JP2004343318A

JP2004343318A - マイクロホン装置

Info

Publication number: JP2004343318A
Application number: JP2003135869A
Authority: JP
Inventors: Shiro Yamauchi; 四郎山内; Hide Kimura; 秀木村; Hirahiro Toshimitsu; 平大利光; Goro Yamauchi; 五郎山内
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-05-14
Also published as: JP4061242B2

Abstract

【課題】保守作業を容易にする。
【解決手段】容器１に収納されたマイクロホン装置において、水素イオン導電性の固体電解質膜の各面にそれぞれ多孔性電極を有し、容器１の内部と外部との間に配置された除湿素子７と、この除湿素子７に直流電流を供給する直流電源１７と、容器１内の湿度を検出する湿度検出手段１５と、容器１内に配置されて水分の吸収及び放出が可能な可逆性吸湿部材１８と、湿度検出手段１５により検出された容器１内の湿度が湿度設定値になると直流電源１７から除湿素子７に直流電圧を印加して容器１内及び可逆性吸湿材１８内の水分除去を行わせる除湿制御手段１６とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、屋外で使用される騒音測定用等のように耐湿性が要求されるマイクロホン装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のマイクロホン装置においては、マイクロホンが収納された容器内にシリカゲルが充填されている（例えば、実用新案登録文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実用新案登録第３０７３６６４号公報（第１０頁、図８）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のマイクロホン装置では、シリカゲルが所定量の水分を吸収すると効果がなくなるので、定期的に強制加熱して乾燥するか、新鮮なものと交換する必要があるため、保守作業が面倒であるという問題点があった。
【０００５】
この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、保守作業が容易なマイクロホン装置を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わるマイクロホン装置は、容器に収納されたマイクロホン装置において、水素イオン導電性の固体電解質膜の各面にそれぞれ多孔性電極を有し、容器の内部と外部との間に配置された除湿素子と、この除湿素子に直流電流を供給する直流電源と、容器内の湿度を検出する湿度検出手段と、容器内に配置されて水分の吸収及び放出が可能な可逆性吸湿部材と、湿度検出手段により検出された容器内の湿度が湿度設定値になると直流電源から除湿素子に直流電圧を印加して容器内及び可逆性吸湿材内の水分除去を行わせる除湿制御手段とを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における構成図である。図１において、筒状の容器１の一方の端面に対向するように振動膜２が配置されている。振動膜２と対向した容器１の端面には複数の穴１ａが設けられている。振動膜２と１ミクロンから１００ミクロンの間隔で対向するように導電体の背電極３が容器１内に配置され、振動膜２と背電極３とでコンデンサが形成されている。振動膜２と背電極３との位置関係を固定すると共に容器１と絶縁するために、背電極３は絶縁支持材４を介して容器１に固定されている。背電極３の出力はリード線５を介して前置増幅器６に入力される。
また、容器１に設けられた水分放出用の複数の穴１ｂと対向するように除湿素子７が容器１内に配置され、容器１に絶縁支持材８を介して固定されている。なお、除湿素子７は後述の９〜１３で構成されている。
【０００８】
図２は除湿素子の構成図である。図２において、水素イオン導電性を有する固体電解質膜９（商品名：ナフィオン、デュポン社製）の各面に多孔性電極で一方の面を陽極１０とし、他方の面を陰極１１として形成されている。さらに、固体電解質膜９の各面に抵抗検出電極１２，１３が形成されている。そして、抵抗検出電極１２，１３は湿度演算手段１４に接続されている。なお、抵抗検出電極１２，１３と湿度演算手段１４とで湿度検出手段１５が構成されている。湿度検出手段１５の出力データは除湿制御手段１６に入力され、湿度が所定値以上になると直流電源１７から除湿素子７に直流電流を供給する。なお、直流電源１７は後述のコネクタ１９を介して入力された外部電源から電力が供給される。また、容器１内には水分の吸収及び放出が可能な可逆性吸湿部材１８（商品名：カムドライ、住友化学製）が配置されている。可逆性吸湿部材１８は、停電等により後述のコネクタ１９を介して供給されている外部電源が停止したときのバックアップ用である。
【０００９】
ここで、振動膜２と背電極３とで構成されるコンデンサの静電容量は大きくて１００ｐＦ程度で、使用する音声帯域あるいは音響計測の周波数帯域である数ヘルツから数１０キロヘルツの間では、インピーダンスとして数メグオーム以上の高インピーダンスで前置増幅器６に接続されている。従って、湿気により雑音発生等の障害が発生するので、その対策が行われる。
容器１の他方の端面にはコネクタ１９が配置され、外部からの電源供給及び前置増幅器６の出力信号が外部へ出力される。
さらに、容器１を完全に密閉した場合には外気圧の変動によって振動膜２に圧縮又は膨張の力が加わるのを防止するために、容器１に開口部１ｃを設けることにより気圧の内外差を吸収する。
【００１０】
次に動作について説明する。図１及び図２において、穴１ａを通して振動膜２に到達した音声あるいは音響は音圧により振動膜２を振動させる。振動膜２が音圧によって振動することによって変化する量が入力信号として前置増幅器６へ入力される。そして、前置増幅器６で所定値に増幅された出力信号はコネクタ１９を介して他の周辺機器（図示せず）へ送信される。
【００１１】
開口部１ｃから容器１内に浸入した水蒸気等の水分を湿度検出手段１５が検出する。固体電解質膜９は湿度が高くなると電気抵抗が小さくなり、湿度が低くなると電気抵抗が大きくなる。このような特性を利用して、湿度検出手段１６は両抵抗検出電極１２，１３間に所定の直流電圧を印加して固体電解質膜９を流れる電流から固体電解質膜９の電気抵抗を検出し、さらに電気抵抗から換算して湿度信号として検出する。除湿制御手段１７は湿度信号から容器１内の湿度が湿度設定値に達したと判断されたとき直流電源１７から除湿素子７へ直流電流を供給するように指令する。これにより、除湿素子７は容器１内及び可逆性吸湿部材１８内の水分除去を行う。
【００１２】
ここで、除湿素子７による水分除去について説明する。図１及び図２において、陽極１０及び陰極１１間に直流電源１７から直流電圧が印加されると、式（１）に示すように陽極１０側である容器１内の水蒸気（水分）を酸素、水素イオン及び電子に分解する。また、陰極１１側では式（２）に示すように陽極１０側で生成された水素イオンと電子、及び大気中の酸素から水蒸気（水）を生成する。
Ｈ_２Ｏ→２Ｈ^＋＋（１／２）Ｏ_２＋２ｅ⁻・・・・・（１）
２Ｈ^＋＋（１／２）Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｈ_２Ｏ・・・・・（２）
このようにして、陽極１０に接する容器１内の水蒸気（水）を陰極１１側に移動させて穴１ｂから容器１外に放出する。なお、陽極１０で発生した電子ｅ⁻は直流電源１７を介して陰極１１に達する。
【００１３】
図３は図１の試験結果を示す説明図である。図３において、容器１内の設定湿度は６８％である。環境湿度に応じて容器１内の湿度が変動する。しかし、設定湿度６８％になると湿度検出手段１５が検出して、設定湿度６８％を保持させるように除湿制御手段１６により除湿素子７に直流電圧が印加される。これにより、固体電解質膜９に所定の直流電流が流れて容器１内の湿度が設定湿度６８％に制御される。
【００１４】
以上のように、湿度検出手段１５により検出された容器１内の湿度が湿度設定値になると、除湿制御手段１６が直流電源１７から除湿素子７に直流電圧を印加させることにより容器１内及び可逆性吸湿部材１８内の水分除去を行うので、保守作業を容易にすると共に容器１内を所定の湿度に保持することができる。
実施の形態１において、容器１内に前置増幅器６を配置したものについて説明したが、容器１内に振動膜２と背電極３のみを配置したものについても同様の効果を期待することができる。
【００１５】
実施の形態２．
図４は実施の形態２の構成図である。１〜１１，１６〜１９は実施の形態１のものと同様のものである。実施の形態１において、湿度検出手段１５は固体電解質膜９の電気抵抗を検出して、電気抵抗から換算して湿度を検出するものについて説明したが、振動膜２と背電極３とからなるマイクロホンでは湿気によって雑音が発生する障害が起こる。従って、図４に示すように前置増幅器６から出力される出力信号を湿度検出手段２０に入力して雑音レベルを検出検出することにより湿度検出が可能である。
例えば騒音測定において、通常の騒音レベルの最大値及び最小値が設定されている場合に、騒音が途絶えている筈（時間帯）であるべきときに、前置増幅器６から騒音レベルの最小値以上の出力信号が湿度検出手段２０により検出されたとき湿度によるノイズと判断して、除湿素子７に直流電圧を供給する。
【００１６】
以上のように、湿度検出手段２０により検出された容器１内の湿度が湿度設定値になると、除湿制御手段１６が直流電源１７から除湿素子７に直流電圧を印加させることにより容器１内及び可逆性吸湿部材１８内の水分除去を行うので、保守作業を容易にすると共に容器１内を所定の湿度に保持することができる。
【００１７】
【発明の効果】
この発明によれば、湿度検出手段により検出された容器内の湿度が湿度設定値になると、除湿制御手段が直流電源から除湿素子に直流電圧を印加させることにより容器内及び可逆性吸湿部材内の水分除去を行うので、保守作業を容易にすると共に容器内を所定の湿度に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における構成図である。
【図２】図１は除湿素子の構成図である。
【図３】図１の試験結果を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２における構成図である。
【符号の説明】
１容器、７除湿素子、９固体電解質膜、１２，１３抵抗検出電極、
１５，２０湿度検出手段、１６除湿制御手段、１７直流電源、
１８可逆性吸湿部材。

Claims

容器に収納されたマイクロホン装置において、水素イオン導電性の固体電解質膜の各面にそれぞれ多孔性電極を有し、上記容器の内部と外部との間に配置された除湿素子と、この除湿素子に直流電流を供給する直流電源と、上記容器内の湿度を検出する湿度検出手段と、上記容器内に配置されて水分の吸収及び放出が可能な可逆性吸湿部材と、上記湿度検出手段により検出された上記容器内の湿度が湿度設定値になると上記直流電源から上記除湿素子に直流電圧を印加して上記容器内及び上記可逆性吸湿材内の水分除去を行わせる除湿制御手段とを備えたことを特徴とするマイクロホン装置。
請求項１において、上記湿度検出手段は、上記固体電解質膜の各面にそれぞれ設けた多孔性電極からなる一対の抵抗検出電極と、この抵抗検出電極を介して検出された上記固体電解質膜の電気抵抗から上記容器内の湿度を検出する湿度演算手段とで構成されていることを特徴とするマイクロホン装置。