JP2011099740A - Minute signal detection device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微小信号を検出する微小信号検出技術に関し、特に、ノイズを大幅に低減する技術に関する。 The present invention relates to a minute signal detection technique for detecting a minute signal, and particularly to a technique for greatly reducing noise.
様々な目的のために、従来から、微小信号を検出することが行われている。微小信号の場合、被検出物の特性より、センサを設置する場所には色々な制約(例えば、防水対策が必要、設置場所が小さい、手の届かない場所、被検出物が脆弱)が存在する。ここでは、微小信号として漏水音(微小音)を例にあげる。例えば、漏水検出装置は、漏水音を測定し水道管の漏水をチェックする際に使用するものである。具体的には、漏水検出装置は漏水音を振動として捉えるピックアップセンサを使用して、水道管から伝わる漏水音をリアルタイムで聴音することにより、または、水道管から伝わる漏水音をデジタル変換した後、スペクトル解析し、漏水の存在をチェックする。このとき、漏水音がノイズにかき消されて、漏水音の検出が難しくなることがある。つまり、漏水検出装置は、S/N比(Signal-Noise-ratio)が大きな問題となっている。 For various purposes, a minute signal is conventionally detected. In the case of a minute signal, there are various restrictions (for example, waterproof measures are required, the installation location is small, the place is out of reach, and the detected object is vulnerable) due to the characteristics of the detected object. . Here, a leakage sound (micro sound) is taken as an example of the micro signal. For example, the water leakage detection device is used when measuring water leakage sound and checking water pipe leakage. Specifically, the water leakage detection device uses a pickup sensor that captures the water leakage sound as vibration and listens to the water leakage sound transmitted from the water pipe in real time, or after digitally converting the water leakage sound transmitted from the water pipe, Spectral analysis and check for water leakage. At this time, the leaked sound is drowned out by noise, and it may be difficult to detect the leaked sound. In other words, the S / N ratio (Signal-Noise-ratio) is a big problem in the water leakage detection device.
ここで、ノイズとしては、例えば、電磁波等の電気的な要因によるノイズ、内部回路を要因とするノイズ、漏水音以外の振動を要因とするノイズ等、様々なものがある。これらノイズを低減するために、特定周波数のノイズを低減するフィルタ回路が組み込まれる。しかし、この場合でも、漏水音に近い周波数のコモンモードノイズおよびノンマルモードノイズ、ならびに、外乱である非周期的なノイズは低減できない。この非周期的なノイズは、例えば、道路下に延設された水道管の漏水音に影響を与える自動車の騒音や建設機械の騒音、および、センサ近傍で発生する突発的な大きなノイズである。 Here, there are various types of noise, such as noise caused by electrical factors such as electromagnetic waves, noise caused by internal circuits, noise caused by vibrations other than water leakage sound, and the like. In order to reduce these noises, a filter circuit that reduces noise at a specific frequency is incorporated. However, even in this case, it is not possible to reduce common mode noise and non-normal mode noise having a frequency close to water leakage sound, and non-periodic noise that is a disturbance. This non-periodic noise is, for example, automobile noise or construction machine noise that affects the leakage sound of a water pipe extending under a road, and sudden noise generated near a sensor.
この問題に対応すべく、例えば、非特許文献1に記載された技術が提案されている。
図6に示すように、従来の漏水検出装置9は、漏水音集音板91と、ピックアップセンサ92と、オペアンプ93と、差動増幅アンプ94と、フィルタ回路95と、プリメインアンプ96とを備える。以下の説明において、オペアンプ93および差動増幅アンプ94をまとめて、チャージアンプと言うこともある。なお、図示は省略したが、漏水検出装置9は、漏水音集音板91が水道管(不図示)に当接するように取り付けられる。
In order to deal with this problem, for example, a technique described in
As shown in FIG. 6, the conventional water
ピックアップセンサ92は、漏水音集音板91を介して、水道管から伝わる音を振動として捉える。そして、ピックアップセンサ92は、オペアンプ93と差動増幅アンプ94とに、検出した音を信号として出力する。
The
オペアンプ93は、ピックアップセンサ92からの信号を反転させて、この信号を差動増幅アンプ94に出力する。
The
差動増幅アンプ94は、ピックアップセンサ92からの信号と、オペアンプ93からの信号とが、逆相信号として入力される。そして、差動増幅アンプ94は、この逆相信号を差動増幅して、フィルタ回路95に出力する。
The
ここで、配線上にのる電気的ノイズの影響を低減し、S/N比を向上させる為、漏水検出装置9では、漏水音集音板91と、ピックアップセンサ92と、オペアンプ93と、差動増幅アンプ94とを一体化することが多い。これにより、漏水検出装置9は、フィルタ回路95に到達する信号レベルを高レベル化し、配線上にのる電気的ノイズの影響を低減している。
Here, in order to reduce the influence of electrical noise on the wiring and improve the S / N ratio, the water
以下、漏水検出装置9によるノイズ低減の原理を説明する。
漏水検出装置9は、ピックアップセンサ92からの信号を、図7(a)の下段「V2」のようにオペアンプ93で反転させて、差動増幅アンプ94で差動増幅する。つまり、図7(b)および図7(c)に示すように、漏水検出装置9は、この逆相信号を差動増幅アンプ94で加算して増幅したことになる。
Hereinafter, the principle of noise reduction by the water
The water
一方、漏水検出装置9は、オペアンプ93以降で発生したノイズ(図6の符号A参照)がオペアンプ93を通過しないことから、このノイズが反転しない(図8(a)の下段「V2」参照)。このため、漏水検出装置9は、このノイズが同相信号として差動増幅アンプ94に入力するので、差動増幅アンプ94の出力がゼロとなる。このようにして、漏水検出装置9は、ノイズを低減する(図8(b),図8(c)参照)。
On the other hand, in the water
しかし、従来の漏水検出装置9では、ピックアップセンサ92からオペアンプ93までの間で発生したノイズ(図6の符号B参照)が、信号成分と同様にオペアンプ93で反転する。従って、従来の漏水検出装置9は、信号成分と同様に逆相信号となったノイズを低減できずに、これが原因となり漏水音を検出できない場合がある。特に、従来の漏水検出装置9は、ピックアップセンサ92の出力直後でノイズが発生し易く、これが大きな問題となっている。仮に、従来の漏水検出装置9において、ピックアップセンサ92からオペアンプ93までの間で発生したノイズも低減し、S/N比を向上させることができれば、ピックアップセンサ92(センサ部)のみを分離することが可能となる。これにより、センサ部を小型化および軽量化できるので、従来では取り付け困難な測定場所にもセンサ部を取り付け可能となり、より一層応用範囲が広がる。
However, in the conventional water
そこで、本発明は、前記した問題点に鑑みて考案されたものであり、S/N比が良好な微小信号検出技術を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a minute signal detection technique with a good S / N ratio.
前記した課題を解決するため、本願第1発明に係る微小信号検出装置は、被検出物に接続して、微小信号を検出する微小信号検出装置において、前記微小信号を検出して微小信号検出信号を出力する第1の微小信号センサと、前記第1の微小信号センサと同一の回路構成で、かつ、前記第1の微小信号センサの近傍に配置されると共に、前記第1の微小信号センサと異なる感度で前記微小信号を検出して微小信号検出信号を出力する第2の微小信号センサと、前記第1の微小信号センサが出力した微小信号検出信号と、前記第2の微小信号センサが出力した微小信号検出信号とを差動増幅する差動増幅器と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a minute signal detection device according to the first invention of the present application is a minute signal detection device that detects a minute signal by connecting to an object to be detected. And the first minute signal sensor, the first minute signal sensor having the same circuit configuration as that of the first minute signal sensor, and disposed in the vicinity of the first minute signal sensor. A second minute signal sensor that detects the minute signal with different sensitivities and outputs a minute signal detection signal, a minute signal detection signal that is output from the first minute signal sensor, and an output that is output from the second minute signal sensor. And a differential amplifier that differentially amplifies the minute signal detection signal.
かかる構成によれば、微小信号出装置は、第1の微小信号センサと第2の微小信号センサとの感度が互いに異なることから、同じ微小信号を検出した場合でも、それぞれの微小信号検出信号のレベルが異なる。また、微小信号検出装置は、第1の微小信号センサと第2の微小信号センサとが互いに近傍に配置されることから、それぞれの微小信号検出信号に、同じレベルのノイズが混入する。さらに、微小信号検出装置は、第1の微小信号センサおよび第2の微小信号センサが同一の回路構成であることから、それ自体のレベルノイズも同じである。従って、微小信号検出装置は、第1の微小信号センサと第2の微小信号センサとの微小信号検出信号の差分を取ることで、ノイズを大幅に低減することができる。 According to such a configuration, since the sensitivity of the first minute signal sensor and the second minute signal sensor are different from each other in the minute signal output device, even if the same minute signal is detected, each minute signal detection signal The level is different. In the minute signal detection device, since the first minute signal sensor and the second minute signal sensor are arranged in the vicinity of each other, the same level of noise is mixed in each minute signal detection signal. Furthermore, since the first minute signal sensor and the second minute signal sensor have the same circuit configuration in the minute signal detection device, the level noise of the device itself is the same. Therefore, the minute signal detection device can significantly reduce noise by taking the difference between the minute signal detection signals of the first minute signal sensor and the second minute signal sensor.
なお、被検出物に接続するとは、微小信号を検出できるように微小信号検出装置を被検出物に接触させること、または、微小信号を伝える媒体(例えば、水または空気)に微小信号検出装置が触れる状態とすることをいう。
また、被検出物は、微小信号の検出対象となる物または生物であり、例えば、水道管等の物、動物、および、人体が含まれる。
また、微小信号は、例えば、被検出物で発生する微小なレベルの信号であり、漏水音等の微小音が含まれる。
Note that the connection to the object to be detected means that the minute signal detection device is brought into contact with the object to be detected so that the minute signal can be detected, or the minute signal detection device is attached to a medium (for example, water or air) that transmits the minute signal. A state of touching.
The detected object is an object or an organism that is a detection target of a minute signal, and includes, for example, an object such as a water pipe, an animal, and a human body.
The minute signal is, for example, a minute level signal generated in the object to be detected, and includes minute sounds such as water leakage sound.
また、本願第2発明に係る微小信号検出装置は、前記第1の微小信号センサおよび前記第2の微小信号センサが、同一の振動板に隣接して設けられたことを特徴とする。
かかる構成によれば、微小信号検出装置は、振動板によって微小信号を採取し易くできる。
The minute signal detection device according to the second invention of the present application is characterized in that the first minute signal sensor and the second minute signal sensor are provided adjacent to the same diaphragm.
According to this configuration, the minute signal detection device can easily collect the minute signal by the diaphragm.
前記した課題を解決するため、本願第3発明に係る微小信号検出方法は、被検出物に微小信号検出装置を接続して、微小信号を検出する微小信号検出方法において、同一の回路構成で、かつ、異なる感度で、かつ、同一の振動板に隣接して設けられた第1の微小信号センサと第2の微小信号センサとが、前記微小信号を検出して微小信号検出信号をそれぞれ出力する第1工程と、前記第1の微小信号センサが出力した微小信号検出信号と、前記第2の微小信号センサが出力した微小信号検出信号とを差動増幅器により差動増幅する第2工程と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a minute signal detection method according to the third invention of the present application is the same as the minute signal detection method for detecting a minute signal by connecting a minute signal detection device to an object to be detected. In addition, the first minute signal sensor and the second minute signal sensor provided with different sensitivities and adjacent to the same diaphragm detect the minute signal and output the minute signal detection signal, respectively. A first step; a second step of differentially amplifying the minute signal detection signal output from the first minute signal sensor and the minute signal detection signal output from the second minute signal sensor by a differential amplifier; It is characterized by providing.
かかる方法によれば、微小信号検出方法は、第1の微小信号センサと第2の微小信号センサとの感度が互いに異なることから、同じ微小信号を検出した場合でも、それぞれの微小信号検出信号のレベルが異なる。また、微小信号検出方法は、第1の微小信号センサと第2の微小信号センサとが互いに近傍に配置されることから、それぞれの微小信号検出信号に、同じレベルのノイズが混入する。さらに、微小信号検出方法は、第1の微小信号センサおよび第2の微小信号センサが同一の回路構成であることから、それ自体のレベルノイズも同じである。従って、微小信号検出方法は、第1の微小信号センサと第2の微小信号センサとの微小信号検出信号の差分を取ることで、ノイズを大幅に低減することができる。 According to such a method, in the minute signal detection method, since the sensitivity of the first minute signal sensor and the second minute signal sensor are different from each other, even when the same minute signal is detected, The level is different. In the minute signal detection method, since the first minute signal sensor and the second minute signal sensor are arranged in the vicinity of each other, the same level of noise is mixed in each minute signal detection signal. Further, in the minute signal detection method, since the first minute signal sensor and the second minute signal sensor have the same circuit configuration, their own level noise is also the same. Therefore, the minute signal detection method can greatly reduce noise by taking the difference between the minute signal detection signals of the first minute signal sensor and the second minute signal sensor.
本発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
本願第1,3発明によれば、微小信号検出信号からノイズを大幅に低減できるので、S/N比が良好になる。これによって、本願第1,3発明では、検出した微小信号に対して、適切な判定を行うことができる。
According to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
According to the first and third inventions of the present application, noise can be greatly reduced from the minute signal detection signal, and the S / N ratio is improved. Accordingly, in the first and third inventions of the present application, it is possible to make an appropriate determination with respect to the detected minute signal.
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する同一の部材には同一の符号を付し、説明を省略した。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each embodiment, the same member having the same function is denoted by the same reference numeral, and the description thereof is omitted.
[漏水検出装置の概略]
本実施形態では、微小信号検出装置の一例として、被検出物としての水道管Xに当接して漏水音を検出する漏水検出装置1を説明する(図1参照)。なお、図1では、水道管Xを一点鎖線で図示し、漏水検出装置1でケース11に隠れる部分を破線で図示した。また、図1では、説明を簡易にするために、漏水検出装置1の差動増幅アンプ等の図示を省略した。
[Outline of water leakage detection device]
In the present embodiment, a water
図1に示すように、漏水検出装置1は、水道管Xの亀裂Xaで発生する漏水音を検出するため、センサ部1Aと信号処理部1Bとが分離した構造となっている(分離構造)。
As shown in FIG. 1, the water
センサ部1Aは、漏水音集音板12と、漏水音集音板12に装着された2個のピックアップセンサ13,14とを備える。また、センサ部1Aは、2個のピックアップセンサ13,14をケース11に収納している。そして、センサ部1Aは、漏水音集音板12の磁石12aを利用して、漏水音集音板12の設置面に対向する接触面が、水道管Xに密接するように固定される。
The
信号処理部1Bは、センサ部1Aからの信号を処理するため、差動増幅アンプ15、フィルタ回路16、および、プリメインアンプ17等を備える(図2参照)。また、センサ部1Aと信号処理部1Bとは、例えば、1m程度の配線ケーブル18で繋がれている。
The
ここで、漏水検出装置1を用いて、漏水音を検出する方法を説明する。
まず、漏水検出方法では、漏水音集音板12を、水道管Xに当接させて固定する。また、漏水検出方法では、2個のピックアップセンサ13,14で音を検出して微小音検出信号を出力する(第1工程)。そして、漏水検出方法では、第1のピックアップセンサ13が出力した微小音検出信号と、第2のピックアップセンサ14が出力した微小音検出信号とを差動増幅する(第2工程)。
Here, a method for detecting a water leakage sound using the water
First, in the water leakage detection method, the water leakage
これによって、漏水検出装置1において、2個のピックアップセンサ13,14が検出した微小音検出信号は、配線ケーブル18を通して信号処理部1Bに入力される。信号処理部1Bに入力された微小音検出信号は、漏水音より大きなノイズが混在していることが多い。このため、信号処理部1Bは、このノイズを低減して漏水音を顕在化し、増幅した微小音検出信号を漏水音分析装置2に出力する。
Thereby, in the water
その後、漏水音分析装置2は、例えば、入力された微小音検出信号のスペクトル解析を行い、水道管Xで漏水が発生しているか否かを判定する。なお、漏水音分析装置2は、一般的なものであるため、その詳細な説明を省略する。 Thereafter, the water leakage sound analyzer 2 performs, for example, spectrum analysis of the input minute sound detection signal to determine whether or not water leakage has occurred in the water pipe X. In addition, since the water leak sound analyzer 2 is a general thing, the detailed description is abbreviate | omitted.
[漏水検出装置の構成]
以下、図2を参照し、漏水検出装置1の構成について説明する。図2に示すように、漏水検出装置1は、センサ部1Aと、信号処理部1Bと、センサ部1Aおよび信号処理部1Bを繋ぐ配線ケーブル18(図1参照)とを備える。
[Configuration of water leakage detection device]
Hereinafter, the configuration of the water
センサ部1Aは、ケース11と、漏水音集音板(振動板)12と、第1のピックアップセンサ(第1の微小信号センサ)13と、第2のピックアップセンサ(第2の微小信号センサ)14を備える。
The
信号処理部1Bは、差動増幅アンプ(差動増幅器)15と、フィルタ回路16と、プリメインアンプ17とを備える、なお、信号処理部1Bの出力は、ケーブルを介して漏水音分析装置2の入力となる。
The
第1のピックアップセンサ13は、漏水音集音板12を介して、水道管Xから伝わる音を検出する。そして、第1のピックアップセンサ13は、検出した音を微小音検出信号として、差動増幅アンプ15に出力する。ここで、第1のピックアップセンサ13は、プラス側の出力が差動増幅アンプ15のプラス側に接続され、マイナス側の出力が接地される。なお、微小音検出信号が請求項に記載の微小信号検出信号に相当する。
The
第2のピックアップセンサ14は、漏水音集音板12を介して、第1のピックアップセンサ13が検出した音と同じ音を検出する。そして、第2のピックアップセンサ14は、検出した音を微小音検出信号として、差動増幅アンプ15に出力する。ここで、第2のピックアップセンサ14は、プラス側の出力が差動増幅アンプ15のマイナス側に接続され、マイナス側の出力が接地される。なお、ピックアップセンサ13,14は、ノイズを効果的に低減するために、所定の関係を有するところ、この詳細は後記する。
The
差動増幅アンプ15は、第1のピックアップセンサ13が出力した微小音検出信号と、第2のピックアップセンサ14が出力した微小音検出信号とを差動増幅する。そして、差動増幅アンプ15は、差動増幅した微小音検出信号を、フィルタ回路16に出力する。
The
フィルタ回路16は、例えば、差動増幅アンプ15からの微小音検出信号について、特定周波数成分(ノイズ成分)をカットする。そして、フィルタ回路16は、特定周波数成分をカットした微小音検出信号をプリメインアンプ17に出力する。ここで、フィルタ回路16としては、例えば、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタまたはハイパスフィルタがあり、漏水音等のノイズの周波数に応じてどのフィルタを用いるか適宜選択できる。なお、フィルタ回路16は、一般的なものであるため、その詳細な説明を省略する。
For example, the
プリメインアンプ17は、例えば、フィルタ回路16からの微小音検出信号を、所定のレベルまで増幅する。そして、プリメインアンプ17は、増幅した微小音検出信号を、ケーブルを介して、漏水音分析装置2に出力する。なお、プリメインアンプ17は、一般的なものであるため、その詳細な説明を省略する。
For example, the
<ピックアップセンサ13,14の関係>
ピックアップセンサ13,14は、ノイズを効果的に低減するために、幾つかの関係を有する。以下、ピックアップセンサ13,14の関係について、説明する。
<Relationship between
The
まず、ピックアップセンサ13,14の位置関係について説明する。ピックアップセンサ13,14は、互いに近傍に配置された場合、ピックアップセンサ13,14の出力に同じノイズが混入すると、そのノイズレベルが等しくなる。一方、ピックアップセンサ13,14は、互いに離して配置された場合、ピックアップセンサ13,14の出力に同じノイズが混入しても、そのノイズレベルが異なる可能性がある。従って、ピックアップセンサ13,14は、ノイズレベルを等しくするため、互いに近傍に配置する必要がある。ここで、ピックアップセンサ13,14は、可能な限り近くに配置することが好ましいが、例えば、互いの距離が1センチメートル以下となるように配置してもよい。
First, the positional relationship between the
次に、ピックアップセンサ13,14の回路構成の関係について説明する。ピックアップセンサ13,14は、その回路構成を同一とした場合、それ自体のノイズレベルが等しくなる。一方、ピックアップセンサ13,14は、その回路構成が異なる場合、それ自体のノイズレベルが異なる可能性がある。従って、ピックアップセンサ13,14は、それ自体のノイズレベルを等しくするため、同一の回路構成にする必要がある。
Next, the relationship of the circuit configuration of the
さらに、ピックアップセンサ13,14の感度の関係について説明する。漏水検出装置1では、差動増幅アンプ15がピックアップセンサ13,14の微小音検出信号を差動増幅する。このため、ピックアップセンサ13,14は、その感度が同一であると、差動増幅した後、微小音検出信号の信号成分が残らなくなる。従って、ピックアップセンサ13,14は、互いの感度が異なる必要がある。ここで、ピックアップセンサ13,14は、例えば、数デシベル(5デシベル)〜数十デシベル(20デシベル)程度、その感度が異なる。なお、ピックアップセンサ13,14は、感度の異なる範囲が制限されるものではない。
Furthermore, the relationship between the sensitivity of the
<ノイズ低減の原理>
以下、図3を参照し、漏水検出装置1によるノイズ低減の原理について説明する(適宜図2参照)。なお、図3(a)では、「V1」のグラフ(上段)が、第1のピックアップセンサ13の微小音検出信号のレベル(電圧)であり、「V2」のグラフ(下段)が、第2のピックアップセンサ14の微小音検出信号のレベル(電圧)である。また、図3(a),図3(b)では、ピックアップセンサ13,14の微小音検出信号に含まれるノイズ成分を斜線で図示した。
<Principle of noise reduction>
Hereinafter, the principle of noise reduction by the water
図3(a)に示すように、ピックアップセンサ13,14は、微小音検出信号をそれぞれ出力する。ここで、ピックアップセンサ13,14は、互いの感度が異なることから、微小音検出信号の最大レベル(最大電圧)が異なる。また、ピックアップセンサ13,14は、微小音検出信号に含まれるノイズレベルが同一となる。
As shown in FIG. 3A, the
図3(b)に示すように、第1のピックアップセンサ13の微小音検出信号と、第2のピックアップセンサ14の微小音検出信号との差分Dを求めると、ピックアップセンサ13,14の微小音検出信号からノイズ成分を大幅に低減できる。つまり、図3(c)に示すように、この差分Dは、微小音検出信号の信号成分のみが残ることになる。なお、図3(c)では、説明のために、ピックアップセンサ13,14の微小音検出信号との差分Dをそのまま図示したが、必要に応じてピックアップセンサ13,14の微小音検出信号を増幅しても、差分Dを増幅してもよいことは言うまでもない。
As shown in FIG. 3B, when the difference D between the minute sound detection signal of the
以上をまとめると、漏水検出装置1は、ピックアップセンサ13,14の感度が互いに異なることから、同じ漏水音を検出した場合でも、微小音検出信号のレベルが互いに異なる。また、漏水検出装置1は、ピックアップセンサ13,14が互いに近傍に配置され、かつ、同一の回路構成であることから、微小音検出信号に含まれるレベルノイズが同一となる。このため、漏水検出装置1は、ピックアップセンサ13,14の微小音検出信号の差分を取ることで、微小音検出信号からノイズを大幅に低減でき、S/N比を良好にできる。さらに、漏水検出装置1は、微小音に近い周波数で発生するノイズや、自動車の走行音等を要因とする非周期的なノイズも、大幅に低減することができる。
In summary, since the sensitivity of the
また、漏水検出装置1は、従来のノイズ対策を不要にでき、このノイズ対策によるコストアップを回避できる。このノイズ対策としては、例えば、ピックアップセンサ13,14の接続にシールド処理を行うこと、または、ピックアップセンサ13,14にオペアンプ等を隣接して配置することがあげられる。
Further, the water
また、図1のような分離構造を採用する場合、漏水検出装置1は、センサ部1Aにチャージアンプを付加する必要がなくなるので、センサ部1Aをより小型、かつ、軽量にすることが可能となる。これによって、漏水検出装置1は、水道管Xへのセンサ部1Aの固定が簡単となり、従来では取り付け困難であった場所にもセンサ部1Aを取り付けることができる。
Further, when the separation structure as shown in FIG. 1 is adopted, the water
なお、本実施形態では、ピックアップセンサ13,14を一例として説明したが、本発明は、これに限定されない。本発明では、例えば、感度が異なる2個のセンサを一体化してもよい。また、本発明では、例えば、感度が可変のセンサを用いる場合、2個のセンサの間で、互いの感度を異なるように設定してもよい。
In the present embodiment, the
以下、図4および図5を参照し、本発明の実施例について説明する(適宜図2参照)。
図2と同様に、感度が異なる2個のピックアップセンサ13,14を漏水音集音板12に隣接して配置し、ピックアップセンサ13,14をそれぞれ差動増幅アンプ15に接続した漏水検出装置1を準備した。そして、この実施例では、漏水検出装置1の付近でノイズを発生させ、ピックアップセンサ13,14がそれぞれ出力する微小音検出信号と、差動増幅アンプ15が出力する微小音検出信号とを測定し、その結果を図4および図5に示した。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5 (see FIG. 2 as appropriate).
As in FIG. 2, the water
なお、図4および図5では、第1のピックアップセンサ13の微小音検出信号をCH2として図示し、第2のピックアップセンサ14の微小音検出信号をCH1として図示し、差動増幅アンプ15が差動増幅した微小音検出信号をCH3として図示した。また、図4および図5の縦軸はレベル(電圧)であり、横軸は時間である。
4 and 5, the minute sound detection signal of the
図4および図5に示すように、CH1およびCH2には、同一のノイズが含まれている。一方、CH3には、CH1およびCH2のようなノイズは、観測されていない。つまり、漏水検出装置1は、前記したノイズ低減の原理によりノイズを大幅に低減でき、従来技術に比べて、S/N比を大幅に向上させることができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, CH1 and CH2 contain the same noise. On the other hand, noise such as CH1 and CH2 is not observed in CH3. That is, the water
本発明に係る微小信号検出装置は、漏水検出装置1での漏水音の検出のみならず、被検出物が小さく、センサ部1Aの小型化が重要な要素となる生体関連およびバイオ関連の微小信号の検出にも用いることができる。
The minute signal detection device according to the present invention is not only the detection of the water leakage sound by the water
1 漏水検出装置(微小信号検出装置)
1A センサ部
1B 信号処理部
11 ケース
12 漏水音集音板(振動板)
12a 磁石
13 第1のピックアップセンサ(第1の微小信号センサ)
14 第2のピックアップセンサ(第2の微小信号センサ)
15 差動増幅アンプ(差動増幅器)
16 フィルタ回路
17 プリメインアンプ
18 配線ケーブル
2 漏水音分析装置
9 漏水検出装置
91 漏水音集音板
92 ピックアップセンサ
93 オペアンプ
94 差動増幅アンプ
95 フィルタ回路
96 プリメインアンプ
N1〜N3 ノイズ
X 水道管(被検出物)
Xa 亀裂
1 Water leakage detection device (micro signal detection device)
14 Second pickup sensor (second minute signal sensor)
15 Differential amplifier (differential amplifier)
16
Xa crack
Claims (3)
前記微小信号を検出して微小信号検出信号を出力する第1の微小信号センサと、
前記第1の微小信号センサと同一の回路構成で、かつ、前記第1の微小信号センサの近傍に配置されると共に、前記第1の微小信号センサと異なる感度で前記微小信号を検出して微小信号検出信号を出力する第2の微小信号センサと、
前記第1の微小信号センサが出力した微小信号検出信号と、前記第2の微小信号センサが出力した微小信号検出信号とを差動増幅する差動増幅器と、
を備えることを特徴とする微小信号検出装置。 In a minute signal detection apparatus that detects a minute signal by connecting to an object to be detected,
A first minute signal sensor that detects the minute signal and outputs a minute signal detection signal;
The circuit has the same circuit configuration as that of the first minute signal sensor and is arranged in the vicinity of the first minute signal sensor, and detects the minute signal with a sensitivity different from that of the first minute signal sensor. A second minute signal sensor that outputs a signal detection signal;
A differential amplifier that differentially amplifies the minute signal detection signal output from the first minute signal sensor and the minute signal detection signal output from the second minute signal sensor;
A minute signal detection device comprising:
同一の回路構成で、かつ、異なる感度で、かつ、同一の振動板に隣接して設けられた第1の微小信号センサと第2の微小信号センサとが、前記微小信号を検出して微小信号検出信号をそれぞれ出力する第1工程と、
前記第1の微小信号センサが出力した微小信号検出信号と、前記第2の微小信号センサが出力した微小信号検出信号とを差動増幅器により差動増幅する第2工程と、
を備えることを特徴とする微小信号検出方法。 In a minute signal detection method for detecting a minute signal by connecting a minute signal detection device to an object to be detected,
A first minute signal sensor and a second minute signal sensor provided with the same circuit configuration, different sensitivities, and adjacent to the same diaphragm detect the minute signal and detect the minute signal. A first step of outputting each detection signal;
A second step of differentially amplifying the minute signal detection signal output from the first minute signal sensor and the minute signal detection signal output from the second minute signal sensor by a differential amplifier;
A method for detecting a minute signal, comprising:
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JP2009254005A JP2011099740A (en) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Minute signal detection device and method |
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CN104485914A (en) * | 2014-11-27 | 2015-04-01 | 苏州市玮琪生物科技有限公司 | Detection and processing circuit for biological weak signal |
JP2016070878A (en) * | 2014-10-01 | 2016-05-09 | 中国電力株式会社 | Leak detector and leak detection method |
CN113324645A (en) * | 2021-04-14 | 2021-08-31 | 华翔翔能科技股份有限公司 | Intelligent building water supply management method and system |
-
2009
- 2009-11-05 JP JP2009254005A patent/JP2011099740A/en active Pending
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JP2016070878A (en) * | 2014-10-01 | 2016-05-09 | 中国電力株式会社 | Leak detector and leak detection method |
CN104485914A (en) * | 2014-11-27 | 2015-04-01 | 苏州市玮琪生物科技有限公司 | Detection and processing circuit for biological weak signal |
CN113324645A (en) * | 2021-04-14 | 2021-08-31 | 华翔翔能科技股份有限公司 | Intelligent building water supply management method and system |
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