스마트계측기

저주파 음의 원인은?

저주파 음의 정의는 명확하지 않습니다만, 환경청이나 소음진동학회에서는, 약 100 Hz이하의 소리를 저주파 소리, 통상적인 사람이 안 들리는 20 Hz이하의 소리를 초저주파음과 분류했던 것 같습니다.

저주파 음의 특징은 어느 특정 주파수 및 그 진동수가 기본 진동수의 정수배(整數倍)인 음이 현저하게 특이한 소리인 경우가 많은 것입니다.

예를 들면, 공장에 설치된 콤프레셔의 저주파 음은 회전수나 왕복 주기에 기인한 소리, 방직기 공장의 저주파 음은 다수의 방직기가 같은 회전 수·동작에서 발생하는 소리, 변압기의 저주파 음은 공급 전원의 60 Hz의 진동수가 기본 진동수의 정수배(整數倍)인 음, 주파수의 전자 진동에 기인한 소리, 펌프 및 접속 관로계에서 소리는 펌프의 회전수에 날개 수를 곱한 주파수의 수중 내 맥동에 기인한 소리, 등이 특징적인 사례입니다.

또, 기기 자체에서 발생하는 저주파 소리만 아니라, 기기 등의 진동이 지반과 건물 내를 전파가 주택 거실 등의 내장에 도달하고 방사되는 저 주파수의 고체 전파음도 영향을 끼치는 경우가 많은 것도 특징중 하나 입니다.

저주파 음의 원인을 조사하는 방법으로서는, 예를 들면 한 주택에서 문제가 되고 있는 저주파 음과 발생 원인이 상정되는 기기 등의 발생 음의 상관성이 어느 정도 있는지를 파악하는것이 기본이 됩니다.

이 경우에는 저주파 음이 있는 특정 주파수가 현저하게 특이하다는 특징에 주목해야합니다.

대상 저주파 음과 기기 등의 발생 소리의 주파수 특성을 측정하고 저주파 음의 영향으로 문제되는 주파수에서 동시에 일어나고 있는 경우, 그 기기 등을 발생원으로 추출합니다.

대부분의 경우, 저주파 음을 발생한 기기등은 자체의 진동도 같은 주파수에서 두드러지게 튀는 경우가 많으므로, 발생원의 진동 주파수 특성을 측정하고 특정부의 정확도를 올리는 것도 유효하게 됩니다.

그러나, 이상의 방법으로도, 다른 소음의 영향으로 주파수가 명확하게 검출할 수 없는 경우도 있습니다.

가장 확실한 방법으로는 대상 저주파 음과 기기등의 발생 음의 간섭성 함수를 측정하는 방법을 제안할 수 있습니다.

코히 런스 함수란, 두가지 신호 간의 상관 정도를 나타내는 값이며, 예를 들어 대상 저주파 음의 신호와 기기등의 발생 소리의 신호와의 코히 런스 함수의 값이 1인 경우, 양자의 상관 관계는 100%로 한(양측이 완전히 관계하는)것을 나타냅니다.

이 방법에서는, 대상으로 하는 소리가 다른 소음에 묻혀서 튀지 않은 경우에도 상관성을 파악할 수 있으므로, 발생원을 추정하며 정확도가 높고, 고체 전파음의 영향 등도 파악할 수 있는 경우도 있습니다.

소음의 주파수 특성 측정법은?

FFT, 1/1, 1/3 옥타브 분석시 어떻게 구분하여 사용할까?

​소음의 주파수 특성 측정법으로 FFT, 1/1, 1/3 옥타브 분석 등이 있는데, 어떻게 구분하여 사용해야할까? 궁금해하시는 분들을 위해 적어봅니다.

소음이 환경기준에 적합한가 등을 평가하는 경우, 타원형 수치로 평가가 이루어집니다.

이 때, 특히 주파수 특성의 측정은 요구되지 않는 경우도 많습니다만, 소음을 더욱 낮출 필요가 있는 경우 등에 주파수 특성의 측정이 효과적입니다.

측정에는 FFT, 1/1, 1/3 옥타브 분석 등의 방법이 사용됩니다만, 이러한 차이는 소음을 몇 개의 주파수로 나눌 때의 분할 방법에 있습니다.

먼저, 1/3 옥타브나 1/1 옥타브 분석은 인간이 두 주파수를 비교할 때 주파수의 비(비가 1/2일 때 1 옥타브라고 한다)를 기준으로 하고 있다는 점에 유래하고 있습니다.

1/1과 1/3 옥타브는 각각 1 옥타브를 하나 또는 세 개로 나눈 측정방법입니다.

옥타브의 분석은 주로 소음 속에서 대책을 필요로 하는 주파수대역을 결정하기 위해 사용됩니다.

또한 FFT로의 분석은, 협대역 분석이라고도 불리며 소음 발생의 원인을 조사하기 위한 상세한 분석에 사용됩니다.예를 들면, 「회전 기계등에서, 회전수의 몇배에 비례한 소음이 나와 있는지 조사한다.」

「피크 주파수가 몇Hz인가를 조사해, 공명 부위를 특정한다.」 등에 이용됩니다.

따라서, 충분히 음원의 특성을 알고 있는 제품의 소음을 평가하는 경우에는, 옥타브 분석으로 충분한 경우가 많아, 오히려 데이터량이 많은 FFT 분석은, 데이터간의 비교를 곤란하게 하는 경우도 있습니다.

덧붙여 FFT, 1/3, 1/1/1 옥타브 분석에서는, 예를 들면 같은 1 kHz에 대응하는 소음 레벨의 수치가 다른 것에 주의가 필요합니다.

특히 1/1로 1/3 옥타브에서, 데이터를 잘못 인식하는 미스가 여기저기 조금씩 보이게 됩니다.

본래 1/3 옥타브는 1 옥타브를 3개로 분할한 것이기 때문에, 일반적으로는 1/1 옥타브에 비해 5 dB 정도 작은 값이 됩니다.

본인도 현장에서 FAX로 보내오는 "1/1옥타브(실은 1/3옥타브) 분석결과"의 총합이 오버올수치보다 5dB나 낮아 '계측 주파수 범위에서 벗어난 초저주파음인가?'라고 야단법석을 떨었던 경험이 생각납니다.

안전피펫터(피펫휠러) 사용법은?

액체의 이동을 떨어져서 행하기 위해 사용된다.

피펫은 클램프에 의해 수직으로 유지되고 자유롭게 움직일 수가 있습니다.

다른 끝에는 피펫과 튜브로 연결된 주사통이 갖추어지고 이 주사통을 조작함으로써 액을 피펫안에 빨아들여 액량을 측정할 수 있도록 되어 있다.

라고 설명되여 있습니다.

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안전 피펫이라고 하는 것은 용액을 피펫에 빨아올려 흘려보내기 위해 사용하는 것입니다.

용액은 입으로 빨아들일 수도 있지만 용액이 해로운 것일 경우 잘못해서 입에 들어가 버리면 곤란하기 때문에 이런 기구들을 사용합니다.

안전 피펫도 다양한 형태의 것이 있습니다만, 이것이 가장 많이 사용되고 있는 형태입니다.

사진의 제일 아래의 부분에 피펫을 꽂고, 「A」의 밸브를 눌러 둥근 구슬의 공기를 뽑아, 「S」의 밸브를 누르면, 용액이 흡수되어 올라옵니다.

표선보다 위까지 빨아들였다면 피펫의 끝을 용액면에서 떼어내고, 'E' 밸브를 눌러 용액을 흘려 보내면서 표선에 액면을 맞춥니다.

용액을 옮기는 용기 위에 피펫을 가져와, 「E」를 눌러 흘려냅니다.

용액을 틀 때 실수로 'S'를 눌러서 피펫터 안에 용액을 넣는 실수를 많이 하기 때문에 조심스럽게 다루셔야 하는 기구입니다.

FFT 주파수 분석 차이점은?

실시간 분석기

소음 레벨, 진동 레벨 등 감각량 평가나 대책 평가에 옥타브 밴드, 1/3 옥타브 밴드 분석이 주로 사용됩니다.

소음계, 진동 레벨계와 같은 감각 보정 특성(주파수 중량 특성, 시간 중량 특성, 주파수의 대수 표시)을 사용하여 평균화를 실시할 수 있으므로 감각량을 평가하는 측정에 적합합니다.

건축음향관계의 차음성능, 실내소음평가, 음향파워레벨, 건축재료평가, 음질평가, 전반계 특성 등의 측정에 사용됩니다.

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FFT 분석기

소리·진동 현상을 물리적으로 파악해 대책을 주목적으로 하는 주파수 분석기입니다.

시간 영역, 주파수 영역에서 분석할 수 있어 범용성이 뛰어납니다.

주파수 분해능이 우수하기 때문에 소음원, 진동원의 파악을 위해서는 반드시 필요합니다.

또한 다채널 간 신호(소리와 진동 등)의 상관성 등도 분석할 수 있어 자동차, 기계, 컴퓨터, 가전제품 등의 소음·진동 분석, 방진재·제진재료의 개발·평가, 기계 임피던스, 모드 해석, 인텐시티 측정, 트래킹 분석, 전파계의 특성, 음질 평가 등의 측정에 사용됩니다.

일반 소음, 진동 대책·평가에 필수적입니다.

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FFT 분석기

FFT(고속 프리에 변환, Fast Fourier Transform)를 이용한 분석결과의 대역폭은 정폭형입니다.

FFT 분석기의 구성은 입력된 신호로부터 분석대역 외 신호를 제거하기 위해 로패스 필터(​anti-aliasing filter)를 지나 A/D 회로에서 디지털 신호로 변환됩니다.

게다가 시간창(윈도우)의 처리를 실시해 FFT 연산하는, 이산적 주파수 분석 방법입니다.

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