JPH0736063U - Soundproof accelerometer - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加速度ピックアップにより振動を測定する場
合に、周囲の騒音が該加速度ピックアップにより得た振
動測定値に混入しない防音型の加速度ピックアップを提
供することを目的とする。 【構成】 一端に開口部２８を設け、その内側に制振材
３３を備えたケース３２で加速度ピックアップ３１を覆
い、該ケース３２と、加速度ピックアップ３１で得られ
た電気信号を導出するためのケーブル３４との間に防水
パッキン３６を装着し、さらに該制振材３３とベース２
５との隙間に接着剤３５を充填してケース３２を密閉す
る。 (57) [Abstract] [Purpose] An object of the present invention is to provide a soundproof type acceleration pickup in which ambient noise is not mixed into the vibration measurement value obtained by the acceleration pickup when the vibration is measured by the acceleration pickup. A cable for deriving an electrical signal obtained by the case 32 and the acceleration pickup 31 by covering an acceleration pickup 31 with a case 32 having an opening 28 at one end and a damping material 33 inside thereof. 34, a waterproof packing 36 is attached between the same and the damping material 33 and the base 2
An adhesive 35 is filled in the gap with the case 5 to seal the case 32.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、船舶等の振動計測に使用する圧電型の加速度ピックアップの防音構 造に関するものである。 The present invention relates to a soundproof structure of a piezoelectric type acceleration pickup used for measuring vibration of a ship or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

従来、船舶等の振動測定に使用されている圧電型の加速度ピックアップは、ベ ースとおもりの間を三角錐の柱面に取り付けた圧電素子を介して結合する構造の 加速度ピックアップが知られている。 Conventionally, as a piezoelectric accelerometer used for measuring vibrations of ships and the like, there is known an accelerometer having a structure in which a base and a weight are coupled via a piezoelectric element mounted on a triangular pyramid surface. There is.

【０００３】 以下従来技術について図面を参照して説明する。The prior art will be described below with reference to the drawings.

【０００４】 図２は、従来の圧電型の加速度ピックアップの外観図、図３は、従来の圧電型 の加速度ピックアップのケースの中央部を切り欠いた斜視図を示す。FIG. 2 is an external view of a conventional piezoelectric type acceleration pickup, and FIG. 3 is a perspective view in which a central portion of a case of the conventional piezoelectric type acceleration pickup is cut away.

【０００５】 図３に示すように、加速度ピックアップの構造は、まずベース２５を土台とし て、その中央位置に三角錐の形状のセンタポスト２１が固着される。As shown in FIG. 3, in the structure of the acceleration pickup, first, a base 25 is used as a base, and a center post 21 having a triangular pyramid shape is fixed to a central position of the base 25.

【０００６】 次に、この三角錐の各側面にそれぞれ圧電素子２２が３個固着され、その圧電 素子２２には、各々おもり２３がそれぞれ接着され、このおもり２３はその外側 に位置する固定リング２４により固定されている。Next, three piezoelectric elements 22 are fixed to each side surface of the triangular pyramid, and weights 23 are respectively bonded to the piezoelectric elements 22, and the weights 23 are fixed rings 24 located outside thereof. It is fixed by.

【０００７】 さらに、この固定リング２４の外側に当該固定リング２４を保護するための、 ケース２０を設け、このケース２０はベース２５に固着されている。Further, a case 20 for protecting the fixing ring 24 is provided outside the fixing ring 24, and the case 20 is fixed to a base 25.

【０００８】 以上の構成により、各おもり２３はベース２５に対し各圧電素子２２を介して 接続されることとなり、上下に固有振動をする振子を形成する。With the above structure, each weight 23 is connected to the base 25 via each piezoelectric element 22, and forms a pendulum that vertically vibrates.

【０００９】 また、各圧電素子２２は、各ケーブル１９によりコネクタ１３に電気的に接続 されている。Each piezoelectric element 22 is electrically connected to the connector 13 by each cable 19.

【００１０】 この加速度ピックアップを使用して、被測定対象物１２の振動を測定するには 、ベース２５を被測定対象物１２の被測定面に、例えば接着により又は機械的に 金具などにより固定する。In order to measure the vibration of the object to be measured 12 using this acceleration pickup, the base 25 is fixed to the surface to be measured of the object to be measured 12 by, for example, adhesion or mechanically with a metal fitting or the like. .

【００１１】 この状態で、被測定対象物１２が振動すれば、ベース２５を介してセンタポス ト２１にその振動が伝達される。In this state, if the measured object 12 vibrates, the vibration is transmitted to the center post 21 via the base 25.

【００１２】 一方、この振動によりおもり２３は、その質量と圧電素子２２の剪断弾性によ るばね定数で定まる固有振動を起こすため、この圧電素子２２には、センタポス ト２１からの被測定対象物１２の振動と、おもり２３の固有振動の２種の異なっ た振動を受けることになる。On the other hand, due to this vibration, the weight 23 causes a natural vibration that is determined by the mass of the weight and the spring constant due to the shear elasticity of the piezoelectric element 22, and therefore the piezoelectric element 22 has an object to be measured from the center post 21. The vibration of 12 and the natural vibration of the weight 23 are subjected to two different vibrations.

【００１３】 このため、圧電素子２２には、この両振動による振幅偏差が生じて、剪断歪み が発生することとなり、被測定対象物１２の振動数よりも、おもり２３の固有振 動数を十分に、例えば５倍以上高く設定すれば、ここで発生する剪断歪みは被測 定対象物１２の振動加速度に比例した値となる。Therefore, in the piezoelectric element 22, an amplitude deviation due to both of these vibrations is generated, and shear strain is generated, so that the natural frequency of the weight 23 is sufficiently larger than the frequency of the measured object 12. If, for example, it is set higher than 5 times, the shear strain generated here becomes a value proportional to the vibration acceleration of the object 12 to be measured.

【００１４】 従って、圧電素子２２には、剪断歪み応力の圧電効果により、被測定対象物１ ２の振動加速度に比例した電圧出力が得られる。Therefore, the piezoelectric element 22 can obtain a voltage output proportional to the vibration acceleration of the measured object 12 due to the piezoelectric effect of the shear strain stress.

【００１５】[0015]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかしながら、従来の圧電型の加速度ピックアップ１１では、船舶の振動測定 において、鉄板構造等の船体内部では、搭載機器の運転によって発生する騒音が 鉄板構造の側面に反響するため騒音レベルが高い。 However, in the conventional piezoelectric type acceleration pickup 11, when measuring the vibration of a ship, the noise level is high inside the hull of an iron plate structure or the like because the noise generated by the operation of the onboard equipment echoes on the side surface of the iron plate structure.

【００１６】 このような、周囲の音響は、縦波、横波、表面波等の弾性波及び物体の形状が 変形する偏位振動のような伝搬形態により空気、水等の媒体を介して加速度ピッ クアップの内部、すなわち、おもりやセンタポストに伝わり機械振動に変換され て、圧電素子２２の歪みに影響し、このような不必要な振動データが被測定物の 振動データに混って出力される。Such ambient sound propagates through a medium such as air or water by a propagation mode such as elastic waves such as longitudinal waves, transverse waves, surface waves, and deflection vibration that deforms the shape of an object. It is transmitted to the inside of the cup-up, that is, the weight or the center post and is converted into mechanical vibration, which affects the distortion of the piezoelectric element 22 and such unnecessary vibration data is mixed with the vibration data of the DUT and output. .

【００１７】 ピックアップのケースに周囲の騒音が当たると、この騒音の粒子速度及び音圧 によりケースの外部と内部に圧力差が生じ、ケース側壁は機械的な曲げ応力によ る変形を起こし、ケース自身が発音源となり、内部空間に音場を作り、この音場 がおもりやセンタポストの機械振動の要因となるからである。When ambient noise hits the case of the pickup, a pressure difference is generated between the outside and the inside of the case due to the particle velocity and sound pressure of the noise, and the side wall of the case is deformed by mechanical bending stress. This is because it becomes a sound source by itself and creates a sound field in the internal space, and this sound field becomes a factor of mechanical vibration of the weight and the center post.

【００１８】 なお、この音響エネルギーは理論的には、ケースの単位面積当たりの質量と周 波数の積の二乗に比例して失われるため、ピックアップの内部に伝わる音響エネ ルギーは微少となるが、１Ｋヘルツ以下の低周波の場合は、減衰が少なく、前述 のようにおもり等に作用してしまう。Note that, theoretically, this acoustic energy is lost in proportion to the square of the product of the mass per unit area of the case and the frequency, so the acoustic energy transmitted to the inside of the pickup becomes very small, In the case of a low frequency of 1 KHz or less, the attenuation is small and the weight or the like acts as described above.

【００１９】 このような環境下で、比較的低レベルの振動測定を行う場合、ケース２０、ベ ース２５等が外来の騒音により誘起振動を起こし、加速度ピックアップ１１はそ の騒音を振動加速度として測定値に加算してしまう。When a relatively low level vibration measurement is performed in such an environment, the case 20, the base 25 and the like cause induced vibration due to external noise, and the acceleration pickup 11 uses the noise as vibration acceleration. It will be added to the measured value.

【００２０】 特に、船舶等のディーゼルエンジンのような騒音を発生する機器の近くで測定 する場合は、騒音が機械的振動の形態に変換され振動測定値にこれらの騒音から 生ずる振動がノイズとして混入し、被測定物１２の正しい振動測定値が得られな いことが多くあった。In particular, when measuring in the vicinity of equipment that generates noise, such as a diesel engine of a ship, the noise is converted into a form of mechanical vibration and the vibration generated from these noises is mixed as noise into the vibration measurement value. However, in many cases, the correct vibration measurement value of the DUT 12 cannot be obtained.

【００２１】 また、各圧電素子２２は鉛チタン、鉛化ジルコン系の強誘電体セラミックを人 工的に極性化したものであり、ケーブル１９を介してコネクタ１３と電気的に接 続されているため、当該圧電素子２２の接続部分に水分が付着すると絶縁抵抗が 低下し圧電素子２２が出力する電圧が減少してしまうため、正しい振動測定値が 得られない欠点があった。Each piezoelectric element 22 is an artificially polarized lead-titanium or lead-zirconium-based ferroelectric ceramic and is electrically connected to the connector 13 via a cable 19. Therefore, if moisture adheres to the connecting portion of the piezoelectric element 22, the insulation resistance decreases and the voltage output by the piezoelectric element 22 decreases, so that there is a drawback that a correct vibration measurement value cannot be obtained.

【００２２】 従って、船体の底部に設けられている水タンクに水が入った状態で、その水タ ンクの内部の隔壁板等の振動計測が要求される場合は、水分が加速度ピックアッ プに侵入し、接続部分等が水に濡れてしまうと正確な振動が計測することができ なかった。Therefore, when vibration is required to measure the partition plate inside the water tank when water is contained in the water tank provided at the bottom of the hull, the water enters the acceleration pick-up. However, if the connecting part gets wet with water, the accurate vibration could not be measured.

【００２３】 一般的に、船体内部では湿気が高く、このような場所で正確な振動測定をする ことができる防音性、防水性及び耐油性等を備えた振動計測用の加速度ピックア ップが望まれている。Generally, the humidity is high inside the hull, and an acceleration pick-up for vibration measurement that has soundproofness, waterproofness, oil resistance, etc. that enables accurate vibration measurement in such a place is desired. It is rare.

【００２４】[0024]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案は、内側に制振材を備えた金属製ケースで振動計測用の加速度ピックア ップ全体を密閉することで周辺からの騒音を遮断し、制振材によってケース側壁 が内外の音圧差により生ずる機械振動を抑制することで、周囲の騒音が弾性波又 は機械的誘起振動のいずれの形態、伝搬経路であっても、ピックアップ内部へ浸 透し、測定値に混入することを防止する。 The present invention shuts off the noise from the surroundings by sealing the entire acceleration pick-up for vibration measurement with a metal case equipped with a damping material inside, and the damping material causes the side wall of the case to have a difference in sound pressure between the inside and outside. By suppressing the mechanical vibrations that occur, it is possible to prevent ambient noise from penetrating into the inside of the pickup and mixing in the measured values regardless of the form and propagation path of elastic waves or mechanically induced vibrations.

【００２５】 また、水密構造にすることにより被測定対象物が水中にあっても防水性が保た れ正確に測定できるようにした。Further, by adopting a watertight structure, the waterproof property is maintained and accurate measurement can be performed even when the measured object is in water.

【００２６】[0026]

【実施例】【Example】

以下、本考案の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【００２７】 図１は、本考案の加速度ピックアップの防音構造におけるケースの中央部を切 り欠いた側面図を示したものである。FIG. 1 is a side view of a soundproof structure for an acceleration pickup according to the present invention, in which a central portion of a case is cut away.

【００２８】 本考案の、防音型加速度ピックアップの構造について説明する。The structure of the soundproof type acceleration pickup of the present invention will be described.

【００２９】 加速度ピックアップ３１は、従来の技術で説明した構造と同じであるため説明 を省略する。Since the acceleration pickup 31 has the same structure as that described in the conventional technique, the description thereof will be omitted.

【００３０】 この加速度ピックアップ３１の外形よりも大きな内径を備え、一端に開口部２ ８を有する円筒形状であって、耐食性を有し、外来音響を十分に反射させるため 、音響インピーダンスの高い材料、例えば、ステンレスからなるケース３２を設 ける。The accelerometer 31 has an inner diameter larger than that of the accelerometer 31 and has a cylindrical shape having an opening 28 at one end, and is corrosion resistant and has a high acoustic impedance in order to sufficiently reflect external sound. For example, a case 32 made of stainless steel is provided.

【００３１】 このケース３２の内側面及び上面内側２９の全面にわたって、ケース３２の外 来音響の誘起振動を抑制するための制振材３３を貼り付け、上面２６の中央部に 耐水性ケーブル３４を通すためのケーブル用穴２７を設け、この耐水性ケーブル ３４を通した防水パッキン３６を前記ケーブル用穴２７に嵌め込む。A damping material 33 for suppressing the induced vibration of the external sound of the case 32 is attached to the entire inner surface of the case 32 and the entire inner surface 29 of the upper surface of the case 32, and a water resistant cable 34 is attached to the central portion of the upper surface 26. A cable hole 27 for passage is provided, and a waterproof packing 36 through which the water resistant cable 34 is passed is fitted into the cable hole 27.

【００３２】 ベース２５の被測定対象物１２に取り付けるための端面と、ケース３２の開口 部２８側の端面とが、ほぼ同一平面となる位置関係になるように構成し、制振材 ３３とベース２５との間に生ずる隙間に接着材３５、例えばエポキシ系の接着剤 を一定の厚みを形成するように充填し、この開口部２８から水分が侵入しないよ うに密閉する。The end surface of the base 25 to be attached to the object to be measured 12 and the end surface of the case 32 on the opening 28 side are arranged so as to be substantially flush with each other. An adhesive 35, for example, an epoxy adhesive is filled in a gap formed between the opening 25 and the opening 25 so as to form a certain thickness, and the opening 28 is sealed so that moisture does not enter.

【００３３】 以上説明した本考案の防音型加速度ピックアップを船舶等の振動測定に使用す る場合は、被測定対象物１２にケース３２の開口部２８側を直接取り付けて使用 する。When the soundproof accelerometer of the present invention described above is used for vibration measurement of a ship or the like, the opening 28 side of the case 32 is directly attached to the object to be measured 12 for use.

【００３４】[0034]

【考案の効果】[Effect of device]

以上説明したように、本考案による防音型加速度ピックアップは、高騒音環境 下で低レベルの振動測定をする場合、測定環境の音響媒体に対して高音響インピ ーダンスを有する金属ケースで囲い、かつ外来音響による誘起振動を抑制する制 振材で金属ケースの内部を覆っているため、測定に悪影響のある騒音を効果的に 遮断でき、信頼性の高い振動測定結果が得られる。 As explained above, the soundproof accelerometer according to the present invention, when measuring low-level vibration in a high noise environment, encloses it in a metal case having a high acoustic impedance against the acoustic medium of the measurement environment, and Since the inside of the metal case is covered with a damping material that suppresses acoustically induced vibration, noise that adversely affects measurement can be effectively blocked, and highly reliable vibration measurement results can be obtained.

【００３５】 さらに、加速度ピックアップ全体が密閉されているため、水中で測定すること も可能となった。Further, since the entire acceleration pickup is hermetically sealed, it is possible to measure in water.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本考案の防音型加速度ピックアップのケースの
中央部を切り欠いた側面図である。FIG. 1 is a side view in which a central portion of a case of a soundproof type acceleration pickup of the present invention is cut away.

【図２】従来の加速度ピックアップの外観図である。FIG. 2 is an external view of a conventional acceleration pickup.

【図３】従来の加速度ピックアップのケースの中央部を
切り欠いた斜視図である。FIG. 3 is a perspective view in which a central portion of a case of a conventional acceleration pickup is cut away.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１ 加速度ピックアップ １２ 被測定対象物 １３ コネクタ １９ ケーブル ２０ ケース ２１ センタポスト ２２ 圧電素子 ２３ おもり ２４ 固定リング ２５ ベース ２６ 上面 ２７ ケーブル用穴 ２８ 開口部 ２９ 上面内側 ３１ 加速度ピックアップ ３２ ケース ３３ 制振材 ３４ 耐水性ケーブル ３５ 接着剤 ３６ 防水パッキン 11 Accelerometer 12 Object to be Measured 13 Connector 19 Cable 20 Case 21 Center Post 22 Piezoelectric Element 23 Weight 24 Fixing Ring 25 Base 26 Top Surface 27 Cable Hole 28 Opening 29 Top Inside 31 Acceleration Pickup 32 Case 33 Damping Material 34 Water Resistant Cable 35 Adhesive 36 Waterproof packing

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 中島 弘喜 神奈川県横須賀市小原台31番地17 (72)考案者 長谷 弘信 神奈川県横浜市港北区新吉田町781番地 ジェイ・アール・シー特機株式会社内 (72)考案者 片山 峰宏 神奈川県横浜市港北区新吉田町781番地 ジェイ・アール・シー特機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hiroki Nakajima, 31 31 Obaradai, Yokosuka City, Kanagawa Prefecture (72) Hironobu Hase, 781, Shinyoshida-cho, Kohoku-ku, Yokohama City, Kanagawa JRC Special Equipment Co., Ltd. (72) Creator Minehiro Katayama 781 Shinyoshida-cho, Kohoku-ku, Yokohama-shi, Kanagawa JR RC Toki Co., Ltd.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】 内側に制振材（３３）を備え、一端に開
口部（２８）を設けたケース（３２）で加速度ピックア
ップ（３１）を覆い、前記ケース（３２）と、加速度ピ
ックアップ（３１）で得られた電気信号を導出するため
のケーブル（３４）との間に防水パッキン（３６）を装
着し、前記制振材（３３）とベース（２５）との隙間に
接着剤（３５）を充填することにより密閉構造としたこ
とを特徴とする防音型加速度ピックアップ。1. A case (32) having a damping material (33) inside and an opening (28) provided at one end covers the acceleration pickup (31), and the case (32) and the acceleration pickup (31). ), A waterproof packing (36) is attached to the cable (34) for deriving the electric signal, and the adhesive (35) is placed in the gap between the vibration damping material (33) and the base (25). A soundproof type acceleration pickup characterized by having a closed structure by filling with.