JP3002728B1 - 離隔水中送受波器用感度試験器 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 離隔水中送受波器用感度試験器による感度計
測方式の完全自動化を可能とし、計測されるデータの精
度の向上を図る。 【解決手段】 発信手段２３は、発信信号と同期信号を
出力し、発信信号を所定増幅した送信信号を同期信号に
より同期をとりながらソーナー用送波器４へ送出する。
同期信号は送信アンテナ７から無線送信され、受信アン
テナ１５で受信される。送信信号は送波音として海中を
伝搬し、計測用受波器１０に受波される。ＸＹアナライ
ザ１８は、送波音と同期信号とに基づいて静止画面を表
示する。また静止画面の波形に基づいて信号波の伝達時
間と直接波の振幅とを計測する。パーソナルコンピュー
タ１９は、ソーナー用送波器４への印加電圧、信号波の
伝達時間と直接波の振幅とのデータに基づいてソーナー
用送波器４の未知感度を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、海上において試験
船から所要距離隔てた計測船において、既知感度の計測
用送受波器を基準器として、計測船から海中に吊下し、
未知感度の試験船の船体に固定装備されたソーナー用送
受波器と組み合わせてパルス法によって感度試験を行う
場合に、計測に必要な同期信号を無線電波により行い、
水中音伝達時間と直接波の受波振幅を計測し、基準器の
計測用送受波器に組み入れした音速計の音速値とを用い
てソーナー用送受波器の感度測定を行う離隔水中送受波
器用感度試験器に関するものである。なお、本発明は、
海中伝搬音計測器及び各種音響器材の海上試験器として
適用可能である。

【０００２】

【従来の技術】水中用送波器又は水中用受波器の感度等
の性能把握を行う場合には、標準校正された既知感度の
水中用送波器又は水中用受波器を基準にして、未知感度
の水中用送波器又は水中用受波器とを組み合わせ、水槽
施設等において計測するのが一般的である。

【０００３】また、試験船の船体に固定装備されたソー
ナー用送受波器の性能把握を行う場合は、特許番号第２
６５３４１９号に示した「音響探査装置の送受波器感度
試験器」のように、既知感度の水中用送受波器を同試験
船の甲板から突き出棒にくくりつけて舷側から海中に吊
下して行っている。これは、比較的測定周波数が低く、
かつまた、計測距離が十数メータの場合に利用される。

【０００４】上記計測用に提案した計測装置の「音響探
査装置の送受波器感度試験器」は、既知感度の水中用送
受波器を基準器として、ソーナー用送受波器と組み合わ
せて、パルス法によって送波レベルと水中音伝達時間及
び直接波の受波振幅を測定し、デジタル記憶型波形表示
器によって計測した測定値及び計測時の水温に対する水
中音の音速数値をパーソナルコンピュータにデータ伝送
とデータ入力してソーナー用送受波器の未知感度を算出
している。

【０００５】すなわち、ソーナー用送受波器の送波器と
しての送波感度Ｓ₀ は、ソーナー用送受波器への送波印
加電圧Ｓ_E と既知感度の水中用送受波器の受波器として
使用した場合の受波感度Ｍ₀ 、受波レベルＭ_E 及びソー
ナー用送受波器と水中用送受波器との器間距離ｄを計
り、計測水温ｔにもとづき、水温と音速の関係表から音
速ｃを求めて、後述する簡略式の（３）式に代入するこ
とによって算出される。

【０００６】また、ソーナー用送受波器の受波器として
の感度Ｍ₀ は、受波レベルＭ_E 、既知感度の水中用送受
波器の送波器として使用した場合の送波感度Ｓ₀ 、送波
印加電圧Ｓ_E 及びソーナー用送受波器と水中用送受波器
との器間距離ｄを計り、計測水温ｔにもとづく水温と音
速との関係表から音速ｃを求めて、後述する簡略式の
（４）式に代入することによって算出できる。

【０００７】なお、理論計算式は、上記に水中の音波伝
搬における吸収減衰係数αを考慮することにより、
（１）及び（２）式で示される。 Ｓ₀ ＋Ｓ_E −２０ｌｏｇｄ−α／１０００＋Ｍ₀ ＋Ａ_G ＝Ｍ_E ・・・・（１） Ｍ₀ ＝Ｍ_E −（Ｓ₀ ＋Ｓ_E −２０ｌｏｇｄ−α／１０００＋Ａ_G ）・・（２） α ：吸収減衰係数（ｄＢ／ｋｍ）

【０００８】

【数１】

【０００９】ｆ_t ＝２１．９×１０^C Ｃ＝６．０−１５２０／（Ｔ＋２７３．０） ただし、Ａ：定数（１．８６×１０^-2） Ｓ：塩分濃度（ppt ） ｆ_t ：緩和周波数（kHz ） ｆ：周波数（kHz ） Ｂ：定数（２．６８×１０^-2）（ｆ＞３２の時Ｂ＝０） Ｔ：温度（℃）

【００１０】なお、比較的測定周波数が低く、かつま
た、計測距離が十数メータであって、海中の吸収減衰係
数による音波伝搬減衰量が無視できる程度の微小である
場合には、１及び２式は、簡略式の３及び４式で算出し
て差し支えない。 Ｓ₀ ＋Ｓ_E −２０ｌｏｇｄ＋Ｍ₀ ＋Ａ_G ＝Ｍ_E ・・・・・（３） Ｍ₀ ＝Ｍ_E −（Ｓ₀ ＋Ｓ_E −２０ｌｏｇｄ＋Ａ_G ）・・・（４） ただし Ｍ₀ ：ソーナー用送受波器の受波感度（ｄＢ）
〔ｄＢ re 1 Ｖ／μPa〕 Ｍ_E ＝２０ｌｏｇ（Ｖ_P /(２×２^1/2)） Ｍ_E ：受波レベル（ｄＢ） Ｖ_P ：シンクロスコープの振幅（Ｖ） Ｓ₀ ：基準送波器の送波感度（ｄＢ）〔ｄＢ re １μPa
／Ｖ，１ｍにおいて〕 Ｓ_E ＝２０ｌｏｇ（Ｖ_S /(２×２^1/2)） Ｓ_E ：基準送波器の印加電圧（ｄＢ） Ｖ_S ：シンクロスコープの振幅（Ｖ） ｄ：器間距離（ｍ）〔＝ｃ×ｔ〕 ｃ：水中の音速（１４ｃ°：１５００ｍ／ｓｅｃ） ｔ：音波の伝達時間（ｓｅｃ） Ａ_G ：受波系の電圧増幅度（ｄＢ）

【００１１】この計測における「音響探査装置の送受波
器感度試験器」は、ソーナー用送受波器を装備している
試験船の計測室で専ら実施する装置である。このため、
ソーナー用送受波器と所要距離隔てた既知感度の水中用
送受波器との器間距離を求めるのに必要な水中音伝達時
間及び直接波の受波振幅の表示位置を見極めるのに必要
な同期信号が測定上不可欠である。

【００１２】また近年、ソーナー用送受波器が大規模に
なって、感度計測の定義である遠距離音場での測定に必
要な計測の最低距離が拡大しつつあり、従来の数メータ
から数十メータになっている。図４は、上記「音響探査
装置の送受波器感度試験器」を遠距離音場で使用したと
きの感度計測系統図である。

【００１３】この場合、別途仕立てる作業船３５で所要
距離を隔てた距離の間に試験船８から既知感度の計測用
送受波器１０の延長した同期信号ケーブル３１及び送波
信号ケーブル３２を作業船まで海上展張させて、既知感
度の計測用送受波器１０を作業船３５から吊下して対応
する。

【００１４】試験船８には上記「音響探査装置の送受波
器感度試験器」と同様、周波数，パルス幅及び繰り返し
周期を設定するシンセサイザ１、電気信号を増幅する電
力増幅器２、ソーナー用送受波器４への所定の印加電圧
を計測する電圧計３、所定の電圧印加によって水中へ音
波を送波するソーナー用送受波器４が設けられている。

【００１５】また、試験船８には、ソーナー用送受波器
４から計測用送受波器１０までの数十〜数百ｍの器間距
離ｄを送波音が伝搬し、既知感度の試験用送受波器１０
に受波されて、送波信号ケーブル３２を経由して、イン
ピーダンス変換し低インピーダンスにする前置増幅器１
２、所要周波数の信号音を通過させるバンドパスフィル
タ１３、微小振幅を増幅する主増幅器１４、同期信号入
力端子を有し送信タイミングの同期信号に基づく音波伝
搬時間の計測と受波レベルの振幅測定を自動計測するデ
ィジタル記憶型波形表示器３６、感度，送波レベル及び
受波レベル等の所要の音響性能値をプログラム計算させ
るパーソナルコンピュータ１９、データを出力するプリ
ンタ２２が設けられている。

【００１６】しかし、さらにソーナー用送受波器４が大
規模になるのに伴って、かつ、使用周波数が高いソーナ
ー用送受波器４の場合、遠距離音場の条件を満足するに
は、計測の最低距離が数百メータになるものの、ソーナ
ー用送受波器４と計測用送受波器１０との距離ｄ及び直
接波の振幅の両方を測定するに必要な同期信号が不可欠
であることは変わりない。

【００１７】もし、同期信号がなければ、家庭のテレビ
ジョンの画像が静止せず流れる症状と同じ状況となるこ
とであり、計測距離及び直接波の振幅データは、全く得
られないという問題がある。

【００１８】また、水中の音速値ｃとして一定の値（１
４ｃ°：１５００ｍ／ｓｅｃ）を用いていたため、水温
等の変化による音速の変動に対応できず、正確な器間距
離ｄが得られない。

【００１９】更に、感度の定義で規定されている基準距
離（１ｍ）への距離換算が不可能であり、ソーナー送受
波器４の感度を求めることが出来ないという問題があ
る。

【００２０】なお、ケーブルを配して同期信号を有線で
接受する場合には、既知感度のソーナー用送受波器４の
送波信号ケーブル３２の他に、さらに同期信号用のケー
ブル３１を追加すると共に、離隔距離隔てた規模増大作
業に対応できる甲板作業設備を備えた作業船３５の派出
がさらに必要になるという問題がある。この時、ケーブ
ル３１，３２の海上展張には、ブイ等の浮力体３３に係
着する等の複雑で煩雑な仕掛けと準備作業を要する上、
警戒船３４も必要であり経費面や、安全性等にも影響を
及ぼすという問題がある。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点を
除くために上記計測装置を改良したものであって、その
目的とするところは、離隔水中送受波器用感度試験器に
よる感度計測方式の完全自動化を可能とし、計測される
データの精度の向上を図ることにある。

【００２２】また他の目的は、海上で試験船の船体固定
装備のソーナー用送受波器の感度測定を所要距離隔てた
位置の計測船の舷側から既知感度の計測用送受波器を吊
下して計測をパルス法で実施する場合、計測に必要な同
期信号系統を無線電波方式とすることにより、海上の状
態により感度計測が左右されやすい両船間の離隔距離に
わたる有線展張及びその準備を不要とし、煩雑な試験船
と計測船間にわたる同期信号系のケーブル安全性の向上
及び試験船と計測船間の横切り航行船の監視とそれを阻
止する警戒船を不必要とし、経費の節減効果の増大を図
ることにある。

【００２３】更に他の目的は、無線で送受信する同期信
号を基準とすることにより、海中を伝播する送信信号
（送波音）に比し伝達時間の遅れをなくし、海中の送信
信号（送波音）の伝達時間を的確に計測することにあ
る。

【００２４】また他の目的は、送信信号の入力に基づい
てソーナー用送波器から計測用受波器へ送出される送波
音と、同期信号受信手段により受信された同期信号と、
に基づいて静止画面を表示する表示計測手段を設けたこ
とにより、送信信号の送波時を起点とする受波波形を表
示することにあり、またこれによって、起点から直接波
受波点までの時間を送信毎に計測し、送信信号（水中
音）の伝達時間を自動計測することにある。

【００２５】更に他の目的は、送波器への印加電圧及び
表示計測手段により計測された信号波の伝達時間及び直
接波の振幅のデータに基づいて送波器の未知感度を演算
する演算手段を設けたことにより、感度の定義である基
準距離（１ｍ）への距離換算が問題なく可能となり、ソ
ーナー用送波器又はソーナー用受波器の未知感度を正確
に求めることにある。

【００２６】また他の目的は、計測用送受波器に設けら
れた音速計で計測される音速値により、伝達時間と相ま
って計測時のソーナー用送受波器と計測用送受波器の器
間距離を正確に計測することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】要するに、本発明の請求
項１記載の離隔水中送受波器用感度試験器は、試験船の
船底に固定装備された未知感度のソーナー用送波器と、
前記試験船から所定距離離隔されている計測船から水中
に吊下されており、前記ソーナー用送波器との組合せに
より一対の送受波器を構成する既知感度の計測用受波器
と、前記試験船に設けられ、計測する所定周波数毎に発
信信号を出力するとともに同期信号を出力し、前記発信
信号を所定増幅した送信信号を前記同期信号により同期
をとりながら前記ソーナー用送波器へ送出する発信手段
と、前記試験船に設けられ、前記発信手段から出力され
た同期信号を無線送信する同期信号送信手段と、前記計
測船に設けられ、前記送信手段から無線送信された同期
信号を受信する同期信号受信手段と、前記送信信号の入
力に基づいて前記ソーナー用送波器から前記計測用受波
器へ送出される送波音と、前記同期信号受信手段により
受信された同期信号と、に基づいて静止画面を表示し、
前記ソーナー用送波器から送波音が送出される毎の前記
静止画面の波形に基づいて、前記送波音が送出されてか
ら前記計測用受波器が直接波を受波するまでの信号波の
伝達時間と直接波の振幅と塩分濃度計，深度計及び水温
計により求められる吸収減衰係数とを自動計測する表示
計測手段と、該表示計測手段により計測された信号波の
伝達時間と直接波の振幅と吸収減衰係数のデータに基づ
いて前記ソーナー用送波器の送波感度を演算する演算手
段と、を具備することを特徴としている。

【００２８】また、本発明の請求項２記載の離隔水中送
受波器用感度試験器は、試験船の船底に固定装備された
未知感度のソーナー用受波器と、前記試験船から所定距
離離隔されている計測船から水中に吊下されており、前
記ソーナー用受波器との組合せにより一対の送受波器を
構成する既知感度の計測用送波器と、前記計測船に設け
られ、計測する所定周波数毎に発信信号を出力するとと
もに同期信号を出力し、前記発信信号を所定増幅した送
信信号を前記同期信号により同期をとりながら前記ソー
ナー用送波器へ送出する発信手段と、前記計測船に設け
られ、前記発信手段から出力された同期信号を無線送信
する同期信号送信手段と、前記試験船に設けられ、前記
送信手段から無線送信された同期信号を受信する同期信
号受信手段と、前記送信信号の入力に基づいて前記計測
用送波器から前記ソーナー用受波器へ送出される送波音
と、前記同期信号受信手段により受信された同期信号
と、に基づいて静止画面を表示し、前記計測用送波器か
ら送波音が送出される毎の前記静止画面の波形に基づい
て、前記送波音が送出されてから前記ソーナー用受波器
が直接波を受波するまでの信号波の伝達時間と直接波の
振幅と吸収減衰係数とを自動計測する表示計測手段と、
該表示計測手段により計測された信号波の伝達時間と直
接波の振幅と前記吸収減衰係数のデータに基づいて前記
ソーナー用受波器の受波感度を演算する演算手段と、を
具備することを特徴としている。

【００２９】また、上記離隔水中送受波器用感度試験器
の計測用送波器又は計測用受波器は、少なくとも音速計
及び塩分濃度計を備えるモニタセンサを有し、前記演算
手段は、前記音速計により計測される音速値及び前記塩
分濃度計により計測される水中の塩分濃度のデータをも
含めて前記ソーナー用送波器又は前記ソーナー用受波器
の未知感度を演算してもよい。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下本発明に係わる離隔水中送受
波器用感度試験器の実施例を図１〜図３によって説明す
る。図１は本発明における感度測定系統図である。なお
本実施の形態では、ソーナー用送受波器４の送波感度を
計測するため、ソーナー用送受波器４を送波器として、
計測用送受波器１０を受波器として用いることとする。
また、上述した従来例と同一又は同等部分には同一符号
を付して示し、説明を省略する。

【００３１】試験船８には、発信信号と同期信号（トリ
ガ信号）を出力する発信手段２３と、船底に固定装備さ
れた未知感度のソーナー用送受波器４と、同期信号を無
線送信する同期信号送信手段２４が設けられている。

【００３２】発信手段２３は、周波数，パルス幅及び繰
り返し周期を設定するシンセサイザ１と、発信信号を増
幅する電力増幅器２と、ソーナー用送受波器４への所定
の印加電圧を計測する電圧計３と、で構成されている。

【００３３】同期信号送信手段２４は、パルス変調回路
及び送信回路で構成されるトリガ信号変調回路５と、無
線送信器６と、同期信号を電波信号として送信する送信
アンテナ７と、で構成されている。

【００３４】シンセサイザ１では、同期信号（トリガ信
号）と、同期信号に同期した発信信号とが同時に出力さ
れる。発信信号は電力増幅器２により増幅され、送信信
号としてソーナー用送受波器４へ送出される。このとき
の印加電圧は、電圧計３により計測される。ソーナー用
送受波器４は、同期信号から同期をとった状態で、上述
した電圧印加によって水中へ送波音を送波する。

【００３５】また、シンセサイザ１から出力された同期
信号は、トリガ信号変調回路５で正弦波バースト信号に
変換され、無線送信器６により送信アンテナ７から送信
される。

【００３６】一方、遠距離離れた計測船９には、計測船
９の舷側からケーブル３０で吊下した既知感度の計測用
送受波器１０と、試験船８からの同期信号を受信する同
期信号受信手段２６と、計測用送受波器１０で受波され
た送波音を受波信号として増幅して入力されるとともに
同期信号受信手段で受信された同期信号が入力される表
示計測手段１８と、が設けられている。

【００３７】同期信号受信手段２６は、バースト信号と
して無線送信された同期信号を受信する受信アンテナ１
５と、無線受信器１６と、パルス復調回路及び受信回路
で構成されるトリガ信号復調回路１７と、で構成されて
いる。

【００３８】表示計測手段としてのＸＹアナライザ１８
は、同期信号入力端子を有し送信タイミングの同期信号
に基づく音波伝搬時間の計測と受波レベルの振幅測定を
自動計測する。

【００３９】試験船８の送信アンテナ７から無線送信さ
れたバースト信号は、受信アンテナ１５により無線受信
器１６で受信され、トリガ復調回路１７でトリガ信号に
変換生成されて、ディジタル型のＸＹアナライザ１８の
同期入力端子に送出される。

【００４０】また、計測用送受波器１０に受波された送
波音（受波信号）は、ケーブル３０を経由して増幅器２
５に入力される。増幅器２５は、前置増幅器１２とバン
ドパスフィルタ１３と主増幅器１４と、で構成されてい
る。受波信号はまず、前置増幅器１２でインピーダンス
変換されて低インピーダンスの信号波となる。そして、
バンドパスフィルタ１３により所要周波数の信号音（直
接波）を通過させ、主増幅器１４によりその微小振幅を
増幅し、ディジタル型のＸＹアナライザ１８に送出され
る。

【００４１】ディジタル型のＸＹアナライザ１８では、
同期信号と受波信号の入力を受け、送信タイミングの同
期信号に基づく音波伝搬時間の計測と受波レベルの振幅
測定を自動計測する。すなわち、送信毎の直接波の振幅
と音波伝搬時間（ｔ）が連続自動測定されることとな
る。

【００４２】このときのＸＹアナライザ１８の静止画面
を図２に示す。画面上には送信信号（直接波）の送波時
を起点とする受波波形が表示されている。この起点から
直接波受波点までの時間を送信毎に計測することによっ
て、送波音（直接波）の伝搬時間ｔが自動的に求められ
る。

【００４３】すなわち、音波伝搬時間（ｔ）は、受波し
た直接波のうちの最先端部の立ち上がり波形が予め設定
したスライスレベル（Ｔｈ）を越えた点の時間ｔ₁ と、
トリガ信号を起点とする時間ｔ₀ との差を計測して求め
る。

【００４４】この時、音波伝搬時間（ｔ）は、シンセサ
イザ１の同期出力信号を起点として、受波波形の最初の
立ち上がり波形までの間を自動読み取りすることで得ら
れる。また、その時の振幅は、送波信号のパルス幅を考
慮した区間を自動読み取りすることで、音波伝搬時間
（ｔ）と共に同時に得られる。

【００４５】以上のようにして、海中を伝搬する送波音
に比べ伝搬時間の遅れが殆ど無い空中の電波で同期信号
を送信し、それを基準とするため、試験船のソーナー用
送受波器から送波され、計測用送受波器１０にいたる海
中の送波音の伝達時間（ｔ）が的確に計測できる。

【００４６】なお、送信トリガ信号に対して、生成した
トリガ信号及び受波信号のスレショルドレベルまでに
は、わずかな数マイクロ秒の無視して差し支えない程度
ではあるが、時間遅れを伴っている。この時間遅れを極
力小さくすることは、回路設計技術で可能であり、あら
かじめ別途の計測によっても得られ、補正値として感度
計算式に用いることも出来る。

【００４７】また、計測船９には、感度，送波レベル及
び受波レベル等の所要の音響性能値をプログラム計算さ
せるパーソナルコンピュータ（演算手段）１９と、デー
タを出力するプリンタ２２が設けられている。

【００４８】パーソナルコンピュータ１９は、ＸＹアナ
ライザ１８により計測されたソーナー用送受波器４への
印加電圧，信号波の伝達時間及び直接波の振幅とのデー
タが送出される。

【００４９】パーソナルコンピュータ１９では、ソーナ
ー用送受波器４を駆動する試験周波数毎に電圧計３で計
測されるソーナー用送受波器４への印加電圧，送信毎の
直接波の振幅，受信系の増幅度，音波伝搬時間（ｔ）及
び音速（ｃ）を，予めプログラムされた計算式に代入し
て、離隔距離を隔てた距離において、試験船８の船体に
固定装備されているソーナー用送受波器４の未知感度を
測定する。

【００５０】さらに、あらかじめ設定のとおりの送波器
端子電圧の値をパーソナルコンピュータ１９に入力し
（２）式による感度計算を実行させるものである。な
お、受波系の前置増幅器１２，バンドパスフィルタ１３
及び主増幅器１４の各増幅度については、測定周波数に
対してあらかじめ計測しておけばよい。

【００５１】また、複数の試験船８のソーナー用送受波
器４の送波感度を計測するには、計測船９の計測用送受
波器１０を基準受波器として用いて、各試験船８のソー
ナー用送受波器４からの送信を順次行うことによって連
続的に実施できる。

【００５２】以上、ソーナー用送受波器４の送波感度を
計測する場合の実施の形態について述べたが、ソーナー
用送受波器４の受波感度を計測する場合には、上記実施
の形態とは逆に、計測船９に発信手段２３としてのシン
セサイザ１，電力増幅器２及び電圧計３を搭載設置を行
い、計測用送受波器１０を吊下する。

【００５３】次に、同期信号送信手段２４としてのパル
ス信号変調回路５，無線送信器６及び送信アンテナ７を
合わせて配置する。

【００５４】一方、試験船８には、増幅器２５、表示計
測手段としてのディジタル型のＸＹアナライザ１８と、
演算手段としてのパーソナルコンピュータ１９及びプリ
ンタ２２を搭載設置する。

【００５５】次に、同期信号受信手段２６としての受信
アンテナ１５，無線受信器１６及びトリガ信号復調回路
１７を併せて配置する。

【００５６】したがって、計測船９の計測用送受波器１
０で送波された送波音をソーナー用送受波器４で受波す
ると共に、試験船８の受信アンテナ１５で同期信号の電
波（バースト信号）を受信し、受信アンテナ１５，無線
受信器１６及びトリガ信号復調回路１７を経由してＸＹ
アナライザ１８の同期入力端子へ送出する。このように
して、試験船８の船体固定のソーナー用送受波器４の受
波感度が計測できる。

【００５７】さらに、計測船９の１隻と複数の試験船８
と組み合わせることによって、計測船９から送波音と同
期信号を送出させることにより、複数の試験船８のソー
ナー用送受波器４の受波感度計測が同時に実施できる。

【００５８】なお、上述したいずれの形態においても、
計測用送受波器１０に、音速計，水温計，深度計，塩分
濃度計を備えるモニタセンサを設けてもよい。音速計，
水温計，深度計，塩分濃度計の各計測値は、データロガ
２０に集められ、インタフェーサ２１でＡＤ変換され
て、パーソナルコンピュータ（演算手段）１９に送出さ
れる。

【００５９】音速計で計測された計測値を用いると、予
めパーソナルコンピュータ１９に記憶されている音速値
よりも実際の正確な計測値が計測される。この計測値が
パーソナルコンピュータ１９に送出されると、計測時の
試験船８のソーナー用送受波器４と計測用送受波器１０
との器間距離ｄが正確に計算されることとなる。

【００６０】また、水温計，深度計，塩分濃度計の各計
測値をもパーソナルコンピュータ１９に送出されると、
感度計測時の音波の振幅計測値と併せて同時にデータ収
集でき、環境データと一体化した極めて有用な技術資料
がえられることとなる。

【００６１】

【実施例】次に、本発明の離隔水中感度試験器の適用の
一つとして行った片道伝搬音距離減衰特性の計測実施例
を示す。この実施例においては、試験海域において，実
験船の供試送受波器から所要の比較的高い周波数、送信
モード及びパルス幅で送波し、これを実験船から計測船
までの離隔距離５０ｍから最大４００ｍまでの距離毎に
計測船から吊下した計測用受波器で受波し、音圧レベル
を測定した。その時の計測に必要なトリガ信号は、電波
信号で送信し、接受した。

【００６２】片道伝搬音距離減衰特性の計測による音圧
レベルは，デジタルオシロスコープの計測値から（７）
式により算出し，各距離毎に音圧レベルをプロットして
距離特性を求めた。その結果の一例を図３に示す。

【００６３】同図には、計測データの妥当性を検討する
ため、実測した塩分濃度Ｓ（３４ｐｐｔ）と海水温度ｔ
（２４°ｃ）を用いて水中伝搬損失の（２）式の理論式
より計算し、実線で示した試験実施現場海域の推定値と
比較した。 Ｍ_P ＝ Ｍ₀₁ ＋ ２０ｌｏｇ（Ｖ_P /(２×２^1/2)）・・・・（７） Ｍ_P ：受波音圧レベル（ｄＢ） Ｍ₀₁：試験用受波器の受波感度（ｄＢ） Ｖ_P ：シンクロスコープの振幅（Ｖ）

【００６４】計測に際して，同期信号を電波送信方式で
実施し，器間距離が確実に計測できたことにより，図３
の結果は計測値のバラツキが小さく、推定値とほぼ合う
良好な結果を得ることができた。以上のように、本発明
は測定機器構成を簡易化でき、煩雑な変動振幅読み取り
作業を解消させると共により良好な計測精度でデータが
得られる等の優れた効果のあることが分かった。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明による離隔水
中送受波器用感度試験器では、離隔水中送受波器用感度
試験器による感度計測方式の完全自動化を可能とし、計
測されるデータの精度の向上を図ることが可能である。

【００６６】また、海上で試験船の船体固定装備のソー
ナー用送受波器の感度測定を所要距離隔てた位置の計測
船の舷側から既知感度の計測用送受波器を吊下して計測
をパルス法で実施する場合、計測に必要な同期信号系統
を無線電波方式とすることにより、海上の状態により感
度計測が左右されやすい両船間の離隔距離にわたる有線
展張及びその準備を不要とし、煩雑な試験船と計測船間
にわたる同期信号系のケーブル安全性の向上及び試験船
と計測船間の横切り航行船の監視とそれを阻止する警戒
船を不必要とし、経費の節減効果の増大を図ることが可
能である。

【００６７】更に、無線で送受信する同期信号を基準と
することにより、海中を伝播する送信信号（送波音）に
比し伝達時間の遅れをなくし、海中の送信信号（送波
音）の伝達時間を的確に計測することが可能である。

【００６８】また、送信信号の入力に基づいてソーナー
用送波器から計測用受波器へ送出される送波音と、同期
信号受信手段により受信された同期信号と、に基づいて
静止画面を表示する表示計測手段を設けたことにより、
送信信号の送波時を起点とする受波波形を表示すること
が可能である。またこれによって、起点から直接波受波
点までの時間を送信毎に計測し、送信信号（送波音）の
伝達時間を自動計測することが可能である。

【００６９】更に、表示計測手段により計測された送波
器への印加電圧、信号波の伝達時間及び直接波の振幅の
データに基づいて送波器の未知感度を演算する演算手段
を設けたことにより、感度の定義である基準距離（１
ｍ）への距離換算が問題なく可能となり、ソーナー用送
波器又はソーナー用受波器の未知感度を正確に求めるこ
とが可能である。

【００７０】また、計測用送受波器に設けられた音速計
で計測される音速値により、伝達時間と相まって計測時
のソーナー用送受波器と計測用送受波器の器間距離を正
確に計測することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の離隔水中送受波器用感度試験器測定系
統図である。

【図２】ＸＹアナライザの静止画面（表示波形）を示し
た図である。

【図３】本発明による片道音波伝搬減衰特性計測例であ
る。

【図４】海上試験における従来の感度測定系統図であ
る。

【符号の説明】

４…ソーナー用送受波器 ８…試験船 ９…計測船 １０…計測用送受波器 １１…モニタセンサ １８…表示計測手段（ＸＹアナライザ） １９…演算手段（パーソナルコンピュータ） ２３…発信手段 ２４…同期信号送信手段 ２６…同期信号受信手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試験船の船底に固定装備された未知感度
   のソーナー用送波器と、 前記試験船から所定距離離隔されている計測船から水中
   に吊下されており、前記ソーナー用送波器との組合せに
   より一対の送受波器を構成する既知感度の計測用受波器
   と、 前記試験船に設けられ、計測する所定周波数毎に発信信
   号を出力するとともに同期信号を出力し、前記発信信号
   を所定増幅した送信信号を前記同期信号により同期をと
   りながら前記ソーナー用送波器へ送出する発信手段と、 前記試験船に設けられ、前記発信手段から出力された同
   期信号を無線送信する同期信号送信手段と、 前記計測船に設けられ、前記送信手段から無線送信され
   た同期信号を受信する同期信号受信手段と、 前記送信信号の入力に基づいて前記ソーナー用送波器か
   ら前記計測用受波器へ送出される送波音と、前記同期信
   号受信手段により受信された同期信号と、に基づいて静
   止画面を表示し、前記ソーナー用送波器から送波音が送
   出される毎の前記静止画面の波形に基づいて、前記送波
   音が送出されてから前記計測用受波器が直接波を受波す
   るまでの信号波の伝達時間と直接波の振幅と塩分濃度
   計，深度計及び水温計により求められる吸収減衰係数と
   を自動計測する表示計測手段と、 該表示計測手段により計測された信号波の伝達時間と直
   接波の振幅と前記吸収減衰係数のデータに基づいて前記
   ソーナー用送波器の送波感度を演算する演算手段と、 を具備することを特徴とする離隔水中送受波器用感度試
   験器。
2. 【請求項２】 試験船の船底に固定装備された未知感度
   のソーナー用受波器と、 前記試験船から所定距離離隔されている計測船から水中
   に吊下されており、前記ソーナー用受波器との組合せに
   より一対の送受波器を構成する既知感度の計測用送波器
   と、 前記計測船に設けられ、計測する所定周波数毎に発信信
   号を出力するとともに同期信号を出力し、前記発信信号
   を所定増幅した送信信号を前記同期信号により同期をと
   りながら前記ソーナー用受波器へ送出する発信手段と、 前記計測船に設けられ、前記発信手段から出力された同
   期信号を無線送信する同期信号送信手段と、 前記試験船に設けられ、前記送信手段から無線送信され
   た同期信号を受信する同期信号受信手段と、 前記送信信号の入力に基づいて前記計測用送波器から前
   記ソーナー用受波器へ送出される送波音と、前記同期信
   号受信手段により受信された同期信号と、に基づいて静
   止画面を表示し、前記計測用送波器から送波音が送出さ
   れる毎の前記静止画面の波形に基づいて、前記送波音が
   送出されてから前記ソーナー用受波器が直接波を受波す
   るまでの信号波の伝達時間と直接波の振幅と塩分濃度
   計，深度計及び水温計により求められる吸収減衰係数と
   を自動計測する表示計測手段と、 該表示計測手段により計測された信号波の伝達時間と直
   接波の振幅と前記吸収減衰係数のデータに基づいて前記
   ソーナー用受波器の受波感度を演算する演算手段と、 を具備することを特徴とする離隔水中送受波器用感度試
   験器。