JP2642878B2 - 水中用送受波器装置 - Google Patents

水中用送受波器装置

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JP2642878B2
JP2642878B2 JP6216030A JP21603094A JP2642878B2 JP 2642878 B2 JP2642878 B2 JP 2642878B2 JP 6216030 A JP6216030 A JP 6216030A JP 21603094 A JP21603094 A JP 21603094A JP 2642878 B2 JP2642878 B2 JP 2642878B2
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underwater
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underwater transducer
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宏幸 三上
則好 小西
健一 国枝
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BOEICHO GIJUTSU KENKYU HONBUCHO
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BOEICHO GIJUTSU KENKYU HONBUCHO
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、計測船上から導線入り
の信号ケーブルによって吊下し、所要深度で水中音の送
波、受波を行う水中用送受波器を用いる音響計測に際し
て、水中用送受波器の吊下深度、海中の水温及び背景雑
音や音源の送波音圧をモニタするためのセンサを具備さ
せた水中用送受波器装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来のこの種水中用送受波器装
置の使用態様を示す全体図、図5は、同要部の拡大斜視
図であり、図4及び図5を参照して従来の技術を説明す
る。計測船3上から水中用送受波器本体101を吊下
し、所要深度で水中音の送波、受波を行って音響計測を
する場合には、送波レベル、背景雑音レベルの他に試験
条件の記録として水中用送受波器本体101の吊下深度
と水温のデータを記録するのが一般的な計測法である。
従来は、水中用送受波器本体101を吊下ロープ121
及びワイヤロープ122によって吊下し、導線入りの信
号ケーブル102(二芯シールドキャブタイヤケーブ
ル)によって接続し、水中用送受波器本体101の周辺
に、深度センサ105及び音圧センサ106として市販
のハイドロホンを固縛紐123等でくくりつけて固定
し、各々のセンサ用信号ケーブル108、109を、水
中用送受波器本体101の吊下ロープ121に沿わせて
船上の計測室に持ち込んでいる。また、水温は別個に水
温センサ104を吊下して計測するが、水中用送受波器
本体101の信号ケーブル102等と水温センサ104
の吊下信号ケーブル107が互いに絡み合う恐れがある
ため、水中用送受波器本体101を甲板に揚収後の、他
に吊下物のない合間をねらって水温センサ104を吊下
し、計測を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】洋上では穏やかな海面
ばかりではなく荒天時もあって、送受波器本体101に
モニタセンサをくくりつける上記従来の固定方法では不
確実である。また、海上試験途中から荒天になって、や
むを得ず送受波器本体101を揚収することが多々あ
る。この場合には、その後の甲板作業を取り止めるた
め、水温データの取得ができないことになる。平常の場
合においても、吊下ロープ121に信号ケーブル102
や複数のモニタ用センサの信号ケーブル108、109
を沿わせるのは、送受波器本体101の吊下揚収時にお
けるケーブルさばき作業を煩雑にする。海中での潮流や
風波による計測船の流されによって、吊下ロープ121
は計測船直下よりはむしろ傾斜状態になり、計測船のピ
ッチングによって、吊下ロープ121以外のケーブルに
負荷が加わって破断することがある。外観的に円形の水
中用送受波器の場合には、水流と抵抗によって吊下ロー
プ121の撚りまたはケーブルの巻き癖によって回転力
を発生し、水中用送受波器の吊下状態が不安定となる。
また、音圧センサ106や深度センサ105の各信号ケ
ーブル109、108と送受波用の信号ケーブル102
を束ねて吊下ロープ121に抱き合わせて固縛し、吊下
するのが一般的であるが、揚収時にはそれらのケーブル
が吊下ロープ121に巻きついており、各ケーブル毎に
数人の作業員がケーブルさばきをしながら甲板上に1本
1本束ねている。この作業は、互いのケーブルの状況を
みながら引いたり、ゆるめたりして少しずつ丁寧に行わ
なければならないが、動揺中の作業では、ケーブルがキ
ンクした状態のまま、過度な力をケーブルに加えてしま
うこともあり、ケーブルへのダメージも大きい。また、
動揺する甲板上のこの種の作業は、煩雑で安全上に支障
が生じている。従って、試験計測には必要度と煩雑さ、
海象、気象状況を踏まえて担当者の判断でやむを得ずモ
ニタセンサを取り除いて実施する場合もある。また、漂
泊している計測船3上から、水中用送受波器本体101
と水温測定のための水温センサ104の同時吊下は互い
のケーブルのからみの発生があるため極力避けなければ
ならない。このため水中用送受波器本体と深度センサ、
水温センサ及び音圧センサの一体化構造が必要である。
【0004】本発明は、それらの問題を解決すべくなさ
れたものであって、水中用送受波器装置において、深度
センサ、音圧センサ及び水温センサを具備させ、かつ、
単一のケーブルで接続させる構造とし、吊下、揚収にお
ける作業性と安全性の向上及び環境データを試験実施と
同時に収集し、データの信頼性向上を実現させる水中用
送受波器装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段を、実施例に対応する図を参照して説明する。
本願の第1の発明は、低周波に使用する構造であり、電
気音響変換素子を内蔵した水中用送受波器本体1を、導
線入りの信号ケーブル2によって接続し、計測船3から
吊下して使用する水中用送受波器装置において、水中用
送受波器本体1を楕円形の密閉短筒体により構成し、そ
のシャーシを構成する上端板の外壁に、水温センサ4と
深度センサ5を着脱自在に設けるとともに、水温センサ
4と深度センサ5の何れかを使用しない場合には受感部
を取り外し防水キャップを施す構成とし、水中用送受波
器本体1の上端板の中央部に前記信号ケーブル2を接続
し、水中用送受波器本体1からやや離れた前記信号ケー
ブル2の外周に音圧センサ6を設け、水温センサ4、深
度センサ5及び音圧センサ6に接続される各センサの信
号線を前記信号ケーブル2と一体化して設けたことを特
徴としている。また、 本願の第2の発明は、高周波に
使用する構造であり、図3に示すように、上記第1の発
明において、水中用送受波器本体1の前記上端板中央の
前記信号ケーブル2の基部に基端部が外嵌されて回動及
び固定自在に突設されるアームよりなる支持具10を介
して水中用送受波器本体1からやや離れた位置に音圧セ
ンサ6を設けている。上記第1及び第2の発明におい
て、水中用送受波器本体1を信号ケーブル2のみで吊下
してもよく、別途吊下ロープ又はワイヤを用いて水中用
送受波器本体1の重量を支持させるようにしてもよい。
【0006】
【作用】上記本願の第1及び第2の発明によれば、水中
用送受波器本体1のシャーシ外壁の周囲に、水温センサ
4、深度センサ5及び音圧センサ6がコンパクトにユニ
ット化してまとめて設けられている。また、各センサの
信号線7、8、9は、水中用送受波器本体1の信号線が
挿入される信号ケーブル2と一体化している。したがっ
て、吊下、揚収時の煩雑で安全に支障を及ぼすケーブル
さばき作業が解消すると共に安全性が向上する。また、
試験実施と同時に環境データを得ることができるため、
研究開発品の試験データの信頼性が従来に比し、一段と
向上する。
【0007】
【実施例】図1は、本発明の第1の実施例に係る水中用
送受波器装置の使用態様を示す全体図、図2は、同要部
の拡大斜視図であり、図1及び図2を参照して第1の実
施例を説明する。電気音響変換素子を内蔵した水中用送
受波器本体1は、導線入りの信号ケーブル2によって計
測船3から吊下して使用される。この水中用送受波器本
体1は、寸法に対して比較的低周波で送波可能な屈曲型
送波方式の楕円形を用いているため、水流と抵抗によっ
て流れに沿った方向に安定な吊下状態になる。この楕円
の外周面を送受波面1−1とし、端面をシャーシ1−2
の外壁としている。図2に示すように、深度センサ5、
水温センサ4、音圧センサ5が水中用送受波器本体1に
一体構造として組み込まれている。この各モニタセンサ
のうち、深度センサ5及び水温センサ4は、水中用送受
波器本体1のシャーシ1−2の外壁の上端面部に、水密
コネクタで、はめ込みナットで締めつけ固定し、保護カ
バーを取り付けてある。受感部からの信号は本体内部の
電子回路に接続されており、電圧増幅及びインピーダン
ス変換して、信号ケーブルを経由し、船上の記録、表示
部に送出されている。水温センサ4及び深度センサ5の
いづれかを使用しない場合には、受感部を取り外し、そ
の部位に防水キャップを施せばよい。
【0008】音圧センサ6は、背景雑音の測定及び水中
用送受波器の送波音圧をモニタするものである。音圧セ
ンサ6の取り付け固定部位は、任意の場所に取り付け可
能であるが、通常の使用頻度が多い低周波の場合、送受
波面の寸法に対して波長が十分長く無指向性になるの
で、この第1の実施例では、送受波面の中心軸から1m
の所要距離を得た上方とする信号ケーブル2の途中には
さみ込み、締めつけバンドによって固定してある。すな
はち、送波感度の定義による1mの距離で送波音圧をモ
ニタするため、その取り付け部位は、振動面の中心部か
ら1mの距離に設置してある。具体的に、図2の第1の
実施例の場合には、送受波器本体1に接続されている信
号ケーブル2の途中(振動面の中心部から1m)に音圧
センサ6を二分割にし、信号ケーブル2を挟み込むよう
にして取り付けた後、音圧センサ6の上下端部を締め付
けて締結バンド11、11により固定してある。音圧セ
ンサ6の具体的構成は次のとおりである。音圧センサ6
の受感部12にはPVDF(ポリ弗化ビニリデン)を用
いてあり、PVDFを受感部12にするため数センチの
直径で長さ数十センチの合成樹脂製の円筒筺体を用い
た。すなわち、PV製(塩化ビニール製)の円筒を二分
割し、それぞれの外周面にPVDFを接着し、防水のた
め全体をウレタンゴムモールドしたものであって、二分
割したPVDFの各々から信号線9が出ている。信号ケ
ーブル2への取り付けは、二分割した受感部12を信号
ケーブル2を中心にしてはさみ込むように組み込んだの
ち、受感部12の上下端部を専用の締めつけバンド11
で固定するようになっている。なお、信号ケーブル2と
受感部12の間には信号ケーブル2振動が受感部12に
伝わるのを防止するための緩衝材を入れてある。13
は、PVC半円筒基盤である。
【0009】次に、信号ケーブル2の構成を説明する。
信号ケーブル2は、多芯シールドキャブタイヤケーブル
であり、各センサの信号線を芯線数を増設した水中用送
受波器本体の1本の信号ケーブル2によって構成するこ
とを特徴としている。信号ケーブル2は、各センサに対
して、二芯シールドの信号線7、8、9、14、各セン
サの電子回路への供給用の電源線15、音波を送波する
ための大電力供給線16、絶縁材17、繊維製のテンシ
ョンメンバ18及び外部シース19等で構成されてい
る。このように、信号ケーブル2は、芯線を増設し各モ
ニタセンサ毎に、二芯シールドの信号線を用いて芯線相
互間の電気的雑音の混入を極力避けると共に水中用送受
波器本体1からのケーブルを1本にまとめている。
【0010】本発明では、図2の第1の実施例で示すよ
うに、水中用送受波器本体1に、深度センサ5、水温セ
ンサ4及び音圧センサ6の3種のモニタを取り付けて、
その信号出力を1本の信号ケーブル2内に供給電源線と
共に一体構成とした。各センサは、目的とする機能性能
を損なわず、また、吊下、揚収作業に支障を及ぼさない
ような位置に取り付けて固定してある。それらは、水中
用送受波器本体1からコネクタにより着脱、交換ができ
る。
【0011】なお、水中用送受波器による振動面の寸法
に比して波長が比較的短い場合の高い周波数での送波の
場合には、水中用送受波器の方向によって送波レベルが
異なるため、図3の本発明による第2の実施例のよう
に、音圧センサ6は、支持具10を用いて目的方向にセ
ットすればよい。支持具10は、倒L形のアームによっ
て構成され、その下端に音圧センサ6が設けられ、支持
具10の基部に固定された円筒形の取付具20が信号ケ
ーブル2の基部に外嵌されて、回動及び固定自在とされ
ている。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の水中用送
受波器は、深度センサ5と水温センサ4を楕円形の密閉
短筒体により構成した水中用送受波器本体1の上端板の
外壁に設け、音圧センサ6を信号ケーブル2の外周に設
け(請求項1)又は信号ケーブル2の基部に回動固定自
在に突設されたアームよりなる支持具10を介して設け
(請求項2)たので、吊下深度と水温の環境情報と音圧
データが安定した状態で同時に取得できると共に、各セ
ンサの位置関係を常に正確に定めることができ、各セン
サからの信号情報の処理を正確に行わせることができ
る。また、上記水中用送受波器本体1を楕円形の密閉短
筒体により構成し、その上端板の中央部に信号ケーブル
2を接続したので、水流と抵抗によって流れに沿った方
向に安定な吊下状態になり、試験作業では、信号ケーブ
ル2が1本になるため吊下揚収時の甲板でのケーブルさ
ばき作業等が単純となり、安全性も向上する利点があ
る。さらに、水温センサ4と深度センサ5を着脱自在に
設けるとともに、水温センサ4と深度センサ5の何れか
を使用しない場合には受感部を取り外し防水キャップを
施す構成としたので、音圧データと、必要に応じ、吊下
深度又は水温の環境情報のいずれか一方を測定でき、汎
用性の点ですぐれている。また、試験実施と同時に環境
データを取得することができるため、研究開発品等の試
験評価の信頼性が従来に比し、一般と向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る水中用送受波器の使用態様を示す
全体図である。
【図2】本発明の第1の実施例に係る水中用送受波器の
1部切欠斜視図である。
【図3】本発明の第2の実施例に係る水中用送受波器の
斜視図である。
【図4】従来の水中用送受波器の使用態様を示す全体図
である。
【図5】従来の水中用送受波器の斜視図である。
【符号の説明】
1 水中用送受波器本体、2 信号ケーブル、3 計測
船、4 水温センサ、5 深度センサ、6 音圧セン
サ、7,8,9,14 信号線、10 支持具、11
締結バンド、12 受感部、13 基盤、15 電源
線、16 供給線、17 絶縁材、18 テンションメ
ンバ、19 外部シース、20 取付具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−180877(JP,A) 特開 昭64−10188(JP,A) 特開 平3−216577(JP,A) 実開 昭64−33676(JP,U) 実開 昭55−51533(JP,U) 実開 昭59−4480(JP,U) 実開 昭49−74105(JP,U) 特許2561870(JP,C1)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気音響変換素子を内蔵した水中用送受
    波器本体を、導線入りの信号ケーブルによって接続し、
    計測船から吊下して使用する水中用送受波器装置におい
    て、 水中用送受波器本体を楕円形の密閉短筒体により構成
    し、そのシャーシを構成する上端板の外壁に、水温セン
    サと深度センサを着脱自在に設けるとともに、水温セン
    サと深度センサの何れかを使用しない場合には受感部を
    取り外し防水キャップを施す構成とし、水中用送受波器
    本体の上端板の中央部に前記信号ケーブルを接続し、
    中用送受波器本体からやや離れた前記信号ケーブルの外
    周に音圧センサを設け、 水温センサ、深度センサ及び音圧センサに接続される各
    センサの信号線を前記信号ケーブルと一体化して設けた
    ことを特徴とする水中用送受波器装置。
  2. 【請求項2】 電気音響変換素子を内蔵した水中用送受
    波器本体を、導線入りの信号ケーブルによって計測船か
    ら吊下して使用する水中用送受波器装置において、 水中用送受波器本体を楕円形の密閉短筒体により構成
    し、そのシャーシを構成する上端板の外壁に、水温セン
    サと深度センサを着脱自在に設けるとともに、水温セン
    サと深度センサの何れかを使用しない場合には受感部を
    取り外し防水キャップを施す構成とし、水中用送受波器
    本体の上端板の中央部に前記信号ケーブルを接続し、
    中用送受波器本体の前記上端板中央の前記信号ケーブル
    の基部に基端部が外嵌されて回動及び固定自在に突設さ
    れるアームよりなる支持具を介して水中用送受波器本体
    からやや離れた位置に音圧センサを設け、 水温センサ、深度センサ及び音圧センサに接続される各
    センサの信号線を前記信号ケーブル内に設けたことを特
    徴とする水中用送受波器装置。
JP6216030A 1994-09-09 1994-09-09 水中用送受波器装置 Expired - Lifetime JP2642878B2 (ja)

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JP2561870B2 (ja) 1990-03-26 1996-12-11 防衛庁技術研究本部長 移動物体観測装置

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