JP6764928B2 - Vibration detection method, vibration sensor, vibration detection device and vibration detection system - Google Patents
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Description
本発明は、振動を伴う設備や機器などの振動体から振動を検出するセンサー技術に関する。 The present invention relates to a sensor technique for detecting vibration from a vibrating body such as equipment or equipment accompanied by vibration.
機械系や流体系などの振動を伴う系統ではその動作状態を振動により監視することが行われている。振動検知には振動を電気信号に変換して取り出すことができる振動センサーが用いられている。 In systems with vibration such as mechanical systems and fluid systems, the operating state is monitored by vibration. A vibration sensor that can convert vibration into an electric signal and take it out is used for vibration detection.
この振動センサーに関し、振動可能に張設された高分子圧電性フィルムの自由振動部に重錘を備えた振動センサーが知られている（たとえば、特許文献１）。 Regarding this vibration sensor, a vibration sensor in which a weight is provided in a free vibration portion of a polymer piezoelectric film stretched so as to vibrate is known (for example, Patent Document 1).
ところで、機械系、流体系、構造系など振動を伴う系統や機器では、実稼働時の振動モードを的確に把握し、振動源の究明、複数要因で生ずる異常振動の早期発見、その対策が重要である。振動異常を生じる要因にはアンバランス、ミスアライメント、ガタなどがある。 By the way, in systems and equipment that involve vibration such as mechanical systems, fluid systems, and structural systems, it is important to accurately grasp the vibration mode during actual operation, investigate the vibration source, detect abnormal vibrations caused by multiple factors at an early stage, and take countermeasures. Is. Factors that cause vibration abnormalities include imbalance, misalignment, and backlash.
機械系とりわけ回転体や圧縮機などでは機械振動の異常振動を検出すればよいが、流体系ではその機械振動が配管内流体に伝達され、共鳴を生じさせて加振力が増大する。配管内流体を通して振動が配管構造系に入ると、共振によって配管振動や異常振動を誘発する。配管内流体の共振は弁やノズルでの圧力低下、乱流、キャビテーション、ウォーターハンマーなどの原因になる。 In a mechanical system, particularly a rotating body or a compressor, it is sufficient to detect an abnormal vibration of the mechanical vibration, but in a fluid system, the mechanical vibration is transmitted to the fluid in the pipe, causing resonance and increasing the exciting force. When vibration enters the pipe structure system through the fluid in the pipe, resonance induces pipe vibration and abnormal vibration. Resonance of fluid in pipes causes pressure drop at valves and nozzles, turbulence, cavitation, water hammer, and so on.
このような異常振動が継続すると、設備の破損や故障を生じ、配管溶接部の亀裂、フランジ、弁からの流体漏れ、ドレン配管、圧力計配管などの分岐配管に破損などを生じさせることになる。 If such abnormal vibration continues, equipment will be damaged or malfunction, cracks in pipe welds, fluid leakage from flanges and valves, and branch pipes such as drain pipes and pressure gauge pipes will be damaged. ..
このような異常振動を発見するには、系統の複数箇所から振動を検出する必要があるし、複雑な機器では振動センサーの設置エリアに制限を受ける。また、異常振動を検出する振動センサーには高感度とともに感度の安定化が必要である。 In order to detect such abnormal vibration, it is necessary to detect the vibration from a plurality of places in the system, and in a complicated device, the installation area of the vibration sensor is limited. In addition, the vibration sensor that detects abnormal vibration needs to have high sensitivity and stable sensitivity.
また、振動センサーの設置環境によっては、振動センサーの耐久性や検出能力を低下させ、振動センサーの信頼性が系統の振動監視に影響するし、交換などのメンテナンス頻度も低いことが必要であるなどの課題がある。 In addition, depending on the installation environment of the vibration sensor, the durability and detection capability of the vibration sensor may be reduced, the reliability of the vibration sensor may affect the vibration monitoring of the system, and maintenance frequency such as replacement should be low. There is a problem.
また、振動検出エリアによっては、その検出面に曲面や凹凸面など表面状態によって振動センサーの取り付けが緩慢になり、脱落の危険性も無視できず、設置状態で振動検出の精度が低下するという課題がある。 In addition, depending on the vibration detection area, the vibration sensor may be attached slowly depending on the surface condition such as a curved surface or uneven surface on the detection surface, and the risk of falling off cannot be ignored, and the accuracy of vibration detection decreases in the installed state. There is.
斯かる要求や課題について、特許文献１にはその開示や示唆はなく、それを解決する構成等についての開示や示唆はない。
そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、小型化、軽量化を図るとともに、高感度で安定した感度が得られる振動検出の実現にある。 Therefore, an object of the present invention is to realize vibration detection in which high sensitivity and stable sensitivity can be obtained while reducing the size and weight in view of the above problems.
上記目的を達成するため、本発明の振動検出方法の一側面によれば、圧電層に振動入力面部と振動抑制面部を設定し、前記振動入力面部に振動体の振動を入力し、前記振動体に向けた前記振動抑制面部と前記振動体との間に前記振動体の振動を吸収する振動吸収体を設置して前記振動抑制面部に入る振動を抑制し、前記振動体に対して背面側を向けた前記振動入力面部と前記振動体との間に振動伝達体を設置し、該振動伝達体を通して前記振動体の振動を前記振動入力面部に入力し、前記圧電層を挟む単一または複数の電極対より圧電出力を取り出す。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the vibration detection method of the present invention, a vibration input surface portion and a vibration suppression surface portion are set in the piezoelectric layer, vibration of the vibrating body is input to the vibration input surface portion, and the vibrating body A vibration absorber that absorbs the vibration of the vibrating body is installed between the vibration suppressing surface portion and the vibrating body to suppress the vibration entering the vibration suppressing surface portion, and the back side with respect to the vibrating body is set. A single or a plurality of vibration transmitters are installed between the vibration input surface portion and the vibration body, and the vibration of the vibration body is input to the vibration input surface portion through the vibration transmitter to sandwich the piezoelectric layer. Take out the piezoelectric output from the electrode pair.
上記目的を達成するため、本発明の振動検出方法の一側面によれば、圧電層の同一面に振動入力面部と振動抑制面部を設定し、前記振動入力面部に振動伝達体を設置して振動体の振動を入力し、前記振動体の振動を吸収する振動吸収体を設置して前記振動抑制面部に入る振動を抑制し、前記振動入力面部と前記振動抑制面部にそれぞれ設置された単一または複数の電極対より圧電出力を取り出す工程を含む。
上記振動検出方法において、前記振動吸収体と前記振動伝達体との間に空間部を設けてよい。
To achieve the above SL objects, according to an aspect of the vibration detection method of the present invention, to set the vibration suppression surface portion and the vibration input surface on the same surface of the piezoelectric layer, by installing the vibration transmitting member in the vibration input surface A single unit installed on the vibration input surface portion and the vibration suppression surface portion by inputting the vibration of the vibrating body and installing a vibration absorber that absorbs the vibration of the vibrating body to suppress the vibration entering the vibration suppression surface portion. Alternatively, it includes a step of extracting the piezoelectric output from a plurality of electrode pairs.
In the vibration detection method, a space may be provided between the vibration absorber and the vibration transmitter.
上記目的を達成するため、本発明の振動センサーの一側面によれば、振動入力面部と振動抑制面部が設定され、前記振動入力面部に振動体の振動が入力される圧電層と、前記振動体の振動を吸収し、前記圧電層の振動抑制面部に入る振動を抑制する振動吸収体と、前記圧電層を挟む電極間より圧電出力を取り出す単一または複数の電極対と、さらに、前記振動体に向けて配置されまたは前記振動体に対して背面側を向けて配置された前記振動入力面部と前記振動体との間に振動伝達体を備え、該振動伝達体を通して前記振動入力面部に前記振動体の振動を入力する。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the vibration sensor of the present invention, a vibration input surface portion and a vibration suppression surface portion are set, and a piezoelectric layer in which vibration of the vibrating body is input to the vibration input surface portion, and the vibrating body. A vibration absorber that absorbs the vibration of the piezoelectric layer and suppresses the vibration entering the vibration suppression surface portion of the piezoelectric layer, a single or a plurality of electrode pairs that take out the piezoelectric output from between the electrodes sandwiching the piezoelectric layer, and further, the vibrating body. A vibration transmitter is provided between the vibration input surface portion and the vibration body, which is arranged toward the vibration body or is arranged so as to face the back side with respect to the vibration body, and the vibration is transmitted to the vibration input surface portion through the vibration transmitter. to enter the vibration of the body.
上記目的を達成するため、本発明の振動センサーの一側面によれば、振動入力面部と振動抑制面部が同一面に設定され、前記振動入力面部に振動体の振動が入力される圧電層と、前記圧電層の前記振動入力面部に設置され、前記振動体の振動を伝達する振動伝達体と、前記振動体の振動を吸収し、前記圧電層の前記振動抑制面部に入る振動を抑制する振動吸収体と、前記圧電層の同一面に設置された電極間より圧電出力を取り出す単一または複数の電極対とを備える。
上記振動センサーにおいて、前記振動吸収体と前記振動伝達体との間に空間部を設けてよい。
To achieve the above SL objects, according to one aspect of the oscillating sensor of the present invention, are set vibration suppression surface and the vibration input surface is the same surface, a piezoelectric layer vibration of the vibrating body is input into the vibration input surface , A vibration transmitter installed on the vibration input surface portion of the piezoelectric layer and transmitting the vibration of the vibrating body, and vibration that absorbs the vibration of the vibrating body and suppresses the vibration entering the vibration suppressing surface portion of the piezoelectric layer. It includes an absorber and a single or a plurality of electrode pairs that take out a piezoelectric output from between electrodes installed on the same surface of the piezoelectric layer.
In the vibration sensor, a space may be provided between the vibration absorber and the vibration transmitter.
上記振動センサーにおいて、前記複数の電極対は、前記圧電層のＸ軸上またはＹ軸上に配列されてよい。 In the vibration sensor, the plurality of electrode pairs may be arranged on the X-axis or the Y-axis of the piezoelectric layer.
上記振動センサーにおいて、前記電極対は、前記振動入力面部または他の面部のいずれか一方または双方に備えてよい。 In the vibration sensor, the electrode pair may be provided on either or both of the vibration input surface portion and the other surface portion.
上記振動センサーにおいて、さらに、前記振動センサーを前記振動体に支持させて前記振動入力面部に前記振動体の振動を伝達する支持部材と、を備えてよい。 The vibration sensor may further include a support member that supports the vibration sensor on the vibrating body and transmits the vibration of the vibrating body to the vibration input surface portion.
上記振動センサーにおいて、前記支持部材が屈曲可能な柔軟性を備えてよい。 In the vibration sensor, the support member may have flexibility to be bent.
上記振動センサーにおいて、前記電極対は、複数の電極に対して単一または複数の共通電極を備えてよい。 In the vibration sensor, the electrode pair may include a single electrode or a plurality of common electrodes for a plurality of electrodes.
上記振動センサーにおいて、前記圧電層が前記振動体のＸ軸方向、Ｙ軸方向またはＺ軸方向の振動入力を受け、前記複数の電極対がＸ軸方向、Ｙ軸方向またはＺ軸方向の圧電出力を取り出す単一または複数の電極対を備えてよい。 In the vibration sensor, the piezoelectric layer receives vibration input in the X-axis direction, Y-axis direction or Z-axis direction of the vibrating body, and the plurality of electrode pairs are piezoelectric outputs in the X-axis direction, Y-axis direction or Z-axis direction. It may be provided with a single or multiple pairs of electrodes.
上記振動センサーにおいて、さらに、前記電極対に接続されて前記圧電出力を取り出すコネクタ部と、を備えてよい。 The vibration sensor may further include a connector portion that is connected to the electrode pair and takes out the piezoelectric output.
上記振動センサーにおいて、さらに、前記電極対に接続されて前記圧電出力を送出する通信部と、を備えてよい。 The vibration sensor may further include a communication unit connected to the electrode pair and transmitting the piezoelectric output.
上記目的を達成するため、本発明の振動検出装置の一側面によれば、単一または複数の振動センサーと、前記振動センサーに有線または無線で接続され、該センサー出力の成分を解析する信号処理手段と、前記信号処理手段に有線または無線で接続され、前記信号処理手段の出力を提示する提示手段とを備える。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the vibration detection device of the present invention, a single or a plurality of vibration sensors are connected to the vibration sensor by wire or wirelessly, and signal processing for analyzing the components of the sensor output is performed. The means and the presenting means which are connected to the signal processing means by wire or wirelessly and present the output of the signal processing means are provided.
上記目的を達成するため、本発明の振動検出システムの一側面によれば、単一または複数の振動センサーと、前記振動センサーを搭載した機器と、前記振動センサーのセンサー出力を有線または無線で受けて収集し、前記機器の動作状態を監視する監視手段とを備える。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the vibration detection system of the present invention, a single or a plurality of vibration sensors, a device equipped with the vibration sensor, and a sensor output of the vibration sensor are received by wire or wirelessly. It is provided with a monitoring means for collecting and monitoring the operating state of the device.
本開示の振動検出方法、振動センサー、振動検出装置、振動検出プログラムおよび振動検出システムによれば、次のような効果が得られる。 According to the vibration detection method, the vibration sensor, the vibration detection device, the vibration detection program and the vibration detection system of the present disclosure, the following effects can be obtained.
(1) 小型で軽量化を図ることができ、振動検出を高感度でしかも安定した感度で行うことができる。 (1) It is possible to reduce the size and weight, and to detect vibration with high sensitivity and stable sensitivity.
(2) 振動体への設置の自由度が高く、振動体の振動検出面に影響を受けることなく、安定した振動検出を行うことができ、振動検出の信頼性を高めることができる。 (2) The degree of freedom of installation on the vibrating body is high, stable vibration detection can be performed without being affected by the vibration detection surface of the vibrating body, and the reliability of vibration detection can be improved.
そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
And other objects, features and advantages of the present invention will be further clarified by reference to the accompanying drawings and each embodiment.
＜振動検出方法および振動センサー＞ <Vibration detection method and vibration sensor>
図１は、一実施の形態に係る振動検出方法および振動センサーを示している。この振動センサー２には圧電層４が含まれる。この圧電層４では、その一面に振動入力面部６−１、その他面に振動抑制面部６−２が設定される。
FIG. 1 shows a vibration detection method and a vibration sensor according to an embodiment. The
振動センサー２の検出対象として振動体８が備えられる。この振動体８の振動を矢印Ｍで示すように、振動入力面部６−１に入力する。振動抑制面部６−２には振動吸収体１０を設置し、振動吸収体１０に振動を吸収させる。振動吸収体１０は、特定の周波数成分の振動を吸収するフィルタ機能を備えてよい。
A vibrating
これにより、圧電層４の振動入力面部６−１側は振動を受けて振動し、その振動抑制面部６−２側は振動吸収体１０により振動が抑制される。この結果、圧電層４は振動応力を受け、電荷を生成させる。この電荷によって電位差を生じ、これが圧電出力である。
As a result, the vibration input surface portion 6-1 side of the
振動入力面部６−１には電極対１２の一方の電極１２ａ、振動抑制面部６−２にはその他方の電極１２ｂが備えられる。この例では、圧電層４の厚さ方向に備えた電極１２ａ、１２ｂの間に圧電層４が挟まれている。圧電層４に生じる圧電出力が電極１２ａ、１２ｂから取り出され、電極１２ａ、１２ｂ間には振動入力の強さに応じたレベルの電圧が生じる。この電圧がセンサー出力である。
The vibration input surface portion 6-1 is provided with one
したがって、この振動センサー２には、センサーユニット１４として圧電層４、振動吸収体１０および電極対１２が含まれ、またはこれらの積層体を含んでよい。
Therefore, the
この振動センサー２および振動検出方法には、振動伝達体１６（図２）の有無、圧電層４の配置、電極対１２の配置によるバリエーションが含まれる。
The
＜振動吸収体１０と振動伝達体１６の間に圧電層４を設置した場合＞
<When the
図２は、振動吸収体１０と振動伝達体１６の間に圧電層４を設置した振動センサー２を示している。
FIG. 2 shows a
振動伝達体１６は、圧電層４の振動入力面部６−１に振動体８の振動を伝達させる手段である。したがって、圧電層４の振動入力面部６−１には振動体８の振動が振動伝達体１６を通して入力される。
The
この振動伝達体１６を備えた振動センサー２では、振動吸収体１０を介して振動体８に圧電層４を設置すればよい。つまり、圧電層４の振動抑制面部６−２と振動体８の間に振動吸収体１０を介在させ、この振動吸収体１０が振動体８に対する圧電層４の支持部材として機能するとともに、振動体８からの振動を吸収させ、振動抑制面部６−２の振動を抑制する。
In the
振動伝達体１６は、センサーユニット１４に跨がるたとえば、アーチ形状、またはセンサーユニット１４を包囲するドーム形状としてよい。この振動伝達体１６には空間部１８が備えられ、この空間部１８にセンサーユニット１４が設置されている。つまり、空間部１８内で圧電層４の振動入力面部６−１が振動伝達体１６に固定され、振動吸収体１０が振動体８に固定されている。したがって、振動体８の表面部に対し、センサーユニット１４を支持する支持部材としての機能を果たす。
The
斯かる構成により、圧電層４は振動体８に設置されて振動抑制面部６−２の振動が振動吸収体１０の振動吸収により抑制され、振動入力面部６−１には振動体８からの振動が入力される。これにより、圧電層４の振動入力面部６−１および振動抑制面部６−２間で異なる振動を呈し、この振動応力を受けて電荷が生成され、既述したように、センサー出力を得ることができる。
With such a configuration, the
＜振動体８と振動吸収体１０の間に圧電層４を設置した場合＞
<When the
図３は、振動体８と振動吸収体１０の間に圧電層４を設置した振動センサー２を示している。圧電層４に振動体８の振動を直に入力する構成とすれば、振動伝達体１６は省略できる。
FIG. 3 shows a
図３に示す振動センサー２では、振動体８に振動入力面部６−１を向けて圧電層４を設置することにより、振動入力面部６−１に振動体８の振動を入力している。つまり、振動入力面部６−１に振動伝達体１６を介在することなく、振動体８の振動を直に入力している。
In the
そして、圧電層４の振動抑制面部６−２と振動体８との間には振動吸収体１０が設置されている。この振動吸収体１０は圧電層４を振動体８に支持する支持手段であるとともに、振動体８からの振動を吸収する。このため、振動抑制面部６−２では振動を抑制することができる。
A
これにより、同様に、振動入力面部６−１および振動抑制面部６−２間で異なる振動を呈し、この振動応力を受けて電荷が生成され、既述したように、センサー出力を得ることができる。 As a result, similarly, different vibrations are exhibited between the vibration input surface portion 6-1 and the vibration suppression surface portion 6-2, and the electric charge is generated by receiving the vibration stress, and the sensor output can be obtained as described above. ..
なお、図１、図２および図３に示す圧電層４では、その一面に振動入力面部６−１、他面に振動抑制面部６−２を設定したが、これに限定されない。圧電層４の一面に振動入力面部６−１および振動抑制面部６−２の双方を設定してもよい。
In the
＜圧電層４の一面側に振動入力面部６−１および振動抑制面部６−２を設置した場合＞
<When the vibration input surface portion 6-1 and the vibration suppression surface portion 6-2 are installed on one surface side of the
図４は圧電層４の一面に振動入力面部６−１および振動抑制面部６−２を備える場合を示している。
FIG. 4 shows a case where the vibration input surface portion 6-1 and the vibration suppression surface portion 6-2 are provided on one surface of the
圧電層４の一面には振動入力面部６−１および振動抑制面部６−２が設定される。振動入力面部６−１と振動体８との間には振動伝達体１６が設置され、振動抑制面部６−２と振動体８との間には振動吸収体１０が設置されている。振動入力面部６−１には電極１２ａ、振動抑制面部６−２には電極１２ｂが設置されている。この例では、振動吸収体１０と振動伝達体１６の間に両者を絶縁する空間部１８が設定されている。
A vibration input surface portion 6-1 and a vibration suppression surface portion 6-2 are set on one surface of the
そして、振動吸収体１０および振動伝達体１６が圧電層４の支持手段としても機能し、これらにより振動体８に対して圧電層４が平行に維持されている。
The
斯かる構成では、振動入力面部６−１に振動体８の振動が振動伝達体１６を通して入力され、振動抑制面部６−２では振動吸収体１０の振動吸収により振動が抑制される。
In such a configuration, the vibration of the vibrating
これにより、同様に、振動入力面部６−１および振動抑制面部６−２間で異なる振動を呈し、この振動応力を受けて電荷が生成され、既述したように、センサー出力を得ることができる。 As a result, similarly, different vibrations are exhibited between the vibration input surface portion 6-1 and the vibration suppression surface portion 6-2, and the electric charge is generated by receiving the vibration stress, and the sensor output can be obtained as described above. ..
この振動センサー２の圧電層４、振動吸収体１０、電極対１２、振動伝達体１６などの材質や製法を以下に述べる。
The materials and manufacturing methods of the
＜圧電層４の材質など＞
<Material of
圧電層４は、単一部材または複数の部材の積層体の圧電機能層であればよい。この圧電層４は、両面平滑化層、保護層、絶縁層などを積層させてよいし、モノモルフやバイモルフおよび積層型でもよい。この圧電層４は圧電性樹脂からなるシート、多孔質樹脂シートなどの有機圧電層でもよく、水晶、チタン酸バリウム、チタンジルコン酸鉛などの無機圧電材料層でもよい。
The
この圧電層４の形状や大きさなどの形態には、振動体８の振動検知が可能であればよく、振動入力面部６−１を振動体８の表面と平行にする形態なども含まれる。
The shape and size of the
圧電層４には厚さ方向の振動検出でより優れた振動検出機能を達成するため、たとえば、圧電定数ｄ３３を好ましくは２０×１０−１２〔Ｃ／Ｎ〕以上、より好ましくは１００×１０−１２〔Ｃ／Ｎ〕以上の圧電材料を用いればよい。
In order to achieve a better vibration detection function in the vibration detection in the thickness direction of the
圧電層４にはたとえば多孔質樹脂シートを用いればよい。この多孔質樹脂シートには次のような特徴がある。
For example, a porous resin sheet may be used for the
ａ）微小振動に対する電荷応答性や振動検出機能が高く、高温環境下で電荷保持が可能である。優れた振動検出機能が得られ、高い可撲性や耐衝撃性とともに、軽量化を図ることができる。
ｂ）振動センサー２の薄膜化や、大面積化等の任意の形状もしくは曲面形状、振動体８の検出面形状に対する形状追従性が得られ、検出面の自由度が拡大する。
ｃ）多孔質樹脂シートを用いれば、振動体８に対して巻き付けや貼り付けなどの任意の固定形態を選択できる。したがって、振動体８の表面の法線に対して圧電層４の分極軸を一致させることができ、振動検出の感度を高めることができる。a) It has high charge responsiveness to minute vibrations and vibration detection function, and can retain charge in a high temperature environment. An excellent vibration detection function can be obtained, and it is possible to reduce the weight as well as high wrestling resistance and impact resistance.
b) It is possible to obtain shape followability to an arbitrary shape or curved surface shape such as a thin film of the
c) If the porous resin sheet is used, any fixed form such as winding or sticking to the vibrating
そして、多孔質樹脂シートは、電荷を保持し得るたとえば、有機系材料からなるシートであることが好ましい。この多孔質樹脂シートには、ファイバーからなる不織布または織布、有機重合体からなるシート状の発泡体、有機重合体からなる延伸多孔質膜、マトリックス樹脂と電荷誘起性中空粒子（中空粒子の表面の少なくとも一部に導電性物質が付着している粒子）とを含む多孔質樹脂シート、有機重合体中に分散させた相分離化剤を超臨界二酸化炭素などの抽出剤を用いて除去し空孔を形成する方法によって形成されるシートなどが含まれる。耐久性や変形性能の維持の側面からみれば、ポリマー製ファイバーを用いた不織布または織布が好ましい。 The porous resin sheet is preferably a sheet made of, for example, an organic material that can retain an electric charge. The porous resin sheet includes a non-woven fabric or woven fabric made of fibers, a sheet-like foam made of an organic polymer, a stretched porous film made of an organic polymer, a matrix resin and charge-induced hollow particles (surface of hollow particles). A porous resin sheet containing (particles with a conductive substance attached to at least a part of it) and a phase separating agent dispersed in an organic polymer are removed by using an extractant such as supercritical carbon dioxide. A sheet or the like formed by a method of forming a hole is included. From the viewpoint of maintaining durability and deformation performance, a non-woven fabric or woven fabric using polymer fibers is preferable.
多孔質樹脂シートには１種または２種以上の無機フィラーを含んでもよい。これにより、電荷保持量が高く、優れた圧電特性が得られる。無機フィラーを用いれば、高圧電率を持つシートが得られる。無機フィラーには、ポリマーより高誘電率のものが好ましく、比誘電率ε＝１０〜１００００のものを用いてよい。無機フィラーには酸化チタン、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ニッケル、酸化スズなどが含まれる。 The porous resin sheet may contain one or more kinds of inorganic fillers. As a result, the amount of charge retained is high and excellent piezoelectric characteristics can be obtained. If an inorganic filler is used, a sheet having a high piezoelectricity can be obtained. The inorganic filler preferably has a higher dielectric constant than the polymer, and a relative dielectric constant ε = 10 to 10,000 may be used. Inorganic fillers include titanium oxide, aluminum oxide, barium titanate, lead zirconate titanate, zirconium oxide, cerium oxide, nickel oxide, tin oxide and the like.
多孔質樹脂シートの厚さは、たとえば１０〔μｍ〕〜１〔ｍｍ〕でよく、より好ましくは５０〔μｍ〕〜５００〔μｍ〕でよい。高電荷保持性を得るには、空孔率が好ましくは６０％以上、より好ましくは７５％以上、さらに好ましくは８０〜９９％でよい。この空孔率は、
（樹脂の真密度−多孔質樹脂シートの見掛けの密度）×１００／ 樹脂の真密度 ・・・(1)
により求められる。見掛けの密度には、多孔質樹脂シートの重量および見掛けの体積を用いて算出される値を用いればよい。The thickness of the porous resin sheet may be, for example, 10 [μm] to 1 [mm], more preferably 50 [μm] to 500 [μm]. In order to obtain high charge retention, the porosity may be preferably 60% or more, more preferably 75% or more, still more preferably 80 to 99%. This vacancy rate is
(True Density of Resin-Apparent Density of Porous Resin Sheet) x 100 / True Density of Resin ・ ・ ・ (1)
Demanded by. For the apparent density, a value calculated by using the weight of the porous resin sheet and the apparent volume may be used.
ファイバーを構成するためのポリマーは、体積抵抗率が１．０×１０１３〔Ω・ｃｍ〕以上のものがよく、たとえばポリアミド系樹脂（６−ナイロン、６，６−ナイロンなど）、芳香族ポリアミド系樹脂（アラミドなど）、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタラートなど）、ポリアクリロニトリル、フェノール系樹脂、フッ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなど）、イミド系樹脂（ポリイミド、ポリアミドイミド、ビスマレイミドなど）などの何れかでよい。 The polymer for forming the fiber is preferably one having a volume resistance of 1.0 × 1013 [Ω · cm] or more, for example, a polyamide resin (6-nylon, 6,6-nylon, etc.), an aromatic polyamide-based polymer. Resin (aramid, etc.), polyolefin resin (polyethylene, polypropylene, etc.), polyester resin (polyethylene terephthalate, etc.), polyacrylonitrile, phenol-based resin, fluorine-based resin (polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc.), imide-based Any resin (polyester, polyamideimide, bismaleimide, etc.) may be used.
耐熱性や耐候性に優れるなどの点からすれば、分子および結晶構造に起因する双極子を持たないポリマーが好ましい。たとえば、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレン樹脂など）、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンエレフタラートなど）、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、シリコン樹脂等の非フッ素系樹脂、および、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ） 、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルピニルエーテル共重合体（ＰＦＡ） 、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などのフッ素系樹脂などを用いてよい。 From the viewpoint of excellent heat resistance and weather resistance, a polymer having no dipole due to its molecular and crystal structures is preferable. For example, polyolefin resins (polyethylene, polypropylene, ethylene propylene resin, etc.), polyester resins (polyethylene elephthalate, etc.), polyurethane resins, polystyrene resins, non-fluorine resins such as silicon resins, and polytetrafluoroethylene (PTFE). , A fluororesin such as a tetrafluoroethylene-perfluoroalkylpinyl ether copolymer (PFA) or a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) may be used.
耐熱性や耐候性などを考慮すれば、連続使用可能温度が高く、ガラス転移点を使用温度域に持たないことが好ましい。たとえばＵＬ７４６Ｂ（ＵＬ規格）の連続使用温度試験によれば、ポリマーの連続使用可能温度は好ましくは５０〔℃〕以上であること、より好ましくは１００〔℃〕以上であること、さらに好ましくは２００〔℃〕以上であればよい。耐湿性を考慮すれば、溌水性を示すものが好ましい。 Considering heat resistance and weather resistance, it is preferable that the continuous usable temperature is high and the glass transition point is not provided in the working temperature range. For example, according to the continuous use temperature test of UL746B (UL standard), the continuous use temperature of the polymer is preferably 50 [° C.] or higher, more preferably 100 [° C.] or higher, and further preferably 200 [° C.]. ℃] or higher. Considering moisture resistance, those exhibiting water repellency are preferable.
これらの特性を備えるポリマーには、たとえばポリオレフィン系樹脂や、フッ素系樹脂を用いればよい。ポリオレフィン系樹脂や、フッ素系樹脂を用いれば、１００〔℃〕下や１００〔℃〕を超える高温下での振動検出においても、圧電特性に低下を来すことなく、振動検出が可能となる。フッ素系樹脂ではＰＴＦＥが好ましい。 For the polymer having these characteristics, for example, a polyolefin resin or a fluorine resin may be used. If a polyolefin-based resin or a fluorine-based resin is used, vibration detection can be performed without deteriorating the piezoelectric characteristics even in vibration detection at a temperature of 100 [° C.] or a high temperature exceeding 100 [° C.]. PTFE is preferable as the fluororesin.
ＰＴＦＥでは、耐熱性、振動検知能および耐久性に優れ、高温の振動体８の振動検出が可能な振動センサー２を実現でき、高温および高圧の環境下で、振動検出性能や構造の維持が可能である。
In PTFE, it is possible to realize a
ファイバーについて、平均繊維径が好ましくは０．０５〜５０〔μｍ〕、より好ましくは０．１〜２０〔μｍ〕、さらに好ましくは０．３〜５〔μｍ〕でよい。平均繊維径がこの範囲内であれば、高柔軟性を示す不織布または織布が得られる。繊維表面積が大きくなれば、電荷を保持するに十分な空間が形成でき、不織布または織布を薄く形成した場合にも繊維の分布均一性を高くできる。 For the fibers, the average fiber diameter may be preferably 0.05 to 50 [μm], more preferably 0.1 to 20 [μm], and even more preferably 0.3 to 5 [μm]. When the average fiber diameter is within this range, a non-woven fabric or woven fabric showing high flexibility can be obtained. When the surface area of the fiber is large, a space sufficient to retain the electric charge can be formed, and the distribution uniformity of the fiber can be improved even when the non-woven fabric or the woven fabric is thinly formed.
ファイバーの平均繊維径は、ファイバーの形成条件の選択で調整できる。たとえば、電界紡糸法によれば、電界紡糸の際に湿度を下げ、ノズル径を小さくし、印加電圧を高くし、または電圧密度を高くすることにより、得られたファイバーの平均繊維径が小さくなる傾向がある。 The average fiber diameter of the fiber can be adjusted by selecting the fiber forming conditions. For example, according to the electric field spinning method, the average fiber diameter of the obtained fiber is reduced by lowering the humidity, reducing the nozzle diameter, increasing the applied voltage, or increasing the voltage density during electric field spinning. Tend.
ここで、平均繊維径は、測定対象であるファイバー（群）を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ） で観察し、１０，０００倍の倍率で観測したＳＥＭ画像から無作為に複数のたとえば、２０本のファイバーを選び、これらの繊維径（長径）の測定結果による平均値である。 Here, the average fiber diameter is a plurality of, for example, 20 at random from the SEM image obtained by observing the fiber (group) to be measured with a scanning electron microscope (SEM) and observing at a magnification of 10,000 times. It is an average value based on the measurement results of these fiber diameters (major diameters) after selecting fibers.
ファイバーの繊維径変動係数は、下記式で算出される値から好ましくは０．７以下、より好ましくは０．０１〜０．５であればよい。この繊維径変動係数が所定の範囲内にあれば、ファイバーの繊維径が均一となり、このファイバーで得られる不織布または織布はより高い空孔率を有し、電荷保持性の高い多孔質樹脂シートを得る上からも好ましい。 The coefficient of variation of the fiber diameter of the fiber is preferably 0.7 or less, more preferably 0.01 to 0.5, based on the value calculated by the following formula. When this coefficient of variation of fiber diameter is within a predetermined range, the fiber diameter of the fiber becomes uniform, and the non-woven fabric or woven fabric obtained from this fiber has a higher porosity and a porous resin sheet having high charge retention. It is also preferable from the viewpoint of obtaining.
繊維径変動係数＝標準偏差／平均繊維径 ・・・(2)
なお、「標準偏差」とは、既述の２０本のファイバーの繊維径の標準偏差である。Fiber diameter coefficient of variation = standard deviation / average fiber diameter ・ ・ ・ (2)
The "standard deviation" is the standard deviation of the fiber diameters of the 20 fibers described above.
ファイバーの繊維長は、好ましくは０．１〜１０００〔ｍｍ〕、より好ましくは０．５〜１００〔ｍｍ〕、さらに好ましくは１〜５０〔ｍｍ〕であればよい。 The fiber length of the fiber is preferably 0.1 to 1000 [mm], more preferably 0.5 to 100 [mm], and even more preferably 1 to 50 [mm].
ファイバーは、たとえば、電界紡糸法、溶融紡糸法、溶融電界紡糸法、スパンボンド法（メルトブロー法）、湿式法、スパンレース法により製造すればよい。電界紡糸法により得られるファイバーは繊維径が小さい。このファイバーを用いた不織布または織布では、空孔率が高くかつ高比表面積であり、高い圧電性を有する多孔質樹脂シートを得ることができる。 The fiber may be produced by, for example, an electric field spinning method, a melt spinning method, a molten electric field spinning method, a spunbond method (melt blow method), a wet method, or a spunlace method. The fiber obtained by the electrospinning method has a small fiber diameter. In a non-woven fabric or woven fabric using this fiber, a porous resin sheet having a high porosity, a high specific surface area, and high piezoelectricity can be obtained.
電界紡糸法では、ポリマーおよび必要に応じて溶媒を含む紡糸液が用いられる。ポリマーは、１種単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。紡糸液中に含まれるポリマーの割合は、例えば５〜１００〔重量％〕、好ましくは５〜８０〔重量％〕、より好ましくは１０〜７０〔重量％〕でよい。 In the electrospinning method, a spinning solution containing a polymer and, if necessary, a solvent is used. The polymer may be used alone or in combination of two or more. The proportion of the polymer contained in the spinning solution may be, for example, 5 to 100 [% by weight], preferably 5 to 80 [% by weight], and more preferably 10 to 70 [% by weight].
溶媒はポリマーを溶解しまたは分散し得るものであればよく、限定されない。溶媒はたとえば、水、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、メチルピロリドン、キシレン、アセトン、クロロホルム、エチルベンゼン、シクロヘキサン、ベンゼン、スルホラン、メタノール、エタノール、フェノール、ピリジン、プロピレンカーボネート、アセトニトリル、トリクロロエタン、ヘキサフルオロイソプロパノール、ジエチルエーテルのいずれでもよい。これらの溶媒は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせた混合溶媒を用いてもよい。紡糸液中に含まれる溶媒は、たとえば、０〜９０〔重量％〕、好ましくは１０〜９０〔重量％〕、より好ましくは２０〜８０〔重量％〕でよい。 The solvent is not limited as long as it can dissolve or disperse the polymer. Solvents include, for example, water, dimethylacetamide, dimethylformamide, tetrahydrofuran, methylpyrrolidone, xylene, acetone, chloroform, ethylbenzene, cyclohexane, benzene, sulfolane, methanol, ethanol, phenol, pyridine, propylene carbonate, acetonitrile, trichloroethane, hexafluoroisopropanol, Any of diethyl ether may be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more. The solvent contained in the spinning solution may be, for example, 0 to 90 [% by weight], preferably 10 to 90 [% by weight], and more preferably 20 to 80 [% by weight].
紡糸液は、ポリマー以外の無機フィラー、界面活性剤、分散剤、電荷調整剤、機能性粒子、接着剤、粘度調整剤、繊維形成剤などの添加剤を含んでよい。添加剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上でもよい。紡糸液において、ポリマーの溶媒への溶解度が低い場合、たとえば、ポリマーがＰＴＦＥであり、溶媒が水である場合、紡糸時にポリマーを繊維形状に保持させるには１種または２種以上の繊維形成剤を含むことが好ましい。 The spinning solution may contain additives other than polymers such as inorganic fillers, surfactants, dispersants, charge modifiers, functional particles, adhesives, viscosity modifiers, fiber-forming agents and the like. The additive may be used alone or in combination of two or more. In a spinning solution, if the polymer has low solubility in a solvent, for example, if the polymer is PTFE and the solvent is water, one or more fiber forming agents to keep the polymer in fiber shape during spinning. Is preferably included.
溶媒に対し高い溶解度を有するポリマーであることが好ましい。繊維形成剤としてたとえば、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、デキストラン、アルギン酸、キトサン、でんぷん、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミド、セルロース、ポリビニルアルコールが挙げられる。繊維形成剤の使用量は、溶媒の粘度、溶媒への溶解度にもよるが、紡糸液中にたとえば、０．１〜１５〔重量％〕、好ましくは１〜１０〔重量％〕でよい。 It is preferably a polymer having high solubility in a solvent. Examples of the fiber forming agent include polyethylene oxide, polyethylene glycol, dextran, alginic acid, chitosan, starch, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyacrylamide, cellulose and polyvinyl alcohol. The amount of the fiber forming agent used may be, for example, 0.1 to 15 [% by weight], preferably 1 to 10 [% by weight] in the spinning solution, although it depends on the viscosity of the solvent and the solubility in the solvent.
紡糸液は、ポリマー、溶媒および必要に応じて添加剤を公知の方法で混合して製造すればよい。ポリマーがＰＴＦＥであれば、紡糸液として、ＰＴＦＥを３０〜７０〔重量％〕、好ましくは３５〜６０〔重量％〕含み、繊維形成剤を０．１〜１０〔重量％〕、好ましくは１〜７重量％含み、合計が１００〔重量％〕の溶媒を含む紡糸液が好ましい。 The spinning solution may be produced by mixing a polymer, a solvent and, if necessary, additives by a known method. If the polymer is PTFE, the spinning solution contains 30 to 70 [% by weight], preferably 35 to 60 [% by weight] of PTFE and 0.1 to 10 [% by weight] of the fiber forming agent, preferably 1 to 1. A spinning solution containing 7% by weight and a total of 100 [% by weight] of solvent is preferable.
電界紡糸を行う際の印加電圧は、好ましくは１〜１００〔ｋＶ〕、より好ましくは５〜５０〔ｋＶ〕、さらに好ましくは１０〜４０〔ｋＶ〕でよい。 The applied voltage during electrospinning may be preferably 1 to 100 [kV], more preferably 5 to 50 [kV], and even more preferably 10 to 40 [kV].
電界紡糸に用いられる紡糸ノズルの先端径（外径）は、好ましくは０．１〜２．０〔ｍｍ〕、より好ましくは０．２〜１．６〔ｍｍ〕でよい。 The tip diameter (outer diameter) of the spinning nozzle used for electric field spinning is preferably 0.1 to 2.0 [mm], more preferably 0.2 to 1.6 [mm].
たとえば、紡糸液を用いる場合、印加電圧は、好ましくは１０〜５０〔ｋＶ〕、より好ましくは１０〜４０〔ｋＶ〕である。紡糸ノズルの先端径（外径）は、好ましくは０．３〜１．６〔ｍｍ〕でよい。 For example, when a spinning solution is used, the applied voltage is preferably 10 to 50 [kV], more preferably 10 to 40 [kV]. The tip diameter (outer diameter) of the spinning nozzle is preferably 0.3 to 1.6 [mm].
ファイバーで不織布を形成するにはたとえば、電界紡糸法を用いて、ファイバーを製造する工程、およびファイバーをシート状に集積して不織布を形成する工程を同時に行ってよいし、ファイバーを製造する工程の後、湿式法により前記ファイバーをシート状に集積して不織布を形成する工程を行ってよい。 To form a non-woven fabric with fibers, for example, a step of manufacturing the fibers by using an electrospinning method and a step of accumulating the fibers in a sheet to form a non-woven fabric may be performed at the same time, or a step of manufacturing the fibers. After that, a step of accumulating the fibers in a sheet shape to form a non-woven fabric may be performed by a wet method.
湿式法による不織布の形成ではたとえば、ファイバーを含有する水分散液を用い、メッシュ上にファイバーを堆積（集積）させてシート状に成形（抄紙）する方法を用いてよい。 In the formation of the non-woven fabric by the wet method, for example, a method of using an aqueous dispersion containing fibers and depositing (accumulating) the fibers on the mesh to form a sheet (papermaking) may be used.
この湿式法におけるファイバーの使用量は、水分散液全量に対して、好ましくは０．１〜１０〔重量％〕、より好ましくは０．１〜５〔重量％〕でよい。この範囲内でファイバーを使用すれば、ファイバーを堆積させる工程で水を効率よく活用でき、また、ファイバーの分散状態がよく、均一な湿式不織布が得られる。 The amount of fiber used in this wet method may be preferably 0.1 to 10 [% by weight], more preferably 0.1 to 5 [% by weight], based on the total amount of the aqueous dispersion. If fibers are used within this range, water can be efficiently used in the process of depositing the fibers, and the fibers are well dispersed, and a uniform wet non-woven fabric can be obtained.
水分散液には、分散状態を良好にするためにカチオン系、アニオン系、ノニオン系等の界面活性剤などからなる分散剤や油剤、また、泡の発生を抑制する消泡剤等をそれぞれ１種または２種以上を添加してよい。 In the aqueous dispersion, one each is a dispersant or oil agent composed of cationic, anionic, nonionic or other surfactants, and an antifoaming agent that suppresses the generation of bubbles in order to improve the dispersed state. Seeds or two or more may be added.
ファイバーによる織布の製造方法には、ファイバーの製造工程、この工程で得られたファイバーをシート状に製織する織布形成工程を含んでよい。ファイバーをシート状に製織する方法には、公知の製織方法を用いてよい。この製織方法にはウォータージェットルーム、エアージェットルーム、レピアルームなどの方法が挙げられる。 The method for producing a woven fabric using fibers may include a fiber manufacturing step and a woven fabric forming step for weaving the fibers obtained in this step into a sheet. As a method for weaving fibers into a sheet, a known weaving method may be used. Examples of this weaving method include a water jet room, an air jet room, and a rapier room.
ポリマーがＰＴＦＥであれば、不織布または織布の形成後、加熱処理を行うことが好ましい。この加熱処理では、該不織布または織布を、通常２００〜３９０〔℃〕、３０〜３００〔分〕の条件で熱処理すればよい。この加熱処理を行えば、不織布または織布に残留する溶媒や繊維形成剤などを除去できる。 If the polymer is PTFE, it is preferable to perform heat treatment after forming the non-woven fabric or woven fabric. In this heat treatment, the non-woven fabric or woven fabric may be heat-treated under the conditions of usually 200 to 390 [° C.] and 30 to 300 [minutes]. By performing this heat treatment, the solvent, fiber forming agent, etc. remaining on the non-woven fabric or woven fabric can be removed.
不織布の製造方法の一例として、電界紡糸法によるＰＴＦＥからなるファイバーの製造工程を含む場合を例示する。ＰＴＦＥファイバーからなる不織布の製造方法には公知の製造方法を採用でき、たとえば、特表２０１２−５１５８５０号公報に記載された方法が挙げられる。この製造方法には、ＰＴＦＥ、繊維形成剤および溶媒を含み、少なくとも５０，０００〔ｃＰ〕の粘度を有する紡糸液を提供するステップと、紡糸液をノズルより紡糸し静電的牽引力によりファイバー化するステップと、前記ファイバーをコレクター（例：巻き取りスプール）の上に集め、前駆体を形成するステップと、前駆体を焼成して溶媒および繊維形成剤を除去することでＰＴＦＥファイバーからなる不織布を形成するステップが含まれる。 As an example of the method for producing a non-woven fabric, a case including a process for producing a fiber made of PTFE by an electric field spinning method will be illustrated. A known production method can be adopted as a method for producing a non-woven fabric made of PTFE fiber, and examples thereof include the methods described in JP-A-2012-515850. This production method includes a step of providing a spinning solution containing PTFE, a fiber-forming agent and a solvent and having a viscosity of at least 50,000 [cP], and the spinning solution is spun from a nozzle and fiberized by electrostatic traction. A non-woven fabric made of PTFE fiber is formed by collecting the fibers on a collector (eg, a take-up spool) and forming a precursor, and firing the precursor to remove the solvent and the fiber forming agent. Includes steps to do.
不織布および織布の目付は、好ましくは１００〔ｇ／ｍ２〕以下、より好ましくは０．１〜５０〔ｇ／ｍ２〕、さらに好ましくは０．１〜２０〔ｇ／ｍ２〕でよい。目付は、紡糸時間を長くし、紡糸ノズル数を増やすなどにより、増大する傾向を呈する。 The texture of the non-woven fabric and the woven fabric is preferably 100 [g / m2] or less, more preferably 0.1 to 50 [g / m2], and further preferably 0.1 to 20 [g / m2]. The basis weight tends to increase by lengthening the spinning time and increasing the number of spinning nozzles.
不織布および織布は、ファイバーをシート状に集積または製織している。斯かる不織布および織布は、単層から構成されるもの、または材質や繊維径の異なる２層以上から構成されるものの何れでもよい。 Nonwoven fabrics and woven fabrics are made by accumulating or weaving fibers in a sheet form. Such non-woven fabrics and woven fabrics may be composed of a single layer or two or more layers having different materials and fiber diameters.
そして、多孔質樹脂シートは、分極処理されたものが好ましい。分極処理をすれば、該シートに電荷を注入でき、該電荷は、多孔質樹脂シート内の空孔内に集中して分極を誘起させる。内部分極したシートでは、該シートの厚さ方向に印加される圧縮荷重により、シートの表裏面から該電荷を取り出すことが可能である。つまり、斯かる電荷が外部負荷（電気回路）に対して電荷移動を生じ、起電力が得られる。これが電位差、つまり電圧を生起させる。 The porous resin sheet is preferably polarized. By performing the polarization treatment, an electric charge can be injected into the sheet, and the electric charge is concentrated in the pores in the porous resin sheet to induce polarization. In an internally polarized sheet, the electric charge can be taken out from the front and back surfaces of the sheet by a compressive load applied in the thickness direction of the sheet. That is, such charges cause charge transfer to an external load (electric circuit), and an electromotive force is obtained. This causes a potential difference, that is, a voltage.
分極処理の方法には、公知の方法を用いてよく、たとえば、直流電圧や交流電圧の印加処理の他、コロナ放電処理を用いればよい。 As a method of polarization treatment, a known method may be used. For example, a corona discharge treatment may be used in addition to a DC voltage or AC voltage application treatment.
コロナ放電処理では、高電圧電源および電極装置を用いればよい。放電条件は、多孔質樹脂シートの材料および厚さに応じて適宜選択し、たとえば、ＰＴＦＥからなる多孔質樹脂シートであれば、好ましい処理条件として、電圧が−０．１〜−１００〔ｋＶ〕、より好ましくは−１〜−２０〔ｋＶ〕、電流が０．１〜１００〔ｍＡ〕、より好ましくは１〜８０〔ｍＡ〕、電極間距離が０．１〜１００〔ｃｍ〕、より好ましくは１〜１０〔ｃｍ〕、印加電圧が０．０１〜１０．０〔ＭＶ／ｍ〕、より好ましくは０．５〜２．０〔ＭＶ／ｍ〕とすればよい。 In the corona discharge treatment, a high voltage power supply and an electrode device may be used. The discharge conditions are appropriately selected according to the material and thickness of the porous resin sheet. For example, in the case of a porous resin sheet made of PTFE, the voltage is −0.1 to -100 [kV] as a preferable treatment condition. , More preferably -1 to -20 [kV], current 0.1 to 100 [mA], more preferably 1 to 80 [mA], distance between electrodes 0.1 to 100 [cm], more preferably. The applied voltage may be 1 to 10 [cm], the applied voltage may be 0.01 to 10.0 [MV / m], and more preferably 0.5 to 2.0 [MV / m].
分極処理について、多孔質樹脂シート単体に対して分極処理をしてよいが、圧電層として、たとえば、多孔質樹脂シートと絶縁層などとの積層体を構成するのであれば、該積層体を形成した後、絶縁層の積層後に分極処理をすることが好ましい。多孔質樹脂シートに積層される層は、分極処理により多孔質樹脂シートに保持された電荷が外部環境と電気的に接続して減衰するのを防止する役割を果たす。これにより、振動検出の高感度化に寄与する。また、多孔質樹脂シートと多孔質樹脂シートに積層される層との間に電荷を保持し得る新たな界面を形成できる傾向にある。これにより、多孔質樹脂シートの圧電率が向上すると考えられる。 Regarding the polarization treatment, the porous resin sheet alone may be subjected to the polarization treatment, but if a laminate of, for example, the porous resin sheet and the insulating layer is formed as the piezoelectric layer, the laminate is formed. After that, it is preferable to carry out a polarization treatment after laminating the insulating layer. The layer laminated on the porous resin sheet plays a role of preventing the electric charge held in the porous resin sheet by the polarization treatment from being electrically connected to the external environment and being attenuated. This contributes to increasing the sensitivity of vibration detection. Further, there is a tendency that a new interface capable of retaining an electric charge can be formed between the porous resin sheet and the layer laminated on the porous resin sheet. It is considered that this improves the piezoelectricity of the porous resin sheet.
＜振動体８＞
<
振動体８には、配管、回転系部品などを含む機械、地盤、建物、車両、船舶、航空機などを含んでよい。配管には、たとえば水道配管、ガス配管、石化プラント配管、熱交換器配管、燃料配管、油空圧配管、薬液配管、食品プラント配管などを含んでよい。回転系部品には、ポンプ、圧縮機、モーター、エンジン、ベアリング、タービン、車輪など回転動作によって振動が発生するものを含んでよい。
The vibrating
たとえば、配管振動の検出に振動センサー２を適用すれば、配管内流体の漏洩などによる異常振動を検出することができる。回転系部品の回転振動の検出に振動センサー２を適用すれば、振動から回転異常を検出することができる。
For example, if the
振動体８の表面材質は、金属、セラミックス、ゴムや樹脂など、金属材料、無機材料、高分子材料など何れでもよい。振動体８の表面状態は、平坦面、円筒や球などの曲面、凹凸面など、何れでもよい。
The surface material of the vibrating
＜振動吸収体１０の材質など＞
<Material of
振動吸収体１０は、圧電層４の振動抑制面部６−２側に設置することにより、振動体８から振動抑制面部６−２側に入る振動を吸収し、振動抑制面部６−２側の振動を抑制する手段であり、防振材料で形成すればよい。
By installing the
この振動吸収体１０の振動伝達率は、好ましくは１以下であり、より好ましくは０．５以下とすればよい。この振動伝達率は、たとえば振動体８の振動について振動吸収体１０を介在させて加速度センサーで測定した値をＶ１、振動体８の振動について振動吸収体１０を介在させないで加速度センサーで測定した値をＶ２とするとき、両者の比Ｖ１／Ｖ２で求められる。振動吸収体の損失係数は、ＪＩＳ Ｋ ７２４４−１に準拠する値として、好ましくは０．２以上、より好ましくは０．３以上とすればよい。
The vibration transmissibility of the
振動吸収体１０は、たとえばアクリル系、ウレタン系、シリコン系などのゲル、天然ゴム、ブチルゴムやシリコーンゴムなどの合成ゴム、エラストマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネートなどを発泡させた樹脂発泡体、合成繊維、半合成繊維、再生繊維、天然繊維などの繊維材料からなる織布または不織布など、いずれでもよい。振動吸収機能を高めるには、ゲルが好ましい。１００〔℃〕の近傍ないし１００〔℃〕を超える高温下での振動計測に対しては、シリコン系ゲルが好ましい。
The
振動吸収体１０は、ゲルからなる層、天然ゴムからなる層、合成ゴムからなる層、エラストマーからなる層、樹脂発泡体、繊維材料からなる織布または不織布などの振動吸収材料の１種のほか、これら振動吸収材から選択される２種以上を含む混合層または合成層でもよい。
The
振動吸収体１０の厚みは、用途に応じ適宜選択すればよく、振動体８から圧電層４に入る振動を吸収できる程度でよいが、好ましくは０．０１〜１０〔ｍｍ〕でよい。軽量・小型の振動センサー２を得るには、振動吸収体１０の厚みを０．１〜２〔ｍｍ〕とすれば振動吸収機能が得られる。
The thickness of the
＜電極対１２の材質など＞
<Material of
電極対１２は少なくとも一対の電極１２ａ、１２ｂが含まれる。各電極１２ａ、１２ｂは電極層でよい。電極層の構成材料は、金属（合金）、金属酸化物金属硫化物、導電性炭化物、導電性高分子およびこれらの組み合わせなど、いずれでもよい。金属（合金）、金属酸化物、金属硫化物には、リチウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、アンチモン、錫、銀、金、銅、ニッケル、パラジウム、白金、クロム、モリブデンタングステン、マンガン、コバルト、これらの合金、これらの酸化物、これらの複合酸化物、これらの硫化物が含まれ、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、銀などが好適である。導電性炭化物には、カーボンブラック、黒鉛、活性炭、炭素繊維、シングルウォールカーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、ダブルウォールカーボンナノチューブ（ＤＷＣＮＴ）、マルチウォールカーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、カーボンナノシート（グラフェンシート）などが含まれる。導電性高分子には、ポリ（エチレン−３，４−ジオキシチオフェン）、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体などが含まれる。
The
この一実施形態では、分極処理が施された圧電層４の表裏面にアルミニウムをスパッタリング処理して厚さ０．５〔μｍ〕程度の電極層を形成し、この電極層を以て電極１２ａ、１２ｂを形成した。電極１２ａは振動入力面部６−１にある電極層であり、電極１２ｂは振動抑制面部６−２にある電極層である。これら電極層は圧電層４の介在によって電気的に絶縁状態に維持されている。
In this embodiment, aluminum is sputtered on the front and back surfaces of the polarization-treated
＜振動伝達体１６の材質など＞
<Material of
振動伝達体１６は、圧電層４の振動入力面部６−１と振動体８の間に設置され、振動体８の振動を振動入力面部６−１に入力する。つまり、振動体８と圧電層４の振動入力面部６−１の間で振動伝達機能が得られれば、振動伝達体１６は、大きさや形状などに制限されない。振動伝達体１６は、図２に示すように、空間部１８を備えてよいが、圧電層４や振動吸収体８と密着させてもよい。
The
圧電層４と振動伝達体１６が接する場合には、振動伝達体１６により、圧電層４の振動入力面部６−１と振動体８の面が平行ないし略平行に保持すればよい。これにより、振動体８の振動を振動入力面部６−１に入力でき、振動の検出感度が高められる。
When the
この振動伝達体１６には、振動体８の振動を減衰させることなく、その振動を効率良く圧電層４の振動入力面部６−１に伝達できる材質を用いればよい。振動体８の表面の材質の音響インピーダンスをＺ１、振動伝達体１６の材質の音響インピーダンスをＺ２とすれば、インピーダンス比Ｚ１／Ｚ２が、好ましくは０．２〜５．０、より好ましくは０．４〜３．０、さらに好ましくは０．７〜１．３の範囲になる材質が望ましい。なお、音響インピーダンスＺは、たとえば、アルキメデス法によって求めた密度をｐ、透過法によって測定した内部透過音速をｖとし、Ｚ＝ｐ×ｖで求められる。
The
振動伝達体１６の材質には、振動減衰が小さい材質すなわち、剛性の高い材質を用いることが好ましく、振動体８の表面材質と同じであることがより好ましい。たとえば、アルミニウム（インピーダンスＺ＝ｌ７×１０６〔ｋｇ／ｍ２ｓ〕）、ＳＵＳ３０４（Ｚ＝４５×１０６〔ｋｇ／ｍ２ｓ〕）、アクリル樹脂（Ｚ＝３．２×１０６〔ｋｇ／ｍ２ｓ〕）などを用いればよい。
As the material of the
振動伝達体１６と振動体８との間にインピーダンスマッチング層を介在させ、両者の音響インピーダンスをマッチングさせてもよい。これにより、圧電層４の振動入力面部６−１に振動体８の振動を効率よく伝達させることができ、振動検出の感度を高めることができる。
An impedance matching layer may be interposed between the
振動体８に対して振動伝達体１６は密着状態で維持されることが好ましく、接着材の接着固定、磁力固定、機械固定などでいずれで固定し、またはこれらを組み合わせて固定してもよい。これにより、振動伝達体１６に振動体８の振動が伝わり、圧電層４の振動入力面部６−１に入力することができる。
The
＜一実施の形態の効果＞ <Effect of one embodiment>
(1) 圧電層４には微小な振動を検出可能な高感度圧電シートで構成でき、微小振動（たとえば、ｇ３３＝１１．４〔Ｖｍ／Ｎ〕）、低周波振動から衝撃振動を含む振動（１〜２０〔ｋＨｚ〕）を検出できる振動センサー２を構成できる。この振動センサー２では、０．１５〔ｍｍ〕厚程度の薄型に形成でき、種々の形状を持つ振動体８に対応でき、振動検出が可能である。
(1) The
(2) 圧電層４は、使用環境に影響されることなく、高温・高湿度の環境下に暴露（たとえば、温度２００〔℃〕下で２００〔ｈ〕、温度８５〔℃〕および湿度８５〔％〕ＲＨ／２００〔ｈ〕）後も圧電性能を維持することができる。
(2) The
(3) 圧電層４は、焦電性がなく、温度変化によるノイズ発生もないので、振動体８として熱源接触用途に対しても温度補正が不要であり、耐薬品性や耐候性にも優れる。
(3) Since the
(4) 圧電層４は、５〔ｍｍ〕角〜３００〔ｍｍ〕角までの任意サイズおよび形状に形成でき、形状は正方形や長方形だけでなく、帯型、丸型など任意形状に形成でき、検出振動の面分布も検知することができる。
(4) The
(5) 電極対１２は圧電層４の振動入力面部６−１と相まって任意の電極パターンに形成するなど、電極対１２の形状設計の自由度が高く、電極対１２の電極１２ａ、１２ｂによって振動の面分布を計測することができる。
(5) The
(6) 以上から、この振動センサー２では耐熱性など、耐環境性の高い材質で構成でき、振動体８やその設置環境の影響が低く、信頼性の高い振動検出を行うことができる。
(6) From the above, the
(7) 圧電層４、振動吸収体１０、振動伝達体１６は柔軟性を持ち、これらの積層体も柔軟性を備えて屈曲可能であり、振動体８に対する形状追従性を得ることができる。振動体８に振動センサー２を密着させて設置できるので、振動検出の感度が高められ、安定した検出感度が得られる。
(7) The
(8) 圧電層４の振動検出の感度が高く、狭小面積の振動入力面部６−１であっても振動体８から振動監視に必要な振動検出を行うことができる。
(8) The sensitivity of vibration detection of the
(9) 振動センサー２が備える柔軟性故に、高い形状追従性が得られるため、振動体８の振動検出面の状態が平坦面、屈曲面、凹凸面、粗面などの表面性状に関係なく、振動センサー２を設置でき、設置精度が高められる。故に、振動体８の表面性状に関係なく振動を振動入力面部６−１に入力することができ、振動検出の精度を高めることができる。
(9) Due to the flexibility of the
(10) 振動センサー２は小型化および軽量化を図ることができるから、振動体８側の狭隘部など、任意の場所に設置できるとともに、振動を受けても振動センサー２が脱落することがなく、安定した振動検出を行うことができる。
(10) Since the
図５は実施例１に係る振動センサーを示している。この振動センサー２は、図２の振動センサー２を具体化した一例である。
FIG. 5 shows a vibration sensor according to the first embodiment. This
この振動センサー２には、センサー本体部２０、リード部２２およびコネクタ部２４が備えられる。センサー本体部２０にはセンサーユニット１４が備えられる。リード部２２はセンサー本体部２０の幅より細い幅に形成され、電極対１２が引き出されている。
The
センサー本体部２０およびリード部２２を一体に覆うカバー部材２６は、既述の振動伝達体１６の一例である。このカバー部材２６にはたとえば、アルミ蒸着絶縁フィルムなどの金属性フィルムを用いればよい。金属性フィルムを用いれば、振動伝達機能とともに、電磁シールド機能が得られる。
The
リード部２２の端部にはコネクタ部２４が取り付けられ、このコネクタ部２４にはコネクタ筐体２７とともに複数のコネクタ端子２８ａ、２８ｂが備えられる。コネクタ部２４は外部回路のコネクタ部と挿抜でき、コネクタ端子２８ａ、２８ｂを通して電極１２ａ、１２ｂに外部回路を接続し、センサー出力を外部回路に供給できる。
A
図６のＡは、図５のＶＩＡ−ＶＩＡ線断面を示している。この振動センサー２にはベース部材３０が備えられている。
FIG. 6A shows a cross section of the VIA-VIA line of FIG. The
このベース部材３０は基材層３０−１、粘着層３０−２および剥離層３０−３を含む。基材層３０−１はセンサーユニット１４やカバー部材２６を支持させる支持部材であるとともに振動伝達体１６であり、柔軟性とともに支持部材として必要な剛性の他、電磁シールド性を備える。粘着層３０−２は、振動センサー２を振動体８に着脱可能に固定する着脱手段であって、接着力を備える。この粘着層３０−２にはたとえば、シリコン系粘着層を用いればよい。シリコン系粘着層では、連続使用温度１８０〔℃〕の耐熱性が得られる。そして、剥離層３０−３は、粘着層３０−２の防護層であって、必要に応じて剥離すれば、粘着層３０−２を露出させることができる。斯かる機能を持つベース部材３０には柔軟性を有する金属テープとしてたとえば、粘着層および剥離紙を備えるアルミテープを用いればよい。
The
このベース部材３０には振動吸収体１０が設置される。この振動吸収体１０はαＧＥＬなどの防振材料でたとえば、直方体に成形されている。αＧＥＬでは、連続使用温度１００〔℃〕の耐熱性を有する。この振動吸収体１０はベース部材３０の基材層３０−１の上面に接着材３２−１を以て接着し、固定されている。接着材３２−１にはたとえば、アクリル粘着材を用いることができる。このアクリル粘着材では、連続使用温度１５０〔℃〕の耐熱性が得られる。
A
振動吸収体１０の上面部には圧電シート３４が設置されている。この圧電シート３４は既述の圧電層４の一例であり、上面側を振動入力面部６−１に、下面側を振動抑制面部６−２に設定している。圧電シート３４はたとえば、ＰＦＡ層、ＰＴＥＥ不織布およびＰＦＡ層の三層構造を持つ積層体であり、１００〔℃〕、たとえば、４０時間の熱アニール処理により安定化が図られている。
A
振動入力面部６−１には電極１２ａ、振動抑制面部６−２には電極１２ｂが備えられる。電極１２ａ、１２ｂには導電性の良い金属箔などの導体が用いられ、たとえば、アルミニウム箔が用いられる。アルミニウム箔では融点３１６〔℃〕程度の熱的安定性を有する。
The vibration input surface portion 6-1 is provided with an
電極１２ａ、１２ｂ間は絶縁材３６によって電気的に絶縁されている。この絶縁材３６にはたとえば、絶縁シートが用いられる。この絶縁シートはたとえば、ポリイミドで形成すればよい。
The
そして、振動吸収体１０、圧電シート３４、電極１２ａ、１２ｂおよびベース部材３０の露出面には既述のカバー部材２６が設置され、このカバー部材２６は接着材３２−２により固定されている。カバー部材２６は既述したように金属フィルムとしてたとえば、アルミ蒸着ＰＥＴフィルムを用いればよい。アルミ蒸着ＰＥＴフィルムでは、連続使用温度１０５〔℃〕の耐熱性とともに、シールド機能を有する。接着材３２−２には接着材３２−１と同様にアクリル粘着材を用いることができる。
The
この振動センサー２において、圧電シート３４の厚さをｔ１、振動吸収体１０の厚さをｔ２とすれば、ｔ１≪ｔ２の関係であり、たとえば、ｔ１＝０．１〔ｍｍ〕とすれば、振動吸収体１０にαＧＥＬを用いれば、ｔ２＝１〔ｍｍ〕である。
In this
図６のＢは、圧電シート３４、電極１２ａ、１２ｂおよび絶縁材３６の一例を示している。圧電シート３４はたとえば、正方形状に形成される。この圧電シート３４に対し、電極１２ａには振動入力面部６−１に対向する電極本体部１２ａ−１が備えられ、この電極本体部１２ａ−１に引出し部１２ａ−２が備えられる。同様に、電極１２ｂは電極１２ａと相似形であり、振動抑制面部６−２に対向する電極本体部１２ｂ−１が備えられ、同様に、電極本体部１２ｂ−１に引出し部１２ｂ−２が備えられる。
FIG. 6B shows an example of the
電極１２ａ、１２ｂの間には絶縁材３６が設置されている。したがって、電極本体部１２ａ−１、１２ｂ−１間および引出し部１２ａ−２、１２ｂ−２間が絶縁材３６によって絶縁される。
An insulating
＜実施例１の効果＞ <Effect of Example 1>
(1) この実施例１に係る振動センサー２によれば、一実施の形態で述べたと同様の効果が得られる。
(1) According to the
(2) 図７に示すように、剥離層３０−３を粘着層３０−２から剥離して露出させ、この粘着層３０−２によって振動センサー２を振動体８に固定し、振動体８に一体化させて振動検出を行うことができる。
(2) As shown in FIG. 7, the peeling layer 30-3 is peeled from the adhesive layer 30-2 to be exposed, and the
(3) この振動検出では、ベース部材３０およびカバー部材２６を振動伝達体１６に用いて振動体８の振動が圧電シート３４の振動入力面部６−１に伝達され、入力される。これにより、圧電シート３４の電極対１２には圧電出力が得られる。したがって、振動センサー２のセンサー出力をコネクタ部２４から取り出し、外部回路などに導くことができる。
(3) In this vibration detection, the vibration of the vibrating
図８は、実施例２に係る振動センサーを示している。図８では、被覆部材を除き、圧電シート３４の一部を切り欠いて示している。この実施例２の振動センサー２にはベルト状のセンサー本体部２０が備えられる。このセンサー本体部２０はたとえば、既述のカバー部材２６およびベース部材３０の柔軟性を持つ積層体である。センサー本体部２０が柔軟性を有する故に、振動センサー２は振動体８など、被取付け部材の任意の形状に対応可能な形状追従性を有する。
FIG. 8 shows the vibration sensor according to the second embodiment. In FIG. 8, a part of the
このセンサー本体部２０には帯状の圧電シート３４が備えられる。この圧電シート３４には任意の電極パターンを持つパターン電極の一例として複数の電極対１２−１、１２−２、１２−３、１２−４、１２−５が備えられる。各電極対１２−１、１２−２、１２−３、１２−４、１２−５には既述の電極１２ａ、１２ｂが備えられる。各電極１２ａ、１２ｂは、センサー本体部２０の縁部に備えられたコネクタ部２４に接続されている。コネクタ部２４には電極対１２−１、１２−２、１２−３、１２−４、１２−５に個別に接続されたコネクタ端子対２８−１、２８−２、２８−３、２８−４、２８−５が備えられる。各コネクタ端子対２８−１、２８−２、２８−３、２８−４、２８−５には、電極１２ａに接続されたコネクタ端子２８ａ、電極１２ｂに接続されたコネクタ端子２８ｂが備えられる。
The
このセンサー本体部２０の内部構成は実施例１と同様であるので、その説明を割愛する。
Since the internal configuration of the sensor
このセンサー本体部２０には固定手段として、バックル３８および複数の係止孔４０が備えられる。バックル３８には係合環３８−１および係止爪３８−２が備えられる。
The
＜実施例２の効果＞ <Effect of Example 2>
(1) 実施例２に係る振動センサー２によっても、一実施の形態で述べたと同様の効果が得られる。
(1) The
(2) センサー本体部２０の持つ柔軟性により、振動センサー２には形状追従性が得られ、振動体８の形態に追従して固定でき、固定の自由度を拡大することができる。
(2) Due to the flexibility of the
(3) バックル３８によれば、任意に着脱でき、固定機能の劣化を防止できる。
(3) According to the
(4) 実施例２に係る振動センサー２では、図９に示すように、配管４２にセンサー本体部２０を巻付け、バックル３８の係合環３８−１にセンサー本体部２０の端部側を挿入して、任意の係止孔４０に係止爪３８−２を係止させて固定できる。複数の係止孔４０から最適な係止孔４０を選択すれば、センサー本体部２０に適当な張力を維持させ、センサー本体部２０を配管４２に密着状態で固定することができる。これにより、流体４４が流れる配管４２から矢印Ｍで示すように、センサー本体部２０に振動を個別に高精度にかつ高感度で検出でき、各電極対１２−１、１２−２、１２−３、１２−４、１２−５の位置で圧電出力を取り出すことができる。
(4) In the
(5) この振動検出では、センサー本体部２０に配置された電極対１２−１、１２−２、１２−３、１２−４、１２−５が図９に示すように、配管４２に流れる流体４４の流れ方向に直交するＸ軸、Ｙ軸の振動を検出できる。この例では、電極対１２−１、１２−２、１２−３、１２−４、１２−５により、１８０度の角度範囲を４分割した角度θ＝４５°であるから、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°の各位置で一挙に同一時点での振動検出が行える。この振動検出で得られるセンサー出力はコネクタ端子対２８−１、２８−２、２８−３、２８−４、２８−５から個別に取り出すことができ、各センサー出力を比較することができる。
(5) In this vibration detection, the electrode pairs 12-1, 12-2, 12-3, 12-4, and 12-5 arranged in the sensor
(6) この実施例２では、単一の圧電シート３４を備えて複数の電極対１２−１、１２−２、１２−３、１２−４、１２−５を単一の圧電シート３４を以て複数の圧電出力を得る多点検出を実現しているが、これに限定されない。複数の圧電シート３４を備えて個別に電極対１２−１、１２−２、１２−３、１２−４、１２−５を設置し、多点検出を行う構成としても、同様に多数の位置で一挙に同一時点での振動検出を行うことができる。
(6) In the second embodiment, a
(7) この振動センサー２では計測場所に巻付け固定などの簡易な固定で、配管の周方向の多点計測、細管の異形にも対応でき、観測点毎の専用スタッドの設置が不要化するなど、振動計測の利便性が高く、迅速な振動計測システムの構築に寄与する。
(7) With this
(8) この実施例２では、帯状の振動センサー２の固定手段としてバックル３８を備えているが、このバックル３８に代えて粘着層を備えて振動体８に接着固定してもよい。高い密着度とすれば、振動検出の検出感度や検出精度を高めることができる。
(8) In the second embodiment, the
(9) 実施例２では、同一形状の複数の電極対１２−１、１２−２、１２−３、１２−４、１２−５を一定間隔で備えているが、異なる形状の電極対１２−１、１２−２、１２−３、１２−４、１２−５など、圧電シート３４の形状と電極対１２−１、１２−２、１２−３、１２−４、１２−５の配置形態や、電極形状を異ならせるなど、任意の圧電シート３４および電極対１２を以て任意の多点計測、変則的な計測位置に対応できる。
(9) In Example 2, a plurality of electrode pairs 12-1, 12-2, 12-3, 12-4, 12-5 having the same shape are provided at regular intervals, but electrode pairs 12-having different shapes are provided. 1, 12-2, 12-3, 12-4, 12-5, etc., the shape of the
図１０のＡは、実施例３に係る振動センサーを示している。図１０のＡは、外装部材を除くとともに圧電シート３４を切り欠いて示している。この実施例３の振動センサー２には長方形状のセンサー本体部２０が備えられる。このセンサー本体部２０は実施例２と同様に、既述のカバー部材２６およびベース部材３０の柔軟性を持つ積層体でよい。したがって、このようなセンサー本体部２０を備える振動センサー２では９０度以下の角度に屈曲可能である。
FIG. 10A shows a vibration sensor according to the third embodiment. FIG. 10A shows the
このセンサー本体部２０には長方形状の圧電シート３４が備えられる。この圧電シート３４には複数の電極対として電極対１２−１、１２−２が備えられる。各電極対１２−１、１２−２には既述の電極１２ａ、１２ｂが備えられ、コネクタ部２４に接続されている。このコネクタ部２４は、センサー本体部２０の電極対１２−１側エリアの縁部に備えられる。コネクタ部２４には電極対１２−１、１２−２に個別に接続された複数のコネクタ端子対２８−１、２８−２が備えられる。
The
この振動センサー２には電極対１２−１、１２−２の間に折り曲げ推奨位置として折曲げ部４６が設定されている。
In this
このセンサー本体部２０の内部構成について、実施例１と同様であるのでその説明を割愛する。
Since the internal configuration of the sensor
＜実施例３の効果＞ <Effect of Example 3>
(1) この実施例３に係る振動センサー２によっても実施例２と同様の効果を得ることができる。
(1) The same effect as that of the second embodiment can be obtained by the
(2) センサー本体部２０の持つ柔軟性により、振動センサー２の形状追従性が得られているので、振動体８の形態に追従して固定でき、固定の自由度を拡大できるという効果が得られる。
(2) Since the shape-following property of the
(3) センサー本体部２０は折曲げ部４６を以て所望の角度に折り曲げ、振動体８の二面で振動検出が行える。
(3) The sensor
(4) 折曲げ部４６では、電極対１２−１、１２−２の間のセンサー本体部２０で折り曲げることができるので、電極対１２−１、１２−２の変形はない。
(4) Since the
(5) 図１０のＢに示すように、回転軸４８で回転する円盤部５０の周面部５２に電極対１２−１側の検出エリア面を設定し、折曲げ部４６で直角に折り曲げて電極対１２−２の検出エリア面を円盤５０の盤面部５４に設置すれば、検出エリア面に９０度の変位を持たせることができる。この例では、回転円盤のＸ軸方向とＺ軸方向の２点部での振動検出を行うことができる。
(5) As shown in B of FIG. 10, a detection area surface on the electrode pair 12-1 side is set on the
図１１のＡは、実施例４に係る振動センサー２を示している。この振動センサー２では、既述のセンサー本体部２０内にセンサーユニット１４、通信部５６、アンテナ５８および電源部６０が備えられる。センサーユニット１４の内部構成については、既述したのでその説明を割愛する。このセンサーユニット１４には既述の振動伝達体１６を備えてよい。
FIG. 11A shows the
通信部５６は、センサーユニット１４の電極対１２からセンサー出力として圧電出力を受け、特定周波数の無線信号を生成する。この無線信号はたとえば、ＷｉＦｉ信号であり、一定周波数の搬送波信号を発振して発電出力で変調すればよい。通信部５６の送信信号はアンテナ５８から送信される。電源部６０はたとえば、バッテリーを備え、通信部５６に給電する。
The
斯かる振動センサー２によれば、図１１のＢに示すように、ポンプなどの機器６２に設置して振動を検出し、その検出結果をＷｉＦｉなどの無線信号で送信できる。この無線信号は、専用の通信装置で受信してよいし、通信機能を備えるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）６４や携帯端末６６で受信し、振動センサー２の検出情報をＰＣ６４や携帯端末６６のディスプレイ６８で監視し、その監視結果を表示することができる。
According to such a
図１２は、振動検出を用いた状態監視処理の処理手順を示している。この処理手順は、振動検出プログラムで実現される処理手順の一例である。 FIG. 12 shows a processing procedure of a state monitoring process using vibration detection. This processing procedure is an example of the processing procedure realized by the vibration detection program.
振動センサー２には常時または一定の時間間隔でセンサー出力が得られる。この処理手順では、ＰＣ６４や携帯端末６６と振動センサー２を無線により接続し、振動センサー２からセンサー出力の取り込みを行う（Ｓ１０１）。
The
ＰＣ６４や携帯端末６６では、センサー出力を用いて振動の解析処理を行い（Ｓ１０２）、振動状態が異常か否かを判断する（Ｓ１０３）。検出振動に異常がなければ（Ｓ１０３のＮＯ）、その状態をディスプレイ６８に表示し（Ｓ１０４）、Ｓ１０１に戻る。
In the
検出振動に異常があれば（Ｓ１０３のＹＥＳ）、その状態をディスプレイ６８に表示するとともに、その表示内や警報手段を用いて異常告知を行い（Ｓ１０５）、Ｓ１０１に戻る。
If there is an abnormality in the detected vibration (YES in S103), the state is displayed on the
このような処理手順により、機器６２の振動を連続的に監視し、検出振動から異常があるか否かなどの状態を告知することができる。
By such a processing procedure, the vibration of the
＜実施例４の効果＞ <Effect of Example 4>
(1) 実施例４に係る振動センサー２では、通信部５６により無線信号を媒介として機器６２の振動の自動計測や遠隔計測を行うことができ、振動検出のための危険箇所への立入りを回避できるなどの利便性の高い振動検出や振動監視を行うことができる。
(1) In the
(2) 実施例４に係る振動センサー２では、無線でセンサー出力を出力するので、センサー出力の有線での取り出しが不要化し、回転軸や回転円盤などの回転体に設置して振動を検出できる。
(2) Since the
(3) 連続した振動の検出結果がＰＣ６４や携帯端末６６で得られるので、機器６２の連続した状態から正常状態から異常状態への推移や、異常前の予兆状態の判断情報が得られ、不測の事態を未然に回避することができる。
(3) Since the detection result of continuous vibration can be obtained by the
図１３のＡは、実施例５に係る振動検出装置を示している。この振動検出装置７０には、振動センサー２、情報処理部７２およびモニター７４が備えられる。振動センサー２は、実施例１ないし実施例４のいずれかの振動センサー２であればよい。
FIG. 13A shows the vibration detection device according to the fifth embodiment. The
情報処理部７２は、コネクタ７６が備えられ、このコネクタ７６を用いて振動センサー２側のコネクタ部２４に接続される。モニター７４は情報提示手段の一例であり、情報処理部７２の処理結果を文字情報または図形情報で提示する。
The
情報処理部７２はコンピュータで構成すればよく、図１３のＢに示すように、プロセッサ７８、メモリ部８０および入出力部（Ｉ／Ｏ）８２などを備える。この情報処理部７２は既述のＰＣ６４を用いてもよい。
The
プロセッサ７８は、メモリ部８０に格納されている振動検出プログラムを実行し、センサー出力の取込み、振動解析、振動状態の判定などの処理を実行する。メモリ部８０にはＲＯＭ（Read-Only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などの記憶媒体を備えればよい。この例では、検出振動や比較情報を格納したデータベース（ＤＢ）８４が構築されている。Ｉ／Ｏ８２は振動センサー２のセンサー出力の取込みを行うが、キーボードやタッチセンサーを備え、モニター７４に表示されるダイヤログなどを用いて必要な選択情報の入力を行えばよい。
The
この情報処理部７２によれば、振動検出プログラムの実行により、センサー出力の取込み機能、その解析機能、状態判定機能、その表示機能またはアラート機能などを実現することができる。つまり、この情報処理部７２を用いて既述の処理手順（図１２）を振動検出装置７０において実行することができ、モニター７４に状態表示、異常告知などを表示できる。異常告知はアラーム装置を用いてもよい。
According to the
図１４のＡは、横軸に時間ｔ〔ｍｓｅｃ〕、縦軸に振動センサー２の出力電圧を取り、検出振動の出力波形を示している。この振動波形において、Ａ１が検出波形、Ａ２が比較波形である。振動波形による異常判定では、比較波形Ａ２をたとえば、正常波形と仮定すれば、検出波形Ａ１の乱れが異常状態を示している。そのレベルに応じて正常か異常かを判断すればよい。
In FIG. 14, A shows the output waveform of the detected vibration, with the time t [msec] on the horizontal axis and the output voltage of the
図１４のＢは、横軸に周波数ｆ〔Ｈｚ〕、縦軸にパワーを取り、振動波形の高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）解析情報を示している。この解析結果において、Ｂ１が検出振動に基づく解析情報、Ｂ２が比較情報である。ＦＦＴ解析結果による異常判定では、比較情報Ｂ２をたとえば、正常情報と仮定すれば、解析情報Ｂ１に含まれる周波数分布が異常状態を示している。その含まれる周波数成分に応じて正常か異常かを判断すればよい。 FIG. 14B shows frequency f [Hz] on the horizontal axis and power on the vertical axis, and shows Fast Fourier Transform (FFT) analysis information of the vibration waveform. In this analysis result, B1 is the analysis information based on the detected vibration, and B2 is the comparison information. In the abnormality determination based on the FFT analysis result, assuming that the comparison information B2 is normal information, for example, the frequency distribution included in the analysis information B1 indicates an abnormal state. Whether it is normal or abnormal may be determined according to the frequency component contained therein.
＜実施例５の効果＞ <Effect of Example 5>
(1) 実施例５に係る振動検出装置７０によれば、一実施の形態または実施例１〜４で述べた振動センサー２の特徴を活かし、センサー出力を波形解析や周波数解析により、振動体８の振動特性や異常現象を監視し、判断することができる。
(1) According to the
(2) ＤＢ８４には振動体８の継続した振動情報を蓄積し、振動状態の変化や履歴までも精査し、振動体８の経年変化や異常状態に至る現象を迅速に把握することができる。
(2) The continuous vibration information of the vibrating
図１５は、実施例６に係る振動検出システムを示している。この振動検出システム８６は、複数の振動センサー２−１、２−２・・・２−Ｎを含み、複数の振動検出を同時に行うシステムである。
FIG. 15 shows the vibration detection system according to the sixth embodiment. This
車両、船舶、航空機などの振動を伴う系統８８にはたとえば、ディーゼル機関９０やタービン９２などの複数の機器６２が含まれる。これら機器６２やその各部の振動検出には、検出に必要な各部に個別に振動センサー２−１、２−２・・・２−Ｎを設置すればよい。
The
この振動検出システム８６には複数の振動センサー２−１、２−２・・・２−Ｎ、データ集積部９４、情報処理部９６およびモニター９８が備えられる。データ集積部９４はたとえば、データロガーであり、情報処理部９６はコンピュータで構成すればよい。情報処理部９６とデータ集積部９４は有線または無線で接続し、データの授受を行えばよい。この情報処理部９６は、たとえば、図１３のＢに示す情報処理のための構成でよい。モニター９８は情報提示手段の一例であり、振動検出システム８６の外部装置として備えてもよい。
The
各振動センサー２−１、２−２・・・２−Ｎのセンサー出力はデータ集積部９４で取得し、このデータ集積部９４の集積データを情報処理部９６に入力する。情報処理部９６では既述の振動検出プログラムの実行により、データ取込み機能、データ解析機能、振動判定機能などを実現し、情報提示機能として解析結果や判定結果をモニター９８に提示させる。モニター９８には振動波形、周波数成分、正常状態または異常状態、アラートなどを表示すればよい。
The sensor output of each vibration sensor 2-1, 2-2, ... 2-N is acquired by the
この振動検出システム８６には通信部１００を備え、情報処理部９６の処理結果をモニター９８の情報提示とは別に外部装置に提供し、解析情報の提供、外部装置側で解析または情報提示を行ってもよい。
The
＜実施例６の効果＞ <Effect of Example 6>
(1) 実施例６に係る振動検出システム８６によれば、複数の振動センサー２−１、２−２・・・２−Ｎのセンサー出力を収集し、系統８８に生じる振動現象を把握し、系統８８の全体および各部の状態を把握でき、異常が生じた部位を容易に特定できる。
(1) According to the
(2) 系統８８に異常振動が生じた場合、複数の振動センサー２−１、２−２・・・２−Ｎから顕著な異常振動部分を特定でき、系統８８における不測の事態を回避することができるなど、系統８８の信頼性を高めることができる。
(2) When abnormal vibration occurs in the
図１６は、実施例７に係る振動検出システムを示している。この振動検出システム１０２では、単一の機器６２に複数の振動センサー２−１、２−２・・・２−Ｎを備えるシステムを構成している。図１６において、図１５と同一部分には同一符号を付し、その説明を割愛する。
FIG. 16 shows the vibration detection system according to the seventh embodiment. In this
この場合、機器６２には共通の基台部１０４にポンプ１０６およびモーター１０８が備えられる。モーター１０８の回転出力が回転軸１１０を通してポンプ１０６に伝達され、ポンプ１０６には軸受け部１１２、ポンプ機能部１１４、配管部１１６が含まれる。
In this case, the
このような機器６２では、振動を監視する複数の連結箇所などが存在している。そこで、振動を検出すべき箇所に複数の振動センサー２−１、２−２・・・２−Ｎを設置し、各部の振動検出を同時に行えばよい。
In such a
このように機器６２では機械系、流体系、構造系などが含まれ、全体の振動モードを把握すれば、振動源の究明、複数要因で生ずる異常振動の早期発見、その対策を採ることができる。既述したように、回転体や圧縮機などの機械系では機械振動の異常振動を検出すればよいし、振動異常の要因にはアンバランス、ミスアライメント、ガタなどがあるから、振動モードを把握することは不可欠である。
In this way, the
機械振動が配管内流体に伝達されて共鳴すると、加振力を増大させ、配管内流体を通して振動が配管構造系に入り、さらなる共振を生じさせることになる。このため、配管振動や異常振動の誘発を抑制することは、配管内流体の共振で生じるであろう弁やノズルでの圧力低下、乱流、キャビテーション、ウォーターハンマーなどの原因を取り除くことを意味する。 When the mechanical vibration is transmitted to the fluid in the pipe and resonates, the exciting force is increased, and the vibration enters the pipe structure system through the fluid in the pipe, causing further resonance. Therefore, suppressing the induction of pipe vibration and abnormal vibration means eliminating the causes of pressure drop, turbulence, cavitation, water hammer, etc. at valves and nozzles that may occur due to the resonance of fluid in the pipe. ..
そして、異常振動の継続は、機器６２を含む設備の破損や故障に繋がり、配管溶接部の亀裂、フランジ、弁からの流体漏れ、ドレン配管、圧力計配管などの小径配管の破損などを生じさせることになる。これを回避するには、複数の振動センサー２−１、２−２・・・２−Ｎはたとえば、駆動部、流体の流入・流出部、小径配管溶接部への垂直方向や水平方向への巻付けなどにより設置すればよい。
The continuation of abnormal vibration leads to damage or failure of the equipment including the
＜実施例７の効果＞ <Effect of Example 7>
(1) 振動センサー２を機器６２の各部に貼付して振動検出を行えば、各部の振動状態を計測し、各部の振動状態を一挙に取得できる。
(1) If the
(2) 同時に収集した振動情報を用いれば、機器６６の劣化状態の監視ないし確認ができ、分析診断が容易になり、故障箇所を容易に特定できるなどの利便性を高めることができる。
(2) By using the vibration information collected at the same time, it is possible to monitor or confirm the deterioration state of the
(3) 収集した振動情報はデータベース化や帳票化により集積させることができ、集積情報から突発性事故の予測や保全計画に役立てることができる。 (3) The collected vibration information can be accumulated by creating a database or form, and the accumulated information can be used for prediction of sudden accidents and maintenance plans.
図１７は、実施例８に係る振動監視システムを示している。この振動監視システム１１８は、本発明の振動検出システムの一例である。
FIG. 17 shows a vibration monitoring system according to the eighth embodiment. This
この振動監視システム１１８には、振動収集部１２０と、振動監視・解析部１２２が含まれる。
The
振動収集部１２０は遠隔地のプラント、車両、船舶、航空機などの輸送機器、移動体などに設置される。この振動収集部１２０には振動検出部１２４および振動処理部１２６が含まれる。振動検出部１２４には複数の振動センサー２−１、２−２・・・２−Ｎが備えられ、この例では、各振動センサー２−１、２−２・・・２−Ｎに個別に通信部１００−１、１００−２・・・１００−Ｎが備えられる。各振動センサー２−１、２−２・・・２−Ｎが実施例４（図１１）に係る振動センサー２であれば、各通信部１００−１、１００−２・・・１００−Ｎは不要である。
The vibration collecting unit 120 is installed in a remote plant, a vehicle, a ship, a transportation device such as an aircraft, a moving body, or the like. The vibration collecting unit 120 includes a
振動処理部１２６には第１通信部１２８−１、第２通信部１２８−２、情報処理部１３０、記憶部１３２、モニター１３４が備えられる。第１通信部１２８−１は、情報処理部１３０で制御されて通信部１００−１、１００−２・・・１００−Ｎと無線により接続され、振動センサー２−１、２−２・・・２−Ｎのセンサー出力を取得する。
The
情報処理部１３０はコンピュータで構成され、記憶部１３２にある振動収集プログラムを実行し、振動センサー２−１、２−２・・・２−Ｎのセンサー出力を収集し、記憶部１３２にあるＤＢ１３６に格納する。
The
この情報処理部１３０では、振動センサー２−１、２−２・・・２−Ｎのセンサー出力の収集とともに、局地的な振動判定を行い、その結果をモニター１３４に表示し、モニター１３４による振動監視が可能である。
The
この情報処理部１３０で収集された振動情報は、第２通信部１２８−２から公衆回線網１３８を通じて振動監視・解析部１２２に通知される。
The vibration information collected by the
振動監視・解析部１２２は、振動収集部１２０が局地的であるのに対し、管理センター側に設置され、プラントや、車両、船舶、航空機などの輸送機器を管理センターで監視し、高度な振動解析を行い、その結果を情報処理部１３０にフィードバックすることができる。
The vibration monitoring / analysis unit 122 is installed on the management center side while the vibration collecting unit 120 is local, and monitors transportation equipment such as plants, vehicles, ships, and aircraft at the management center, and is advanced. Vibration analysis can be performed and the result can be fed back to the
この振動監視・解析部１２２には、通信部１４０、情報処理部１４２、記憶部１４４、モニター１４６が備えられる。通信部１４０は情報処理部１４２の制御により、公衆回線網１３８を通じて振動収集部１２０の第２通信部１２８−２と無線接続され、振動収集部１２０から振動情報を取得する。
The vibration monitoring / analysis unit 122 is provided with a
情報処理部１４２は振動収集部１２０から取得した振動情報を記憶部１４４にあるＤＢ１４８に格納するとともに、振動情報の監視と、その解析を行う。この処理結果はモニター１４６に表示して提示するとともに、その解析結果や判定結果を通信部１４０から振動収集部１２０に通知する。
The
＜実施例８の効果＞ <Effect of Example 8>
(1) 振動収集部１２０では、たとえば、車両、船舶、航空機、建築物やプラントなどにおける振動計測による振動情報の集積を行い、機器の運転状態の監視、運転状態の閲覧、性能解析、燃焼診断などを実行し、その閲覧を行うことができる。 (1) The vibration collecting unit 120 collects vibration information by vibration measurement in, for example, vehicles, ships, aircraft, buildings, plants, etc., monitors the operating state of equipment, browses the operating state, analyzes performance, and diagnoses combustion. You can browse it by executing.
(2) このような局地的な振動情報の収集および精査に対し、管理センター側では遠隔地の振動情報を閲覧し、運転状態の監視や性能判断の結果を閲覧できるとともに、更なる詳細な解析や判断を行い、その結果を振動収集部１２０側の情報処理部１３０に通知し、振動検出部１２４側にある機器などの制御を支援することができる。
(2) In response to such collection and scrutiny of local vibration information, the management center side can browse vibration information in remote areas, monitor the operating status, and view the results of performance judgments, as well as further details. It is possible to perform analysis and determination, notify the
〔他の実施の形態〕 [Other Embodiments]
(1) 一実施の形態の振動センサー２には空間部１８を備えているが、この空間部１８を除くか、または振動吸収体１０または振動伝達体１６を充填させてもよい。
(1) Although the
(2) 一実施の形態または実施例では、機器６２からの振動検出に振動センサー２を用いているが、地上や地殻の振動、生体振動などの検出に利用してもよい。
(2) In one embodiment or embodiment, the
(3) 振動吸収体１０は、単なる振動吸収だけでなく、特定周波数帯域や特定周波数以上またはそれ以下の吸収機能を備える吸収体に構成してもよい。
(3) The
以上述べたように、振動検出方法、振動センサー、振動検出装置、振動検出プログラムおよび振動検出システムの好ましい実施の形態等について説明した。本開示は、上記記載に限定されるものではない。請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。 As described above, a vibration detection method, a vibration sensor, a vibration detection device, a vibration detection program, a preferred embodiment of the vibration detection system, and the like have been described. The present disclosure is not limited to the above description. Various modifications and modifications can be made by those skilled in the art based on the gist of the invention described in the claims or disclosed in the specification. Needless to say, such modifications and modifications are included in the scope of the present invention.
本発明によれば、振動検出の感度が高く、安定した感度が得られる圧電シートなどの圧電層を用いて振動センサーを実現でき、振動を伴う機器などの振動検出を高精度に行うことができ、振動検出の情報を機器の保全などに利用できる。 According to the present invention, a vibration sensor can be realized by using a piezoelectric layer such as a piezoelectric sheet that has high sensitivity of vibration detection and stable sensitivity can be obtained, and vibration detection of a device accompanied by vibration can be performed with high accuracy. , Vibration detection information can be used for equipment maintenance.
２ 振動センサー
４ 圧電層
６−１ 振動入力面部
６−２ 振動抑制面部
８ 振動体
１０ 振動吸収体
１２、１２−１、１２−２、１２−３、１２−４、１２−５ 電極対
１２ａ、１２ｂ 電極
１２ａ−１、１２ｂ−１ 電極本体部
１２ａ−２、１２ｂ−２ 引出し部
１４ センサーユニット
１６ 振動伝達体
１８ 空間部
２０ センサー本体部
２２ リード部
２４ コネクタ部
ＳＵ センサーユニット
２６ カバー部材
２７ コネクタ筐体
２８ 端子対
２８ａ、２８ｂ コネクタ端子
３０ ベース部材
３０−１ 基材層
３０−２ 粘着層
３０−３ 剥離層
３２−１ 接着材
３２−２ 接着材
３４ 圧電シート
３６ 絶縁材
３８ バックル
３８ー２ 係止爪
３８ー１ 係止環
４０ 係止孔
４２ 配管
４４ 流体
４６ 折曲げ部
４８ 回転軸
５０ 円盤部
５２ 周面部
５４ 盤面部
５６ 通信部
５８ アンテナ
６０ 電源部
６２ 機器
６４ ＰＣ
６６ 携帯端末
６８ ディスプレイ
７０ 振動検出装置
７２ 情報処理部
７４ モニター
７６ コネクタ部
７８ プロセッサ
８０ メモリ部
８２ 入出力部
８４ データベース
８６、１０２ 振動検出システム
８８ 系統
９０ ディーゼル機関
９２ タービン
９４ データ集積部
９６ 情報処理部
９８ モニター
１００ 通信部
１０４ 基台部
１０６ ポンプ
１０８ モーター
１１０ 回転軸
１１２ 軸受け部
１１４ ポンプ機能部
１１６ 配管部
１１８ 振動監視システム
１２０ 振動収集部
１２２ 振動監視・解析部
１２４ 振動検出部
１２６ 振動処理部
１２８ー１ 第１通信部
１２８ー２ 第２通信部
１３０ 情報処理部
１３２ 記憶部
１３４ モニター
１３６、１４８ ＤＢ
１３８ 公衆回線網
１４０ 通信部
１４２ 情報処理部
１４４ 記憶部
１４６ モニター
2
66
138
Claims (16)
前記振動入力面部に振動体の振動を入力し、
前記振動体に向けた前記振動抑制面部と前記振動体との間に前記振動体の振動を吸収する振動吸収体を設置して前記振動抑制面部に入る振動を抑制し、
前記振動体に対して背面側を向けた前記振動入力面部と前記振動体との間に振動伝達体を設置し、
該振動伝達体を通して前記振動体の振動を前記振動入力面部に入力し、
前記圧電層を挟む単一または複数の電極対より圧電出力を取り出す振動検出方法。 A vibration input surface and a vibration suppression surface are set on the piezoelectric layer.
The vibration of the vibrating body is input to the vibration input surface portion, and the vibration is input.
A vibration absorber that absorbs the vibration of the vibrating body is installed between the vibration suppressing surface portion facing the vibrating body and the vibrating body to suppress the vibration entering the vibration suppressing surface portion.
A vibration transmitter is installed between the vibration input surface portion with the back side facing the vibrating body and the vibrating body.
The vibration of the vibrating body is input to the vibration input surface portion through the vibration transmitting body.
A vibration detection method in which a piezoelectric output is taken out from a single or a plurality of electrode pairs sandwiching the piezoelectric layer .
前記振動入力面部に振動伝達体を設置して振動体の振動を入力し、
前記振動体の振動を吸収する振動吸収体を設置して前記振動抑制面部に入る振動を抑制し、
前記振動入力面部と前記振動抑制面部にそれぞれ設置された単一または複数の電極対より圧電出力を取り出す振動検出方法。 Set the vibration input surface and vibration suppression surface on the same surface of the piezoelectric layer.
A vibration transmitter is installed on the vibration input surface to input the vibration of the vibrating body.
A vibration absorber that absorbs the vibration of the vibrating body is installed to suppress the vibration entering the vibration suppressing surface portion.
A vibration detection method in which a piezoelectric output is taken out from a single or a plurality of electrode pairs installed on the vibration input surface portion and the vibration suppression surface portion, respectively.
前記振動体の振動を吸収し、前記圧電層の振動抑制面部に入る振動を抑制する振動吸収体と、
前記圧電層を挟む電極間より圧電出力を取り出す単一または複数の電極対と、
さらに、前記振動体に向けて配置されまたは前記振動体に対して背面側を向けて配置された前記振動入力面部と前記振動体との間に振動伝達体を備え、
該振動伝達体を通して前記振動入力面部に前記振動体の振動を入力することを特徴とする振動センサー。 A piezoelectric layer in which a vibration input surface portion and a vibration suppression surface portion are set and vibration of a vibrating body is input to the vibration input surface portion,
A vibration absorber that absorbs the vibration of the vibrating body and suppresses the vibration entering the vibration suppressing surface portion of the piezoelectric layer.
A single or multiple electrode pair that extracts the piezoelectric output from between the electrodes that sandwich the piezoelectric layer,
Further, a vibration transmitter is provided between the vibration input surface portion arranged toward the vibrating body or arranged toward the back surface side with respect to the vibrating body and the vibrating body.
A vibration sensor characterized in that the vibration of the vibrating body is input to the vibration input surface portion through the vibration transmitting body.
前記圧電層の前記振動入力面部に設置され、前記振動体の振動を伝達する振動伝達体と、
前記振動体の振動を吸収し、前記圧電層の前記振動抑制面部に入る振動を抑制する振動吸収体と、
前記圧電層の同一面に設置された電極間より圧電出力を取り出す単一または複数の電極対と、
を備える振動センサー。 A piezoelectric layer in which the vibration input surface portion and the vibration suppression surface portion are set on the same surface and the vibration of the vibrating body is input to the vibration input surface portion.
A vibration transmitter installed on the vibration input surface portion of the piezoelectric layer and transmitting the vibration of the vibrating body,
A vibration absorber that absorbs the vibration of the vibrating body and suppresses the vibration entering the vibration suppressing surface portion of the piezoelectric layer.
A single or multiple electrode pair that extracts the piezoelectric output from between the electrodes installed on the same surface of the piezoelectric layer,
Vibration sensor with.
を備える請求項４ないし８のいずれかの請求項に記載の振動センサー。 Further, a support member that supports the vibration sensor by the vibrating body and transmits the vibration of the vibrating body to the vibration input surface portion.
The vibration sensor according to any one of claims 4 to 8 .
を備える請求項４ないし１２のいずれかの請求項に記載の振動センサー。 Further, a connector portion connected to the electrode pair and taking out the piezoelectric output,
The vibration sensor according to any one of claims 4 to 12 .
を備える請求項４ないし１３のいずれかの請求項に記載の振動センサー。 Further, a communication unit connected to the electrode pair and transmitting the piezoelectric output,
The vibration sensor according to any one of claims 4 to 13 .
前記振動センサーに有線または無線で接続され、該センサー出力の成分を解析する信号処理手段と、
前記信号処理手段に有線または無線で接続され、前記信号処理手段の出力を提示する提示手段と、
を備える振動検出装置。 The single or multiple vibration sensors according to any one of claims 4 to 14 .
A signal processing means that is connected to the vibration sensor by wire or wirelessly and analyzes the components of the sensor output.
A presentation means that is connected to the signal processing means by wire or wirelessly and presents the output of the signal processing means.
A vibration detector equipped with.
前記振動センサーを搭載した機器と、
前記振動センサーのセンサー出力を有線または無線で受けて収集し、前記機器の動作状態を監視する監視手段と、
を備える振動検出システム。 A single or multiple vibration sensors according to or including any of claims 4 to 14 .
A device equipped with the vibration sensor and
A monitoring means that receives and collects the sensor output of the vibration sensor by wire or wirelessly and monitors the operating state of the device.
Vibration detection system with.
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