆動させ、第２挿入口２９に音響要素部材３０を介して連通する校正空間部２５を所定周波数の所定音圧にすることにより、音響校正を行なう。

この時、音響要素部材３０の作用により、コンデンサマイクロホン１０の種類などに影響を受けずに、一定の音圧を校正空間部２５内に発生させることができる。また、コンデンサマイクロホン１０と第２挿入口２９の間に多少の隙間があっても、精度よくコンデンサマイクロホン１０の校正を行なうことができる。

本発明の実施の形態では、音響要素部材４，１６，３０として、所定の内径と所定の長さを有する７個の貫通孔４ａ，１６ａ，３０ａの場合で説明したが、貫通孔４ａ，１６ａ，３０ａの個数は７個に限定されるものではなく、状況によって変更され得る。

本発明によれば、アダプタ使用の有無やマイクロホンの種類などに影響を受けずに、一定の音圧を校正空間部内に発生させることができるので、補正処理をすることなく、精度よくマイクロホンの校正を行なうことができる。
また、マイクロホンとマイクロホン挿入口の間に多少の隙間があっても、精度よくマイクロホンの校正を行なうことができるので、使い勝手のよい音響校正器が提供される。

本発明に係る音響校正器の第１実施の形態の断面図 本発明に係る音響校正器の第１実施の形態の平面図 音響要素部材を設けない場合の音響校正器の等価回路図 音響要素部材を設けた場合の音響校正器の等価回路図 第１実施の形態でマイクロホンに音響校正器を装着した状態の断面図 本発明に係る音響校正器の第２実施の形態の断面図 第２実施の形態でマイクロホンに音響校正器を装着した状態の断面図 本発明に係る音響校正器の第３実施の形態の断面図 本発明に係る音響校正器の第３実施の形態の平面図 第３実施の形態でマイクロホンに音響校正器を装着した状態の断面図

符号の説明

１，１３，２３…ケース、２，１４，２５…校正空間部、３…マイクロホン挿入口、４，１６，３０…音響要素部材、４ａ，１６ａ，３０ａ…貫通孔、５，１７，２６…電気音響変換器、１０…コンデンサマイクロホン、７，１１，２１…音響校正器本体、１２，２２…アダプタ、１５，２４…第１挿入口、１９，２９…第２挿入口。

Claims (3)

1. マイクロホンの感度を校正する音響校正器において、校正空間部とマイクロホン挿入口の間に、前記校正空間部と前記マイクロホン挿入口を連通する音響要素部材を設け、この音響要素部材のイナータンスによるインピーダンスが、前記マイクロホン挿入口からみた音響校正器本体の総音響コンプライアンスによるインピーダンスより小さいことを特徴とする音響校正器。
2. 直径の異なる二種類のマイクロホンの感度を校正する音響校正器であって、校正空間部及び直径が大きい方のマイクロホンを挿入する第１挿入口を形成した音響校正器本体と、一端側に前記第１挿入口に挿入する挿入部を形成すると共に、他端側に直径が小さい方のマイクロホンを挿入する第２挿入口を形成したアダプタを備え、前記挿入部に前記校正空間部と前記第２挿入口を連通する音響要素部材を設け、この音響要素部材のイナータンスによるインピーダンスが、前記マイクロホンの第１挿入口又は第２挿入口からみた音響校正器本体の総音響コンプライアンスによるインピーダンスより小さいことを特徴とする音響校正器。
3. 前記音響要素部材は、所定の内径と所定の長さを有する貫通孔からなる請求項１又は２記載の音響校正器。