JP2023031624A

JP2023031624A - vibration sensor

Info

Publication number: JP2023031624A
Application number: JP2021137234A
Authority: JP
Inventors: 敬國見; Takashi Kunimi; 透井▲崎▼; Toru Izaki; 大典加藤; Daisuke Kato; 朋也西井; Tomoya Nishii; 豪太岸本; Gota Kishimoto
Original assignee: Maeda Corp; Toyo Construction Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd; Maeda Corp
Priority date: 2021-08-25
Filing date: 2021-08-25
Publication date: 2023-03-09

Abstract

To miniaturize a vibration sensor while suppressing shortage in energy and shortage in sensitivity.SOLUTION: A vibration sensor 10 includes a vibration transmission element 12 having a tip part 14 abutting on an object, a piezoelectric diaphragm 18 connected to a wire 28 for applying or taking out an electric signal, and a case body 32 that houses the vibration transmission element 12 and the piezoelectric diaphragm 18 inside and has a projecting hole 36 in which the tip part 14 projects. The vibration transmission element 12 and the piezoelectric diaphragm 18 are connected electrically and physically, and the vibration transmission element 12 is set to the ground potential. For this reason, while vibration is being transmitted directly between the vibration transmission element 12 and the piezoelectric diaphragm 18, noise caused by the vibration transmission element 12 abutting on an object can be reduced greatly. Accordingly, since a required S/N ratio can be ensured, shortage in energy and shortage in sensitivity can be suppressed, thus contributing to miniaturization of the vibration sensor 10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、対象物へ振動を加える又は対象物から振動を受けるための振動センサに関するものである。 The present invention relates to a vibration sensor for applying vibration to or receiving vibration from an object.

従来から、様々な用途で用いられる種々のセンサには、常に小型化が求められている。例えば、タイルの剥離検知装置などに用いられる、振動を発生又は受けるための圧電振動板を利用した振動センサもその１つであり、効率よく検査を行うために装置への多点設置が求められる結果、振動センサの小型化が必須となっている。なお、特許文献１には、圧電振動板の小型化に関する技術が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, various sensors used in various applications are always required to be miniaturized. For example, a vibration sensor that uses a piezoelectric diaphragm to generate or receive vibration, which is used in a tile peeling detection device, is one of them, and multi-point installation on the device is required for efficient inspection. As a result, miniaturization of vibration sensors is essential. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-200001 discloses a technique for reducing the size of a piezoelectric diaphragm.

特開２００４－３５７０８０号公報JP-A-2004-357080

ここで、上述したような振動センサを小型化するためには、従来のものよりも面積が小さい圧電振動板を使用する必要がある。しかしながら、圧電振動板の面積が小さくなると、振動を発生する用途においてはエネルギー不足、振動を受ける用途においては感度不足となる虞があり、これらについての対策が求められる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エネルギー不足や感度不足を抑制しつつ、振動センサを小型化することにある。 Here, in order to miniaturize the vibration sensor as described above, it is necessary to use a piezoelectric diaphragm having a smaller area than the conventional one. However, if the area of the piezoelectric diaphragm is reduced, there is a risk that energy will be insufficient in applications that generate vibration, and sensitivity will be insufficient in applications that receive vibration.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the size of a vibration sensor while suppressing insufficient energy and insufficient sensitivity.

（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本発明の技術的範囲に含まれ得るものである。 (Mode of invention)
The following aspects of the invention exemplify configurations of the present invention, and will be described separately in order to facilitate understanding of the various configurations of the present invention. Each term does not limit the technical scope of the present invention, and while considering the best mode for carrying out the invention, replaces, deletes, or further The technical scope of the present invention can also include the addition of the constituent elements.

（１）対象物へ振動を加える又は前記対象物から振動を受けるための振動センサであって、前記対象物へ当接される先端部を有する振動伝達子と、電気信号を印加する又は取り出すための配線に接続された圧電振動板と、前記振動伝達子及び前記圧電振動板を内部に収容すると共に、前記先端部が突出する突出孔を有するケース体と、を含み、前記振動伝達子と前記圧電振動板とが電気的及び物理的に接続され、前記振動伝達子がグランド電位に設定されている振動センサ（請求項１）。 (1) A vibration sensor for applying vibration to an object or receiving vibration from the object, comprising a vibration transmitter having a tip that contacts the object, and for applying or extracting an electric signal. a piezoelectric diaphragm connected to the wiring of the vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm; and a case body containing the vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm and having a projecting hole from which the tip portion projects, wherein the vibration transmitter and the A vibration sensor (claim 1) in which a piezoelectric diaphragm is electrically and physically connected, and the vibration transmitter is set to a ground potential.

本項に記載の振動センサは、対象物へ振動を加える、或いは対象物から振動を受けるためのものであり、振動伝達子、圧電振動板、及びケース体を含んでいる。振動伝達子は、振動の出力先又は入力元である対象物へ当接される先端部を有しており、その先端部を介して、対象物へ振動を伝達する、或いは対象物からの振動を取り込むものである。圧電振動板は、電気信号を印加する又は取り出すための配線に接続されており、配線から印加された電気信号から振動を発生、或いは、振動を電気信号へ変換して配線へ送信するものである。ケース体は、振動伝達子及び圧電振動板を内部に収容するものであって、このとき、ケース体に形成された突出孔から振動伝達子の先端部が突出する態様で、振動伝達子及び圧電振動板を収容する。 The vibration sensor described in this section is for applying vibration to an object or receiving vibration from the object, and includes a vibration transmitter, a piezoelectric diaphragm, and a case body. The vibration transmitter has a tip portion that abuts against an object that is the output destination or input source of vibration, and transmits vibration to the object or receives vibration from the object via the tip portion. is taken in. The piezoelectric diaphragm is connected to wiring for applying or extracting an electric signal, and generates vibration from the electric signal applied from the wiring, or converts the vibration into an electric signal and transmits it to the wiring. . The case body accommodates the vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm inside. At this time, the vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm are mounted in such a manner that the tip of the vibration transmitter protrudes from a projection hole formed in the case body. Houses the diaphragm.

また、振動伝達子と圧電振動板とは、電気的及び物理的に接続されており、物理的に接続されていることで、振動伝達子と圧電振動板との間で振動が直接的に伝達される。すなわち、対象物へ振動を加える用途の際は、配線から印加された電気信号から圧電振動板により振動が発生され、その発生された振動が圧電振動板から振動伝達子へと直接的に伝達され、更に振動伝達子から対象物へと振動が伝達されるものである。これに対し、対象物から振動を受ける用途の際は、対象物からの振動が振動伝達子を介して取り込まれ、その振動が振動伝達子から圧電振動板へと直接的に伝達され、更に伝達された振動が圧電振動板により電気信号へ変換されて配線へ送信されるものである。 The vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm are electrically and physically connected, and the physical connection allows direct transmission of vibration between the vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm. be done. That is, when vibration is applied to an object, the electric signal applied from the wiring causes the piezoelectric diaphragm to vibrate, and the generated vibration is directly transmitted from the piezoelectric diaphragm to the vibration transmitter. Furthermore, the vibration is transmitted from the vibration transmitter to the object. On the other hand, when the application receives vibration from the object, the vibration from the object is taken in via the vibration transmitter, and the vibration is directly transmitted from the vibration transmitter to the piezoelectric diaphragm, and further transmitted. The generated vibration is converted into an electric signal by the piezoelectric diaphragm and transmitted to the wiring.

更に、振動伝達子と圧電振動板とが電気的に接続され、振動伝達子がグランド電位に設定されている。すなわち、振動伝達子は、圧電振動板の２つの電極のうちの一方の電極と電気的に接続され、その一方の電極に配線を介してグランド電位が付加されるものである。このようにして、振動伝達子がグランド電位に設定されることにより、対象物へ当接される振動伝達子に起因するノイズが大幅に低減される。これにより、取り込んだ振動から圧電振動板により変換した電気信号のレベルが小さいといった、圧電振動板が小さくなった場合に想定される事象が発生しても、上述したノイズ対策により必要なＳ／Ｎ比などが確保されるため、エネルギー不足や感度不足が抑制されつつ、振動センサの小型化に寄与するものとなる。 Furthermore, the vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm are electrically connected, and the vibration transmitter is set to the ground potential. That is, the vibration transmitter is electrically connected to one of the two electrodes of the piezoelectric diaphragm, and a ground potential is applied to the one electrode through wiring. By setting the vibration transmitter to the ground potential in this manner, noise caused by the vibration transmitter that abuts against the object is greatly reduced. As a result, even if the level of the electrical signal converted by the piezoelectric diaphragm from the captured vibration is low, even if an event that is assumed when the piezoelectric diaphragm is made smaller occurs, the S/N ratio required by the noise countermeasures described above can be maintained. Since the ratio and the like are ensured, it contributes to miniaturization of the vibration sensor while suppressing energy shortage and sensitivity shortage.

（２）上記（１）項において、前記振動伝達子及び前記圧電振動板は、前記ケース体の内部において、前記先端部の突出方向と平行な方向に摺動可能に収容されると共に、前記突出方向へとスプリングによって付勢されている振動センサ（請求項２）。
本項に記載の振動センサは、ケース体の内部に収容される振動伝達子と圧電振動板とが、振動伝達子の先端部がケース体の突出孔から突出する方向と平行な方向に摺動可能に収容されたものである。更に、振動伝達子及び圧電振動板は、摺動可能な一方の方向である、振動伝達子の先端部の突出方向へとスプリングによって付勢されている。このため、振動伝達子の先端部が対象物へ当接されると、振動伝達子及びそれに接続された圧電振動板は、ケース体の内部で先端部の突出方向と反対方向へ僅かに摺動されつつ、対象物の方向へとスプリングによって付勢された状態になる。これにより、対象物に凹凸などがあっても、振動伝達子の先端部が対象物に対して確実に接触するものとなり、また、複数の振動センサが対象物へ同時に当接されるような場合であっても、全ての振動センサへの荷重が略均等の状態で対象物へ接触するものとなる。 (2) In the above item (1), the vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm are housed inside the case body so as to be slidable in a direction parallel to the direction in which the distal end portion protrudes. A vibration sensor (claim 2) biased by a spring in a direction.
In the vibration sensor described in this section, the vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm housed inside the case body slide in a direction parallel to the direction in which the tip of the vibration transmitter protrudes from the projection hole of the case body. containment as possible. Furthermore, the vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm are biased by a spring in one direction in which the vibration transmitter can slide, that is, in the projecting direction of the tip of the vibration transmitter. Therefore, when the tip of the vibration transmitter contacts the object, the vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm connected to it slide slightly in the direction opposite to the projecting direction of the tip within the case body. while being urged by the spring toward the object. As a result, even if the object has unevenness, the tip of the vibration transmitter is in contact with the object without fail. Even so, all the vibration sensors come into contact with the object in a substantially equal load.

（３）上記（２）項において、前記振動伝達子及び前記圧電振動板と、前記ケース体の内部の摺動面との間に、第１ダンパ部材が介在している振動センサ（請求項３）。
本項に記載の振動センサは、ケース体の内部に摺動可能に収容される振動伝達子及び圧電振動板と、ケース体の内部の摺動面との間に、第１ダンパ部材が介在しているものである。これにより、対象物へ振動を加える用途の際は、圧電振動板により発生させた振動が、ケース体の摺動面を介してケース体へ伝わることが抑制され、対象物から振動を受ける用途の際は、外因によるケース体の振動が、ケース体の摺動面を介して圧電振動板へ伝わることが抑制されるものとなる。ここで、例えばタイルの剥離検知装置などでは、対象物へ振動を加える振動センサと対象物から振動を受ける振動センサとが、ベース部材に同時に固定されて使用される。本項に記載の振動センサは、そのような用途に使用されても、上述のような第１ダンパ部材が介在しているため、振動を加える振動センサの圧電振動板により発生させた振動が、その振動センサのケース体やベース部材を介して、振動を受ける振動センサへと伝わることが防止され、振動の干渉による誤検知が防止されるものである。 (3) In the above item (2), the vibration sensor (claim 3) has a first damper member interposed between the vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm and the sliding surface inside the case body (claim 3). ).
In the vibration sensor according to this section, the first damper member is interposed between the vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm slidably accommodated inside the case body and the sliding surface inside the case body. There is. As a result, when the vibration is applied to the object, the vibration generated by the piezoelectric diaphragm is suppressed from being transmitted to the case through the sliding surface of the case. In this case, the vibration of the case due to an external factor is suppressed from being transmitted to the piezoelectric diaphragm via the sliding surface of the case. Here, for example, in a tile peeling detection device, a vibration sensor that applies vibration to an object and a vibration sensor that receives vibration from the object are simultaneously fixed to a base member and used. Even if the vibration sensor described in this section is used for such a purpose, since the first damper member as described above is interposed, the vibration generated by the piezoelectric diaphragm of the vibration sensor that applies vibration is Transmission of the vibration to the vibration sensor is prevented via the case body and base member of the vibration sensor, and erroneous detection due to interference of vibration is prevented.

（４）上記（２）（３）項において、前記突出孔の、前記ケース体の内部側の縁部と、前記振動伝達子との間に、第２ダンパ部材が配置されている振動センサ（請求項４）。
本項に記載の振動センサは、ケース体に設けられた突出孔の、ケース体の内部側の縁部と、振動伝達子との間に、第２ダンパ部材が配置されたものである。すなわち、振動伝達子は、その先端部がケース体の突出孔から突出する方向へとスプリングにより付勢されているため、上述した突出孔の縁部へと押し付けられるものであり、振動伝達子の先端部が対象物へ当接された状態であっても、部分的に突出孔の縁部へ接触している場合がある。そこで、上述したような位置に第２ダンパ部材が配置されていることで、突出孔の縁部を介して、圧電振動板により発生させた振動がケース体へ伝わることや、外因によるケース体の振動が圧電振動板へ伝わることが抑制されるものとなる。このため、上記（３）項に記載したような２つの用途に同時に使用される場合であっても、振動を加える振動センサの圧電振動板により発生させた振動が、その振動センサのケース体やベース部材を介して、振動を受ける振動センサへと伝わることが防止され、振動の干渉による誤検知が防止されるものである。 (4) In items (2) and (3) above, the vibration sensor ( Claim 4).
In the vibration sensor according to this item, the second damper member is arranged between the edge portion of the projecting hole provided in the case body on the inner side of the case body and the vibration transmitter. That is, since the tip of the vibration transmitter is biased by a spring in a direction in which it protrudes from the projection hole of the case body, the vibration transmitter is pressed against the edge of the projection hole. Even when the tip is in contact with the object, it may partially touch the edge of the projection hole. Therefore, by arranging the second damper member at the above-described position, the vibration generated by the piezoelectric diaphragm is transmitted to the case body via the edge of the projecting hole, and the vibration of the case body due to an external factor is prevented. Transmission of vibration to the piezoelectric diaphragm is suppressed. Therefore, even when the two applications described in (3) above are used at the same time, the vibration generated by the piezoelectric diaphragm of the vibration sensor to which the vibration is applied is transmitted to the case body of the vibration sensor. The vibration is prevented from being transmitted to the vibration sensor that receives the vibration via the base member, and erroneous detection due to interference of the vibration is prevented.

（５）上記（１）から（４）項において、前記圧電振動板を２枚含み、該２枚の圧電振動板が、金属電極板を挟んで、向かい合わせで電気的及び物理的に接続され、前記配線を介して前記２枚の圧電振動板へ電気信号が印加され、前記振動伝達子を介して前記対象物へ振動を加える加振センサとして使用される振動センサ（請求項５）。
本項に記載の振動センサは、対象物へ振動を加える加振センサとして使用されるものであって、圧電振動板を２枚含んでいる。そして、それら２枚の圧電振動板が、金属電極板を挟んで、向かい合わせで電気的及び物理的に接続されている。このため、２枚の圧電振動板のうちの一方に対して、物理的及び電気的に振動伝達子が接続され、更にもう一方の圧電振動板が電気的に接続され、それらの接続先が、グランド電位が付加される各圧電振動板の電極になっている。 (5) In items (1) to (4) above, two piezoelectric diaphragms are included, and the two piezoelectric diaphragms are electrically and physically connected to face each other with a metal electrode plate interposed therebetween. , a vibration sensor that is used as a vibration sensor that applies an electric signal to the two piezoelectric diaphragms through the wiring and applies vibration to the object through the vibration transmitter (claim 5).
The vibration sensor described in this section is used as a vibration sensor that applies vibration to an object, and includes two piezoelectric diaphragms. These two piezoelectric diaphragms are electrically and physically connected facing each other with a metal electrode plate interposed therebetween. For this reason, one of the two piezoelectric diaphragms is physically and electrically connected to the vibration transmitter, and the other piezoelectric diaphragm is electrically connected. It serves as an electrode of each piezoelectric diaphragm to which a ground potential is applied.

また、２枚の圧電振動板に挟まれる金属電極板は、圧電振動板の２つの電極のうち、グランド電位が付加される電極と異なる電極の役割を果たすものとなり、グランド電位と対となる電位が配線を介して付加される。このため、金属電極板を挟んで向かい合わせで接続された２枚の圧電振動板は、配線を介して電気信号が印加されると、双方が同時に振動することになり、圧電振動板が１枚の場合と比較して、発生する振動が増大されるものである。これにより、圧電振動板が小さくなっても、２枚の圧電振動板によりエネルギーが増大された振動が発生するため、圧電振動板が小さくなった場合に懸念されるエネルギー不足が抑制され、振動センサの小型化に対応するものとなる。更に、加振センサへ印加する電気信号として、パワーアンプなどで増幅された電気信号を使用することとすれば、加振センサが小型化されても、対象物へ加える振動として必要十分な大きさの振動が発生されるものである。 Further, the metal electrode plate sandwiched between the two piezoelectric diaphragms plays a role of an electrode different from the electrode to which the ground potential is applied, among the two electrodes of the piezoelectric diaphragm, and serves as a potential paired with the ground potential. is added via wiring. Therefore, when an electric signal is applied to two piezoelectric diaphragms connected to face each other with a metal electrode plate sandwiched therebetween, both vibrate at the same time. The generated vibration is increased compared to the case of . As a result, even if the piezoelectric diaphragm is made smaller, vibration with increased energy is generated by the two piezoelectric diaphragms. It corresponds to the miniaturization of Furthermore, if an electric signal amplified by a power amplifier or the like is used as an electric signal to be applied to the vibration sensor, even if the vibration sensor is miniaturized, the necessary and sufficient vibration can be applied to the object. vibration is generated.

（６）上記（１）から（４）項において、前記圧電振動板を１枚含み、前記振動伝達子を介して前記対象物から振動を受けて、前記配線を介して前記１枚の圧電振動板から電気信号が取り出される振動センサ（請求項６）。
本項に記載の振動センサは、受振センサとして使用されるものであって、圧電振動板を１枚含んでいる。このため、振動伝達子を介して対象物から受けた振動が、振動伝達子と物理的に接続された１枚の圧電振動板へ伝達され、その伝達された振動から圧電振動板により変換された電気信号が、配線を介して取り出されるものである。そして、取り出された電気信号が、例えばチャージアンプなどによって増幅されることとすれば、受振センサが小型化されても、上記（１）項に記載したようなノイズ対策と相まって、解析のために必要十分な大きさの電気信号が得られるため、圧電振動板が小さくなった場合に懸念される感度不足が解消されものである。 (6) In the above items (1) to (4), the vibration plate includes one piezoelectric diaphragm, receives vibration from the object through the vibration transmitter, and vibrates the one piezoelectric vibration plate through the wiring. A vibration sensor (claim 6) in which an electrical signal is taken from the plate.
The vibration sensor described in this section is used as a vibration receiving sensor and includes one piezoelectric diaphragm. Therefore, the vibration received from the object through the vibration transmitter is transmitted to one piezoelectric diaphragm physically connected to the vibration transmitter, and the transmitted vibration is converted by the piezoelectric diaphragm. An electric signal is taken out via wiring. Then, if the extracted electrical signal is amplified by, for example, a charge amplifier, even if the vibration sensor is miniaturized, it will be possible for the analysis to Since an electric signal of a necessary and sufficient magnitude can be obtained, the lack of sensitivity, which is a concern when the piezoelectric diaphragm is made smaller, is resolved.

本発明は上記のような構成であるため、エネルギー不足や感度不足を抑制しつつ、振動センサを小型化することが可能となる。 Since the present invention is configured as described above, it is possible to reduce the size of the vibration sensor while suppressing energy shortage and sensitivity shortage.

加振センサとして使用される、本発明の実施の形態に係る振動センサの構造の一例を示すイメージ構造図である。1 is an image structure diagram showing an example of the structure of a vibration sensor according to an embodiment of the present invention, which is used as a vibration sensor; FIG. 図１の加振センサの圧電振動板近傍の拡大図である。2 is an enlarged view of the vicinity of the piezoelectric diaphragm of the vibration sensor of FIG. 1; FIG. 加振センサの圧電振動板の電気的接続を示すイメージ図である。FIG. 4 is an image diagram showing electrical connection of the piezoelectric diaphragm of the vibration sensor; 受振センサとして使用される、本発明の実施の形態に係る振動センサの構造の一例を示すイメージ構造図である。1 is an image structure diagram showing an example of the structure of a vibration sensor according to an embodiment of the present invention, which is used as a vibration receiving sensor; FIG. 図４の受振センサの圧電振動板近傍の拡大図である。5 is an enlarged view of the vicinity of the piezoelectric diaphragm of the vibration receiving sensor of FIG. 4; FIG. 受振センサの圧電振動板の電気的接続を示すイメージ図である。FIG. 3 is an image diagram showing electrical connection of a piezoelectric diaphragm of a vibration receiving sensor; 本発明の実施の形態に係る振動センサが利用された、タイル剥離検知器の構成の一例を概略的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing an example configuration of a tile peeling detector using a vibration sensor according to an embodiment of the present invention; FIG. 図７のタイル剥離検知器の加振センサ及び受振センサの配置例を示す平面図及びイメージ断面図である。8A and 8B are a plan view and an image cross-sectional view showing an arrangement example of a vibration excitation sensor and a vibration reception sensor of the tile peeling detector of FIG. 7; 図７のタイル剥離検知器の振動入力部から入力するパルス波の例を示す波形図である。FIG. 8 is a waveform diagram showing an example of a pulse wave input from the vibration input section of the tile peeling detector of FIG. 7;

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づき説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略することとし、また、図面の全体にわたって、同一部分若しくは対応する部分は、同一の符号で示している。
図１～図６は、本発明の実施の形態に係る振動センサ１０の構造を示している。まず、図１に示されている振動センサ１０は、対象物へ振動を加える加振センサ１０Ａとして使用されるものであって、後述するベース部６２へネジ止めなどで固定された状態で図示されている。なお、ここでは、振動を加える対象物を、これに限定されるものではないが、図７に示されたタイルＴとして説明するものとする。図１（ａ）は加振センサ１０Ａの平面図、図１（ｂ）は加振センサ１０Ａを側方から視て一部を破断したイメージ断面図である。図示のように、加振センサ１０Ａは、振動伝達子１２、圧電振動板１８、ケース体３２、摺動部材５０、スプリング５２、第１ダンパ部材５４、及び第２ダンパ部材５６を含んでいる。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described based on the accompanying drawings. Here, detailed description of the same or corresponding parts as in the prior art is omitted, and the same or corresponding parts are indicated by the same reference numerals throughout the drawings.
1 to 6 show the structure of a vibration sensor 10 according to an embodiment of the invention. First, the vibration sensor 10 shown in FIG. 1 is used as a vibration excitation sensor 10A for applying vibration to an object, and is illustrated in a state of being fixed to a base portion 62 (to be described later) by screwing or the like. ing. Here, the object to which vibration is applied is not limited to this, but the tile T shown in FIG. 7 will be described. FIG. 1(a) is a plan view of the vibration sensor 10A, and FIG. 1(b) is an image cross-sectional view of the vibration sensor 10A as viewed from the side and partially cut away. As illustrated, the vibration sensor 10A includes a vibration transmitter 12, a piezoelectric diaphragm 18, a case body 32, a sliding member 50, a spring 52, a first damper member 54, and a second damper member 56.

ケース体３２は、加振センサ１０Ａの他の構成要素の大部分を収容するものであって、円筒状の壁部４０の両開口端に、平面視円形の蓋部３４及び底部４４がネジ止めなどで接続された構成を有しており、それらで囲まれた収容空間が内部に形成されている。また、蓋部３４には振動伝達子１２用の突出孔３６が、底部４４には後述する配線２８用などの貫通孔（図示略）が、それぞれ形成されている。ケース体３２は、例えば各種の樹脂などで形成され、特に取り付け先のベース部６２との間に介在する底部４４は、例えばゴムなどの弾性を有する材料で形成されることで、振動センサ１０とベース部６２との間の振動の伝達を抑制するダンパ部材（第３ダンパ部材）４４として機能するようになっている。なお、振動センサ１０をベース部６２へ固定するための取付ネジを、ベース部６２及びケース体３２の底部４４へのみ挿通させることで、底部４４により取付ネジをフローティングしてもよい。また、これに限定されるものではないが、ケース体３２の外径は、例えば２４ｍｍ程度である。 The case body 32 accommodates most of the other components of the vibration sensor 10A, and a lid portion 34 and a bottom portion 44, which are circular in plan view, are screwed to both open ends of a cylindrical wall portion 40. etc., and an accommodation space surrounded by them is formed inside. Further, the lid portion 34 is formed with a protruding hole 36 for the vibration transmitter 12, and the bottom portion 44 is formed with through holes (not shown) for wiring 28, etc., which will be described later. The case body 32 is made of, for example, various resins, etc. In particular, the bottom portion 44, which is interposed between the base portion 62 to which it is attached, is made of an elastic material such as rubber, thereby It functions as a damper member (third damper member) 44 that suppresses transmission of vibration to the base portion 62 . The mounting screw for fixing the vibration sensor 10 to the base portion 62 may be inserted only through the base portion 62 and the bottom portion 44 of the case body 32 so that the mounting screw is floated by the bottom portion 44 . Further, although not limited to this, the outer diameter of the case body 32 is, for example, about 24 mm.

振動伝達子１２は、図２にも図示されているように、先端が丸みを帯びた円錐状の先端部１４、先端部１４の下端に接続された円柱部１５、及び円柱部１５の下端に接続されて円柱部１５より径が大きい円板部１６を有し、円板部１６を貫通して円柱部１５まで延びる円柱状の内部空間が形成されている。加振センサ１０Ａの振動伝達子１２は、その先端部１４がタイルＴへ当接された状態で、後述するように圧電振動板１８により発生された振動をタイルＴへ伝達するものである。更に、振動伝達子１２は、上記のような形状であることで、圧電振動板１８とタイルＴとの音響インピーダンスを整合する役割も果たしている。振動伝達子１２は、例えば導電性を有する金属などの材料で形成される。 As shown in FIG. 2, the vibration transmitter 12 has a conical tip portion 14 with a rounded tip, a columnar portion 15 connected to the lower end of the tip portion 14, and a lower end of the columnar portion 15. It has a disc portion 16 that is connected and has a larger diameter than the column portion 15 , and a columnar internal space extending through the disc portion 16 to the column portion 15 is formed. The vibration transmitter 12 of the vibration sensor 10A transmits the vibration generated by the piezoelectric diaphragm 18 to the tile T with the tip portion 14 of the vibration sensor 10A in contact with the tile T, as will be described later. Furthermore, the vibration transmitter 12 also plays a role of matching the acoustic impedance between the piezoelectric diaphragm 18 and the tile T by being shaped as described above. The vibration transmitter 12 is made of a conductive material such as metal.

また、振動伝達子１２は、ケース体３２の内部において、後述するようにスプリング５２によって図１（ｂ）における上方へと付勢されており、その円柱部１５の一部及び先端部１４が、ケース体３２の蓋部３４に設けられた突出孔３６から、ケース体３２の外部へと突出している。すなわち、突出孔３６は、円柱部１５の外径より大きく、且つ、円板部１６の外径よりも小さい内径を有している。このような状態で、円板部１６の上面と蓋部３４の突出孔３６の縁部３６ａとの間には、第２ダンパ部材５６が介在している。第２ダンパ部材５６は、本実施形態では円板部１６側に取り付けられて円柱部１５が挿通された環状のものであり、振動伝達子１２と共に図１（ｂ）における上下方向へ移動するようになっている。第２ダンパ部材５６は、例えばゴムなどの弾性を有する材料で形成されており、振動伝達子１２と蓋部３４（ケース体３２）との間の振動の伝達を抑制するようになっている。 In addition, the vibration transmitter 12 is biased upward in FIG. It protrudes to the outside of the case body 32 from a protrusion hole 36 provided in the lid portion 34 of the case body 32 . That is, the protruding hole 36 has an inner diameter that is larger than the outer diameter of the cylindrical portion 15 and smaller than the outer diameter of the disc portion 16 . In this state, the second damper member 56 is interposed between the upper surface of the disk portion 16 and the edge portion 36a of the projecting hole 36 of the lid portion 34. As shown in FIG. In the present embodiment, the second damper member 56 is an annular member attached to the disc portion 16 side and through which the columnar portion 15 is inserted, and moves up and down together with the vibration transmitter 12 in FIG. It has become. The second damper member 56 is made of an elastic material such as rubber, and suppresses transmission of vibration between the vibration transmitter 12 and the lid portion 34 (case body 32).

圧電振動板１８は、ここでは加振用圧電振動板１８とも呼称し、図２に示すように、２枚の圧電振動板１８ａ、１８ｂが、金属電極板２４を挟んで接続された構成を有している。すなわち、図３も参照して、本実施形態において、２枚の圧電振動板１８ａ、１８ｂは、各々がセラミック板２０と金属板２２とを有し、双方のセラミック板２０側が向かい合わせで、金属電極板２４に対して電気的及び物理的に接続されている。また、圧電振動板１８ａの金属板２２と圧電振動板１８ｂの金属板２２とが、接続部２５を介して電気的に接続されている。なお、２枚の圧電振動板１８ａ、１８ｂの各々には、コスト低減の観点から市販の圧電振動板を使用することが望ましく、また、これに限定されるものではないが、圧電振動板１８ａ、１８ｂの外径は１２ｍｍ程度である。 The piezoelectric diaphragm 18 is also called a piezoelectric diaphragm 18 for excitation here, and as shown in FIG. are doing. That is, referring also to FIG. 3, in this embodiment, the two piezoelectric diaphragms 18a and 18b each have a ceramic plate 20 and a metal plate 22. It is electrically and physically connected to the electrode plate 24 . Also, the metal plate 22 of the piezoelectric diaphragm 18a and the metal plate 22 of the piezoelectric diaphragm 18b are electrically connected via a connecting portion 25. As shown in FIG. From the viewpoint of cost reduction, it is desirable to use commercially available piezoelectric diaphragms for each of the two piezoelectric diaphragms 18a and 18b. The outer diameter of 18b is about 12 mm.

そして、２本の配線２８が、金属電極板２４と一方の金属板２２（本実施形態では圧電振動板１８ｂの金属板２２）とに半田付けなどで接続されることで、２枚の圧電振動板１８ａ、１８ｂのセラミック板２０側と金属板２２側とに、対となる２つの電位（図３では「＋」「－」と図示）が付加されるようになっている。このとき、金属板２２側には、グランド電位が付加される。また、２枚の圧電振動板１８ａ、１８ｂのうち、図中上方に位置する圧電振動板１８ａの金属板２２には、例えばペースト半田やエポキシ系接着剤などにより、振動伝達子１２の円板部１６が電気的及び物理的に接続されている。このため、振動伝達子１２には、一方の配線２８及び金属板２２を介して、グランド電位が付加されるようになっている。 The two wires 28 are connected to the metal electrode plate 24 and one metal plate 22 (in this embodiment, the metal plate 22 of the piezoelectric vibration plate 18b) by soldering or the like, so that the two piezoelectric vibrating plates are connected. Two electric potentials (shown as "+" and "-" in FIG. 3) that form a pair are applied to the ceramic plate 20 side and the metal plate 22 side of the plates 18a and 18b. At this time, a ground potential is applied to the metal plate 22 side. Further, of the two piezoelectric diaphragms 18a and 18b, the metal plate 22 of the piezoelectric diaphragm 18a located on the upper side in the drawing is attached to the disk portion of the vibration transmitter 12 by, for example, paste solder or epoxy adhesive. 16 are electrically and physically connected. Therefore, a ground potential is applied to the vibration transmitter 12 via the wiring 28 on one side and the metal plate 22 .

図１及び図２を参照して、加振用圧電振動板１８の図中下側（圧電振動板１８ｂ側）には、第１ダンパ部材５４が配置されている。本実施形態の第１ダンパ部材５４は、図２に示すように、紙面と直交する方向に２つ割りにされた第１部材５４ａと、円筒状の第２部材５４ｂとで構成されている。第２部材５４ｂの下方には、円環状のシム５７が配置されている。そして、図２に図示された、振動伝達子１２、第２ダンパ部材５６、加振用圧電振動板１８、第１ダンパ部材５４、及びシム５７は、図１に示すように、第１ダンパ部材５４及びシム５７がカップ状の摺動部材５０に収容されることで、摺動部材５０を介して、ケース体３２の内部を摺動面４０ａに沿って図中上下方向に摺動可能になっている。 1 and 2, a first damper member 54 is arranged on the lower side of the piezoelectric vibration plate 18 for excitation in the drawing (on the side of the piezoelectric vibration plate 18b). As shown in FIG. 2, the first damper member 54 of the present embodiment is composed of a first member 54a divided in two in the direction perpendicular to the plane of the drawing and a cylindrical second member 54b. An annular shim 57 is arranged below the second member 54b. 2, the vibration transmitter 12, the second damper member 56, the piezoelectric vibration plate 18 for vibration excitation, the first damper member 54, and the shim 57 shown in FIG. 54 and the shims 57 are accommodated in the cup-shaped sliding member 50, so that the inside of the case body 32 can slide vertically along the sliding surface 40a via the sliding member 50. ing.

また、摺動部材５０とケース体３２の底部４４との間において、スプリング５２は、図２に図示された部材を摺動部材５０と共に、図中上方向へと付勢するように設置されている。このため、通常状態において、振動伝達子１２は、第２ダンパ部材５６を挟んでケース体３２の蓋部３４へと押し付けられている。また、上述したような位置に配置された第１ダンパ部材５４は、例えばゴムなどの弾性を有する材料で形成されることで、圧電振動板１８と摺動部材５０との間、換言すれば圧電振動板１８とケース体３２との間の、振動の伝達を抑制するようになっている。 A spring 52 is installed between the sliding member 50 and the bottom portion 44 of the case body 32 so as to urge the members illustrated in FIG. 2 together with the sliding member 50 upward in the drawing. there is Therefore, in a normal state, the vibration transmitter 12 is pressed against the lid portion 34 of the case body 32 with the second damper member 56 interposed therebetween. In addition, the first damper member 54 arranged at the position described above is formed of an elastic material such as rubber, thereby providing a damping force between the piezoelectric vibration plate 18 and the sliding member 50, in other words, a piezoelectric damper. Transmission of vibration between the diaphragm 18 and the case body 32 is suppressed.

上記のような構成の加振センサ１０Ａは、振動伝達子１２の先端部１４がタイルＴへ当接された状態で、配線２８を介して圧電振動板１８に振動発生用の電気信号が印加されると、圧電振動板１８により振動が発生される。すると、発生した振動が、圧電振動板１８に物理的に接続された振動伝達子１２を介してタイルＴへと伝達され、タイルＴへ振動が加えられるものである。ここで、図１及び図２を参照して、圧電振動板１８へ接続される配線２８は、例えば、圧電振動板１８から、２つ割りの第１部材５４ａの割れ目、円筒状の第２部材５４ｂの中心孔、円環状のシム５７の中心孔、摺動部材５０に設けられた貫通孔、及び底部４４に設けられた貫通孔などを通って、ケース体３２の内部から外部へとルーティングされる。 In the vibration sensor 10A configured as described above, an electric signal for generating vibration is applied to the piezoelectric diaphragm 18 via the wiring 28 in a state where the tip portion 14 of the vibration transmitter 12 is in contact with the tile T. Then, vibration is generated by the piezoelectric diaphragm 18 . Then, the generated vibration is transmitted to the tile T through the vibration transmitter 12 physically connected to the piezoelectric diaphragm 18, and the tile T is vibrated. Here, referring to FIGS. 1 and 2, the wiring 28 connected to the piezoelectric diaphragm 18 is, for example, a crack of the first member 54a divided into two from the piezoelectric diaphragm 18, and a second cylindrical member. 54b, the center hole of the ring-shaped shim 57, the through-hole provided in the sliding member 50, the through-hole provided in the bottom portion 44, and the like, from the inside of the case body 32 to the outside. be.

次に、図４～図６に図示された、対象物（タイルＴ）から振動を受ける受振センサ１０Ｂとして使用される、本発明の実施の形態に係る振動センサ１０について説明する。しかしながら、受振センサ１０Ｂは、図１～図３に示した加振センサ１０Ａと、圧電振動板１８の構成のみが異なるものである。このため、ここでは圧電振動板１８に関する点について説明することとし、加振センサ１０Ａと同様の構成部分については説明を省略する。
受振センサ１０Ｂの圧電振動板１８は、ここでは受振用圧電振動板１８とも呼称し、図５及び図６に示すように、１枚の圧電振動板１８で構成されている。そして、２本の配線２８が、その１枚の圧電振動板１８のセラミック板２０側と金属板２２側とに半田付けなどで接続されることで、それらに対となる２つの電位（図６では「＋」「－」と図示）が付加されるようになっている。このとき、金属板２２側には、グランド電位が付加される。 Next, the vibration sensor 10 according to the embodiment of the present invention, which is used as the vibration receiving sensor 10B that receives vibration from the object (tile T) shown in FIGS. 4 to 6, will be described. However, the vibration sensor 10B differs from the vibration sensor 10A shown in FIGS. 1 to 3 only in the configuration of the piezoelectric diaphragm 18. FIG. Therefore, only the piezoelectric diaphragm 18 will be described here, and the description of the same components as the vibration sensor 10A will be omitted.
The piezoelectric diaphragm 18 of the vibration receiving sensor 10B is also called a vibration receiving piezoelectric diaphragm 18 here, and is composed of one piezoelectric diaphragm 18 as shown in FIGS. Two wirings 28 are connected to the ceramic plate 20 side and the metal plate 22 side of the one piezoelectric diaphragm 18 by soldering or the like, so that two potentials (Fig. 6 (shown as "+" and "-") are added. At this time, a ground potential is applied to the metal plate 22 side.

また、受振用圧電振動板１８の金属板２２には、例えば銀ペーストとエポキシ系接着剤又は導電性接着剤などにより、振動伝達子１２の円板部１６が電気的及び物理的に接続されている。このため、振動伝達子１２には、一方の配線２８及び金属板２２を介して、グランド電位が付加される。受振用圧電振動板１８の図中下側には、第１ダンパ部材５４とシム５７とが配置されている。このような構成の受振センサ１０Ｂは、振動伝達子１２の先端部１４がタイルＴへ当接された状態で、タイルＴが振動していると、その振動が振動伝達子１２へ伝わり、更に振動伝達子１２と物理的に接続された圧電振動板１８へと伝達される。すると、伝達された振動が、圧電振動板１８によって電気信号へと変換され、それが受振電気信号として配線２８を介して取り出されるものである。 The disc portion 16 of the vibration transmitter 12 is electrically and physically connected to the metal plate 22 of the vibration receiving piezoelectric diaphragm 18 by, for example, silver paste and epoxy adhesive or conductive adhesive. there is Therefore, a ground potential is applied to the vibration transmitter 12 via the wiring 28 and the metal plate 22 on one side. A first damper member 54 and a shim 57 are arranged on the lower side of the receiving piezoelectric diaphragm 18 in the drawing. In the vibration receiving sensor 10B having such a configuration, when the tip portion 14 of the vibration transmitter 12 is in contact with the tile T and the tile T is vibrating, the vibration is transmitted to the vibration transmitter 12 and further vibrates. It is transmitted to the piezoelectric diaphragm 18 physically connected to the transmitter 12 . Then, the transmitted vibration is converted into an electric signal by the piezoelectric diaphragm 18, and the electric signal is taken out through the wiring 28 as a vibration-receiving electric signal.

続いて、図７は、上述したような本発明の実施の形態に係る振動センサ１０を使用した、タイル剥離検知器６０の構成を概略的に示している。図示のように、タイル剥離検知器６０は、建築物に利用されているタイルＴの剥離を検知するものであり、振動入力部６６、複数の振動センサ１０、及び解析部７４を含んでいる。複数の振動センサ１０は、本実施形態では、１つの加振センサ１０Ａと、６つの受振センサ１０Ｂとを含んでいる。加振センサ１０Ａは、図１～図３に関連して説明したように、振動伝達子１２が対象物としてのタイルＴへ当接された状態で、タイルＴへ振動を加えるためのものであり、受振センサ１０Ｂは、図４～図６に関連して説明したように、振動伝達子１２が対象物としてのタイルＴへ当接された状態で、タイルＴから振動を受けるためのものである。 Next, FIG. 7 schematically shows the configuration of a tile peeling detector 60 using the vibration sensor 10 according to the embodiment of the present invention as described above. As illustrated, the tile peeling detector 60 detects peeling of the tiles T used in the building, and includes a vibration input section 66 , a plurality of vibration sensors 10 and an analysis section 74 . The plurality of vibration sensors 10 includes one vibration excitation sensor 10A and six vibration reception sensors 10B in this embodiment. The vibration sensor 10A, as described with reference to FIGS. 1 to 3, is for applying vibrations to the tile T in a state in which the vibration transmitter 12 is in contact with the tile T as an object. 4 to 6, the vibration receiving sensor 10B is for receiving vibrations from the tile T in a state in which the vibration transmitter 12 is in contact with the tile T as an object. .

上述した複数の振動センサ１０は、例えば図８に示すような位置関係で、板状のベース部６２に固定される。すなわち、図８（ｂ）で確認できるように、１つの加振センサ１０Ａが、平面視で長方形をなすベース部６２の中央近傍に固定され、その加振センサ１０Ａを囲うようにして、６つの受振センサ１０Ｂが配置されている。より詳しくは、１つ加振センサ１０Ａ及び６つの受振センサ１０Ｂが、略等間隔で加振センサ１０Ａを中心とした千鳥格子状に配置されている。このような配置は、図８（ｂ）に二点鎖線で示されているような大きさ及び形状のタイルＴに適合されたものであり、これに限定されるものではないが、そのタイルＴの大きさは例えば９５ｍｍ×４５ｍｍである。これに対応するベース部６２の大きさの例として、図８（ｂ）に示される横幅Ｗが約１３０ｍｍ、縦幅Ｄが約９５ｍｍである。 The plurality of vibration sensors 10 described above are fixed to a plate-like base portion 62 in a positional relationship as shown in FIG. 8, for example. That is, as can be seen in FIG. 8(b), one vibration sensor 10A is fixed near the center of a base portion 62 which has a rectangular shape in plan view, and six vibration sensors surround the vibration sensor 10A. A vibration sensor 10B is arranged. More specifically, one vibration sensor 10A and six vibration receiving sensors 10B are arranged in a houndstooth pattern with the vibration sensor 10A at the center at approximately equal intervals. Such an arrangement is adapted to, but not limited to, a tile T of size and shape as indicated by the dashed line in FIG. 8(b). is, for example, 95 mm×45 mm. As an example of the size of the base portion 62 corresponding to this, the horizontal width W shown in FIG. 8B is about 130 mm, and the vertical width D is about 95 mm.

また、加振センサ１０Ａ及び受振センサ１０Ｂの各々は、第３ダンパ部材（ケース体３２の底部）４４を介して、ネジ止めなどによってベース部６２へ固定されている。ベース部６２には、その複数の振動センサ１０が取り付けられた面とは反対側の面の両端部に、コの字状の２つの把持部材８６が取り付けられている。なお、図８（ａ）には、図８（ｂ）における上下方向の中心近傍でのイメージ断面を示し、図８（ｃ）には、図８（ｂ）における左右方向の中心近傍でのイメージ断面を示しているが、各振動センサ１０の内部の図示は省略している。 Further, each of the vibration sensor 10A and the vibration sensor 10B is fixed to the base portion 62 by screws or the like via a third damper member (bottom portion of the case body 32) 44. As shown in FIG. Two U-shaped holding members 86 are attached to the base portion 62 at both ends of the surface opposite to the surface on which the plurality of vibration sensors 10 are attached. 8(a) shows an image cross section near the center in the vertical direction in FIG. 8(b), and FIG. 8(c) shows an image in the vicinity of the center in the horizontal direction in FIG. 8(b). Although the cross section is shown, illustration of the inside of each vibration sensor 10 is omitted.

図７に戻り、振動入力部６６は、加振センサ１０Ａへ振動発生用の電気信号を印加するためのものであって、本実施形態では、信号発生器６８及びパワーアンプ７０を含んでいる。信号発生器６８は、振動発生用の電気信号を発生するものであり、本実施形態ではそのような電気信号として、例えば図９に示すような正弦半波（ハーフサイン波）９０の単発のパルス波を繰り返し発生する。これらに限定されるものではないが、正弦半波９０は、例えば周波数が１４ｋＨｚ、出力電圧が１０Ｖｐ－ｐ、デューティサイクルが８０ｍｓである。また、パワーアンプ７０は、信号発生器６８により発生させた電気信号を増幅させるものであって、例えば信号発生器６８で１０Ｖｐ－ｐの電気信号が発生された場合、それを５０Ｖｐ－ｐ～１００Ｖｐ－ｐ程度まで増幅させる。そして、このように増幅された振動発生用の電気信号が、配線２８などを介して加振センサ１０Ａへと印加される。信号発生器６８及びパワーアンプ７０には、任意の信号発生装置及びパワーアンプを使用してよい。 Returning to FIG. 7, the vibration input section 66 is for applying an electric signal for generating vibration to the vibration excitation sensor 10A, and includes a signal generator 68 and a power amplifier 70 in this embodiment. The signal generator 68 generates an electric signal for generating vibration. In this embodiment, such an electric signal is, for example, a single pulse of a half sine wave (half sine wave) 90 as shown in FIG. Generates waves repeatedly. For example, but not limited to, the half sine wave 90 has a frequency of 14 kHz, an output voltage of 10 Vp-p, and a duty cycle of 80 ms. The power amplifier 70 amplifies the electrical signal generated by the signal generator 68. For example, when the electrical signal of 10 Vp-p is generated by the signal generator 68, it is amplified to 50 Vp-p to 100 Vp. Amplify to about -p. Then, the electric signal for vibration generation amplified in this way is applied to the vibration sensor 10A via the wiring 28 or the like. Any signal generator and power amplifier may be used for signal generator 68 and power amplifier 70 .

解析部７４は、受振センサ１０Ｂの各々から配線２８などを介して受ける電気信号を解析するためのものであって、本実施形態では、チャージアンプ７６、ＡＤ変換器７８、ＦＦＴ解析部８０、及び表示部８２を含んでいる。チャージアンプ７６は、受振センサ１０Ｂから受ける受振電気信号を増幅させるものであって、解析に必要な電圧まで受振電気信号を増幅させる。このとき、ハイパスフィルタを用いて、生活振動などの低い周波数成分を除去するようにしてもよい。また、受振センサ１０Ｂからチャージアンプ７６までの経路やチャージアンプ７６には、可能な限りのノイズ対策を施すことが好ましい。チャージアンプ７６には、多チャンネルの任意のチャージアンプを使用してよい。 The analysis unit 74 is for analyzing electrical signals received from each of the vibration receiving sensors 10B via the wiring 28 and the like. A display 82 is included. The charge amplifier 76 amplifies the received electric signal received from the received vibration sensor 10B, and amplifies the received electric signal to a voltage required for analysis. At this time, a high-pass filter may be used to remove low frequency components such as daily vibrations. Further, it is preferable to take as much noise countermeasures as possible for the path from the vibration receiving sensor 10B to the charge amplifier 76 and the charge amplifier 76 . Any multi-channel charge amplifier may be used for the charge amplifier 76 .

ＡＤ変換器７８は、チャージアンプ７６によって増幅された受振電気信号を、アナログ信号からデジタル信号へと変換するものであり、後述するＦＦＴ解析に必要なサンプリングレート及び分解能で変換を行う。例えば、信号発生器６８で周波数１４ｋＨｚの正弦半波９０を発生させていた場合は、４０ｋＨｚ程度でサンプリングを行い、分解能は１６ｂｉｔ程度でよい。また、ＡＤ変換器７８は、複数の受振センサ１０Ｂからの受振電気信号がチャージアンプ７６によって増幅された各々の信号をＡＤ変換するため、上記のような性能を有する多チャンネルの任意のＡＤ変換装置が使用される。 The AD converter 78 converts the received electric signal amplified by the charge amplifier 76 from an analog signal to a digital signal at a sampling rate and resolution required for FFT analysis, which will be described later. For example, if the signal generator 68 generates a half sine wave 90 with a frequency of 14 kHz, sampling should be performed at about 40 kHz and the resolution should be about 16 bits. Further, since the AD converter 78 AD-converts each signal obtained by amplifying the electric signals received from the plurality of vibration-receiving sensors 10B by the charge amplifier 76, any multi-channel AD conversion device having the above performance can be used. is used.

ＦＦＴ解析部８０は、ＡＤ変換器７８によってデジタル信号へと変換された受振電気信号をＦＦＴ解析するものであって、例えばＦＦＴ解析を行うソフトウェアがインストールされた任意のコンピュータで構成される。ＦＦＴ解析では、ＡＤ変換器７８からのデジタル信号を高速フーリエ変換により周波数成分に分解し、その結果のピーク周波数及びピーク電圧から、タイルＴの剥離状況を推察する。また、ＦＦＴ解析部８０は、複数の受振センサ１０Ｂからの受振電気信号を個別でＦＦＴ解析し、各受振センサ１０Ｂと加振センサ１０Ａとの位置関係を使用して、タイルＴで剥離が発生している部分を推定する。このとき、剥離が発生していると推定された位置や度合いなどに応じて、タイルＴが健全に接着されているか否かを判定してもよい。表示部８２は、ＦＦＴ解析部８０での解析結果などを表示するものであって、任意のディスプレイ装置が使用される。 The FFT analysis unit 80 performs FFT analysis on the received vibration electric signal converted into a digital signal by the AD converter 78, and is composed of, for example, an arbitrary computer in which software for performing FFT analysis is installed. In the FFT analysis, the digital signal from the AD converter 78 is decomposed into frequency components by fast Fourier transform, and from the resulting peak frequency and peak voltage, the delamination state of the tile T is estimated. In addition, the FFT analysis unit 80 individually performs FFT analysis on the vibration receiving electric signals from the plurality of vibration receiving sensors 10B, and uses the positional relationship between each vibration receiving sensor 10B and the vibration excitation sensor 10A to determine whether peeling has occurred in the tile T. Estimate the part where At this time, it may be determined whether or not the tiles T are soundly adhered according to the estimated position and degree of delamination. The display unit 82 displays the analysis results of the FFT analysis unit 80, and an arbitrary display device is used.

上記のような構成のタイル剥離検知器６０は、使用時に、図８に示されたようにベース部６２に固定された複数の振動センサ１０が、例えば図８（ｂ）に二点鎖線で示された位置を目安にしてタイルＴへと押し付けられ、全ての振動センサ１０の振動伝達子１２がタイルＴへ当接される。この状態で、振動入力部６６の信号発生器６８から図９に示すような正弦半波９０が発生され、それがパワーアンプ７０によって増幅されて、加振センサ１０Ａへ印加される。加振センサ１０は、印加された電気信号から振動を発生させ、それをタイルＴへと加える。すると、タイルＴの剥離が発生していない部分では、タイルＴの接着先へも振動が伝搬するため、振動エネルギーが小さくなってタイルＴ内を伝搬し、タイルＴの剥離が発生している部分では、タイルＴの接着先へ伝搬する振動が小さいため、振動エネルギーの損失が少ない状態でタイルＴ内を伝搬する。このようにしてタイルＴ内を伝搬した振動が、各受振センサ１０Ｂによって受けられ、それが電気信号へ変換されて解析部７４へ送られる。解析部７４では、チャージアンプ７６によって複数の振動センサ１０からの電気信号が増幅され、それがＡＤ変換器７８によってデジタル信号へと変換された後、ＦＦＴ解析部８０によってＦＦＴ解析され、タイルＴ剥離の推定などが行われる。 When the tile peeling detector 60 configured as described above is used, the plurality of vibration sensors 10 fixed to the base portion 62 as shown in FIG. The vibration transmitter 12 of all the vibration sensors 10 is brought into contact with the tile T by using the determined position as a guide. In this state, the signal generator 68 of the vibration input section 66 generates a half sine wave 90 as shown in FIG. 9, which is amplified by the power amplifier 70 and applied to the vibration sensor 10A. The vibration sensor 10 generates vibration from the applied electrical signal and applies it to the tile T. Then, in the portion where the tile T is not peeled, the vibration is propagated to the bonding destination of the tile T, so that the vibration energy becomes smaller and propagates through the tile T, and the portion where the tile T is peeled. Then, since the vibration that propagates to the bonding destination of the tile T is small, the vibration energy is propagated through the tile T with little loss of vibration energy. The vibration propagated in the tile T in this manner is received by each vibration receiving sensor 10B, converted into an electric signal, and sent to the analysis unit 74. FIG. In the analysis section 74, the electric signals from the plurality of vibration sensors 10 are amplified by the charge amplifier 76, converted into digital signals by the AD converter 78, and then FFT-analyzed by the FFT analysis section 80 to obtain the tile T peeled off. is estimated.

ここで、本発明の実施の形態に係る振動センサ１０は、図１～図６の構成に限定されるものではなく、振動を加える又は受ける対象物や状況などに応じて、図１～図６に示した構成要素の一部が削除、変更、ないし適宜追加された構成であってもよい。すなわち、振動センサ１０は、対象物がタイルＴ以外のものであってもよく、例えば建築物などに使用されている様々な部材へ振動を加える、又は振動を受ける用途で使用されてよい。また、振動伝達子１２、ケース体３２、摺動部材５０、及び各ダンパ部材４４、５４、５６の形状や大きさなどは、振動センサ１０の用途や目的などに合わせて、任意に設定してよい。 Here, the vibration sensor 10 according to the embodiment of the present invention is not limited to the configuration shown in FIGS. may be a configuration in which some of the components shown in are deleted, changed, or added as appropriate. That is, the vibration sensor 10 may be used for objects other than the tiles T, and may be used, for example, to apply vibrations to or receive vibrations from various members used in buildings. Further, the shapes and sizes of the vibration transmitter 12, the case body 32, the sliding member 50, and the respective damper members 44, 54, and 56 can be arbitrarily set according to the application and purpose of the vibration sensor 10. good.

一方、本発明の実施の形態に係る振動センサ１０を使用するタイル剥離検知器６０の構成も、図７の構成に限定されるものではなく、検査対象のタイルＴや状況などに応じて、図７に示した構成要素の一部が削除、変更、ないし適宜追加された構成であってもよい。例えば、複数の振動センサ１０は、加振センサ１０Ａ及び受振センサ１０Ｂの数量や位置関係が、タイルＴの大きさなどに応じて変更されてもよく、一例として、図８（ｂ）の例における加振センサ１０Ａと受振センサ１０Ｂとの数量及び位置が入れ替わってもよい。また、加振センサ１０Ａ又は受振センサ１０Ｂを囲うようにして、４つや８つの受振センサ１０Ｂ又は加振センサ１０Ａが配置されてもよく、加振センサ１０Ａと受振センサ１０Ｂとの双方が複数含まれていてもよい。 On the other hand, the configuration of the tile peeling detector 60 using the vibration sensor 10 according to the embodiment of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 7 either. 7 may be deleted, changed, or added as appropriate. For example, in the plurality of vibration sensors 10, the number and positional relationship of the vibration excitation sensor 10A and the vibration receiving sensor 10B may be changed according to the size of the tile T, etc. As an example, in the example of FIG. The number and positions of the vibration sensor 10A and the vibration sensor 10B may be interchanged. Further, four or eight vibration sensors 10B or 10A may be arranged so as to surround the vibration sensor 10A or the vibration sensor 10B, and a plurality of both vibration sensors 10A and vibration sensors 10B are included. may be

更に、加振センサ１０Ａの配線２８の接続先と、受振センサ１０Ｂの配線２８の接続先とを入れ替えることで、加振センサ１０Ａと受振センサ１０Ｂとの位置を物理的に交換することなく、振動を加える又は受ける役割のみを入れ替えてもよい。また、振動入力部６６から加振センサ１０Ａへ入力する電気信号は、図９に示したような正弦半波９０に限定されるものではなく、他の形状の単発のパルス波やスウィープ波を入力してもよい。加えて、例えば、図８に示したような１枚のタイルＴに使用するための構成を、図７の他の必要な構成要素も含めて複数セット用意し、それらを検査対象のタイルＴの配列に合わせた位置関係で組み合わせて、複数枚のタイルＴを同時に検査するようにしてもよい。 Furthermore, by exchanging the connection destination of the wiring 28 of the vibration sensor 10A and the connection destination of the wiring 28 of the vibration receiving sensor 10B, vibration can be detected without physically exchanging the positions of the vibration excitation sensor 10A and the vibration receiving sensor 10B. only the roles of adding or receiving Also, the electrical signal input from the vibration input unit 66 to the vibration sensor 10A is not limited to the half sine wave 90 shown in FIG. You may In addition, for example, a plurality of sets of configurations for use in one tile T as shown in FIG. 8 are prepared including other necessary components shown in FIG. A plurality of tiles T may be inspected at the same time by combining them in a positional relationship according to the arrangement.

さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係る振動センサ１０は、対象物（例えば図７のタイルＴ）へ振動を加える、或いは対象物から振動を受けるためのものであり、図１及び図４に示すように、振動伝達子１２、圧電振動板１８、及びケース体３２を含んでいる。振動伝達子１２は、振動の出力先又は入力元である対象物へ当接される先端部１４を有しており、その先端部１４を介して、対象物へ振動を伝達する、或いは対象物からの振動を取り込むものである。圧電振動板１８は、電気信号を印加する又は取り出すための配線２８に接続されており、配線２８から印加された電気信号から振動を発生、或いは、振動を電気信号へ変換して配線２８へ送信するものである。ケース体３２は、振動伝達子１２及び圧電振動板１８を内部に収容するものであって、このとき、ケース体３２に形成された突出孔３６から振動伝達子１２の先端部１４が突出する態様で、振動伝達子１２及び圧電振動板１８を収容する。 Now, according to the embodiment of the present invention having the above configuration, it is possible to obtain the following effects. That is, the vibration sensor 10 according to the embodiment of the present invention is for applying vibration to an object (for example, the tile T in FIG. 7) or receiving vibration from the object, and is shown in FIGS. As shown, the vibration transmitter 12, the piezoelectric diaphragm 18, and the case body 32 are included. The vibration transmitter 12 has a tip portion 14 that abuts against an object that is an output destination or an input source of vibration, and transmits vibration to the object or transmits vibration to the object via the tip portion 14 . It captures vibrations from The piezoelectric diaphragm 18 is connected to a wiring 28 for applying or extracting an electric signal, and generates vibration from the electric signal applied from the wiring 28, or converts the vibration into an electric signal and transmits it to the wiring 28. It is something to do. The case body 32 accommodates the vibration transmitter 12 and the piezoelectric diaphragm 18 therein. At this time, the distal end portion 14 of the vibration transmitter 12 protrudes from a projection hole 36 formed in the case body 32 . , the vibration transmitter 12 and the piezoelectric diaphragm 18 are accommodated.

また、振動伝達子１２と圧電振動板１８とは、電気的及び物理的に接続されており、物理的に接続されていることで、振動伝達子１２と圧電振動板１８との間で振動が直接的に伝達される。すなわち、対象物へ振動を加える用途の際は、配線２８から印加された電気信号から圧電振動板１８により振動が発生され、その発生された振動が圧電振動板１８から振動伝達子１２へと直接的に伝達され、更に振動伝達子１２から対象物へと振動が伝達されるものである。これに対し、対象物から振動を受ける用途の際は、対象物からの振動が振動伝達子１２を介して取り込まれ、その振動が振動伝達子１２から圧電振動板１８へと直接的に伝達され、更に伝達された振動が圧電振動板１８により電気信号へ変換されて配線２８へ送信されるものである。 The vibration transmitter 12 and the piezoelectric diaphragm 18 are electrically and physically connected, and the physical connection allows vibration between the vibration transmitter 12 and the piezoelectric diaphragm 18. transmitted directly. That is, when vibration is applied to an object, vibration is generated by the piezoelectric diaphragm 18 from an electrical signal applied from the wiring 28, and the generated vibration is directly transmitted from the piezoelectric diaphragm 18 to the vibration transmitter 12. In addition, the vibration is transmitted from the vibration transmitter 12 to the object. On the other hand, in applications where vibration is received from an object, vibration from the object is taken in via the vibration transmitter 12, and the vibration is directly transmitted from the vibration transmitter 12 to the piezoelectric diaphragm 18. Furthermore, the transmitted vibration is converted into an electric signal by the piezoelectric diaphragm 18 and transmitted to the wiring 28 .

更に、振動伝達子１２と圧電振動板１８とが電気的に接続され、振動伝達子１２がグランド電位に設定されている。すなわち、振動伝達子１２は、図３及び図６に示すように、圧電振動板１８の２つの電極のうちの一方の電極と電気的に接続され、その一方の電極に配線２８を介してグランド電位が付加されるものである。このようにして、振動伝達子１２がグランド電位に設定されることにより、対象物へ当接される振動伝達子１２に起因するノイズを大幅に低減することができる。これにより、取り込んだ振動から圧電振動板１８により変換した電気信号のレベルが小さいといった、圧電振動板１８が小さくなった場合に想定される事象が発生しても、上述したノイズ対策により必要なＳ／Ｎ比などを確保することができるため、エネルギー不足や感度不足を抑制しつつ、振動センサ１０の小型化に寄与することが可能となる。 Furthermore, the vibration transmitter 12 and the piezoelectric diaphragm 18 are electrically connected, and the vibration transmitter 12 is set to the ground potential. That is, as shown in FIGS. 3 and 6, the vibration transmitter 12 is electrically connected to one of the two electrodes of the piezoelectric diaphragm 18, and the one electrode is grounded through the wiring 28. A potential is applied. By setting the vibration transmitter 12 to the ground potential in this way, the noise caused by the vibration transmitter 12 coming into contact with the object can be greatly reduced. As a result, even if an event expected to occur when the piezoelectric diaphragm 18 is made smaller, such as when the level of the electric signal converted by the piezoelectric diaphragm 18 from the captured vibration is low, the noise countermeasures described above provide the necessary S Since the /N ratio can be ensured, it is possible to contribute to miniaturization of the vibration sensor 10 while suppressing energy shortage and sensitivity shortage.

また、本発明の実施の形態に係る振動センサ１０は、図１及び図４に示すように、ケース体３２の内部に収容される振動伝達子１２と圧電振動板１８とが、振動伝達子１２の先端部１４がケース体３２の突出孔３６から突出する方向と平行な方向（図中上下方向）に摺動可能に収容されたものである。更に、振動伝達子１２及び圧電振動板１８は、摺動可能な一方の方向である、振動伝達子１２の先端部１４の突出方向（図中上方向）へとスプリング５２によって付勢されている。このため、振動伝達子１２の先端部１４が対象物へ当接されると、振動伝達子１２及びそれに接続された圧電振動板１８は、ケース体３２の内部で先端部１４の突出方向と反対方向（図中下方向）へ僅かに摺動されつつ、対象物の方向へとスプリング５２によって付勢された状態になる。これにより、対象物に凹凸などがあっても、振動伝達子１２の先端部１４を対象物に対して確実に接触させることができ、また、複数の振動センサ１０が対象物へ同時に当接されるような場合であっても、全ての振動センサ１０への荷重を略均等にした状態で対象物へ接触させることができる。 1 and 4, in the vibration sensor 10 according to the embodiment of the present invention, the vibration transmitter 12 and the piezoelectric diaphragm 18 housed inside the case body 32 are connected to each other. is accommodated so as to be slidable in a direction (vertical direction in the figure) parallel to the direction in which the tip portion 14 of the case body 32 protrudes from the protrusion hole 36 of the case body 32 . Furthermore, the vibration transmitter 12 and the piezoelectric diaphragm 18 are urged by a spring 52 in one direction in which the vibration transmitter 12 is slidable, which is the direction in which the distal end portion 14 of the vibration transmitter 12 protrudes (upward in the drawing). . Therefore, when the distal end portion 14 of the vibration transmitter 12 abuts against an object, the vibration transmitter 12 and the piezoelectric diaphragm 18 connected thereto move inside the case body 32 in the direction opposite to the projecting direction of the distal end portion 14 . While being slightly slid in the direction (downward in the figure), it is in a state of being urged by the spring 52 toward the object. As a result, even if the object has unevenness, the distal end portion 14 of the vibration transmitter 12 can be reliably brought into contact with the object, and the plurality of vibration sensors 10 can be brought into contact with the object at the same time. Even in such a case, all the vibration sensors 10 can be brought into contact with the object while the load is substantially equalized.

更に、本発明の実施の形態に係る振動センサ１０は、ケース体３２の内部に摺動可能に収容される振動伝達子１２及び圧電振動板１８と、ケース体３２の内部の摺動面４０ａとの間に、第１ダンパ部材５４が介在しているものである。図示の例では、振動伝達子１２及び圧電振動板１８と摺動部材５０との間に、第１ダンパ部材５４が介在している。これにより、対象物へ振動を加える用途の際は、圧電振動板１８により発生させた振動が、ケース体３２の摺動面４０ａを介してケース体３２へ伝わることを抑制することができ、対象物から振動を受ける用途の際は、外因によるケース体３２の振動が、ケース体３２の摺動面４０ａを介して圧電振動板１８へ伝わることを抑制することができる。 Further, the vibration sensor 10 according to the embodiment of the present invention includes the vibration transmitter 12 and the piezoelectric diaphragm 18 slidably accommodated inside the case body 32, and the sliding surface 40a inside the case body 32. A first damper member 54 is interposed between them. In the illustrated example, a first damper member 54 is interposed between the vibration transmitter 12 and the piezoelectric diaphragm 18 and the sliding member 50 . As a result, when vibration is applied to an object, the vibration generated by the piezoelectric diaphragm 18 can be suppressed from being transmitted to the case body 32 via the sliding surface 40a of the case body 32. In applications where vibration is received from an object, the vibration of the case body 32 due to an external cause can be suppressed from being transmitted to the piezoelectric diaphragm 18 via the sliding surface 40a of the case body 32 .

ここで、例えばタイル剥離検知器６０（図７及び図８参照）などでは、対象物へ振動を加える加振センサ１０Ａと対象物から振動を受ける受振センサ１０Ｂとが、ベース部６２に同時に固定されて使用される。本発明の実施の形態に係る振動センサ１０は、そのような用途に使用されても、上述のような第１ダンパ部材５４が介在しているため、加振センサ１０Ａの圧電振動板１８により発生させた振動が、加振センサ１０Ａのケース体３２やベース部６２を介して、受振センサ１０Ｂへと伝わることを防止することができ、振動の干渉による誤検知を防止することが可能となる。 Here, for example, in the tile peeling detector 60 (see FIGS. 7 and 8), the vibration sensor 10A that applies vibration to the object and the vibration sensor 10B that receives vibration from the object are simultaneously fixed to the base portion 62. used. Even if the vibration sensor 10 according to the embodiment of the present invention is used for such a purpose, since the first damper member 54 as described above is interposed, the vibration generated by the piezoelectric diaphragm 18 of the vibration sensor 10A is The generated vibration can be prevented from being transmitted to the vibration receiving sensor 10B via the case body 32 and the base portion 62 of the vibration sensor 10A, and erroneous detection due to vibration interference can be prevented.

また、本発明の実施の形態に係る振動センサ１０は、ケース体３２に設けられた突出孔３６の、ケース体３２の内部側の縁部３６ａと、振動伝達子１２との間に、第２ダンパ部材５６が配置されたものである。すなわち、振動伝達子１２は、その先端部１４がケース体３２の突出孔３６から突出する方向へとスプリング５２により付勢されているため、上述した突出孔３６の縁部３６ａへと押し付けられるものであり、振動伝達子１２の先端部１４が対象物へ当接された状態であっても、部分的に突出孔３６の縁部３６ａへ接触している場合がある。そこで、上述したような位置に第２ダンパ部材５６が配置されていることで、突出孔３６の縁部３６ａを介して、圧電振動板１８により発生させた振動がケース体３２へ伝わることや、外因によるケース体３２の振動が圧電振動板１８へ伝わることを抑制することができる。このため、タイル剥離検知器６０におけるような２つの用途に同時に使用される場合であっても、振動を加える加振センサ１０Ａの圧電振動板１８により発生させた振動が、その加振センサ１０Ａのケース体３２やベース部６２を介して、振動を受ける受振センサ１０Ｂへと伝わることを防止することができ、振動の干渉による誤検知を防止することができる。 Further, in the vibration sensor 10 according to the embodiment of the present invention, a second A damper member 56 is arranged. That is, since the tip portion 14 of the vibration transmitter 12 is biased by the spring 52 in a direction in which the tip portion 14 protrudes from the projecting hole 36 of the case body 32, the vibration transmitting element 12 is pressed against the edge portion 36a of the projecting hole 36 described above. , and even when the distal end portion 14 of the vibration transmitter 12 is in contact with the object, it may partially contact the edge portion 36 a of the projection hole 36 . Therefore, by arranging the second damper member 56 at the position as described above, the vibration generated by the piezoelectric diaphragm 18 is transmitted to the case body 32 via the edge 36a of the projecting hole 36, It is possible to suppress transmission of vibration of the case body 32 due to external factors to the piezoelectric diaphragm 18 . Therefore, even when the tile peeling detector 60 is used for two purposes at the same time, the vibration generated by the piezoelectric vibration plate 18 of the vibration sensor 10A that applies vibration is applied to the vibration sensor 10A. It is possible to prevent the vibration from being transmitted to the vibration receiving sensor 10B, which receives the vibration, via the case body 32 and the base portion 62, thereby preventing erroneous detection due to interference of vibration.

加えて、本発明の実施の形態に係る振動センサ１０は、図１～図３に示すような、対象物へ振動を加える加振センサ１０Ａとして使用される場合に、２枚の圧電振動板１８ａ、１８ｂを含んでいる。そして、それら２枚の圧電振動板１８ａ、１８ｂが、金属電極板２４を挟んで、向かい合わせで電気的及び物理的に接続されている。このため、２枚の圧電振動板１８ａ、１８ｂのうちの一方の圧電振動板１８ａに対して、物理的及び電気的に振動伝達子１２が接続され、更にもう一方の圧電振動板１８ｂが電気的に接続され、それらの接続先が、グランド電位が付加される各圧電振動板１８の電極になっている。また、２枚の圧電振動板１８ａ、１８ｂに挟まれる金属電極板２４は、圧電振動板１８の２つの電極のうち、グランド電位が付加される電極と異なる電極の役割を果たすものとなり、グランド電位と対となる電位が配線２８を介して付加される。 In addition, when the vibration sensor 10 according to the embodiment of the present invention is used as the vibration sensor 10A for applying vibration to an object as shown in FIGS. , 18b. The two piezoelectric diaphragms 18a and 18b are electrically and physically connected to face each other with the metal electrode plate 24 interposed therebetween. Therefore, the vibration transmitter 12 is physically and electrically connected to one piezoelectric diaphragm 18a of the two piezoelectric diaphragms 18a and 18b, and the other piezoelectric diaphragm 18b is electrically connected to the piezoelectric diaphragm 18a. , and their connection destinations are electrodes of the respective piezoelectric diaphragms 18 to which the ground potential is applied. Also, the metal electrode plate 24 sandwiched between the two piezoelectric diaphragms 18a and 18b plays a role of an electrode different from the electrode to which the ground potential is applied among the two electrodes of the piezoelectric diaphragm 18, and serves as the ground potential. is applied through the wiring 28 .

このため、金属電極板２４を挟んで向かい合わせで接続された２枚の圧電振動板１８ａ、１８ｂは、配線２８を介して電気信号が印加されると、双方が同時に振動することになり、圧電振動板１８が１枚の場合と比較して、発生する振動を増大させることができる。これにより、圧電振動板１８が小さくなっても、２枚の圧電振動板１８ａ、１８ｂによりエネルギーを増大させた振動が発生するため、圧電振動板１８が小さくなった場合に懸念されるエネルギー不足を抑制することができ、振動センサ１０の小型化に対応することが可能となる。更に、加振センサ１０Ａへ印加する電気信号として、パワーアンプ７０（図７参照）などで増幅させた電気信号を使用することとすれば、加振センサ１０Ａが小型化されても、対象物へ加える振動として必要十分な大きさの振動を発生させることが可能となる。 Therefore, when an electric signal is applied through the wiring 28, the two piezoelectric diaphragms 18a and 18b, which are connected facing each other with the metal electrode plate 24 interposed therebetween, vibrate at the same time. The generated vibration can be increased as compared with the case where the diaphragm 18 is one sheet. As a result, even if the piezoelectric diaphragm 18 becomes smaller, vibration with increased energy is generated by the two piezoelectric diaphragms 18a and 18b. Therefore, it is possible to reduce the size of the vibration sensor 10 . Furthermore, if an electric signal amplified by a power amplifier 70 (see FIG. 7) or the like is used as the electric signal to be applied to the vibration sensor 10A, even if the vibration sensor 10A is miniaturized, It is possible to generate a vibration having a necessary and sufficient magnitude as the vibration to be applied.

また、本発明の実施の形態に係る振動センサ１０は、図４～図６に示すような、受振センサ１０Ｂとして使用される場合に、１枚の圧電振動板１８を含んでいる。このため、振動伝達子１２を介して対象物から受けた振動が、振動伝達子１２と物理的に接続された１枚の圧電振動板１８へ伝達され、その伝達された振動から圧電振動板１８により変換された電気信号が、配線２８を介して取り出されるものである。そして、取り出された電気信号を、例えばチャージアンプ７６（図７参照）などによって増幅させることとすれば、受振センサ１０Ｂが小型化されても、振動伝達子１２にグランド電位を付加するノイズ対策と相まって、解析のために必要十分な大きさの電気信号を得ることができるため、圧電振動板１８が小さくなった場合に懸念される感度不足を解消することが可能となる。 Vibration sensor 10 according to the embodiment of the present invention includes one piezoelectric diaphragm 18 when used as vibration receiving sensor 10B as shown in FIGS. Therefore, the vibration received from the object via the vibration transmitter 12 is transmitted to the single piezoelectric diaphragm 18 physically connected to the vibration transmitter 12, and the transmitted vibration is transmitted to the piezoelectric diaphragm 18. The electric signal converted by is taken out through the wiring 28 . If the extracted electric signal is amplified by, for example, a charge amplifier 76 (see FIG. 7) or the like, even if the vibration receiving sensor 10B is miniaturized, it can be used as a noise countermeasure for adding a ground potential to the vibration transmitter 12. In combination, it is possible to obtain an electric signal of sufficient magnitude for analysis, so that it is possible to solve the problem of insufficient sensitivity, which is a concern when the piezoelectric diaphragm 18 is made smaller.

１０：振動センサ、１０Ａ：加振センサ、１０Ｂ：受振センサ、１２：振動伝達子、１４：先端部、１８（１８ａ、１８ｂ）：圧電振動板、２４：金属電極板、２８：配線、３２：ケース体、３６：突出孔、３６ａ：縁部、４０ａ：摺動面、５２：スプリング、５４：第１ダンパ部材、５６：第２ダンパ部材
10: vibration sensor, 10A: excitation sensor, 10B: vibration receiving sensor, 12: vibration transmitter, 14: tip portion, 18 (18a, 18b): piezoelectric diaphragm, 24: metal electrode plate, 28: wiring, 32: Case body 36: Projection hole 36a: Edge 40a: Sliding surface 52: Spring 54: First damper member 56: Second damper member

Claims

A vibration sensor for applying vibrations to or receiving vibrations from an object,
a vibration transmitter having a tip that contacts the object;
a piezoelectric diaphragm connected to wiring for applying or extracting an electrical signal;
a case body that accommodates the vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm therein and has a projection hole through which the tip portion projects;
A vibration sensor, wherein the vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm are electrically and physically connected, and the vibration transmitter is set to a ground potential.

The vibration transmitter and the piezoelectric diaphragm are housed inside the case body so as to be slidable in a direction parallel to the projecting direction of the distal end portion, and are biased by a spring in the projecting direction. 2. The vibration sensor according to claim 1, wherein:

3. The vibration sensor according to claim 2, wherein a first damper member is interposed between said vibration transmitter and said piezoelectric diaphragm, and a sliding surface inside said case body.

4. The vibration sensor according to claim 2, wherein a second damper member is arranged between the edge portion of the projecting hole on the inner side of the case body and the vibration transmitter.

comprising two piezoelectric diaphragms, wherein the two piezoelectric diaphragms are electrically and physically connected facing each other with a metal electrode plate interposed therebetween;
5. An electric signal is applied to said two piezoelectric diaphragms via said wiring, and said piezoelectric vibration plate is used as a vibration sensor for applying vibration to said object via said vibration transmitter. Vibration sensor according to any one of the above.

including one piezoelectric diaphragm,
5. A vibration receiving sensor that receives vibration from the object through the vibration transmitter and extracts an electric signal from the one piezoelectric diaphragm through the wiring. Vibration sensor according to any one of the above.