JP2011112399A - 水中音響測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】音響材料の音響特性を、水圧下において効率的に測定することができる水中音響測定装置を提供する。
【解決手段】両端が密閉された中空円筒体１内の一端部に送波器５を設置すると共に、前記送波器５に対向して音響材料９を配置し、前記送波器と前記音響材料９との間に１台の受波器７を設け、前記密封された中空円筒体１内に水を充満させた水中音響測定装置において、前記受波器７を前記中空円筒体１内の長手方向に沿って移動可能に構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は水中音響測定装置に関し、更に詳しくは、音響材料の音響特性を、水圧下において効率的に測定することができる水中音響測定装置に関する。

吸音や遮音を目的とする材料（以下「音響材料」という。）の音響特性、例えば、音響インピーダンスや音響透過損失などの測定には、いわゆる音響管と呼ばれる測定装置が用いられる。この音響管は、例えば特許文献１の図１に示すように、両端が密閉された中空円筒体の端部に設置した送波器に対向して音響材料を設置し、それら送波器と音響材料との間に発生する定在波を、長手方向に沿って配列した複数の受波器で測定することを基本的な原理としている。

しかし、上記の音響管のように複数の受波器を用いた場合には、各受波器の感度を揃えるための校正作業に多大な手間と時間を要し、測定時間が長期化するという問題があった。

このような問題を解決するには、上記特許文献１の従来技術（図３）にあるように、単一の受波器を音響管の長手方向に沿って移動させながら定在波を測定することが考えられる。

しかし、そのような従来の音響管では、音響管内の水に圧力を加えた状態で音響材料の音響特性を測定することが困難であるという問題があった。

特開昭６３−１０５０４１号公報

本発明の目的は、音響材料の音響特性を水圧下において効率的に測定することができる水中音響測定装置を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明の水中音響測定装置は、両端が密閉された中空円筒体内の一端部に送波器を設置すると共に、前記送波器に対向して音響材料を配置し、前記送波器と前記音響材料との間に受波器を設け、前記密封された中空円筒体内に水を充満させた水中音響測定装置において、前記受波器を前記中空円筒体の長手方向に沿って移動可能に構成したことを特徴とするものである。

本発明の水中音響測定装置によれば、水を充満させた中空円筒体からなる本体内で１台の受波器を長手方向に移動可能になるように構成したことにより、本体内を密閉状態に容易に維持することができると共に、複数の受波器の感度を揃えるための校正作業が不要であるため、水圧下における音響材料の音響特性を効率的に測定することができる。

本発明の実施形態からなる水中音響測定装置を示す断面図である。 本発明の別の実施形態からなる水中音響測定装置を示す断面図である。 本発明の更に別の実施形態からなる水中音響測定装置を示す断面図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態からなる水中音響測定装置を示す。

この水中音響測定装置は、いわゆる音響管と呼ばれ、縦置きにした中空円筒体１の上下端部を上側フランジ２及び下側フランジ３でそれぞれ密閉して本体４を構成し、下側フランジ３上に送波器５を設置すると共に、上側フランジ２から剛体６を吊設し、それら送波器５と剛体６との間に１台の受波器７を配置したものである。この本体４内には、水８が充満されている。

上側フランジ２から吊設された剛体６は、ステンレス製の中実円柱体から構成され、平板状に加工された音響材料９が下面に取り付けられている。受波器７は、剛体６及び音響材料９を上下に貫通する支持棒１０の下端に固定されている。支持棒１０の上部は、上側フランジ２を貫通して本体４の外側へ延びており、上側フランジ２の上方に設置された駆動手段である電動機１１により上下方向に駆動される。

また、送波器５、受波器７及び電動機１１は、それぞれ信号線１２ａ、１２ｂ、１２ｃを通じてコントローラ１３に電気的に接続されている。このコントローラ１３は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備えたパソコンなどから構成することができる。

音響材料９の音響特性の測定は、あらかじめコントローラ１３に組み込まれた手順に従って自動的に行われる。具体的には、まず送波器５から断続的に定在波（正弦波）を発振させ、電動機１１を駆動して受波器７を送波器５と音響材料９との間の所定の位置に移動し、その位置で受波器７により定在波の音圧等を測定し、次いで電動機１１を駆動して受波器７を次の位置に移動させて定在波を測定する作業を繰り返すようにする。

このように水中音響測定装置を構成したことにより、本体４を密閉状態に容易に維持することができるため、水圧下における音響特性を評価できる。また、受波器７が１台であるので、複数の受波器の感度を揃えるための校正作業が不要であるため、効率的に測定を行うことができる。

更には、受波器を任意の位置に移動させることができるため、複数の受波器を用いる場合に比べて測定ポイントを細かく設定できるので、音響特性をより詳細に測定することができる。

図２は、本発明の別の実施形態からなる水中音響測定装置を示す。

この実施形態は、本体４に水８の圧力（水圧）を調整する圧力ポンプ１４と、その水圧を測定する圧力計１５とを設置したものである。これら圧力ポンプ１４及び圧力計１５は、信号線１２ｄ、１２ｅによりコントローラ１３に電気的に接続しており、圧力計１５の測定値を圧力ポンプ１４の運転にフィードバックさせることにより、本体４内の水圧を所定の値に維持するようになっている。

このように構成することにより、本体４内の水圧を調整しつつ受波器７を移動させて音響特性を測定することができるため、音響特性に対する水圧の影響を評価することができるようになる。

図３は、本発明の更に別の実施形態からなる水中音響測定装置を示す。

この実施形態は、本体４に水８の温度を測定する温度計１６を設置すると共に、本体４の側面に加熱手段である電気ヒータ１７を取り付けたものである。温度計１６としては、熱電対などが例示される。また、電気ヒータ１７は、中空円筒体１の壁面を通じて水８を加熱するようになっている。これら温度計１６及び電気ヒータ１７は、信号線１２ｆ、１２ｇによりコントローラ１３に電気的に接続しており、温度計１６の測定値を電気ヒータ１７の熱出力にフィードバックさせることにより、本体４内の水８の温度（水温）を所定の値に維持することができる。

このようにすることで、音響特性に対する水温の影響を評価することができるようになる。

上記の実施形態は、上述した圧力ポンプ１４及び圧力計１５を設けた実施形態と組み合わせることも可能である。また、上述した全ての実施形態においては、中空円筒体１を縦置きにしているが、これに限るものではなく、横置きにしてもよいことは勿論である。

更に、上述した全ての実施形態においては、本体４内に水５を充満させているが、水５の代わりに他の液体、例えば塩水などを用いることができるのは言うまでもない。

１ 中空円筒体
２ 上側フランジ
３ 下側フランジ
４ 本体
５ 送波器
６ 剛体
７ 受波器
８ 水
９ 音響材料
１０ 支持棒
１１ 電動機
１２ａ〜１２ｆ 信号線
１３ コントローラ
１４ 圧力ポンプ
１５ 圧力計
１６ 温度計
１７ 電気ヒータ

Claims (7)

1. 両端が密閉された中空円筒体内の一端部に送波器を設置すると共に、前記送波器に対向して音響材料を配置し、前記送波器と前記音響材料との間に１台の受波器を設け、前記密封された中空円筒体内に水を充満させた水中音響測定装置において、
   前記受波器を前記中空円筒体内の長手方向に沿って移動可能に構成した水中音響測定装置。
2. 前記受波器を、前記中空円筒体の他端部を内外に貫通し、かつスライド可能な支持棒の先端に取り付けた請求項１に記載の水中音響測定装置。
3. 前記支持棒を、前記中空円筒体の長手方向に沿って移動させる駆動手段を具備する請求項２に記載の水中音響測定装置。
4. 前記中空円筒体に圧力ポンプを接続すると共に、該中空円筒体内の水圧を測定する圧力計を設置し、該中空円筒体内の水圧を調整しつつ前記受波器を移動できるように構成した請求項１〜４のいずれかに記載の水中音響測定装置。
5. 前記中空円筒体内の水の温度を測定する温度計を設置すると共に、該中空円筒体内の水を加熱する加熱手段を設けた請求項１〜４のいずれかに記載の水中音響測定装置。
6. 前記音響材料の背面に剛体を取り付けた請求項１〜５に記載の水中音響測定装置。
7. 前記中空円筒体を前記送波器が設置された一端部が下側になるように縦置きにした請求項１〜６のいずれかに記載の水中音響測定装置。

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