JP2024068576A - Vibration sensor and vibration detection system - Google Patents

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piezoelectric body
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vibration
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祐樹 野田
Yuki Noda
毅 関谷
Tsuyoshi Sekitani
雄一 瀬下
Yuichi Seshimo
中 本田
Ataru Honda
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Osaka University NUC
Tokyo Electric Power Services Co Ltd
Original Assignee
Osaka University NUC
Tokyo Electric Power Services Co Ltd
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Abstract

To provide a vibration sensor and a vibration detection system that can ensure the accuracy of detecting vibration in a predetermined direction.SOLUTION: A vibration sensor 26 comprises a detection plate part 38, and a detection plate support part 40 supporting the detection plate part 38. Vibration of main girders 14 is transmitted to the detection plate part 38 through the detection plate support part 40, and deformation of the detection plate part 38 is detected by a piezoelectric material 32.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、振動センサ及び振動検出システムに関する。 The present invention relates to a vibration sensor and a vibration detection system.

下記特許文献1には、振動センサに関する発明が記載されている。この振動センサは、薄膜状の圧電体と、圧電体の上面に設けられた上側電極と、圧電体の下面に設けられた下側電極と、上側電極の上面に設けられた錘とを備えている。そして、下記特許文献1に記載の先行技術では、振動検出対象物から振動センサに上下方向の振動が入力されると、この振動によって錘が上下方向に振動することで圧電体に電圧が発生し、この電圧を検出することで振動検出対象物に発生した振動を検出することができる。 The following Patent Document 1 describes an invention related to a vibration sensor. This vibration sensor includes a thin-film piezoelectric body, an upper electrode provided on the upper surface of the piezoelectric body, a lower electrode provided on the lower surface of the piezoelectric body, and a weight provided on the upper surface of the upper electrode. In the prior art described in the following Patent Document 1, when vertical vibrations are input from an object to be detected to the vibration sensor, the vibrations cause the weight to vibrate in the vertical direction, generating a voltage in the piezoelectric body, and the vibrations generated in the object to be detected can be detected by detecting this voltage.

特開2015-14530号公報JP 2015-14530 A

しかしながら、上記特許文献1に記載の先行技術では、上下方向の振動のみでなく上下方向と直交する方向の振動によっても錘が振動するため、上下方向と直交する方向の振動も検出されることとなる。つまり、上記特許文献1に記載の先行技術では、所定方向の振動の検出精度を確保するという観点において改善の余地がある。 However, in the prior art described in Patent Document 1, the weight vibrates not only in the vertical direction but also in a direction perpendicular to the vertical direction, so vibrations in a direction perpendicular to the vertical direction are also detected. In other words, the prior art described in Patent Document 1 has room for improvement in terms of ensuring the detection accuracy of vibrations in a specified direction.

本発明は上記事実を考慮し、所定方向の振動の検出精度を確保することができる振動センサ及び振動検出システムを提供することが目的である。 The present invention takes into consideration the above-mentioned facts and aims to provide a vibration sensor and a vibration detection system that can ensure the detection accuracy of vibrations in a specified direction.

第1の態様に係る振動センサは、シート状とされた圧電体と、前記圧電体の厚さ方向一方側の第1面に設けられた第1電極部と、前記圧電体の厚さ方向他方側の第2面に設けられた第2電極部と、前記第2電極部における前記圧電体と反対側の面に設けられると共に、外周が前記圧電体の外周よりも大きい板状とされた検出板部と、前記検出板部における前記圧電体と反対側の面に設けられると共に、外周が前記圧電体の外周よりも小さい検出板支持部と、を有している。 The vibration sensor according to the first aspect has a sheet-like piezoelectric body, a first electrode portion provided on a first surface on one side in the thickness direction of the piezoelectric body, a second electrode portion provided on a second surface on the other side in the thickness direction of the piezoelectric body, a plate-like detection plate portion provided on the surface of the second electrode portion opposite the piezoelectric body and having an outer periphery larger than the outer periphery of the piezoelectric body, and a detection plate support portion provided on the surface of the detection plate portion opposite the piezoelectric body and having an outer periphery smaller than the outer periphery of the piezoelectric body.

第1の態様に係る振動センサによれば、シート状とされた圧電体における当該圧電体の厚さ方向一方側の第1面に第1電極部が設けられており、当該厚さ方向他方側の第2面に第2電極部が設けられている。そして、圧電体にその厚さ方向の力が加えられると、当該力の大きさに応じた電荷信号が、圧電体から第1電極部及び第2電極部を介して出力される。このため、圧電体を振動検出対象物の振動が伝達されるように配置することで、当該振動の大きさに応じた電荷信号が圧電体から出力され、当該振動を検出することができる。 According to the vibration sensor of the first aspect, a first electrode portion is provided on a first surface of a sheet-like piezoelectric body on one side in the thickness direction of the piezoelectric body, and a second electrode portion is provided on a second surface on the other side in the thickness direction. When a force is applied to the piezoelectric body in its thickness direction, a charge signal corresponding to the magnitude of the force is output from the piezoelectric body via the first electrode portion and the second electrode portion. Therefore, by arranging the piezoelectric body so that vibrations of an object to be detected are transmitted, a charge signal corresponding to the magnitude of the vibration is output from the piezoelectric body, and the vibration can be detected.

ところで、所定方向の振動の検出精度を確保するという観点において、振動検出対象物が所定方向に振動するときには、圧電体に力が加えられると共に、当該振動検出対象物が当該所定方向と直交する方向に振動するときには、圧電体に力が加えられるのを抑制できることが好ましい。 From the viewpoint of ensuring the accuracy of detecting vibrations in a specific direction, it is preferable that when the vibration detection object vibrates in a specific direction, a force is applied to the piezoelectric body, and when the vibration detection object vibrates in a direction perpendicular to the specific direction, the application of force to the piezoelectric body can be suppressed.

ここで、本態様では、検出板部と、検出板部を支持する検出板支持部とを備えており、振動検出対象物の振動が検出板支持部を介して検出板部に伝達されると共に、検出板部の変形が圧電体で検出されるようになっている。 In this embodiment, the device is equipped with a detection plate and a detection plate support that supports the detection plate, and the vibration of the object to be detected is transmitted to the detection plate via the detection plate support, and the deformation of the detection plate is detected by the piezoelectric body.

詳しくは、本態様では、検出板部は、その外周が圧電体の外周よりも大きい板状とされると共に、第2電極部における圧電体と反対側の面に設けられている。 In more detail, in this embodiment, the detection plate portion is a plate whose outer periphery is larger than the outer periphery of the piezoelectric body, and is provided on the surface of the second electrode portion opposite the piezoelectric body.

一方、検出板支持部は、検出板部における圧電体と反対側の面に設けられると共に、その外周が圧電体の外周よりも小さくなっている。このため、本態様では、圧電体の厚さ方向から見て検出板支持部の外周が圧電体の外周の内側に位置することとなる。 On the other hand, the detection plate support part is provided on the surface of the detection plate part opposite the piezoelectric body, and its outer periphery is smaller than the outer periphery of the piezoelectric body. Therefore, in this embodiment, the outer periphery of the detection plate support part is located inside the outer periphery of the piezoelectric body when viewed in the thickness direction of the piezoelectric body.

そして、上記のような構成では、検出板支持部を振動検出対象物側に配置して、振動検出対象物から検出板支持部を介して検出板部に振動が伝達されるとき、当該振動の方向が圧電体の厚さ方向である場合には、検出板部における当該厚さ方向から見て検出板支持部の外周側の部分が当該厚さ方向に振動して変形することとなる。 In the above configuration, the detection plate support part is disposed on the side of the object to be detected, and when vibration is transmitted from the object to be detected to the detection plate part via the detection plate support part, if the direction of the vibration is the thickness direction of the piezoelectric body, the part of the detection plate part on the outer periphery side of the detection plate support part when viewed from the thickness direction will vibrate and deform in the thickness direction.

このとき、圧電体も検出板部の変形に伴って変形するものの、圧電体の体積は一定であるため、圧電体は、その厚さ方向において膨張変形又は収縮変形することで分極し、圧電体から電荷信号が出力されることとなる。 At this time, the piezoelectric body also deforms in accordance with the deformation of the detection plate, but since the volume of the piezoelectric body is constant, the piezoelectric body is polarized by expanding or contracting in its thickness direction, and a charge signal is output from the piezoelectric body.

一方、振動検出対象物から検出板支持部を介して検出板部に伝達される振動の方向が圧電体の厚さ方向と直交する方向であるとき、検出板部は、当該振動の方向に沿って変位するものの、当該振動による検出板部の当該厚さ方向の変形は抑制される。このため、振動検出対象物から検出板部に伝達される振動の方向が、圧電体の厚さ方向と直交する方向であるとき、圧電体からの電荷信号の出力が抑制されることとなる。 On the other hand, when the direction of vibration transmitted from the vibration detection object to the detection plate via the detection plate support is perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric body, the detection plate is displaced in the direction of the vibration, but deformation of the detection plate in the thickness direction due to the vibration is suppressed. Therefore, when the direction of vibration transmitted from the vibration detection object to the detection plate is perpendicular to the thickness direction of the piezoelectric body, the output of the charge signal from the piezoelectric body is suppressed.

つまり、本態様では、振動検出対象物の振動の方向が圧電体の厚さ方向である場合に当該振動が検出される確度を高めると共に、当該振動の方向が当該厚さ方向と直交する方向である場合に当該振動が検出されることを抑制することができる。 In other words, in this embodiment, it is possible to increase the accuracy of detecting vibrations when the vibration direction of the vibration detection object is the thickness direction of the piezoelectric body, and to suppress detection of the vibrations when the vibration direction is perpendicular to the thickness direction.

第2の態様に係る振動センサは、第1の態様に係る振動センサにおいて、前記圧電体の外周、前記検出板部の外周及び前記検出板支持部の外周が、それぞれ円形とされている。 The vibration sensor according to the second aspect is the vibration sensor according to the first aspect, in which the outer periphery of the piezoelectric body, the outer periphery of the detection plate portion, and the outer periphery of the detection plate support portion are each circular.

第2の態様に係る振動センサによれば、圧電体、検出板部及び検出板支持部の外周の形状がそれぞれ円形とされており、振動検出対象物の振動に起因する変形が、これらに局部的に発生することを抑制することができる。このため、振動検出対象物における圧電体の厚さ方向の振動が圧電体によって検出される確度を高めることができる。 According to the vibration sensor of the second aspect, the piezoelectric body, the detection plate portion, and the detection plate support portion each have a circular outer periphery, which makes it possible to suppress localized deformation of these portions due to vibration of the vibration detection object. This increases the accuracy with which the piezoelectric body detects vibration in the thickness direction of the piezoelectric body in the vibration detection object.

第3の態様に係る振動センサは、第2の態様に係る振動センサにおいて、前記圧電体、前記第1電極部及び前記第2電極部の中央部のそれぞれには、前記厚さ方向から見て円形の貫通部が形成されている。 The vibration sensor according to the third aspect is the vibration sensor according to the second aspect, in which a circular through-hole is formed in each of the central portions of the piezoelectric body, the first electrode portion, and the second electrode portion when viewed from the thickness direction.

第3の態様に係る振動センサによれば、上述したように、圧電体の厚さ方向から見て検出板部における検出板支持部の外周側の部分の変形を圧電体で検出することによって、振動検出対象物の振動を検出している。 As described above, the vibration sensor according to the third aspect detects the vibration of the object to be detected by using the piezoelectric body to detect the deformation of the outer peripheral portion of the detection plate support part of the detection plate part when viewed in the thickness direction of the piezoelectric body.

つまり、圧電体が円板状であった場合、外周側の部分は、検出板部の変形の検出に寄与するものの、中央部は、当該変形の検出に寄与しないことが考えられる。換言すれば、圧電体の中央部は、検出板部の変形に追従しないため、当該中央部によって圧電体の外周部の変形が阻害されることが考えられる。 In other words, if the piezoelectric body is disk-shaped, the outer peripheral portion will contribute to detecting the deformation of the detection plate, but the center portion will not contribute to detecting the deformation. In other words, the center portion of the piezoelectric body does not follow the deformation of the detection plate, and therefore the deformation of the outer peripheral portion of the piezoelectric body is likely to be hindered by the center portion.

ここで、本態様では、圧電体、第1電極部及び第2電極部の中央部のそれぞれに、圧電体の厚さ方向から見て円形の貫通部が形成されているため、圧電体の外周部の変形が阻害されることを抑制することができる。 In this embodiment, a circular through-hole is formed in each of the central portions of the piezoelectric body, the first electrode portion, and the second electrode portion when viewed in the thickness direction of the piezoelectric body, so that the deformation of the outer periphery of the piezoelectric body can be prevented from being hindered.

第4の態様に係る振動センサは、第3の態様に係る振動センサにおいて、前記第1電極部の前記厚さ方向一方側に配置された金属製の蓋部と、前記検出板支持部の前記厚さ方向他方側に配置されて当該検出板支持部と密着した底部を備えると共に、前記圧電体、前記第1電極部、前記第2電極部、前記検出板部及び前記検出板支持部が格納された金属製のケース本体部と、を備えたケース部をさらに備え、前記蓋部の中央部と前記検出板部の中央部とが前記貫通部に挿通された支柱部で繋がれると共に、前記第1電極部から延出された第1導線と、前記第2電極部から延出された第2導線と、が前記蓋部及び前記支柱部に沿って配置されている。 The vibration sensor according to the fourth aspect is the vibration sensor according to the third aspect, further comprising a case portion including a metal lid portion arranged on one side of the first electrode portion in the thickness direction, and a bottom portion arranged on the other side of the detection plate support portion in the thickness direction and in close contact with the detection plate support portion, and a metal case main body portion in which the piezoelectric body, the first electrode portion, the second electrode portion, the detection plate portion, and the detection plate support portion are stored, and the center of the lid portion and the center of the detection plate portion are connected by a support portion inserted into the through portion, and a first conducting wire extending from the first electrode portion and a second conducting wire extending from the second electrode portion are arranged along the lid portion and the support portion.

第4の態様に係る振動センサによれば、金属製の蓋部と、金属製のケース本体部とを備えたケース部を備えている。そして、蓋部は、第1電極部における圧電体の厚さ方向一方側に配置されており、ケース本体部には、圧電体、第1電極部、第2電極部、検出板部及び検出板支持部が格納されている。また、ケース本体部の底部は、検出板支持部の圧電体の厚さ方向他方側に配置されて当該検出板支持部と密着している。 The vibration sensor according to the fourth aspect includes a case portion including a metal lid portion and a metal case body portion. The lid portion is disposed on one side of the piezoelectric body in the first electrode portion in the thickness direction, and the case body portion stores the piezoelectric body, the first electrode portion, the second electrode portion, the detection plate portion, and the detection plate support portion. The bottom of the case body portion is disposed on the other side of the piezoelectric body in the thickness direction of the detection plate support portion, and is in close contact with the detection plate support portion.

このため、本態様では、ケース部によって、第1電極部及び第2電極部等を外部から放射される電磁波から保護し、圧電体から出力される電荷信号にノイズが含まれることを抑制することができる。 Therefore, in this embodiment, the case protects the first electrode portion and the second electrode portion, etc. from electromagnetic waves emitted from the outside, and can suppress the inclusion of noise in the charge signal output from the piezoelectric body.

また、本態様では、蓋部の中央部と検出板部の中央部とが、圧電体、第1電極部及び第2電極部の貫通部に挿通された支柱部で繋がれているため、蓋部が支柱部によって補強された状態となっている。このため、振動検出対象物側からの振動によって蓋部が振動することを抑制することができる。 In addition, in this embodiment, the center of the lid and the center of the detection plate are connected by a support that is inserted through the through-holes of the piezoelectric body, the first electrode, and the second electrode, so that the lid is reinforced by the support. This makes it possible to suppress vibration of the lid due to vibrations from the object to be detected.

さらに、本態様では、第1電極部から延出された第1導線と、第2電極部から延出された第2導線とが、蓋部及び支柱部に沿って配置されている。このため、振動検出対象物側からの振動によって、第1導線及び第2導線が振動することを抑制し、ひいては、圧電体から出力される電荷信号に振動検出対象物側からの振動に起因するノイズが含まれることを抑制することができる。 Furthermore, in this embodiment, the first conducting wire extending from the first electrode portion and the second conducting wire extending from the second electrode portion are arranged along the lid portion and the support portion. This prevents the first conducting wire and the second conducting wire from vibrating due to vibrations from the vibration detection object side, and thus prevents noise caused by vibrations from the vibration detection object side from being included in the charge signal output from the piezoelectric body.

第5の態様に係る振動検出システムは、第1の態様~第4の態様の何れか1態様に係る振動センサと、前記振動センサと隣接して配置され、前記第1電極部及び前記第2電極部を介して前記圧電体と電気的に接続されると共に、当該圧電体から出力された電荷信号に比例する電圧信号を出力可能な信号変換装置と、を備えている。 The vibration detection system according to the fifth aspect includes a vibration sensor according to any one of the first to fourth aspects, and a signal conversion device that is disposed adjacent to the vibration sensor, is electrically connected to the piezoelectric body via the first electrode portion and the second electrode portion, and is capable of outputting a voltage signal proportional to the charge signal output from the piezoelectric body.

第5の態様に係る振動検出システムによれば、信号変換装置を備えており、当該信号変換装置は、第1電極部及び第2電極部を介して圧電体と電気的に接続されている。そして、信号変換装置は、圧電体から出力された電荷信号に比例する電圧信号を出力する。 The vibration detection system according to the fifth aspect includes a signal conversion device that is electrically connected to the piezoelectric body via a first electrode portion and a second electrode portion. The signal conversion device outputs a voltage signal that is proportional to the charge signal output from the piezoelectric body.

ところで、圧電体と信号変換装置とが離れていると、第1電極部及び第2電極部と信号変換装置とを電気的に接続するのに用いられる導線が長くなり、当該導線の伸縮等によって圧電体から出力される電荷信号にノイズが含まれることが考えられる。 However, if the piezoelectric body and the signal conversion device are separated from each other, the conductor wire used to electrically connect the first electrode section and the second electrode section to the signal conversion device becomes long, and it is conceivable that noise will be included in the charge signal output from the piezoelectric body due to the expansion and contraction of the conductor wire, etc.

ここで、本態様では、振動センサと信号変換装置とが隣接して配置されているため、第1電極部及び第2電極部と信号変換装置とを接続するのに必要な導線の長さを短くし、ひいては、当該導線の伸縮等によって圧電体から出力される電荷信号にノイズが含まれることを抑制することができる。 In this embodiment, the vibration sensor and the signal conversion device are arranged adjacent to each other, so that the length of the conductor required to connect the first electrode section and the second electrode section to the signal conversion device can be shortened, and thus noise in the charge signal output from the piezoelectric body due to expansion and contraction of the conductor can be suppressed.

以上説明したように、本発明に係る振動センサ及び振動検出システムは、所定方向の振動の検出精度を確保することができるという優れた効果を有する。 As described above, the vibration sensor and vibration detection system of the present invention have the excellent effect of ensuring the detection accuracy of vibrations in a specified direction.

本実施形態に係る振動センサの構成を模式的に示す断面図(図2の1-1線に沿って切断した状態を示す断面図)である。1 is a cross-sectional view (a cross-sectional view showing a state cut along line 1-1 in FIG. 2) that illustrates a schematic configuration of a vibration sensor according to the present embodiment. 本実施形態に係る振動センサの構成を模式的に示す断面図(図1の2-2線に沿って切断した状態を示す断面図)である。2 is a cross-sectional view (a cross-sectional view showing a state cut along line 2-2 in FIG. 1) that shows a schematic configuration of the vibration sensor according to the present embodiment. 本実施形態に係る振動センサの要部の構成を模式的に示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a main part of a vibration sensor according to an embodiment of the present invention; 本実施形態に係る振動検出システムの一部を構成する振動検出ユニットの構成を模式的に示す側面図である。2 is a side view showing a schematic configuration of a vibration detection unit constituting a part of the vibration detection system according to the present embodiment. FIG. 本実施形態に係る振動検出システムが橋に設置された状態を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a state in which a vibration detection system according to an embodiment of the present invention is installed on a bridge.

以下、図1~図5を用いて、本発明に係る振動センサ及び振動検出システムの実施形態の一例について説明する。 Below, an example of an embodiment of a vibration sensor and vibration detection system according to the present invention will be described with reference to Figures 1 to 5.

図5に示されるように、本実施形態に係る「振動検出システム10」は、振動検出対象物である橋12の主桁14の下面に主桁14の長手方向に沿って配置された複数の振動検出ユニット16、複数の情報集積部18、通信部20、外部サーバ22及び監視コンピュータ24を備えている。 As shown in FIG. 5, the "vibration detection system 10" according to this embodiment includes a plurality of vibration detection units 16 arranged along the longitudinal direction of the main girder 14 on the underside of the main girder 14 of the bridge 12, which is the object of vibration detection, a plurality of information accumulation units 18, a communication unit 20, an external server 22, and a monitoring computer 24.

図4に示されるように、振動検出ユニット16は、「振動センサ26」と、信号変換装置としての「チャージアンプ28」と、これらを主桁14に対して固定する金属製のベースプレート30とを備えている。 As shown in FIG. 4, the vibration detection unit 16 includes a vibration sensor 26, a charge amplifier 28 as a signal conversion device, and a metal base plate 30 that fixes these to the main girder 14.

振動センサ26は、図1~図3に示されるように、「圧電体32」、「第1電極部34」、「第2電極部36」、「検出板部38」、「検出板支持部40」及びこれらが格納されたケース部としての「シールドケース42」を備えている。 As shown in Figures 1 to 3, the vibration sensor 26 includes a piezoelectric body 32, a first electrode portion 34, a second electrode portion 36, a detection plate portion 38, a detection plate support portion 40, and a shield case 42 that contains these.

圧電体32は、平面視において、外周が円形とされると共に中央部に円形の「貫通部44」が形成されたシート状とされている。この圧電体32は、その厚さ方向に力が加えられると当該厚さ方向において分極し、この力の大きさに応じて当該厚さ方向の表面に電荷が生じるようになっている。 When viewed from above, the piezoelectric body 32 is in the form of a sheet with a circular outer periphery and a circular "through hole 44" formed in the center. When a force is applied to the piezoelectric body 32 in its thickness direction, it becomes polarized in the thickness direction, and an electric charge is generated on the surface in the thickness direction according to the magnitude of the force.

また、圧電体32は、一例として、PVDF(Polyvinylidene Fluoride)すなわちポリフッ化ビニリデン含んで構成された薄膜状のピエゾフィルムシートで構成されている。なお、圧電体32は、圧電セラミックスを含んで構成されていてもよい。また、以下では、特に断りのない限り、圧電体32の厚さ方向を単に厚さ方向と称することとする。 As an example, the piezoelectric body 32 is made of a thin-film piezoelectric film sheet containing PVDF (Polyvinylidene Fluoride). The piezoelectric body 32 may also be made of piezoelectric ceramics. In the following, unless otherwise specified, the thickness direction of the piezoelectric body 32 will be simply referred to as the thickness direction.

第1電極部34は、圧電体32の厚さ方向一方側の「第1面32A」に設けられると共に、圧電体32と電気的に接続された導電性の膜であり、一例として、銀や銀を含む合金で構成されている。なお、第1電極部34は、白金等の金属や炭素繊維等で構成されていてもよい。この第1電極部34は、厚さ方向から見てその外周が圧電体32の外周よりも小さい円形とされると共に、その中央部には、厚さ方向から見て直径が貫通部44よりも大きい円形の「貫通部46」が形成されている。また、第1電極部34からは、第1電極部34と電気的に接続された「第1導線56」が貫通部46側に延出されている。 The first electrode portion 34 is provided on the "first surface 32A" on one side of the thickness direction of the piezoelectric body 32, and is a conductive film electrically connected to the piezoelectric body 32, and is made of silver or an alloy containing silver, for example. The first electrode portion 34 may be made of a metal such as platinum or carbon fiber. The first electrode portion 34 is circular with an outer periphery smaller than the outer periphery of the piezoelectric body 32 when viewed in the thickness direction, and a circular "through portion 46" with a diameter larger than the through portion 44 when viewed in the thickness direction is formed in the center. In addition, a "first conductor 56" electrically connected to the first electrode portion 34 extends from the first electrode portion 34 toward the through portion 46.

一方、第2電極部36は、圧電体32の厚さ方向他方側の「第2面32B」に設けられると共に第1電極部34と同様の構成とされている。また、第2電極部36の中央部には、第1電極部34と同様に厚さ方向から見て直径が貫通部44よりも大きい円形の「貫通部48」が形成されている。また、第2電極部36からは、第2電極部36と電気的に接続された「第2導線58」が貫通部48側に延出されている。 On the other hand, the second electrode portion 36 is provided on the "second surface 32B" on the other side in the thickness direction of the piezoelectric body 32 and has a configuration similar to that of the first electrode portion 34. Also, in the center of the second electrode portion 36, a circular "through portion 48" is formed whose diameter is larger than that of the through portion 44 when viewed in the thickness direction, similar to the first electrode portion 34. Also, from the second electrode portion 36, a "second conducting wire 58" electrically connected to the second electrode portion 36 extends toward the through portion 48.

検出板部38は、第2電極部36における厚さ方向他方側の面すなわち圧電体32と反対側の面に沿って配置されると共に、厚さ方向から見て外周が圧電体32の外周よりも大きい円形の板状とされている。この検出板部38は、第2電極部36における厚さ方向他方側の面に密着した状態で、当該面に接着剤等の図示しない接合部で接合されている。 The detection plate 38 is disposed along the other surface of the second electrode 36 in the thickness direction, i.e., the surface opposite the piezoelectric body 32, and is a circular plate whose outer periphery is larger than the outer periphery of the piezoelectric body 32 when viewed in the thickness direction. The detection plate 38 is bonded to the other surface of the second electrode 36 in the thickness direction with a bonding part (not shown) such as an adhesive, while being in close contact with the surface.

検出板支持部40は、検出板部38に対して厚さ方向他方側すなわち圧電体32の反対側に配置されており、厚さ方向から見て外周が圧電体32の外周よりも小さい円形の板状又は柱状とされている。この検出板支持部40は、検出板部38における厚さ方向他方側の面に密着した状態で、当該面に接着剤等の図示しない接合部で接合されている。 The detection plate support part 40 is disposed on the other side of the detection plate part 38 in the thickness direction, i.e., on the opposite side of the piezoelectric body 32, and is a circular plate or column whose outer periphery is smaller than the outer periphery of the piezoelectric body 32 when viewed in the thickness direction. The detection plate support part 40 is bonded to the surface of the other side of the thickness direction of the detection plate part 38 in a state of intimate contact with the surface with a bonding part (not shown) such as an adhesive.

なお、検出板部38及び検出板支持部40は、厚さ方向から見て、その中心が貫通部44の中心と一致するように配置されている。また、本実施形態では、検出板部38及び検出板支持部40が、一例として、アルミニウムやアルミニウムを含む合金で構成されているが、これらは、マグネシウム等の切削加工が容易な金属等で構成されていてもよい。 The detection plate portion 38 and the detection plate support portion 40 are arranged so that their centers coincide with the center of the through-hole portion 44 when viewed from the thickness direction. In this embodiment, the detection plate portion 38 and the detection plate support portion 40 are made of aluminum or an alloy containing aluminum, for example, but they may also be made of a metal that is easy to cut, such as magnesium.

シールドケース42は、それぞれアルミニウム合金等の電磁波を遮断可能な金属で構成された「蓋部50」と、「ケース本体部52」とを備えており、その外形が直方体状とされている。 The shield case 42 has a "lid portion 50" and a "case body portion 52" each made of a metal capable of blocking electromagnetic waves, such as an aluminum alloy, and has a rectangular parallelepiped outer shape.

詳しくは、蓋部50は、厚さ方向から見て正方形の板状とされており、その厚さ方向他方側の面における中央部には、当該面から厚さ方向他方側に延出された円柱状の「支柱部54」が設けられている。そして、支柱部54は、貫通部44、貫通部46及び貫通部48に挿通されると共に、その先端部が接着剤等の図示しない接合部で検出板部38の厚さ方向一方側の面の中央部に接合されている。なお、支柱部54は、蓋部50と別体とされていてもよい。 In more detail, the lid 50 is a square plate when viewed in the thickness direction, and a cylindrical "support 54" is provided at the center of the surface on the other side in the thickness direction, extending from that surface to the other side in the thickness direction. The support 54 is inserted through the penetrations 44, 46, and 48, and its tip is joined to the center of the surface on one side in the thickness direction of the detection plate 38 by a joint such as an adhesive (not shown). The support 54 may be separate from the lid 50.

また、蓋部50の厚さ方向他方側の面及び支柱部54には、第1導線56及び第2導線58がこれらに沿って配置された状態で、接着剤等の図示しない接合部で接合されている。 The first conducting wire 56 and the second conducting wire 58 are arranged along the surface of the other thickness direction of the lid 50 and the support 54, and are joined by a joint (not shown) such as an adhesive.

一方、ケース本体部52は、厚さ方向から見て正方形の板状とされた「底部52A」と、底部52Aの周縁部から厚さ方向一方側に延出された外周部52Bとを含んで構成されており、ケース本体部52には、圧電体32、第1電極部34、第2電極部36、検出板部38及び検出板支持部40が格納されている。 The case body 52, on the other hand, is composed of a "bottom 52A" that is a square plate-like portion when viewed in the thickness direction, and an outer peripheral portion 52B that extends from the periphery of the bottom 52A to one side in the thickness direction. The case body 52 houses the piezoelectric body 32, the first electrode portion 34, the second electrode portion 36, the detection plate portion 38, and the detection plate support portion 40.

また、底部52Aの厚さ方向一方側の面には、検出板支持部40の厚さ方向他方側の面が密着した状態で接着剤等の図示しない接合部で接合されている。一方、底部52Aの厚さ方向他方側の面には、ベースプレート30が当接されており、ケース本体部52は、ベースプレート30に図示しない取付部材で取り付けられている。つまり、振動センサ26は、検出板支持部40が主桁14側に位置するように配置されている。 The surface of the bottom 52A on one side in the thickness direction is joined to the surface of the bottom 52A on the other side in the thickness direction by a joint such as an adhesive, not shown, while being in intimate contact with the surface of the bottom 52A on the other side in the thickness direction. On the other hand, the base plate 30 is in contact with the surface of the bottom 52A on the other side in the thickness direction, and the case main body 52 is attached to the base plate 30 by an attachment member, not shown. In other words, the vibration sensor 26 is positioned so that the detection plate support 40 is located on the main girder 14 side.

一方、外周部52Bの厚さ方向一方側の周縁部は、蓋部50と接着剤等の図示しない接合部で接合されている。また、外周部52Bの厚さ方向一方側の周縁部には、その一部が厚さ方向他方側に凹むことで凹部60が形成されており、凹部60からは、第1導線56及び第2導線58がシールドケース42の外側に延出されている。 On the other hand, the periphery of the outer periphery 52B on one side in the thickness direction is joined to the lid 50 by a joint such as an adhesive (not shown). A recess 60 is formed by partially recessing the periphery of the outer periphery 52B on one side in the thickness direction toward the other side in the thickness direction, and the first conducting wire 56 and the second conducting wire 58 extend from the recess 60 to the outside of the shield case 42.

図4に戻り、チャージアンプ28は、振動センサ26と隣接して配置されると共に、その外郭を構成するアルミニウム合金製のケース62と、ケース62に格納された図示しない信号変換部とを備えている。そして、チャージアンプ28の信号変換部は、第1電極部34、第2電極部36、第1導線56及び第2導線58を介して圧電体32と電気的に接続されており、圧電体32から出力された電荷信号に比例する電圧信号を出力するようになっている。そして、信号変換部から出力された電圧信号は、図5にも示されるように、信号線64を介して情報集積部18に入力されるようになっている。 Returning to FIG. 4, the charge amplifier 28 is disposed adjacent to the vibration sensor 26 and includes an aluminum alloy case 62 that forms its outer shell, and a signal conversion unit (not shown) stored in the case 62. The signal conversion unit of the charge amplifier 28 is electrically connected to the piezoelectric body 32 via the first electrode unit 34, the second electrode unit 36, the first conductor 56, and the second conductor 58, and outputs a voltage signal proportional to the charge signal output from the piezoelectric body 32. The voltage signal output from the signal conversion unit is input to the information accumulation unit 18 via a signal line 64, as also shown in FIG. 5.

情報集積部18は、図示しないアナログ-デジタル変換器を備えており、複数の振動検出ユニット16から入力された電圧信号すなわち振動センサ26による検出結果をアナログ信号からデジタル信号に変換すると共に、当該検出結果を一時的に記憶可能とされている。そして、情報集積部18は、振動センサ26による検出結果を通信部20に送信するようになっており、当該検出結果は、通信部20からネットワークNを介して外部サーバ22に送信されると共に、外部サーバ22に記憶されるようになっている。 The information accumulation unit 18 is equipped with an analog-digital converter (not shown) and converts the voltage signals input from the multiple vibration detection units 16, i.e., the detection results from the vibration sensors 26, from analog signals to digital signals, and is capable of temporarily storing the detection results. The information accumulation unit 18 is then configured to transmit the detection results from the vibration sensors 26 to the communication unit 20, and the detection results are transmitted from the communication unit 20 via the network N to the external server 22 and are stored in the external server 22.

また、外部サーバ22は、ネットワークNを介して監視コンピュータ24と通信可能とされている。そして、監視コンピュータ24は、外部サーバ22に記憶された振動センサ26による検出結果から異常値が検出された場合、監視コンピュータ24のモニタ66に警告を表示するようになっている。 The external server 22 is also capable of communicating with the monitoring computer 24 via the network N. If an abnormal value is detected from the detection results by the vibration sensor 26 stored in the external server 22, the monitoring computer 24 displays a warning on the monitor 66 of the monitoring computer 24.

(本実施形態の作用及び効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。
(Actions and Effects of the Present Embodiment)
Next, the operation and effects of this embodiment will be described.

本実施形態では、図1に示されるように、シート状とされた圧電体32における厚さ方向一方側の第1面32Aに第1電極部34が設けられており、厚さ方向他方側の第2面32Bに第2電極部36が設けられている。そして、圧電体32に厚さ方向の力が加えられると、当該力の大きさに応じた電荷信号が、圧電体32から第1電極部34及び第2電極部36を介して出力される。このため、圧電体32を橋12の主桁14の振動が伝達されるように配置することで、当該振動の大きさに応じた電荷信号が圧電体32から出力され、当該振動を検出することができる。 In this embodiment, as shown in FIG. 1, a first electrode portion 34 is provided on a first surface 32A on one side in the thickness direction of a sheet-like piezoelectric body 32, and a second electrode portion 36 is provided on a second surface 32B on the other side in the thickness direction. When a force in the thickness direction is applied to the piezoelectric body 32, a charge signal corresponding to the magnitude of the force is output from the piezoelectric body 32 via the first electrode portion 34 and the second electrode portion 36. Therefore, by positioning the piezoelectric body 32 so that vibrations of the main beams 14 of the bridge 12 are transmitted, a charge signal corresponding to the magnitude of the vibrations is output from the piezoelectric body 32, and the vibrations can be detected.

ところで、所定方向の振動の検出精度を確保するという観点において、主桁14が所定方向、例えば鉛直方向に振動するときには、圧電体32に力が加えられると共に、主桁14が水平方向に振動するときには、圧電体32に力が加えられるのを抑制できることが好ましい。 From the viewpoint of ensuring the detection accuracy of vibrations in a specified direction, it is preferable that when the main girder 14 vibrates in a specified direction, for example the vertical direction, a force is applied to the piezoelectric body 32, and when the main girder 14 vibrates in the horizontal direction, the application of force to the piezoelectric body 32 can be suppressed.

ここで、本実施形態では、検出板部38と、検出板部38を支持する検出板支持部40とを備えており、主桁14の振動が検出板支持部40を介して検出板部38に伝達されると共に、検出板部38の変形が圧電体32で検出されるようになっている。 In this embodiment, a detection plate portion 38 and a detection plate support portion 40 that supports the detection plate portion 38 are provided, and the vibration of the main girder 14 is transmitted to the detection plate portion 38 via the detection plate support portion 40, and the deformation of the detection plate portion 38 is detected by the piezoelectric body 32.

詳しくは、本実施形態では、図2にも示されるように、検出板部38は、その外周が圧電体32の外周よりも大きい板状とされると共に、第2電極部36における圧電体32と反対側の面に設けられている。 More specifically, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the detection plate portion 38 is a plate whose outer periphery is larger than the outer periphery of the piezoelectric body 32, and is provided on the surface of the second electrode portion 36 opposite the piezoelectric body 32.

一方、検出板支持部40は、検出板部38における圧電体32と反対側の面に設けられると共に、その外周が圧電体32の外周よりも小さくなっている。このため、本実施形態では、圧電体32の厚さ方向から見て検出板支持部40の外周が圧電体32の外周の内側に位置することとなる。 On the other hand, the detection plate support part 40 is provided on the surface of the detection plate part 38 opposite the piezoelectric body 32, and its outer periphery is smaller than the outer periphery of the piezoelectric body 32. Therefore, in this embodiment, the outer periphery of the detection plate support part 40 is located inside the outer periphery of the piezoelectric body 32 when viewed in the thickness direction of the piezoelectric body 32.

そして、上記のような構成では、検出板支持部40を主桁14側に配置して、主桁14から検出板支持部40を介して検出板部38に振動が伝達されるとき、当該振動の方向が鉛直方向すなわち厚さ方向である場合には、検出板部38における厚さ方向から見て検出板支持部40の外周側の部分が厚さ方向に振動して変形することとなる。 In the above configuration, when the detection plate support part 40 is disposed on the main girder 14 side and vibration is transmitted from the main girder 14 to the detection plate part 38 via the detection plate support part 40, if the direction of the vibration is vertical, i.e., the thickness direction, the outer peripheral part of the detection plate support part 40 when viewed from the thickness direction of the detection plate part 38 will vibrate in the thickness direction and deform.

このとき、圧電体32も検出板部38の変形に伴って変形するものの、圧電体32の体積は一定であるため、圧電体32は、厚さ方向において膨張変形又は収縮変形することで分極し、圧電体32から電荷信号が出力されることとなる。 At this time, the piezoelectric body 32 also deforms in accordance with the deformation of the detection plate portion 38, but since the volume of the piezoelectric body 32 is constant, the piezoelectric body 32 is polarized by expanding or contracting in the thickness direction, and a charge signal is output from the piezoelectric body 32.

一方、主桁14から検出板支持部40を介して検出板部38に伝達される振動の方向が水平方向であるとき、検出板部38は、当該振動の方向に沿って変位するものの、当該振動による検出板部38の鉛直方向の変形は抑制される。このため、主桁14から検出板部38に伝達される振動の方向が、水平方向すなわち厚さ方向と直交する方向であるとき、圧電体32からの電荷信号の出力が抑制されることとなる。 On the other hand, when the direction of vibration transmitted from the main girder 14 to the detection plate section 38 via the detection plate support section 40 is horizontal, the detection plate section 38 is displaced along the direction of the vibration, but vertical deformation of the detection plate section 38 due to the vibration is suppressed. Therefore, when the direction of vibration transmitted from the main girder 14 to the detection plate section 38 is horizontal, i.e., perpendicular to the thickness direction, the output of the charge signal from the piezoelectric body 32 is suppressed.

つまり、本実施形態では、主桁14の振動の方向が厚さ方向である場合に当該振動が検出される確度を高めると共に、当該振動の方向が厚さ方向と直交する方向である場合に当該振動が検出されることを抑制することができる。 In other words, in this embodiment, it is possible to increase the accuracy of detecting vibrations of the main girder 14 when the direction of the vibration is in the thickness direction, and to suppress detection of the vibrations when the direction of the vibration is perpendicular to the thickness direction.

また、本実施形態では、圧電体32、検出板部38及び検出板支持部40の外周の形状がそれぞれ円形とされており、主桁14の振動に起因する変形が、これらに局部的に発生することを抑制することができる。このため、主桁14における鉛直方向の振動が圧電体32によって検出される確度を高めることができる。 In addition, in this embodiment, the outer periphery of the piezoelectric body 32, the detection plate portion 38, and the detection plate support portion 40 are each circular, which can prevent localized deformation of these portions due to vibration of the main girder 14. This can increase the accuracy with which the piezoelectric body 32 detects vertical vibrations in the main girder 14.

また、本実施形態では、上述したように、厚さ方向から見て検出板部38における検出板支持部40の外周側の部分の変形を圧電体32で検出することによって、主桁14の振動を検出している。 In addition, in this embodiment, as described above, the piezoelectric element 32 detects the deformation of the outer peripheral portion of the detection plate support portion 40 in the detection plate portion 38 when viewed from the thickness direction, thereby detecting the vibration of the main girder 14.

つまり、圧電体32が円板状であった場合、外周側の部分は、検出板部38の変形の検出に寄与するものの、中央部は、当該変形の検出に寄与しないことが考えられる。換言すれば、圧電体32の中央部は、検出板部38の変形に追従しないため、当該中央部によって圧電体32の外周部の変形が阻害されることが考えられる。 In other words, if the piezoelectric body 32 is disk-shaped, the outer peripheral portion will contribute to detecting the deformation of the detection plate portion 38, but the center portion will not contribute to detecting the deformation. In other words, since the center portion of the piezoelectric body 32 does not follow the deformation of the detection plate portion 38, it is conceivable that the deformation of the outer peripheral portion of the piezoelectric body 32 is hindered by the center portion.

ここで、本実施形態では、圧電体32、第1電極部34及び第2電極部36の中央部のそれぞれに、厚さ方向から見て円形の貫通部が形成されているため、圧電体32の外周部の変形が阻害されることを抑制することができる。 In this embodiment, a circular through-hole is formed in the center of each of the piezoelectric body 32, the first electrode portion 34, and the second electrode portion 36 when viewed from the thickness direction, so that the deformation of the outer periphery of the piezoelectric body 32 can be prevented from being hindered.

また、本実施形態では、金属製の蓋部50と、金属製のケース本体部52とを備えたシールドケース42を備えている。そして、蓋部50は、第1電極部34の厚さ方向一方側に配置されており、ケース本体部52には、圧電体32、第1電極部34、第2電極部36、検出板部38及び検出板支持部40が格納されている。また、ケース本体部52の底部52Aは、検出板支持部40の厚さ方向他方側に配置されて検出板支持部40と密着している。 In this embodiment, the shield case 42 includes a metallic lid portion 50 and a metallic case body portion 52. The lid portion 50 is disposed on one side of the first electrode portion 34 in the thickness direction, and the case body portion 52 houses the piezoelectric body 32, the first electrode portion 34, the second electrode portion 36, the detection plate portion 38, and the detection plate support portion 40. The bottom portion 52A of the case body portion 52 is disposed on the other side of the detection plate support portion 40 in the thickness direction and is in close contact with the detection plate support portion 40.

このため、本実施形態では、シールドケース42によって、第1電極部34及び第2電極部36等を外部から放射される電磁波から保護し、圧電体32から出力される電荷信号にノイズが含まれることを抑制することができる。 For this reason, in this embodiment, the shield case 42 protects the first electrode portion 34, the second electrode portion 36, etc. from electromagnetic waves emitted from the outside, and can suppress the inclusion of noise in the charge signal output from the piezoelectric body 32.

また、本実施形態では、蓋部50の中央部と検出板部38の中央部とが、圧電体32の貫通部44、第1電極部34の貫通部46及び第2電極部36の貫通部48に挿通された支柱部54で繋がれているため、蓋部50が支柱部54によって補強された状態となっている。このため、主桁14側からの振動によって蓋部50が振動することを抑制することができる。 In addition, in this embodiment, the center of the lid portion 50 and the center of the detection plate portion 38 are connected by a support portion 54 inserted through the through-hole portion 44 of the piezoelectric body 32, the through-hole portion 46 of the first electrode portion 34, and the through-hole portion 48 of the second electrode portion 36, so that the lid portion 50 is reinforced by the support portion 54. Therefore, it is possible to suppress vibration of the lid portion 50 due to vibration from the main girder 14 side.

さらに、本実施形態では、第1電極部34から延出された第1導線56と、第2電極部36から延出された第2導線58とが、蓋部50及び支柱部54に沿って配置されている。このため、主桁14側からの振動によって、第1導線56及び第2導線58が振動することを抑制し、ひいては、圧電体32から出力される電荷信号に主桁14側からの振動に起因するノイズが含まれることを抑制することができる。 Furthermore, in this embodiment, the first conducting wire 56 extending from the first electrode portion 34 and the second conducting wire 58 extending from the second electrode portion 36 are arranged along the cover portion 50 and the support portion 54. This prevents the first conducting wire 56 and the second conducting wire 58 from vibrating due to vibrations from the main beam 14 side, and thus prevents noise caused by vibrations from the main beam 14 side from being included in the charge signal output from the piezoelectric body 32.

また、本実施形態では、チャージアンプ28を備えており、チャージアンプ28は、第1電極部34及び第2電極部36を介して圧電体32と電気的に接続されている。そして、チャージアンプ28は、圧電体32から出力された電荷信号に比例する電圧信号を出力する。 In addition, this embodiment includes a charge amplifier 28, which is electrically connected to the piezoelectric body 32 via a first electrode portion 34 and a second electrode portion 36. The charge amplifier 28 outputs a voltage signal proportional to the charge signal output from the piezoelectric body 32.

ところで、圧電体32とチャージアンプ28とが離れていると、第1電極部34及び第2電極部36とチャージアンプ28とを電気的に接続するのに用いられる第1導線56及び第2導線58が長くなり、これらの伸縮等によって圧電体32から出力される電荷信号にノイズが含まれることが考えられる。 However, if the piezoelectric body 32 and the charge amplifier 28 are separated from each other, the first conductor 56 and the second conductor 58 used to electrically connect the first electrode section 34 and the second electrode section 36 to the charge amplifier 28 become longer, and it is conceivable that noise may be included in the charge signal output from the piezoelectric body 32 due to the expansion and contraction of these wires.

ここで、本実施形態では、振動センサ26とチャージアンプ28とが隣接して配置されているため、第1電極部34及び第2電極部36とチャージアンプ28とを接続するのに必要な第1導線56及び第2導線58の長さを短くし、ひいては、これらの伸縮等によって圧電体32から出力される電荷信号にノイズが含まれることを抑制することができる。 In this embodiment, the vibration sensor 26 and the charge amplifier 28 are arranged adjacent to each other, so that the lengths of the first and second conductors 56 and 58 required to connect the first and second electrode sections 34 and 36 to the charge amplifier 28 can be shortened, and thus noise in the charge signal output from the piezoelectric body 32 due to expansion and contraction of these conductors can be suppressed.

このように、本実施形態に係る振動センサ26及び振動検出システム10では、所定方向の振動の検出精度を確保することができる。 In this way, the vibration sensor 26 and vibration detection system 10 according to this embodiment can ensure the detection accuracy of vibrations in a specified direction.

<上記実施形態の補足説明>
(1) 上述した実施形態では、振動センサ26及び振動検出システム10を橋12の鉛直方向の振動の検出に用いていたが、振動センサ26及び振動検出システム10の振動検出対象物は、建物等であってもよい。また、振動センサ26の設置方向を適宜変更することで、任意の方向の振動を検出することが可能である。
<Supplementary explanation of the above embodiment>
(1) In the above embodiment, the vibration sensor 26 and the vibration detection system 10 are used to detect vertical vibrations of the bridge 12, but the object of vibration detection by the vibration sensor 26 and the vibration detection system 10 may be a building or the like. In addition, by appropriately changing the installation direction of the vibration sensor 26, it is possible to detect vibrations in any direction.

(2) また、上述した実施形態では、圧電体32、第1電極部34及び第2電極部36に貫通部が形成されていたが、検出対象となる振動の周波数や振動センサ26の仕様如何によっては、これらに貫通部を設けない構成としてもよい。なお、この場合には、第1導線56及び第2導線58をケース本体部52の内面に沿って配置してもよい。 (2) In the above embodiment, the piezoelectric body 32, the first electrode portion 34, and the second electrode portion 36 have through-holes formed therein. However, depending on the frequency of the vibration to be detected and the specifications of the vibration sensor 26, these may not have through-holes. In this case, the first conducting wire 56 and the second conducting wire 58 may be disposed along the inner surface of the case body portion 52.

(3) さらに、上述した実施形態では、検出板部38と検出板支持部40とが別体で構成されていたが、検出対象となる振動の周波数や振動センサ26の仕様如何によっては、これらを一体としてもよい。また、検出対象となる振動の周波数に応じて、検出板部38や検出板支持部40の形状や材質を変更してもよいし、圧電体32、第1電極部34及び第2電極部36の形状や材質を変更してもよい。例えば、圧電体32、第1電極部34、第2電極部36、検出板部38及び検出板支持部40は、厚さ方向から見て多角形状とされていてもよい。 (3) Furthermore, in the above-described embodiment, the detection plate portion 38 and the detection plate support portion 40 are configured as separate bodies, but they may be integrated depending on the frequency of the vibration to be detected and the specifications of the vibration sensor 26. Also, depending on the frequency of the vibration to be detected, the shape and material of the detection plate portion 38 and the detection plate support portion 40 may be changed, and the shape and material of the piezoelectric body 32, the first electrode portion 34, and the second electrode portion 36 may be changed. For example, the piezoelectric body 32, the first electrode portion 34, the second electrode portion 36, the detection plate portion 38, and the detection plate support portion 40 may be polygonal when viewed in the thickness direction.

10 振動検出システム
26 振動センサ
28 チャージアンプ(信号変換装置)
32 圧電体
32A 第1面
32B 第2面
34 第1電極部
36 第2電極部
38 検出板部
40 検出板支持部
42 シールドケース(ケース部)
44 貫通部
46 貫通部
48 貫通部
50 蓋部
52 ケース本体部
52A 底部
54 支柱部
56 第1導線
58 第2導線
10 vibration detection system 26 vibration sensor 28 charge amplifier (signal conversion device)
32 Piezoelectric body 32A First surface 32B Second surface 34 First electrode portion 36 Second electrode portion 38 Detection plate portion 40 Detection plate support portion 42 Shield case (case portion)
44 Penetrating portion 46 Penetrating portion 48 Penetrating portion 50 Lid portion 52 Case body portion 52A Bottom portion 54 Support portion 56 First conducting wire 58 Second conducting wire

Claims (5)

シート状とされた圧電体と、
前記圧電体の厚さ方向一方側の第1面に設けられた第1電極部と、
前記圧電体の厚さ方向他方側の第2面に設けられた第2電極部と、
前記第2電極部における前記圧電体と反対側の面に設けられると共に、外周が前記圧電体の外周よりも大きい板状とされた検出板部と、
前記検出板部における前記圧電体と反対側の面に設けられると共に、外周が前記圧電体の外周よりも小さい検出板支持部と、
を有する振動センサ。
A sheet-shaped piezoelectric body;
A first electrode portion provided on a first surface of the piezoelectric body on one side in a thickness direction;
a second electrode portion provided on a second surface of the piezoelectric body on the other side in the thickness direction;
a detection plate portion provided on a surface of the second electrode portion opposite to the piezoelectric body and having an outer periphery larger than an outer periphery of the piezoelectric body;
a detection plate support portion provided on a surface of the detection plate portion opposite to the piezoelectric body, the detection plate support portion having an outer periphery smaller than an outer periphery of the piezoelectric body;
A vibration sensor having a
前記圧電体の外周、前記検出板部の外周及び前記検出板支持部の外周が、それぞれ円形とされている、
請求項1に記載の振動センサ。
The outer periphery of the piezoelectric body, the outer periphery of the detection plate portion, and the outer periphery of the detection plate support portion are each circular.
The vibration sensor according to claim 1 .
前記圧電体、前記第1電極部及び前記第2電極部の中央部のそれぞれには、前記厚さ方向から見て円形の貫通部が形成されている、
請求項2に記載の振動センサ。
a through-hole having a circular shape as viewed from the thickness direction is formed in each of the central portions of the piezoelectric body, the first electrode portion, and the second electrode portion;
The vibration sensor according to claim 2 .
前記第1電極部の前記厚さ方向一方側に配置された金属製の蓋部と、
前記検出板支持部の前記厚さ方向他方側に配置されて当該検出板支持部と密着した底部を備えると共に、前記圧電体、前記第1電極部、前記第2電極部、前記検出板部及び前記検出板支持部が格納された金属製のケース本体部と、
を備えたケース部をさらに備え、
前記蓋部の中央部と前記検出板部の中央部とが前記貫通部に挿通された支柱部で繋がれると共に、
前記第1電極部から延出された第1導線と、前記第2電極部から延出された第2導線と、が前記蓋部及び前記支柱部に沿って配置されている、
請求項3に記載の振動センサ。
a metal cover portion disposed on one side of the first electrode portion in the thickness direction;
a metal case main body portion that is disposed on the other side of the detection plate support portion in the thickness direction and includes a bottom portion in close contact with the detection plate support portion, and that houses the piezoelectric body, the first electrode portion, the second electrode portion, the detection plate portion, and the detection plate support portion;
A case part including:
A center portion of the cover portion and a center portion of the detection plate portion are connected by a support portion inserted through the through-hole,
a first conductive wire extending from the first electrode portion and a second conductive wire extending from the second electrode portion are arranged along the lid portion and the support portion;
The vibration sensor according to claim 3 .
請求項1~請求項4の何れか1項に記載の振動センサと、
前記振動センサと隣接して配置され、前記第1電極部及び前記第2電極部を介して前記圧電体と電気的に接続されると共に、当該圧電体から出力された電荷信号に比例する電圧信号を出力可能な信号変換装置と、
を備えている、
振動検出システム。
A vibration sensor according to any one of claims 1 to 4;
a signal conversion device disposed adjacent to the vibration sensor, electrically connected to the piezoelectric body via the first electrode portion and the second electrode portion, and capable of outputting a voltage signal proportional to a charge signal output from the piezoelectric body;
Equipped with
Vibration detection system.
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