JP2022111084A - Acoustic detection sensor and acoustic detection device - Google Patents

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昌輝 忠隈
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Abstract

To provide an acoustic detection sensor, etc., with which it is possible to detect acoustics with high sensitivity.SOLUTION: An acoustic detection sensor 1 is used underwater and comprises primarily a body unit 3, a low acoustic impedance material 5, an optical fiber 7, a film material 9, etc. The body unit 3 is a long body bearing the tension, etc., of the acoustic detection sensor 1. A groove 11 is formed on the outer circumference of the body unit 3. Inside of the groove 11 is filled with the low acoustic impedance material 5. This means that the low acoustic impedance material is provided in at least a portion of the outer circumference of the body unit 3. The film material 9 is arranged so as to cover the body unit 3 and the low acoustic impedance material 5 from the outer circumference. The optical fiber 7 is closely attached to the inner surface of the film material 9. The optical fiber 7 is arranged along the groove 11. This means that the optical fiber 7 is arranged between the film material 9 and the low acoustic impedance material 5, and the optical fiber 7 is covered with the low acoustic impedance material 5 on the inner surface side of the film material 9.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、水中での音響を検知可能な音響検出センサ及びこれを用いた音響検出装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an acoustic detection sensor capable of detecting sound in water and an acoustic detection device using the same.

従来、水中音響センサとして、光ファイバコイルを用いた音響センサが提案されている。例えば、光ファイバコイルの内部に、空気層を介して筒状の中空弾性体を配置して、中空弾性体の開口部を蓋で塞ぎ、蓋にオリフィスを形成した高耐水圧光ファイバハイドロフォンが提案されている(特許文献1)。 Conventionally, an acoustic sensor using an optical fiber coil has been proposed as an underwater acoustic sensor. For example, a high water pressure resistant optical fiber hydrophone is produced by placing a cylindrical hollow elastic body inside an optical fiber coil with an air layer interposed therebetween, closing the opening of the hollow elastic body with a lid, and forming an orifice in the lid. It has been proposed (Patent Document 1).

特開2012-68087号公報JP 2012-68087 A

しかし、従来の光ファイバコイルを用いた音響センサは、ある一部における音響を検出するためのポイントセンサであり、広範囲における分布測定を行うことは困難である。例えば、特許文献1の音響センサを複数個配置すれば、分布測定に近づけることは可能ではあるが、特に距離分解能を高めようとすると、多数のセンサの設置が必要となり、コスト増となる。 However, the conventional acoustic sensor using an optical fiber coil is a point sensor for detecting sound in a certain part, and it is difficult to perform distribution measurement over a wide range. For example, by arranging a plurality of acoustic sensors of Patent Document 1, it is possible to approach the distribution measurement, but especially when trying to increase the distance resolution, it is necessary to install a large number of sensors, resulting in an increase in cost.

一方、分布測定を行う分布型音響センサとしては、DAS(Distributed Acoustic Sensor)が提案されている。DASは、コヒーレントな光の短いパルス波を光ファイバに連続的に入射させ、非常に小さいレベルの後方散乱光を観測する方法である。しかし、従来の光ケーブルをDASに接続したのでは、検出感度が十分ではなく、より感度の高い音響センサが望まれている。 On the other hand, a DAS (Distributed Acoustic Sensor) has been proposed as a distributed acoustic sensor that performs distribution measurement. DAS is a method of continuously launching short pulses of coherent light into an optical fiber and observing very small levels of backscattered light. However, connecting a conventional optical cable to a DAS does not provide sufficient detection sensitivity, and an acoustic sensor with higher sensitivity is desired.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、高い感度で音響を検出することが可能な音響検出センサ等を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an acoustic detection sensor and the like capable of detecting acoustic sounds with high sensitivity.

前述した目的を達成するため、第1の発明は、水中で使用される音響検出センサであって、本体部と、前記本体部の外周部の少なくとも一部に設けられる低音響インピーダンス材と、前記本体部及び前記低音響インピーダンス材を外周から覆うように配置される膜材と、前記膜材の内面に密着する光ファイバと、を具備し、前記膜材の内面側において、前記光ファイバが前記低音響インピーダンス材の外面に配置されることを特徴とする音響検出センサである。 In order to achieve the above object, a first invention is an acoustic detection sensor for use underwater, comprising a main body, a low acoustic impedance material provided on at least a part of the outer periphery of the main body, A film material arranged so as to cover the main body and the low acoustic impedance material from the outer periphery; An acoustic detection sensor characterized by being positioned on an outer surface of a low acoustic impedance material.

前記低音響インピーダンス材は音響インピーダンス1.5×10kg/ms以下またはショアE硬度20度以下であることが望ましい。 The low acoustic impedance material preferably has an acoustic impedance of 1.5×10 6 kg/m 2 s or less or a Shore E hardness of 20 degrees or less.

前記本体部は長尺体であり、前記本体部の長手方向に直線状または螺旋状の溝が形成され、前記溝内に、前記低音響インピーダンス材が充填され、前記光ファイバの一部が、前記低音響インピーダンス材と接触するように配置されてもよい。 The main body is an elongated body, and a linear or spiral groove is formed in the longitudinal direction of the main body, the groove is filled with the low acoustic impedance material, and a part of the optical fiber is It may be placed in contact with the low acoustic impedance material.

前記本体部は長尺体であり、前記本体部の長手方向に直線状の溝が形成され、前記溝内に、前記低音響インピーダンス材が充填され、前記溝に沿って前記光ファイバが配置されてもよい。 The main body is an elongated body, and a linear groove is formed in the longitudinal direction of the main body, the low acoustic impedance material is filled in the groove, and the optical fiber is arranged along the groove. may

前記本体部は長尺体であり、前記本体部の長手方向に螺旋状の溝が形成され、前記溝内に、前記低音響インピーダンス材が充填される、前記溝に沿って前記光ファイバが配置されてもよい。 The main body is an elongated body, and a spiral groove is formed in the longitudinal direction of the main body, and the optical fiber is arranged along the groove filled with the low acoustic impedance material in the groove. may be

前記本体部は長尺体であり、前記本体部の外周面の全面を覆うように前記低音響インピーダンス材が配置されてもよい。 The main body may be an elongated body, and the low acoustic impedance material may be arranged so as to cover the entire outer peripheral surface of the main body.

前記光ファイバは、前記本体部の長手方向に対して螺旋状に配置されてもよい。 The optical fiber may be helically arranged in the longitudinal direction of the main body.

第1の発明によれば、光ファイバを膜材の内面に配置し、膜材の内面側において、光ファイバを低音響インピーダンス材で覆うようにすることで、わずかな音響振動に対しても、振動を光ファイバに効率よく伝達させることができる。このため、感度よく光ファイバによって振動を検出することができる。 According to the first invention, by arranging the optical fiber on the inner surface of the membrane material and covering the optical fiber with the low acoustic impedance material on the inner surface side of the membrane material, even a slight acoustic vibration Vibration can be efficiently transmitted to the optical fiber. Therefore, the vibration can be detected with high sensitivity by the optical fiber.

特に、低音響インピーダンス材の音響インピーダンスが1.5×10kg/ms以下または低音響インピーダンス材のショアE硬度が20度以下であれば、より確実に、感度よく光ファイバによって振動を検出することができる。 In particular, if the acoustic impedance of the low acoustic impedance material is 1.5×10 6 kg/m 2 s or less, or if the Shore E hardness of the low acoustic impedance material is 20 degrees or less, vibration can be more reliably and sensitively caused by the optical fiber. can be detected.

また、光ファイバを長尺体の外部に直線状又は螺旋状に配置し、少なくとも光ファイバの一部が低音響インピーダンス材と接触するように配置することで、広範囲において音響の分布測定を行うことができる。 Also, by arranging an optical fiber linearly or spirally on the outside of the elongated body and arranging it so that at least a part of the optical fiber is in contact with the low acoustic impedance material, it is possible to measure the distribution of sound over a wide range. can be done.

また、光ファイバを長尺体の外部に直線状に配置することで、広範囲において音響の分布測定を行うことができる。この際、光ファイバが直線に配置されれば、光ファイバの全長を過剰に長くする必要がない。 In addition, by arranging the optical fiber linearly outside the elongated body, it is possible to measure the distribution of sound over a wide range. At this time, if the optical fibers are arranged in a straight line, there is no need to excessively lengthen the total length of the optical fibers.

また、光ファイバを長尺体の外周に螺旋状に配置してもよい。このようにすることで、長尺体の全周にわたって光ファイバを配置することができる。 Also, the optical fiber may be spirally arranged around the outer circumference of the elongated body. By doing so, the optical fibers can be arranged over the entire circumference of the elongated body.

また、本体部に溝を形成して、溝内に低音響インピーダンス材を充填することで、溝以外の部位において、本体部による剛性を確保することができる。また、溝内における音響振動の反射を利用することもできる。 Further, by forming grooves in the main body and filling the grooves with a low acoustic impedance material, it is possible to ensure the rigidity of the main body in areas other than the grooves. It is also possible to use the reflection of acoustic vibrations within the grooves.

また、本体部の外周面の全面を覆うように低音響インピーダンス材を配置すれば、製造が容易である。この場合でも、光ファイバは直線状にも螺旋状にも配置することができる。 Further, if the low acoustic impedance material is arranged so as to cover the entire outer peripheral surface of the main body, manufacturing is facilitated. Even in this case, the optical fibers can be arranged in a straight line or in a spiral.

本発明によれば、高い感度で音響を検出することが可能な音響検出センサ等を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the acoustic detection sensor etc. which can detect a sound with high sensitivity can be provided.

(a)は、音響検出センサ1を示す図、(b)は、(a)のA-A線断面図。(a) is a diagram showing the acoustic detection sensor 1, and (b) is a sectional view taken along the line AA of (a). (a)は、音響検出装置20を示す図、(b)は、音響検出装置20aを示す図。(a) is a diagram showing an acoustic detection device 20, and (b) is a diagram showing an acoustic detection device 20a. (a)は、音響検出センサ1aを示す図、(b)は、(a)のB-B線断面図。(a) is a diagram showing an acoustic detection sensor 1a, and (b) is a sectional view taken along line BB of (a). (a)は、音響検出センサ1bを示す図、(b)は、(a)のC-C線断面図。(a) is a diagram showing an acoustic detection sensor 1b, and (b) is a sectional view taken along line CC of (a). (a)は、音響検出センサ1cを示す図、(b)は、(a)のD-D線断面図。(a) is a diagram showing an acoustic detection sensor 1c, and (b) is a sectional view taken along line DD of (a). (a)は、音響検出センサ1dを示す図、(b)は、(a)のH-H線断面図。(a) is a diagram showing an acoustic detection sensor 1d, and (b) is a sectional view taken along the line HH of (a). ケーブル30を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cable 30; (a)は、ケーブル30の使用状態を示す図、(b)は、曳航ケーブル30aの使用方法を示す図。(a) is a figure which shows the usage condition of the cable 30, (b) is a figure which shows the usage method of the towing cable 30a. 試験方法を示す図。The figure which shows a test method. (a)は、実施例1の試験結果を示す図、(b)は、実施例2の試験結果を示す図。(a) is a diagram showing the test results of Example 1, and (b) is a diagram showing the test results of Example 2. FIG. 比較例の試験結果を示す図。The figure which shows the test result of a comparative example. 検出最低音圧とショアE硬度の関係を示した図。The figure which showed the relationship between the detection minimum sound pressure and Shore E hardness. ゴム硬度比較図。Rubber hardness comparison chart.

(第1実施形態)
以下、本発明の実施の形態にかかる音響検出センサについて説明する。図1(a)は、音響検出センサ1を示す部分透視図であり、図1(b)は、図1(a)のA-A線断面図である。音響検出センサ1は、水中で使用され、主に、本体部3、低音響インピーダンス材5、光ファイバ7、膜材9等から構成される。
(First embodiment)
An acoustic detection sensor according to an embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1(a) is a partially perspective view showing the acoustic detection sensor 1, and FIG. 1(b) is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1(a). The acoustic detection sensor 1 is used underwater, and is mainly composed of a main body 3, a low acoustic impedance material 5, an optical fiber 7, a film material 9, and the like.

本実施形態では、音響検出センサ1は長尺体である。すなわち、本体部3は、長尺体であり、音響検出センサ1の張力等を受け持つ。なお、本体部3の材質や構造は特に限定されない。例えば、ある程度の剛性を有する部材や可撓性を有する部材などを適用可能である。また、後述するように、本体部3としては、既存のケーブルや構造体を適用することもできる。 In this embodiment, the acoustic detection sensor 1 is elongated. That is, the body portion 3 is an elongated body and takes charge of the tension of the sound detection sensor 1 and the like. In addition, the material and structure of the main body part 3 are not particularly limited. For example, a member having a certain degree of rigidity or a member having flexibility can be applied. Also, as will be described later, as the body portion 3, an existing cable or structure can be applied.

本体部3の外周部には、溝11が形成される。本実施形態では、溝11は互いに対向する2か所に形成される。なお、溝11の配置数や配置される位置は図示した例には限られない。溝11は、本体部3の長手方向に略まっすぐに直線状に形成される。 A groove 11 is formed in the outer peripheral portion of the body portion 3 . In this embodiment, the grooves 11 are formed at two locations facing each other. Note that the number of grooves 11 arranged and the positions where the grooves 11 are arranged are not limited to the illustrated example. The groove 11 is formed in a straight line substantially straight in the longitudinal direction of the body portion 3 .

溝11内には、低音響インピーダンス材5が充填される。すなわち、本体部3の外周部の少なくとも一部に低音響インピーダンス材が設けられる。なお、本発明において、低音響インピーダンス材5は、例えば、水の音響インピーダンス(1.5×10kg/ms)以下の音響インピーダンスを有する部材とするが、5×10kg/ms以下であることがより望ましい。このような低音響インピーダンス材5としては、例えば発泡スチロールなどの発泡体が好適である。なお、音響インピーダンスは、JISA1405-1:2007によって測定が可能である。 The groove 11 is filled with a low acoustic impedance material 5 . That is, the low acoustic impedance material is provided on at least part of the outer peripheral portion of the main body portion 3 . In the present invention, the low acoustic impedance material 5 is, for example, a member having an acoustic impedance equal to or lower than the acoustic impedance of water (1.5× 10 6 kg/m 2 s). It is more desirable to be 2 s or less. As such a low acoustic impedance material 5, a foam such as styrene foam is suitable. Acoustic impedance can be measured according to JISA1405-1:2007.

本体部3及び低音響インピーダンス材5を外周から覆うように、膜材9が配置される。すなわち、膜材9の一部は、低音響インピーダンス材5と密着する。膜材9は、金属薄膜やゴム等が適用可能であるが、ある程度の伸縮性を有し、耐水性に優れた材質であることが望ましい。例えば、ネオプレンゴムが好適である。また、膜材9は、例えば、1mm以下の厚みであることが望ましく、0.5mm以下であるとより望ましい。膜材9が厚くなる過ぎると、音響振動に対する変形抵抗が大きくなる。 A film material 9 is arranged so as to cover the main body part 3 and the low acoustic impedance material 5 from the outer periphery. That is, part of the film material 9 is in close contact with the low acoustic impedance material 5 . A metal thin film, rubber, or the like can be applied to the film material 9, but it is desirable that the material has a certain degree of stretchability and excellent water resistance. For example, neoprene rubber is suitable. Moreover, the film material 9 preferably has a thickness of, for example, 1 mm or less, and more preferably 0.5 mm or less. If the film material 9 becomes too thick, the deformation resistance against acoustic vibration increases.

なお、膜材9の保護のために、膜材9の外周部に、保護層を設けてもよい。この場合、膜材9が完全に覆われてしまうと、振動が膜材9に伝わりにくくなるため、保護層は、部分的に膜材9が露出するように、例えば隙間をあけて網状に編みこまれた金属線や繊維などで構成することができる。 In order to protect the film material 9 , a protective layer may be provided on the outer peripheral portion of the film material 9 . In this case, if the film material 9 is completely covered, vibrations are less likely to be transmitted to the film material 9. Therefore, the protective layer is woven in a net shape with gaps, for example, so that the film material 9 is partially exposed. It can be composed of embedded metal wires, fibers, or the like.

膜材9の内面には、光ファイバ7が密着する。光ファイバ7は、溝11に沿って配置される。すなわち、光ファイバ7は、膜材9と低音響インピーダンス材5との間に配置され、膜材9の内面側において、光ファイバ7は低音響インピーダンス材5の外面に配置される。また、前述したように、溝11は、互いに対向する2か所に形成され、本体部3の長手方向に略まっすぐに直線状に形成される。したがって、光ファイバ7も、同様に、互いに対向する2か所に形成され、本体部3の長手方向に略まっすぐに直線状に形成される。 The optical fiber 7 is in close contact with the inner surface of the film material 9 . An optical fiber 7 is arranged along the groove 11 . That is, the optical fiber 7 is arranged between the membrane material 9 and the low acoustic impedance material 5 , and the optical fiber 7 is arranged on the outer surface of the low acoustic impedance material 5 on the inner surface side of the membrane material 9 . In addition, as described above, the grooves 11 are formed at two locations facing each other, and are formed in a substantially straight line in the longitudinal direction of the main body 3 . Accordingly, the optical fibers 7 are similarly formed at two locations facing each other, and are formed in a substantially straight line in the longitudinal direction of the main body 3 .

なお、光ファイバ7としては、ガラスファイバであっても樹脂ファイバであってもよい。また、光ファイバ7は、シングルモードファイバであってもよく、又は、マルチコアファイバや回折格子を有するファイバ(Fiber Bragg Gratings:FBG)であってもよい。 The optical fiber 7 may be glass fiber or resin fiber. Also, the optical fiber 7 may be a single mode fiber, or may be a multi-core fiber or a fiber having a diffraction grating (Fiber Bragg Gratings: FBG).

次に、音響検出センサ1を用いた音響検出装置について説明する。図2(a)は、音響検出装置20を示す図である。音響検出装置20は、音響検出センサ1の一方の端部において、光ファイバ7と発光部13とが接続され、音響検出センサ1の他方の端部において、光ファイバ7と受光部15とが接続される。 Next, an acoustic detection device using the acoustic detection sensor 1 will be described. FIG. 2A is a diagram showing the acoustic detection device 20. FIG. In the acoustic detection device 20, the optical fiber 7 and the light emitting section 13 are connected at one end of the acoustic detection sensor 1, and the optical fiber 7 and the light receiving section 15 are connected at the other end of the acoustic detection sensor 1. be done.

音響検出装置20は、一方の発光部13側から光ファイバ7に光を入射させ、他方の端部から出射する光を受光部15で受光する。この際、音響検出センサ1のいずれかの部位において、音響振動を受けると、この振動によって光ファイバ7がわずかに応力を受け、これによって光ファイバ7内を伝播する光の位相や強度に変化が生じる。受光部15において、この変化を検出することで、音響検出センサ1のいずれかの部位における外部変化(音響振動)を検出することができる。 The acoustic detection device 20 causes light to enter the optical fiber 7 from one light emitting portion 13 side, and receives light emitted from the other end portion by the light receiving portion 15 . At this time, if any part of the acoustic detection sensor 1 receives acoustic vibration, the optical fiber 7 is slightly stressed by this vibration, and the phase and intensity of the light propagating through the optical fiber 7 change accordingly. occur. By detecting this change in the light receiving section 15, an external change (acoustic vibration) at any part of the sound detecting sensor 1 can be detected.

このように、光ファイバ7の一方の端部から他方の端部へ透過する光を用いて音響を検出する方法では、受光部15において、発光部13から入射した光と同程度の強度の光を検出するため、S/N比を高くすることができ、感度が良い。一方、この方法では、音響検出センサ1のどの部位で音響を検出したのかを知ることはできない。すなわち、分布測定はできない。 In this way, in the method of detecting sound using light transmitted from one end of the optical fiber 7 to the other end, in the light receiving section 15, light having an intensity similar to that of light incident from the light emitting section 13 is detected. is detected, the S/N ratio can be increased and the sensitivity is good. On the other hand, with this method, it is not possible to know which part of the sound detection sensor 1 detected the sound. That is, no distribution measurement is possible.

そこで、分布測定を行う場合には、図2(b)に示す音響検出装置20aを用いることができる。音響検出装置20aでは、音響検出センサ1の一方の端部において、光ファイバ7に発光部13と受光部15が接続される。なお、光ファイバ7は、分波器を介して発光部13と受光部15とに接続される。また、光ファイバ7の他方の端部においては、端面における反射光が返らないように、反射防止処理が施される。 Therefore, when performing distribution measurement, an acoustic detection device 20a shown in FIG. 2(b) can be used. In the acoustic detection device 20 a , the light emitting section 13 and the light receiving section 15 are connected to the optical fiber 7 at one end of the acoustic detection sensor 1 . The optical fiber 7 is connected to the light emitting section 13 and the light receiving section 15 via a branching filter. Further, the other end of the optical fiber 7 is subjected to antireflection treatment so that the reflected light from the end face is not returned.

音響検出装置20aは、発光部13より光ファイバ7へパルス光を連続的に入射させて、光ファイバ7からの後方散乱光を受光部15で受光する。この際、入射してから、後方散乱光を受光するまでの時間から、音響検出部の位置を把握することが可能である。すなわち、音響検出センサ1のある部位において、音響振動を受けると、当該部位において光ファイバ7にわずかな応力変化が生じ、これによって後方散乱光が変化する。このため、音響振動の有無を把握することができる。 The acoustic detection device 20 a continuously causes pulsed light to enter the optical fiber 7 from the light emitting section 13 and receives backscattered light from the optical fiber 7 at the light receiving section 15 . At this time, it is possible to grasp the position of the acoustic detection unit from the time from incidence to reception of the backscattered light. That is, when a certain portion of the acoustic detection sensor 1 receives acoustic vibration, a slight change in stress occurs in the optical fiber 7 at that portion, thereby changing the backscattered light. Therefore, it is possible to grasp the presence or absence of acoustic vibration.

また、後方散乱光が受光部15に到達した時間から外部変化の位置情報が分かるため、音響検出センサ1のどの部位において音響振動を検知したのかを知ることができる。 Further, since the positional information of the external change can be obtained from the time at which the backscattered light reaches the light receiving section 15, it is possible to know at which part of the acoustic detection sensor 1 the acoustic vibration was detected.

なお、光ファイバ7として、複数のコアが配列されたマルチコアファイバを用い、各コアに同じパルス光を入射し、各コアからの後方散乱光を集光することで、実質的にセンサとして利用可能な光ファイバ長を延長したのと同様の効果を得ることができ、S/N比が向上する。同様に、FGBを有する光ファイバを用いれば、後方散乱光の強度を増大させることができるため、分布型測定においては、S/N比を向上させることができる。このように、光ファイバ7として、マルチコアファイバやFBGファイバを用いることで、検出感度を向上させることができる。 As the optical fiber 7, a multi-core fiber in which a plurality of cores are arranged is used, the same pulsed light is incident on each core, and the backscattered light from each core is collected, so that it can be practically used as a sensor. An effect similar to that obtained by extending the length of an optical fiber can be obtained, and the S/N ratio is improved. Similarly, the use of an optical fiber with an FGB can increase the intensity of the backscattered light, thus improving the signal-to-noise ratio in distributed measurements. By using a multi-core fiber or an FBG fiber as the optical fiber 7 in this way, the detection sensitivity can be improved.

なお、本実施形態において、感度よく音響検出が可能であるのは、以下の原理によると考えられる。前述したように、音響検出のために光ファイバを用いる場合、この光ファイバに対して効率よく音響振動を伝えて、後方散乱光等の変化を検出することが重要である。 In this embodiment, it is considered that the reason why sound detection is possible with high sensitivity is based on the following principle. As described above, when an optical fiber is used for acoustic detection, it is important to efficiently transmit acoustic vibrations to the optical fiber to detect changes such as backscattered light.

本実施形態では、膜材9によって耐水性を確保するとともに、膜材9自体を振動体として利用するものである。すなわち、音響振動はまず膜材9に伝達され、膜材9の振動によって光ファイバ7に振動を伝達する。この際、光ファイバ7を、高い音響インピーダンス材(例えば水や、膜材9に対して音響インピーダンスが高い部材)の外面に配置すると、この部材によって、光ファイバ7(膜材9)の振動が低減する。このため、音響振動を効率よく光ファイバ7へ伝達することができない。 In this embodiment, the film material 9 ensures water resistance, and the film material 9 itself is used as a vibrating body. That is, the acoustic vibration is first transmitted to the membrane material 9 , and the vibration of the membrane material 9 transmits the vibration to the optical fiber 7 . At this time, if the optical fiber 7 is placed on the outer surface of a high acoustic impedance material (such as water or a member having a high acoustic impedance with respect to the membrane material 9), this member causes the optical fiber 7 (membrane material 9) to vibrate. Reduce. Therefore, acoustic vibration cannot be efficiently transmitted to the optical fiber 7 .

これに対し、膜材9の内面(光ファイバ7側)に低音響インピーダンス材5を配置することで、膜材9に伝わった振動を、効率よく光ファイバ7側に伝えることができる。すなわち、膜材9の振動が妨げられず、音響振動を効率よく光ファイバ7へ伝達することができる。 On the other hand, by arranging the low acoustic impedance material 5 on the inner surface of the film material 9 (on the optical fiber 7 side), the vibration transmitted to the film material 9 can be efficiently transmitted to the optical fiber 7 side. That is, the vibration of the film material 9 is not hindered, and acoustic vibration can be efficiently transmitted to the optical fiber 7 .

なお、空気の音響インピーダンスは極めて低いため、低音響インピーダンス材5としては、完全な空気層とする方法もある。しかし、完全に空気層とすると、使用時における膜材9の撓みを抑制することができず、光ファイバが常時大きく歪んでしまうため、正確な測定ができない。したがって、膜材9を内面側から多少の反力で支持して形状を保持しつつ、膜材9の振動を許容するためには、音響インピーダンスの低い、例えば発泡体のように弾性体(固体)を充填することが望ましい。 Since the acoustic impedance of air is extremely low, the low acoustic impedance material 5 may be a complete air layer. However, if the air layer is completely formed, the bending of the film material 9 cannot be suppressed during use, and the optical fiber is constantly greatly distorted, making accurate measurement impossible. Therefore, in order to allow vibration of the membrane material 9 while supporting the membrane material 9 with some reaction force from the inner surface side and allowing the membrane material 9 to vibrate, an elastic body (solid body) such as a foam having a low acoustic impedance is required. ) should be filled.

以上説明したように、本実施形態によれば、音響検出センサ1の外表面側に膜材9を配置することで、確実に音響振動を膜材9で受けることができる。また、膜材9によって、耐水性も確保することができる。また、膜材9の内面側には、低音響インピーダンス材5を配置することで、膜材9及び光ファイバ7の振動を妨げずに、効率よく音響を検出することができる。 As described above, according to the present embodiment, by arranging the film member 9 on the outer surface side of the sound detection sensor 1, the film member 9 can reliably receive acoustic vibrations. Also, the film material 9 can ensure water resistance. In addition, by arranging the low acoustic impedance material 5 on the inner surface side of the film material 9 , the sound can be detected efficiently without disturbing the vibration of the film material 9 and the optical fiber 7 .

また、音響検出センサ1をDASとして使用することで、音響の分布測定が可能である。この際、本体部3の外周面の溝11内に低音響インピーダンス材5を配置し、光ファイバ7を溝11に沿って配置する構造であるため、構造が簡易であり、音響検出センサ1の長さを長くしても、製造性が良好である。 Moreover, by using the acoustic detection sensor 1 as a DAS, it is possible to measure the acoustic distribution. At this time, since the structure is such that the low acoustic impedance material 5 is arranged in the groove 11 on the outer peripheral surface of the main body 3 and the optical fiber 7 is arranged along the groove 11, the structure is simple, and the acoustic detection sensor 1 can be used. Even if the length is increased, the manufacturability is good.

(第2実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。図3(a)は、第2の実施形態にかかる音響検出センサ1aを示す一部透視図であり、図3(b)は、図3(a)のB-B線断面図である。なお、以下の説明において、音響検出センサ1等と同一の機能等を奏する構成については、図1~図2と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described. FIG. 3(a) is a partially perspective view showing an acoustic detection sensor 1a according to the second embodiment, and FIG. 3(b) is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3(a). In the following description, the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2 are given to the components having the same functions as those of the sound detection sensor 1 and the like, and overlapping descriptions are omitted.

音響検出センサ1aは、音響検出センサ1とほぼ同様の構成であるが、光ファイバ7の態様等が異なる。音響検出センサ1aにおいては、本体部3の外周面に、本体部3の長手方向に対して溝11が螺旋状に形成される。なお、図示した例では、1本の溝11が形成される例を示すが、複数本の溝11を設けてもよい。 The acoustic detection sensor 1a has substantially the same configuration as the acoustic detection sensor 1, but the optical fiber 7 and the like are different. In the acoustic detection sensor 1 a , a groove 11 is spirally formed in the outer peripheral surface of the main body 3 in the longitudinal direction of the main body 3 . Although the illustrated example shows an example in which one groove 11 is formed, a plurality of grooves 11 may be provided.

溝11の内部には、低音響インピーダンス材5が充填される。また、光ファイバ7は、溝11に沿って配置される。すなわち、光ファイバ7は、本体部3の長手方向に対して螺旋状に配置される。 The interior of the groove 11 is filled with a low acoustic impedance material 5 . Also, the optical fiber 7 is arranged along the groove 11 . That is, the optical fiber 7 is spirally arranged in the longitudinal direction of the body portion 3 .

第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、光ファイバ7が音響検出センサ1の全周にわたって配置されるため、あらゆる方向からの音響を検出することができる。 According to the second embodiment, effects similar to those of the first embodiment can be obtained. Moreover, since the optical fiber 7 is arranged over the entire circumference of the sound detection sensor 1, sound from all directions can be detected.

(第3実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。図4(a)は、第3の実施形態にかかる音響検出センサ1bを示す一部透視図であり、図4(b)は、図4(a)のC-C線断面図である。音響検出センサ1bは、音響検出センサ1とほぼ同様の構成であるが、低音響インピーダンス材5の態様等が異なる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. FIG. 4(a) is a partially perspective view showing an acoustic detection sensor 1b according to the third embodiment, and FIG. 4(b) is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 4(a). The acoustic detection sensor 1b has substantially the same configuration as the acoustic detection sensor 1, but differs in the mode of the low acoustic impedance material 5 and the like.

音響検出センサ1bにおいては、本体部3の外周に溝が形成されず、本体部3の外周面の全面を覆うように低音響インピーダンス材5が配置される。すなわち、膜材9は、低音響インピーダンス材5の外周面の全面を覆うように配置される。 In the acoustic detection sensor 1b, a groove is not formed on the outer periphery of the main body 3, and the low acoustic impedance material 5 is arranged so as to cover the entire outer peripheral surface of the main body 3. As shown in FIG. That is, the film material 9 is arranged so as to cover the entire outer peripheral surface of the low acoustic impedance material 5 .

光ファイバ7は、音響検出センサ1bの長手方向に対して略直線状に配置される。なお、図示した例では、2本の光ファイバ7が、互いに対向する2か所に形成される例を示すが、光ファイバ7は1本であってもよく、3本以上であってもよい。 The optical fiber 7 is arranged substantially linearly with respect to the longitudinal direction of the acoustic detection sensor 1b. Although the illustrated example shows an example in which two optical fibers 7 are formed at two locations facing each other, the number of optical fibers 7 may be one, or three or more. .

第3の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本体部3に溝11が不要であるため、製造性が良好であり、溝11を形成できないような本体部3に対しても適用可能である。 According to the third embodiment, effects similar to those of the first embodiment can be obtained. Moreover, since the groove 11 is not required in the main body 3, the manufacturability is good, and the present invention can be applied to the main body 3 in which the groove 11 cannot be formed.

(第4実施形態)
次に、第4の実施形態について説明する。図5(a)は、第4の実施形態にかかる音響検出センサ1cを示す一部透視図であり、図5(b)は、図5(a)のD-D線断面図である。音響検出センサ1cは、音響検出センサ1bとほぼ同様の構成であるが、光ファイバ7の態様等が異なる。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 5(a) is a partially perspective view showing an acoustic detection sensor 1c according to the fourth embodiment, and FIG. 5(b) is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 5(a). The acoustic detection sensor 1c has substantially the same configuration as the acoustic detection sensor 1b, but the optical fiber 7 and the like are different.

音響検出センサ1cは、音響検出センサ1bと同様に、本体部3の外周に溝が形成されず、本体部3の外周面の全面を覆うように低音響インピーダンス材5が配置される。すなわち、膜材9は、低音響インピーダンス材5の外周面の全面を覆うように配置される。 In the acoustic detection sensor 1c, similarly to the acoustic detection sensor 1b, no groove is formed on the outer periphery of the main body 3, and the low acoustic impedance material 5 is arranged so as to cover the entire outer peripheral surface of the main body 3. FIG. That is, the film material 9 is arranged so as to cover the entire outer peripheral surface of the low acoustic impedance material 5 .

光ファイバ7は、音響検出センサ1cの長手方向に対して螺旋状に配置される。なお、図示した例では、1本の光ファイバ7が配置される例を示すが、光ファイバ7は複数本であってもよい。このように、溝が形成されない場合でも、光ファイバ7を螺旋状に配置してもよい。 The optical fiber 7 is spirally arranged in the longitudinal direction of the acoustic detection sensor 1c. In addition, although the illustrated example shows an example in which one optical fiber 7 is arranged, the number of optical fibers 7 may be plural. In this manner, the optical fibers 7 may be arranged in a spiral even if no groove is formed.

第4の実施形態によれば、第3の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、溝に沿って光ファイバ7を配置する必要がないため、螺旋状に光ファイバを配置しても、位置ずれなどの恐れがなく、製造性が良好である。 According to the fourth embodiment, effects similar to those of the third embodiment can be obtained. In addition, since it is not necessary to arrange the optical fiber 7 along the groove, even if the optical fiber is arranged in a spiral shape, there is no risk of misalignment, and the productivity is excellent.

(第5実施形態)
次に、第5の実施形態について説明する。図6(a)は、第5の実施形態にかかる音響検出センサ1dを示す一部透視図であり、図6(b)は、図6(a)のH-H線断面図である。音響検出センサ1dは、音響検出センサ1cとほぼ同様の構成であるが、溝11の態様等が異なる。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described. FIG. 6(a) is a partially perspective view showing an acoustic detection sensor 1d according to the fifth embodiment, and FIG. 6(b) is a sectional view taken along the line HH of FIG. 6(a). The acoustic detection sensor 1d has substantially the same configuration as the acoustic detection sensor 1c, but differs in the form of the grooves 11 and the like.

音響検出センサ1dは、音響検出センサ1cと同様に、光ファイバ7が螺旋状に配置されるが、低音響インピーダンス材5が、本体部3の外周面の全周にわたって形成されるのではなく、外周面において周方向に対して所定の間隔で配置される。溝11には、低音響インピーダンス材5が配置される。この際、溝11及び低音響インピーダンス材5は、本体部3の軸方向に対して螺旋状に形成されるのではなく、軸方向に対して直線状に配置される。すなわち、光ファイバ7と低音響インピーダンス材5とは、軸方向に対して同じ方向に向けて形成されない。 In the acoustic detection sensor 1d, the optical fiber 7 is spirally arranged in the same manner as the acoustic detection sensor 1c. They are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface. A low acoustic impedance material 5 is placed in the groove 11 . At this time, the grooves 11 and the low acoustic impedance material 5 are not spirally formed in the axial direction of the main body 3, but arranged linearly in the axial direction. That is, the optical fiber 7 and the low acoustic impedance material 5 are not formed facing in the same direction with respect to the axial direction.

この場合には、光ファイバ7は、全長にわたって低音響インピーダンス材5と接触するように配置されるのではなく、光ファイバ7の長手方向に対して所定の間隔で低音響インピーダンス材5と接触し、他の部位では本体部3と接触する。すなわち、光ファイバ7の一部のみが、低音響インピーダンス材5と接触するように配置される。 In this case, the optical fiber 7 is not placed in contact with the low acoustic impedance material 5 over the entire length, but is in contact with the low acoustic impedance material 5 at predetermined intervals in the longitudinal direction of the optical fiber 7. , and contact with the body portion 3 at other portions. That is, only a portion of optical fiber 7 is placed in contact with low acoustic impedance material 5 .

この場合でも、膜材9は、本体部3、低音響インピーダンス材5及び光ファイバ7の全体を覆うように配置される。なお、図示した例では、1本の光ファイバ7が配置される例を示すが、光ファイバ7は複数本であってもよい。また、溝11及び低音響インピーダンス材5を直線状に配置するのではなく、本体部3の軸方向に対して螺旋状に配置し、光ファイバ7を直線状に配置してもよい。すなわち、本体部3に、溝11及び低音響インピーダンス材5を直線状又は螺旋状に配置し、光ファイバ7を溝11及び低音響インピーダンス材5とは、軸方向に対して異なる角度で配置してもよい。 Even in this case, the film material 9 is arranged so as to cover the main body part 3 , the low acoustic impedance material 5 and the optical fiber 7 as a whole. In addition, although the illustrated example shows an example in which one optical fiber 7 is arranged, the number of optical fibers 7 may be plural. Further, instead of arranging the grooves 11 and the low acoustic impedance material 5 linearly, they may be helically arranged with respect to the axial direction of the main body 3 and the optical fibers 7 may be arranged linearly. That is, the groove 11 and the low acoustic impedance material 5 are arranged linearly or spirally in the main body 3, and the optical fiber 7 is arranged at an angle different from that of the groove 11 and the low acoustic impedance material 5 with respect to the axial direction. may

第5の実施形態によれば、第3の実施形態等と同様の効果を得ることができる。このように、溝11が光ファイバ7に沿って形成されない場合でも、光ファイバ7の少なくとも一部が低音響インピーダンス材5と接触すれば、略同様の効果を得ることができる。
(音響検出ケーブル)
次に、音響検出センサを用いた音響検出装置の使用例を説明する。図7は、ケーブル30を示す断面図である。なお、以下の説明では、音響検出センサ1cを用いた例について説明するが、他の音響検出センサも適宜適用可能である。
According to the fifth embodiment, effects similar to those of the third embodiment and the like can be obtained. Thus, even if the groove 11 is not formed along the optical fiber 7, if at least a part of the optical fiber 7 is in contact with the low acoustic impedance material 5, substantially the same effect can be obtained.
(acoustic detection cable)
Next, a usage example of an acoustic detection device using an acoustic detection sensor will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the cable 30. As shown in FIG. In the following description, an example using the acoustic detection sensor 1c will be described, but other acoustic detection sensors can also be applied as appropriate.

ケーブル30は、内部に送電ケーブル31が用いられたものである。すなわち、前述した本体部3が、送電ケーブル31であり、送電ケーブル31の外周に、低音響インピーダンス材5、光ファイバ7、及び膜材9が配置されて構成される。このように、本体部3としては、通信ケーブル、送電ケーブル又は配管などの既存の長尺体を利用することができる。 The cable 30 has a power transmission cable 31 inside. That is, the main body 3 described above is the power transmission cable 31 , and the low acoustic impedance material 5 , the optical fiber 7 , and the film material 9 are arranged around the power transmission cable 31 . Thus, as the body part 3, an existing long body such as a communication cable, a power transmission cable, or a pipe can be used.

ケーブル30の最外層には、編組チューブ33が配置される。前述したように、編組チューブ33は、内層の膜材9の一部が露出するように隙間をあけて編み込まれた保護部材である。編組チューブ33を用いることで、膜材9が他の部材と接触したり擦れたりすることによる、膜材9の摩耗や損傷を抑制することができる。 A braided tube 33 is arranged on the outermost layer of the cable 30 . As described above, the braided tube 33 is a protective member that is woven with a gap so that a part of the inner layer film material 9 is exposed. By using the braided tube 33, it is possible to suppress wear and damage to the film material 9 due to the film material 9 coming into contact with or rubbing against other members.

図8(a)は、ケーブル30を海底ケーブルとして使用している状態を示す概略図である。音響検出センサ1cは、ケーブル30の全長にわたって配置されてもよく、ケーブル30の全長の一部にのみ配置されてもよい。例えば、海底ケーブルとして使用された際に、海底に位置する部位にのみ音響検出センサ1cを配置してもよい。 FIG. 8(a) is a schematic diagram showing a state in which the cable 30 is used as a submarine cable. The acoustic detection sensor 1c may be arranged over the entire length of the cable 30, or may be arranged only along part of the entire length of the cable 30. FIG. For example, when used as a submarine cable, the acoustic detection sensor 1c may be arranged only at a portion located on the seabed.

また、図8(b)に示すように、音響検出センサ1cを曳航ケーブル30aに利用してもよい。このように、本発明にかかる音響検出センサは、既存の長尺体を本体部として利用して、特に水中のあらゆる部位に使用することができる。なお、本体部3としては、ケーブル等の長尺体には限定されない。例えば、浮体設備、船体、テトラポットなどの海底構造物なども、本体部として適用可能である。この場合には、構造体の外表面の一部を本体部3として、当該構造体の一部に低音響インピーダンス材5を配置し、当該部位近傍の構造体の一部及び低音響インピーダンス材5を外周から覆うように光ファイバ7が内面に密着した膜材9を配置すればよい。 Also, as shown in FIG. 8(b), the acoustic detection sensor 1c may be used for the towing cable 30a. In this way, the acoustic detection sensor according to the present invention can use an existing elongated body as the main body, and can be used especially in any part of the water. Note that the main body 3 is not limited to a long body such as a cable. For example, floating facilities, ship bodies, submarine structures such as tetrapods, etc. are also applicable as the main body. In this case, a part of the outer surface of the structure is used as the main body part 3, a low acoustic impedance material 5 is arranged in a part of the structure, and a part of the structure near the part and the low acoustic impedance material 5 The film material 9 with the optical fiber 7 in close contact with the inner surface may be arranged so as to cover the outer periphery of the optical fiber 7 .

次に、各種の音響検出センサを用い、その感度を評価した。図9は試験方法を示す概略図である。試作した音響検出センサ47を水槽41の水中に設置した。光ファイバとしてはシングルモードの光ファイバを用いた。音響検出センサ47の光ファイバの一端には、DAS49を接続した。なお、光ファイバの他端は反射防止処理を行った。 Next, various acoustic detection sensors were used and their sensitivities were evaluated. FIG. 9 is a schematic diagram showing the test method. A prototype acoustic detection sensor 47 was installed in the water tank 41 . A single-mode optical fiber was used as the optical fiber. A DAS 49 was connected to one end of the optical fiber of the acoustic detection sensor 47 . The other end of the optical fiber was subjected to antireflection treatment.

試験に供する音響検出センサ47としては、以下のようにした。実施例1としては、音響インピーダンスが3.3×10kg/msの棒状部材(発泡スチロール製)に光ファイバを螺旋状に配置したものとした。実施例2としては、音響インピーダンスが3.2×10kg/msの棒状部材(アクリル樹脂製)の外周に螺旋状の溝を形成し、溝内に音響インピーダンスが3.3×10kg/msの部材を充填し、溝に沿って光ファイバを螺旋状に配置したものとした。比較例として、音響インピーダンスが1.8×10kg/msの棒状部材の外周に、同様に光ファイバを螺旋状に配置したものとした。 The acoustic detection sensor 47 to be tested was as follows. In Example 1, an optical fiber was helically arranged on a rod-shaped member (made of expanded polystyrene) having an acoustic impedance of 3.3×10 3 kg/m 2 s. In Example 2, a spiral groove was formed in the outer circumference of a rod-shaped member (made of acrylic resin) having an acoustic impedance of 3.2×10 6 kg/m 2 s, and an acoustic impedance of 3.3×10 was formed in the groove. A material of 3 kg/m 2 s was filled, and an optical fiber was arranged spirally along the groove. As a comparative example, an optical fiber was similarly arranged spirally around the outer periphery of a rod-shaped member having an acoustic impedance of 1.8×10 6 kg/m 2 s.

水槽41の底部近傍には水中スピーカ43を配置した。水中スピーカ43によって、音響検出センサ47に向けて、周波数40Hz~200Hzで、音圧80dB~160dBの音波を発生させた。なお、水中スピーカ43と音響検出センサ47の距離は12cmとした。 An underwater speaker 43 is arranged near the bottom of the water tank 41 . A sound wave having a frequency of 40 Hz to 200 Hz and a sound pressure of 80 dB to 160 dB was generated toward the sound detection sensor 47 by the underwater speaker 43 . The distance between the underwater speaker 43 and the sound detection sensor 47 was set to 12 cm.

水中スピーカ43の直上であって音響検出センサ47の近傍には、ハイドロフォン45を設置した。ハイドロフォン45によって、水中スピーカ43からの音圧を測定した。また、同時に、DAS49で光ファイバ7の振動の大きさを測定した。結果を図10(a)、図10(b)、図11に示す。 A hydrophone 45 was installed just above the underwater speaker 43 and in the vicinity of the sound detection sensor 47 . The sound pressure from the underwater speaker 43 was measured by the hydrophone 45 . At the same time, the DAS 49 measured the magnitude of vibration of the optical fiber 7 . The results are shown in FIGS. 10(a), 10(b) and 11. FIG.

図10(a)は、実施例1の結果を示す図、図10(b)は、実施例2の結果を示す図、図11は、比較例の結果を示す図である。各図において、黒丸(図中E)は、200Hzの結果であり、黒四角(図中G)は、100Hzの結果であり、黒三角(図中F)は、40Hzの結果である。 10(a) shows the results of Example 1, FIG. 10(b) shows the results of Example 2, and FIG. 11 shows the results of Comparative Example. In each figure, black circles (E in the figure) are the results at 200 Hz, black squares (G in the figure) are the results at 100 Hz, and black triangles (F in the figure) are the results at 40 Hz.

全てのサンプルに対して、音圧に対して振動が大きくなっており、音響の検出が可能であった。しかし、図10(a)、図10(b)に示すように、光ファイバを低音響インピーダンス材の外周に巻き付けた実施例1、2は、比較例と比べて音圧に対する振動が大きかった。すなわち、実施例1、2は、感度よく音響を検出できることが確認された。 For all the samples, the vibration increased with respect to the sound pressure, and the sound could be detected. However, as shown in FIGS. 10(a) and 10(b), Examples 1 and 2, in which the optical fiber was wound around the low acoustic impedance material, exhibited greater vibration with respect to sound pressure than the comparative example. That is, it was confirmed that Examples 1 and 2 can detect sound with high sensitivity.

なお、上記説明では、低音響インピーダンス材5の特性は、音響インピーダンスが低い材質として定義したが、ASKER C硬度やショアE硬度でも定義づけすることもできる。図12は、素材の硬さに対する検出感度を評価した結果であり、検出最低音圧とショアE硬度の関係を示したグラフである。 In the above description, the characteristics of the low acoustic impedance material 5 are defined as materials with low acoustic impedance, but they can also be defined by ASKER C hardness or Shore E hardness. FIG. 12 is a graph showing the results of evaluating the detection sensitivity to the hardness of the material, and showing the relationship between the lowest detected sound pressure and the Shore E hardness.

図中Iは発泡スチレン棒、図中Jは発泡シリコン棒、図中Kはシリコン棒(3D成形品)、図中Lはゴム棒、図中Mは塩化ビニル棒、図中Nは金属管である。図示したように、検出最低音圧とショアE硬度には相関があり、低音響インピーダンス材5の特性を、ショアE硬度等の硬さでも定義づけできる。例えば、ショアE硬度20度以下のものが低音響インピーダンス材として適している。 In the figure, I is a styrene foam rod, J is a silicon foam rod, K is a silicon rod (3D molded product), L is a rubber rod, M is a vinyl chloride rod, and N is a metal tube. be. As shown in the figure, there is a correlation between the minimum detected sound pressure and the Shore E hardness, and the characteristics of the low acoustic impedance material 5 can also be defined by hardness such as Shore E hardness. For example, a material having a Shore E hardness of 20 degrees or less is suitable as a low acoustic impedance material.

また、図13は、スプリング式、デュロメーター、ASKERのゴム硬度比較表(元図出典:PackingLand HP https://www.packing.ko.jp/SIRYOU/gomukoudo1.htm)であり、追記した枠で囲んだ部位がショアE硬度とASKER C硬度との関係である。ショアE硬度とASKER C硬度はほぼ同じ基準と言える。したがって、ASKER C硬度で20度以下のものが低音響インピーダンス材として適している。 In addition, FIG. 13 is a rubber hardness comparison table of spring type, durometer, and ASKER (original figure source: PackingLand HP https://www.packing.ko.jp/SIRYOU/gomukoudo1.htm), enclosed in the added frame The only part is the relationship between Shore E hardness and ASKER C hardness. It can be said that Shore E hardness and ASKER C hardness are almost the same standard. Therefore, a material having an ASKER C hardness of 20 degrees or less is suitable as a low acoustic impedance material.

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the technical scope of the present invention is not influenced by the above-described embodiments. It is obvious that a person skilled in the art can conceive various modifications or modifications within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. be understood to belong to

1、1a、1b、1c、1d………音響検出センサ
3………本体部
5………低音響インピーダンス材
7………光ファイバ
9………膜材
11………溝
13………発光部
15………受光部
20、20a………音響検出装置
30………ケーブル
30a………曳航ケーブル
31………送電ケーブル
33………編組チューブ
41………水槽
43………水中スピーカ
45………ハイドロフォン
47………音響検出センサ
49………DAS
1, 1a, 1b, 1c, 1d ...... Acoustic detection sensor 3 ...... Body portion 5 ...... Low acoustic impedance material 7 ...... Optical fiber 9 ...... Film material 11 ...... Groove 13 ...... Light emitting unit 15 Light receiving units 20, 20a Acoustic detector 30 Cable 30a Towing cable 31 Power transmission cable 33 Braided tube 41 Water tank 43 Underwater Speaker 45 Hydrophone 47 Sound detection sensor 49 DAS

Claims (7)

水中で使用される音響検出センサであって、
本体部と、
前記本体部の外周部の少なくとも一部に設けられる低音響インピーダンス材と、
前記本体部及び前記低音響インピーダンス材を外周から覆うように配置される膜材と、
前記膜材の内面に密着する光ファイバと、
を具備し、
前記膜材の内面側において、前記光ファイバが前記低音響インピーダンス材の外面に配置されることを特徴とする音響検出センサ。
An acoustic detection sensor for use in water, comprising:
a main body;
a low acoustic impedance material provided on at least part of the outer peripheral portion of the main body;
a film material arranged to cover the main body and the low acoustic impedance material from the outer periphery;
an optical fiber in close contact with the inner surface of the film material;
and
The acoustic detection sensor, wherein the optical fiber is arranged on the outer surface of the low acoustic impedance material on the inner surface side of the membrane material.
前記低音響インピーダンス材は音響インピーダンス1.5×10kg/ms以下またはショアE硬度20度以下であることを特徴とする請求項1記載の音響検出センサ。 The acoustic detection sensor according to claim 1, wherein the low acoustic impedance material has an acoustic impedance of 1.5 x 106 kg/ m2s or less or a Shore E hardness of 20 degrees or less. 前記本体部は長尺体であり、
前記本体部の長手方向に直線状または螺旋状の溝が形成され、
前記溝内に、前記低音響インピーダンス材が充填され、
前記光ファイバの一部が、前記低音響インピーダンス材と接触するように配置されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の音響検出センサ。
The main body is an elongated body,
A linear or spiral groove is formed in the longitudinal direction of the main body,
The groove is filled with the low acoustic impedance material,
3. The acoustic detection sensor of claim 1 or claim 2, wherein a portion of the optical fiber is placed in contact with the low acoustic impedance material.
前記本体部は長尺体であり、
前記本体部の長手方向に直線状の溝が形成され、
前記溝内に、前記低音響インピーダンス材が充填され、
前記溝に沿って前記光ファイバが配置されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の音響検出センサ。
The main body is an elongated body,
A linear groove is formed in the longitudinal direction of the main body,
The groove is filled with the low acoustic impedance material,
3. The acoustic detection sensor according to claim 1, wherein the optical fiber is arranged along the groove.
前記本体部は長尺体であり、
前記本体部の長手方向に螺旋状の溝が形成され、
前記溝内に、前記低音響インピーダンス材が充填される、
前記溝に沿って前記光ファイバが配置されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の音響検出センサ。
The main body is an elongated body,
A spiral groove is formed in the longitudinal direction of the main body,
The groove is filled with the low acoustic impedance material,
3. The acoustic detection sensor according to claim 1, wherein the optical fiber is arranged along the groove.
前記本体部は長尺体であり、
前記本体部の外周面の全面を覆うように前記低音響インピーダンス材が配置されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の音響検出センサ。
The main body is an elongated body,
3. The acoustic detection sensor according to claim 1, wherein the low acoustic impedance material is arranged so as to cover the entire outer peripheral surface of the main body.
前記光ファイバは、前記本体部の長手方向に対して螺旋状に配置されることを特徴とする請求項6記載の音響検出センサ。
7. The acoustic detection sensor according to claim 6, wherein the optical fiber is spirally arranged in the longitudinal direction of the main body.
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