(57)【要約】【課題】  試験対象物の遮音を測定する音場に応じて、異なる試験台が必要とされ、一般的に、同一試験対象物に対して実質的に同一の測定結果を得ることが困難であった。【解決手段】  複数の音響送出装置６を備える送出チャンバ１と、試験対象物４を配置するための試験開口を有する分割壁３によって送出チャンバから分離されている隣接した受け取りチャンバ２とを含む。送出チャンバには、音響送出装置アレイ６が備えられており、これらの音響送出装置は分割壁３に対して平行な平面内に配置されている。制御手段が音響送出装置６に割り当てられており、音響送出装置は、試験対象物４に向かって方向付けられた実質的に一次元の音場を生じさせるように制御可能である。この制御手段は、試験対象物４に対する一次元の音場の入射角度が任意値に調整可能であるように構成される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験対象物（４）の遮音すなわち挿入損失を測定するための試験台であって、複数の音響送出装置（６）が中に配置されている送出チャンバ（１）と、前記試験対象物（４）を配置するための試験開口を有する分割壁（３）または分割床によって前記送出チャンバから分離されている受け取りチャンバ（２）とを含み、少なくとも１つのマイクロホンが前記受け取りチャンバ（２）内に配置されている試験台において、
前記送出チャンバ（１）には、少なくとも４つの音響送出装置（６）を含む音響送出装置アレイ（５）が備えられており、該音響送出装置は前記分割壁（３）または前記分割床に対して実質的に平行な平面内に配置されており、および、制御手段が前記音響送出装置（６）に割り当てられており、前記試験開口に向けて方向付けられている拡散音場または実質的に一次元の音場が随意に生じさせられるように、前記音響送出装置（６）が前記制御手段によって制御可能であることを特徴とする試験台。
【請求項２】
前記音響送出装置（６）は、随意に垂直方向にまたは垂直以外の入射角度（Ｘ°）で前記試験開口に向けて方向付けられている実質的に一次元の音場が生じさせられるように、前記制御装置によって制御されることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の試験台。
【請求項３】
前記試験対象物に対する前記実質的に一次元の音場の前記入射角度（Ｘ°）は、前記制御手段によって変更されることが可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の試験台。
【請求項４】
前記音響送出装置アレイ（５）は、少なくとも１６個の音響送出装置（６）を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の試験台。
【請求項５】
前記音響送出装置（６）は、均等な格子の形に、円形に、または、確率的に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の試験台。
【請求項６】
前記音響送出装置（６）は、広帯域スピーカ、および／または、高音域スピーカであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の試験台。
【請求項７】
前記音響送出装置（６）は、交換可能なパネル内に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の試験台。
【請求項８】
広帯域スピーカが備えられている少なくとも１つのパネルと高音域スピーカが備えられている１つのパネルとを含む、複数の交換可能な音響送出装置パネルを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の試験台。
【請求項９】
専用の音響発振器（７）、および／または、専用の出力増幅器（８）は、各音響送出装置（６）に割り当てられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の試験台。
【請求項１０】
前記制御手段はマルチチャンネルコンピュータ制御手段から成ることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の試験台。
【請求項１１】
前記送出チャンバ（１）の内側は、吸音ライニングを備えていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の試験台。
【請求項１２】
複数のマイクロホンまたは回転マイクロホンを含むマイクロホンアレイは、前記受け取りチャンバ（２）内に配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の試験台。
【請求項１３】
前記音響送出装置アレイ（５）、および／または、前記音響送出装置アレイ（５）に平行に延びる前記分割壁／床は可動であり、したがって、前記音響送出装置アレイ（５）と前記分割壁（３）との間の距離、または、前記音響送出装置アレイと前記分割床との間の距離が調整可能であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の試験台。
【請求項１４】
前記送出チャンバ（１）の体積が調整可能であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の試験台。
【請求項１５】
前記送出チャンバ（１）と前記受け取りチャンバ（２）とが互いに連結されており、および、空間的に変更されることが可能であるように取り付けられており、その結果として、前記試験開口は垂直に、水平に、または、任意の傾斜角度に随意に位置決め可能であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の試験台。
【請求項１６】
試験対象物（４）の遮音すなわち挿入損失を測定する方法であって、複数の音響送出装置（６）を有する送出チャンバ（１）と、少なくとも１つのマイクロホンを有する受け取りチャンバ（２）とを含む試験台を使用し、前記送出チャンバ（１）と前記受け取りチャンバ（２）を、前記試験対象物（４）を配置するための窓状の開口を有する分割壁（３）または分割床によって分離する方法において、
少なくとも４つの音響送出装置（６）を含む音響送出装置アレイ（５）を、前記分割壁（３）または分割床に実質的に平行である平面内に前記音響送出装置（６）が位置しているように前記送出チャンバ（１）内に配置することと、前記試験対象物（４）に対して方向付けられた拡散音場または実質的に一次元の音場が生じるように、前記音響送出装置（６）を制御手段によって制御することとを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記試験対象物（４）に対して随意に垂直にまたは垂直以外の入射角度（Ｘ°）に方向付けられている実質的に一次元の音場を生じさせるように、前記制御手段によって前記音響送出装置（６）を制御することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記試験対象物（４）に対する前記実質的に一次元の音場の前記入射角度（Ｘ°）を前記制御手段によって変更することを特徴とする請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記音響送出装置（６）を均等な格子の形または円形に配置することを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験対象物における遮音すなわち挿入損失を測定するための試験台と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型組立品および材料上部構造（material installation）における遮音を測定するために、窓試験台と天井試験台との両方が使用される。これらの試験台は、一般的に、音響送出装置を備えている送出チャンバと、１つまたは複数のマイクロホンを備えている受け取りチャンバとを含み、および、試験開口が試験対象物を収容するために送出チャンバと受け取りチャンバとの間に形成されている。窓試験台は、車体のダッシュボードカバーのような、比較的大きくかつ垂直に配置されている構成部品および材料上部構造の遮音を測定するために使用され、一方、車両の床上部構造のような水平の構成部品が、対応する天井試験台において試験される。音響送出装置と、従来の窓試験台および天井試験台の空間的形状とが、拡散音場を生じさせる。
【０００３】
材料サンプルの周波数依存性の遮音を測定するための従来の測定装置は、「ダブル」インピーダンス測定管（クントの管）である。この装置を使用することによって、比較的高い精度の測定値を得ることが可能であるが、この測定値は比較的小さい材料サンプルに対して得られることが可能である。しかし、この測定手順では、一次元の音場が生じさせられ、すなわち、音響が材料サンプルに対して垂直に方向付けられるが、このことは、対象の構成部品が据え付けられている場所における実際の音響条件に適合していない場合が多い。「ダブル」インピーダンス測定管を用いた測定は、自由場条件下での直接音響の測定に実質的に相当する。屋外での音響伝播とは違って、閉鎖空間内での音響伝播は、その空間の境界における反射現象を引き起こす。閉鎖空間内では、一次元の直接音響の影響が一般的に音源の付近において優位を占めるが、しかし、反射現象の結果として、音源から離れれば離れるほど、より拡散した音場が生じさせられる。
【０００４】
したがって、試験対象物の遮音が中で測定される音場に応じて、異なる試験台が必要とされる。これに関連した問題点が、異なる試験台において同一の試験対象物を測定することが、一般的に、調査対象である遮音に関して異なる測定結果をもたらすということである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の基礎をなす目的が、構成部品、材料、または、材料上部構造中における遮音測定すなわち挿入損失（音響透過損失）を比較的わずかな労力によって様々な音場において測定することを可能にする試験台と方法とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、本発明の第１の形態によれば、試験対象物の遮音すなわち挿入損失を測定するための試験台であって、複数の音響送出装置が中に配置されている送出チャンバと、前記試験対象物を配置するための試験開口を有する分割壁または分割床によって前記送出チャンバから分離されている受け取りチャンバとを含み、少なくとも１つのマイクロホンが前記受け取りチャンバ内に配置されている試験台において、前記送出チャンバには、少なくとも４つの音響送出装置を含む音響送出装置アレイが備えられており、該音響送出装置は前記分割壁または前記分割床に対して実質的に平行な平面内に配置されており、および、制御手段が前記音響送出装置に割り当てられており、前記試験開口に向けて方向付けられている拡散音場または実質的に一次元の音場が随意に生じさせられるように、前記音響送出装置が前記制御手段によって制御可能であることを特徴とする試験台が提供される。
【０００７】
本発明の第２の形態によれば、試験対象物の遮音すなわち挿入損失を測定する方法であって、複数の音響送出装置を有する送出チャンバと、少なくとも１つのマイクロホンを有する受け取りチャンバとを含む試験台を使用し、前記送出チャンバと前記受け取りチャンバを、前記試験対象物を配置するための窓状の開口を有する分割壁または分割床によって分離する方法において、少なくとも４つの音響送出装置を含む音響送出装置アレイを、前記分割壁または分割床に実質的に平行である平面内に前記音響送出装置が位置しているように前記送出チャンバ内に配置することと、前記試験対象物に対して方向付けられた拡散音場または実質的に一次元の音場が生じるように、前記音響送出装置を制御手段によって制御することとを特徴とする方法が提供される。
【０００８】
本発明による試験台は、複数の音響送出装置が備えられている送出チャンバと、これに隣接した受け取りチャンバとを含み、この受け取りチャンバは、試験対象物が中に配置される試験開口を有する分割壁または分割床によって送出チャンバから分離されている。送出チャンバには、少なくとも４つの音響送出装置を含む音響送出装置アレイが備えられており、これらの音響送出装置は分割壁または分割床に対して実質的に平行に延びる平面内に配置されている。制御手段が音響送出装置に割り当てられており、および、この制御手段によって、分割壁または分割床の中の窓状の試験開口に向かって方向付けられる拡散音場または実質的に一次元の音場を随意に生じさせるように音響送出装置が制御可能である。少なくとも１つのマイクロホンが、試験対象物を通過することが可能な音響を記録するために受け取りチャンバ内に配置されている。
【０００９】
このようにして、本発明は、単一の試験台において、様々な音場を用いて様々な試験対象物における遮音すなわち挿入損失（音響透過損失）を測定することを可能にする。したがって、本発明による試験台は、例えば窓試験台とダブルインピーダンス測定管（ＴＬ管）のような幾つかの試験台の組合せにとって代わるか、または、これに相当する。この結果として、例えば特定の音場を生じさせるように様々な試験台を組み立てるために以前に必要とされた労力が、低減されることが可能である。
【００１０】
本発明の有利な実施形態が、随意に垂直にまたは垂直以外の入射角度で窓状の試験開口に向けて方向付けられている実質的に一次元の音場を音響送出装置が生じさせるように、音響送出装置が制御装置によって制御可能であることにある。この場合には、その制御装置が、試験対象物に対する実質的に一次元の音場の入射角度が自由に変更されるように設計されることが好ましい。この場合に、本発明による試験台は、試験対象物に対して自由に設定された入射角度の音響を用いて測定値を得るための追加の選択肢を提供する。言い換えると、本発明は、必要とされるあらゆる音場条件（垂直の音響入射、拡散音場、または、任意の方向付けられた音響入射角度（＋９０°から−９０°））を生じさせるための単一の試験台を提供する。
【００１１】
音響送出装置に割り当てられている制御手段は、特に、マルチチャンネルコンピュータ制御手段であってよい。
【００１２】
一次元の音場の発生に関しては、送出チャンバの内側に吸音ライニングまたは低反射ライニングが備えられるべきである。このようにして、反射を原因とする拡散した音場成分の発生が抑制されてよい。
【００１３】
本発明による試験台のさらに別の有利な実施態様が、送出チャンバと受け取りチャンバとが連結されており、かつ、試験開口が自由に垂直もしくは水平に、または、任意の傾斜角度に位置させられるように、空間的に変更可能な形で取り付けられていることを特徴とする。この設計によって、本発明による試験台は、検査のためのサンプルが特定の方向配置の形に配置されなければならないかまたは重力が特定の角度から試験用試料に対して作用しなければならない、１つまたは複数の窓タイプまたは天井タイプの試験台を組み合わせる。
【００１４】
本発明による試験台と本発明による方法とのさらに別の好ましくかつ有利な実施態様が、従属特許請求項に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係るこれらの形態および他の形態は、以下の記述および添付図面によってより一層明確に理解されるであろう。
【実施例】
【００１６】
図１に概略的に示されている試験台が、送出チャンバ１と、この送出チャンバに隣接している受け取りチャンバ２とを含み、この受け取りチャンバ２は分割壁３によって送出チャンバから隔てられており、および、この分割壁３は試験対象物４を収容するための開口を有する。
【００１７】
送出チャンバ１と受け取りチャンバ２は、これらのチャンバが空間的に変更可能であるように、特に、試験対象物４を伴う試験開口が随意に垂直または水平に配置されるように、連結されて構造体すなわちフレーム（図示されていない）上に支持されている。したがって、本発明による試験台は、窓試験台と天井試験台との組合せに相当する。試験台の空間的に変更可能な支持物は、試験開口としたがって試験対象物４とが垂直と水平との間の任意の平面内（＋／−３６０°）に配置されるように設計されている。
【００１８】
試験対象物４は、材料サンプル、１つまたは複数の層を含む材料上部構造、構造部品、または、例えば車両ダッシュボードカバーのような完成部品であってよい。分割壁３は、複数の区切りの形に構成されてよく、および、試験開口のサイズが試験対象物４のサイズに適合させられることを可能にする。
【００１９】
送出チャンバ１の内側には吸音ライニングが備えられている。送出チャンバ１が低反射率を有するように設計されることが好ましい。このために、送出チャンバ１の壁と天井と床とに高吸音性のライニングが備えられており、この高吸音性のライニングは、例えば、開放気孔発泡体または他の吸音材料で作られておりかつ送出チャンバの中に向けられている楔形の要素から形成されてよい。
【００２０】
送出チャンバ１は、少なくとも４つの（好ましくは少なくとも１６個の）同等の音響送出装置６を含む音響送出装置アレイ５を備えている。音響送出装置の個数が平方数（４、９、１６、２５）に等しいことが好ましい。音響送出装置６は、１つの平面上にかつ互いに等距離に正方形の格子の形に配置されている。必要に応じて、音響送出装置６は、さらに、格子の代わりに円形パターンまたは確率的パターンの形に配置されてもよい。円形の配置の場合には、音響送出装置６が同心円の形に配置されることが好ましい。音響送出装置６は広帯域スピーカとして実現されてもよい。特に、音響送出装置６は平面振動膜を有するスピーカであってもよい。広帯域スピーカに加えて、高音域スピーカも高周波数での調査のために使用されてよい。特に、スピーカパネルがこの目的のために交換可能であるように設計されてもよく、すなわち、高周波数での調査のためには、広帯域スピーカを有するパネルが取り除かれて、高音域スピーカを有するパネルによって置き換えられてもよく、高音域スピーカは一般的に広帯域スピーカよりも小さい。
【００２１】
平面の送出装置アレイ５と、したがって音響送出装置６の共有平面とが、分割壁３に対して平行である。送出装置アレイ５、および／または、この送出装置アレイ５に対して実質的に平行に延びる分割壁３は、音響送出装置アレイ５と分割壁３との間の距離が調整可能であるように移動可能である。
【００２２】
音響送出装置６の各々は、それ自体の音響発振器７とそれ自体の出力増幅器８とを有する。したがって、音響送出装置６は、選択される形で個別に制御されることが可能である。説明を分かり易くするために、少数の音響発振器７と出力増幅器８だけが図面に示されている。
【００２３】
制御手段が音響発振器７に割り当てられており、この制御手段によって、音響発振器７としたがって音響送出装置６とが、試験対象物４が中に入れられている分割壁３内の窓状の開口に向けて方向付けられた拡散音場または実質的に一次元の音場を随意に発生させるように、個別に制御されることが可能である。音響発振器７と音響送出装置６とに割り当てられているこの制御手段は、例えば、マルチチャンネルコンピュータ制御手段であってよい。
【００２４】
図２と図３は、送出チャンバ１内で拡散音場を生じさせる制御モードを示す。この場合には、すべての音響発振器７はタイムシフトした位相位置に応じて制御される。したがって、拡散波頭が生じさせられる。試験対象物（試験サンプル）に対する音響の拡散入射は、０°の角度を有する垂直な入射角度に対して−９０°から＋９０°の範囲内の入射角度を含む。この制御モードは、従来の窓試験台または天井試験台における測定条件に相当する。
【００２５】
図４と図５に示されているように、本発明による試験台は、さらに、試験対象物に対する音響の垂直な入射角度を伴う自由音場条件に相当する制御モードで動作させられてもよい。このモードでは、すべての音響発振器７は同一の位相位置で動作させられる。あるいは、この代わりに、すべての出力増幅器８は、さらに、単一の音響発振器と同時に動作させられてもよい。各々の場合に、実質的に平面波が生じさせられ、すなわち、試験対象物４に対する垂直な音響入射角度を有する一次元の音場が生じさせられる（図１を参照されたい）。
【００２６】
さらに、本発明による試験台は、垂直ではない入射角度Ｘ°で試験対象物４に対して方向付けられている実質的に一次元の音場を生じさせる制御モードで動作させられてもよい。このために、図６と図７とに概略的に示されているように、すべての音響発振器７は、互いにグループ単位でオフセットしている定位相位置で動作させられる。この目的の実現のために、音響発振器７はグループ単位に編成され、この各グループは音響送出装置アレイ５の格子配列の行または列に割り当てられる。
【００２７】
図７は、音響発信機６の１つの行または列のための動作信号と、音響送出装置６のその次の行または列のための動作信号との間の位相ずれ角度が、すべての場合において同一の値に設定されていることを示す。したがって、実質的に平面波が、設定された位相ずれ角度に対応する試験対象物４での音響入射角度Ｘ°を伴って生じさせられる。
【００２８】
この位相ずれ角度は、特定の角度で試験対象物４に入射する実質的に一次元の音場が生じさせられるように、本発明による制御装置によって任意の値に設定されてよい。
【００２９】
少なくとも１つのマイクロホン（図示されていない）が、試験対象物４を通過することが可能な音響を記録するために、試験台の受け取りチャンバ２内に配置されている（図１を参照されたい）。しかし、複数のマイクロホンを含むマイクロホンアレイ（図示されていない）が受け取りチャンバ２内に配置されることが好ましい。この場合には、マイクロホンは、分割壁３の平面に対して平行に延びる平面内に配置されており、および、正方形の格子パターンの形に互いから等距離にある。この種類のマイクロホンアレイを用いて、放射構造表面上に局所的な部分音源を配置することが可能である。特に、こうしたマイクロホンアレイは、音圧または音量の分布が試験対象物４の全体にわたって測定されることを可能にする。このようにして、試験対象物４に関する放射の特徴とモード分布とに関する情報を得ることが可能である。これに加えて、受け取りチャンバ内の音量も、この受け取りチャンバ内に配置されている回転マイクロホンによって測定されてもよい。
【００３０】
図８は、本発明による試験台が旋回可能であるように取り付けられている実施形態の略図である。旋回範囲は３６０°である。照合番号９は、旋回可能な形で試験台を受け入れる保持装置すなわちラックを示す。回転軸が照合番号１０で示されている。この実施形態は、重力が自由に設定可能な角度で試験対象物４に作用する、遮音すなわち挿入損失（音響透過損失）の測定値が得られることを可能にする。
【００３１】
本発明の設計は、上述の実施形態の設計に限定されない。これとは反対に、様々な変型が可能であり、こうした変型は、設計において基本的に異なっている場合でさえ、特許請求項に反映されている本発明の着想に基づいたままである。例えば、音響送出装置アレイ５は、さらに、１６個よりも少ないか多い互いに同等の音響送出装置を含んでもよく、例えば、個別に動作可能であるかまたはグループ単位で動作可能である１２個、２０個、または、１００個のスピーカを含む音響送出装置アレイ５が使用されてもよい。音響送出装置６の正方形で格子状の配置に加えて、本発明の範囲は、さらに、例えば球形の波頭を生じさせるために、特殊な音場を生じさせるための音響送出装置の円形または確率的な配置を提供する。さらに、送出チャンバ１は、さらに、天井試験台を再現するために受け取りチャンバ２の上方または下方に配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】斜視図の形での本発明による試験台の略図である。
【図２】拡散音場を生じさせる制御モードにおける図１の試験台の一部分の略図である。
【図３】拡散音場を生じさせる制御モードのさらに別の図解のための略図である。
【図４】試験対象物に対する垂直の音響入射を伴う一次元音場を生じさせる制御モードにおける、図１の試験台の一部分の略図である。
【図５】試験対象物に対する垂直の音響入射を伴う平面波を生じさせるための制御モードのさらに別の図解のための略図である。
【図６】試験対象物に対する垂直ではない特定の音響入射角度を伴う一次元音場を生じさせる制御モードにおける、図１の試験台の一部分の略図である。
【図７】試験対象物に対する垂直ではない設定された音響入射角度を伴う平面波頭を生じさせる制御モードのさらに別の図解のための略図である。
【図８】空間的に可動（旋回）であるように試験台が支持されている、本発明による試験台の実施形態の略図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    送出チャンバ
２    受け取りチャンバ
３    分割壁
４    試験対象物
５    音響送出装置アレイ
６    音響送出装置
７    音響発振器
８    出力増幅器
９    保持装置
１０    回転軸
【図１】
2006010692.tif 000003
【図２】
2006010692.tif 000004
【図３】
2006010692.tif 000005
【図４】
2006010692.tif 000006
【図５】
2006010692.tif 000007
【図６】
2006010692.tif 000008
【図７】
2006010692.tif 000009
【図８】
2006010692.tif 000010