オクターブバンド分析とは

質問

床の上を人が歩くことに伴う振動測定(鉛直振動)を行い、オフライン処理(ソフトウェア上)で測定データから、1/3オクターブバンド分析による加速度の最大値(0-P)が求めたい結果です。
そもそもオクターブバンド分析というものは、全体波形(振動波形)のどのタイミングで処理を行っているものなのでしょうか？振動波形の中で最大値を示す箇所(もしくは、オーバオールが最大の位置)で処理を行いたいのですが、関連書物を見てもいまいちピンとくるものがありませんでした。
私自身の勉強不足ではありますが、何卒ご教示宜しくお願いいたします。

回答No.1

noname#65504 · ベストアンサー

通常オクターブバンドはアナログフィルターを介してバンド幅の周波数範囲の振動成分を抜き取り、解析しています。これをリアルタイムと呼んでいます。通常は表示は瞬時値ではなく、ｒｍｓ値を用います。
つまり、アナログフィルターというハードが必要なのです。

しかし質問者が行おうとしているのものは、おそらくディジタル信号で取り込んだデータをコンピュータ上で計算しようとしているのではないでしょうか？
それも、ＦＦＴを用いた方法を考えているのではないでしょうか？

ＦＦＴは一定の時間のデータが必要なので、オーバーオールが最大を示す瞬間のデータだけを解析することはできず、その周辺のデータも使用しなければなりませんので、質問者がしたいことは無理でしょうし、ＦＦＴから考えているから質問にあるような疑問が浮かんでいることと思います。
またこの方法から求めた値は必ずしもリアルタイムにより求めた結果と一致しません（このことはリオンのバンド分析器のマニュアルにも書いてありましたね）。

なお、私自身はあまり詳しくないのですが、ディジタルフィルターでバンドパスをかけた波形から、オールパスが最大を示した瞬間の波形振幅を読み取れば、できそうな気もします。でも、フィルターをかけた際に位相のずれが発生することが多いので、そのためにできないかもしれません。

お礼

semi-zzzさん回答ありがとうございます。

わたしの行おうとしている事は、まさにsemi-zzzさんが仰った通りの処理です。
オクターブバンド分析には時定数を掛ける(平均化する)のに、その上ＦＦＴサンプリング数も必要なので頭の中が？？？となっていました。ＦＦＴを用いるために幅が必要－といったイメージでしょうか。

私の処理方法では、求めている結果と違うものが得られてしまいそうなので、semi-zzzさんに教えていただいた処理方法と、オクターブバンド実時間分析器による処理(アナログデータによる処理)を併せて検討していきたいと考えております。

回答No.2

noname#65504

＃１です。

回答とは直接関係のないことですが、
ＦＴＴは切り取った区間が繰り返されるという前提のもと、波形は正弦波で合成できるというものです。
ＦＦＴにより、分解されたものは正弦波です（実際は分解能による誤差があります）。
正弦波のｒｍｓは１／２×√２（約０．７倍）です。
ＦＦＴにしてしまうと時定数をかけるのは難しいので、簡易評価としてこの関係を用いることもできます。

また、リアルタイムと同じ結果にはなりませんが、床振動の評価にＦＦＴを用いて解析する場合もあります（この場合ＡＰの最大値の値ではなくピークホールド方などを用いている）。
確か大成建設さんあたり（？）が半導体工場の振動についてそのような論文を建築学会に投稿していたと思いますので、探してみてはどうでしょうか？

あとオクターブバンドフィルターはＪＩＳに規定がありますが、これはアナログを想定していますので、誤差を許しています。
そのため、同じ結果にするのは困難です。
ちなみに同じオクターブ分析器でも、メーカーが異なるとアナログフィルター自体が違いますので、結果が異なります（リオンと小野測器では結果が違いますね）