火山観測に用いられる超低周波音測定器の感度校正法の開発

火山观测次声测量仪器灵敏度校准方法的研制

基本信息

批准号：
21K04101
负责人：
山田桂輔
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04101/
关键词：
超低周波音音響校正マイクロホン計測

项目摘要

超低周波音は空気による減衰が小さいため、音源の情報を遠方まで伝えるという特性がある。これを利用し、火山活動等を遠方から観測する方法が現在研究されている。しかし、現在1 Hz未満においては、測定に用いるマイクロホンの感度校正法が確立していない。本研究の目的は、超低周波音計測の信頼性の向上のため、トレーサビリティを確保したマイクロホン校正を0.1 Hz～1 Hzの周波数範囲において可能にすることである。本研究では、超低周波数領域に特化した新しいマイクロホン感度校正法として、液柱型音圧発生装置を用いた校正システムの開発を行う。液柱型音圧発生装置は液柱圧力計の原理を応用して独自開発したもので、液柱の高さの変動により圧力変動、すなわち音圧を発生させる。低い周波数ほど安定した音圧発生を見込める方式であり、従来の校正法においては発生音圧が不安定となりやすい1 Hz未満の周波数域でも、安定した校正が可能であると考えられる。去年度までに、開発した液柱型音圧発生装置により安定した音圧発生を可能とした。本年度は、装置による発生音圧の計算値と、その音を受けたマイクロホンからの出力電圧を基に、マイクロホンの感度を求める段階へ進んだ。結果として、被校正マイクロホンの感度として、矛盾の無い値が校正値として得られることが、0.1 Hz ~ 1 Hzにおいて確認できた。現在は、１Hz以上で発生する、校正感度の理論的な周波数特性からのずれに関して原因の検討を行っている。１Hzを超える校正は本研究の目的の範囲外ではあるが、従来の校正方法（1 Hz以上で適用可能）との連続性の確認による、本校正法の信頼性の確認を目的として行っている。

次声具有长距离传输声源信息的特点，因为它受空气衰减较小。目前正在研究使用它来远距离观察火山活动的方法。然而，目前还没有成熟的方法来校准用于 1 Hz 以下测量的麦克风的灵敏度。本研究的目的是实现0.1 Hz至1 Hz频率范围内的可追溯麦克风校准，以提高次声测量的可靠性。在本研究中，我们将开发一种使用液柱式声压发生器的校准系统，作为专门针对超低频区域的新型麦克风灵敏度校准方法。液柱式声压发生器是应用液柱压力表原理，利用液柱高度波动产生压力波动，即声压的装置。该方法有望在较低频率下产生更稳定的声压，并且即使在1Hz以下的频率范围内也可以进行稳定的校准，而传统校准方法所产生的声压往往不稳定。到去年，我们已经可以使用我们开发的液柱式声压发生器来产生稳定的声压。今年，我们进入了根据设备产生的声压的计算值和接收声音的麦克风的输出电压来确定麦克风灵敏度的阶段。结果证实，在0.1Hz至1Hz范围内，作为校准值，获得了待校准麦克风的灵敏度的一致值。目前，我们正在调查频率高于 1 Hz 时校准灵敏度与理论频率特性出现偏差的原因。虽然1 Hz以上的校准不在本研究的范围内，但目的是通过确认与传统校准方法（适用于1 Hz以上）的连续性来确认该校准方法的可靠性。