異音源を突き止めるために、異音の周波数分析がよく行われています。しかし、周波数スペクトルだけで異音源を突き止めるのは非常に難しいものです。
異音源を効果的に突き止めるためには、異音を耳で聞いてみること、またスペクトルだけではなく、ソナグラム（声紋）を観察して異音の周波数的な特徴と時間的な特徴を分析することが望まれます。
一方で、機械がどのような異常を起こしうるか、そのときにどのような異常な振動や騒音が発生するかなどの知識も必要になります。
弊社では以上のような総合的な分析を基に異音源を突き止めます。
振動や音は時間と共に変化する波形として観測されます。また、波形には色々なものがありますが、一般的に正弦波の重ねあわせとして表現することができます。このため、波形は複雑な形状をしていますが、周波数スペクトルとして表現すると分かりやすくなります。代表的な波形とそのスペクトルを以下に示します。
正弦波
最も単純な波形は、１つの周波数成分を持つ波形です。これは、正弦波で表されます。
周期波形
次に、機械要素などから出る振動や音にみられる周期波形があります。これは、基本の周波数とその整数倍の周波数を持つ成分（高調波成分）で構成される波形です。ギアや回転翼などから発生します。ちなみに、楽器の音も周期波形です。
概周期波形
更に複雑な波形として、概周期波形があります。この波形は相互に整数倍の関係にない周波数成分も含まれます。多数の機械要素の組み合わせからなる機械などでは、基本周波数が異なる複数の周期波形を含むことになります。
不規則波形
上記の波形は規則性があるため、未来の振幅値を予測することができますが、過去の振幅値から未来の振幅値を予測できない不規則波形（ランダム波形）と呼ばれる波形もあります。機械から出る振動や音は不規則波形と考えられます。
スペクトルとソナグラムによる異音特定方法
ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）により求められる狭帯域のスペクトルやスペクトルの時間変化が解析されたソナグラムグラムを観察すると、異音源を特定できる場合があります。機械音のスペクトルには多数の線スペクトルが見られますが、その中で調和成分が見られることがあります。すなわち、ある周波数を基本周波数としてその高調波成分が多数見られるスペクトルです。右図のｆ１、ｆ２、ｆ３はこの関係にあります（ｆ４はこの関係にはありません）。この場合、ｆ１～ｆ３の周波数成分を発生している何らかの機械部品があることが分かります。
それでは、この機械部品としては何が考えられるでしょうか。可能性としては次のものが考えられます。
歯車、玉軸受け、軸流圧縮機、気柱共鳴、きしみ音、打撃音
基本の周波数が次の周波数であれば、歯車が異音源であると考えられます。
周波数＝毎分の回転数／６０／歯数
基本の周波数が次の周波数であれば、玉軸受けが異音源であると考えられます。
周波数＝毎分の回転数／６０／玉数
基本の周波数が次の周波数であれば、軸流圧縮機が異音源であると考えられます。
周波数＝毎分の回転数／６０／動翼枚数
それ以外の場合は気柱共鳴ときしみ音が考えられます。
スペクトルが連続的で基本の周波数が次の周波数であれば、気柱共鳴であると考えられます。
周波数＝音速／（４＊管長） 管端の一方が開いており、他方が閉じているとき（同時に、周波数は基本の周波数の奇数倍）
周波数＝音速／（２＊管長） 管の両端が閉じているか、開いているとき（同時に、周波数は基本の周波数の２、３、・・、ｎ倍）
スペクトルが不連続なとき（ソナグラムで横線が途切れるとき）は、きしみ音か打撃音が考えられます。きしみ音や打撃音では衝撃音が定期的に発生しますが、衝撃の頻度が低いと不連続音に、衝撃の頻度が高いと連続音に聞こえます。
異音検査装置
