JP4027528B2 - Sound material performance measuring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響材(吸音材や音響透過材)の音響性能を高水圧下に測定するための音響材性能測定装置に関し、さらに詳しくは、深海での高水圧を測定環境として利用すると共に、その測定作業を高効率に行うことを可能にした音響材性能測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
高水圧下に使用される吸音材や音響透過材等の音響材の音響性能を確認するには、その音響性能の測定を高水圧の測定環境で行う必要がある。
【0003】
従来、音響材の音響性能を高水圧下に測定する方法として、大型の水圧タンク内に音響測定器と共にサンプルを設置し、タンクの内圧を高めた状態で測定を行うようにしている。
【0004】
しかしながら、水圧タンク内で音響性能を測定すると音波の反射や散乱を生じるため、サンプルが吸音材である場合、波長や近距離音場を考慮すると計測可能な周波数範囲が高周波数帯域に限定されてしまう。また、サンプルが音響透過材である場合は、音波の回折を避けるためにサンプルを所定のサイズ以上に大きくする必要があるので、相当大型の水圧タンクでないと音響性能の測定が困難である。
【0005】
そこで、上述のような水圧タンクを使用する替わりに、サンプルを取り付けた音響測定器を船上から海中へ吊り下げ、深海での高水圧を測定環境として利用することが考えられる。ところが、船上から音響測定器を深海まで吊り下げ、測定終了後に揚収する一連の作業には多大な時間を要するため、船上から単に1組の音響測定器を吊り下げたのでは作業効率が極めて悪く、しかも複数のサンプルの測定条件にバラツキを生じる恐れがある。一方、船上から複数組の音響測定器を同時に吊り下げようとした場合、これら音響測定器と通信用ケーブル等の総重量が過大になるため、音響測定器を深海まで吊り下げることが困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、深海での高水圧を測定環境として利用することにより、高水圧下において低周波数帯域から高周波数帯域までの音響性能の測定を可能にすると共に、その測定作業を効率良く行うことを可能にした音響材性能測定装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の音響材性能測定装置は、少なくとも通信用ケーブルおよび電源用ケーブルを束ねて内挿するとともに、これらケーブルの隙間に充填材を介在させ、外周にスチールワイヤ層からなる外装材を被覆したアーマーケーブルを介して船上からプラットホームを吊り下ろし、該プラットホームに複数組の音響測定器を搭載すると共に、前記プラットホームに前記複数組の音響測定器の切り換えを行う水中電子部を耐圧容器に内蔵して取り付け、該水中電子部に前記通信用ケーブルを接続したことを特徴とするものである。
【0008】
このように音響測定器を搭載したプラットホームを船上から吊り下ろし、深海での高水圧を測定環境として利用することにより、高水圧下において低周波数帯域から高周波数帯域までの音響性能を測定することが可能になる。しかも、プラットホームが複数組の音響測定器を備えているため同一条件で高効率な測定作業が可能になる。
【0009】
上記音響材性能測定装置では、船上から通信用ケーブルおよび電源用ケーブルを束ねて内挿するとともに、これらケーブルの隙間に充填材を介在させ、外周にスチールワイヤ層からなる外装材を被覆したアーマーケーブルを介してプラットホームを吊下することで、これらケーブルが張力を受けることを回避すると共に、複数組の音響測定器を水中電子部の制御により切り換え可能にしたことにより、複数組の音響測定器に対する通信用ケーブルを共通化してその本数を削減し、装置全体を軽量化しているので、アーマーケーブルの索長を長くし、音響測定器を深海まで吊り下げることができる。このように音響測定器を深海まで吊り下げることにより、高水圧でかつ音波の反射等の影響を排除した測定環境を実現することが可能になる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態からなる音響材性能測定装置を例示するものである。図において、台船1は回転駆動可能なウインチドラム2を搭載し、このウインチドラム2の回転によりアーマーケーブル3を巻き取り自在に構成されている。台船1の縁部にはフレームクレーン4が配設され、このフレームクレーン4に取り付けたリールブロック5を支点としてアーマーケーブル3の先端が海中に向かって吊り下げられている。また、アーマーケーブル3の後端は陸上接続ケーブル6及び回線接続器7を介して音響材測定系8に接続されている。
【0011】
上述した船上部に対して水中部は以下のように構成されている。即ち、アーマーケーブル3の先端側は引き留め金具9を介してプラットホーム10に連結されている。このプラットホーム10は梯子状の測定用治具11を介して複数組の音響測定器12を搭載している。各音響測定器12は、音波を送信する送波器と、音波の送信路内に音響材のサンプルを固定する基板と、該サンプルが反射した音波を受信する受波器とを備えている。これら音響測定器12は測定用治具11と共にプラットホーム10に対して着脱自在になっている。
【0012】
図1は低周波数用のセッティングを示している。図1において、測定用治具11は2組の音響測定器12を備えており、低周波送波器SAL,SBLから送信した音波をそれぞれサンプルS1,S2で反射させ、その反射音を受波器MA,MBで受信するように構成されている。一方、図2は高周波数用のセッティングを示すものである。図2において、測定用治具11は4組の音響測定器12を備えており、中周波送波器SAM、高周波送波器SAH、中周波送波器SBM、高周波送波器SBHから送信した音波をそれぞれサンプルS1,S2,S3,S4で反射させ、その反射音を受波器MA,MBで受信するように構成されている。但し、受波器MAは送波器SAM,SAHに対して共通であり、受波器MBは送波器SBM,SBHに対して共通である。
【0013】
プラットホーム10には、複数組の音響測定器12を切り換えるための電子部を耐圧容器に内蔵させた水中電子部13が取り付けられている。この水中電子部13にはアーマーケーブル3に内挿した通信用ケーブルや電源用ケーブルが接続されている。通信用ケーブルとは送信系、受信系、水温や深度の検出系、信号切換系の信号を伝達するためのケーブルである。また、測定用治具11には水温や深度を測定するためのセンサ14が取り付けられている。このセンサ14は水温や深度を実時間で船上に伝達するものであっても良く、或いは水温や深度のデータを経時的に記録するものであっても良い。
【0014】
図3はアーマーケーブルの断面構造を示すものである。図3に示すように、アーマーケーブル3は1本の同軸ケーブル21(通信用ケーブル)、複数本の信号ケーブル22(通信用ケーブル)、複数本の電源線23(電源用ケーブル)を束ね、その隙間に耐水圧性を確保するために充填材24を介在させた状態で黒色ポリウレタンからなるシース材25を被覆し、その周囲に2層のスチールワイヤ層からなる外装材26を被覆した構造になっている。このアーマーケーブル3は同軸ケーブル21、信号ケーブル22、電源線23を介して信号の伝達や電力の供給を行うと共に、その外側の外装材26が水中部の全重量と繰り出したケーブルの自重に耐えて水中部の吊下や揚収を可能にする強度を発揮するように設計されている。各種ケーブルとしては金属線のほか光ファイバーを用いても良い。
【0015】
上記アーマーケーブル3において、送信系を纏めてその通信に同軸ケーブル21を使用すると良い。受信系、水温や深度の検出系、信号切換系の通信には信号ケーブル22を使用すると良い。また、電源系はなるべく信号に影響を与えないように複数本の電源線23に分散させると良い。これら信号ケーブル22や電源線23は、いずれも空き線を備えており、トラブル発生時の冗長性を確保している。
【0016】
図4は水中電子部のブロック図である。図中、●はアーマーケーブル3に対する端子であり、○は送受波器に対する端子である。図4に示すように、チャンネル選択ユニット31において、入出力回路32を介して入力した制御信号に基づいてチャンネルセレクタ33がリレードライバ34を駆動するようになっている。また、被選択チャンネル検出回路35はリレードライバ34で選択されたチャンネルを検出し、これを外部に出力するようになっている。
【0017】
リレードライバ34は、チャンネルCh0のときリレーRL1,RL5を駆動し、チャンネルCh1のときリレーRL2,RL5を駆動し、チャンネルCh2のときリレーRL3,RL6を駆動し、チャンネルCh3のときリレーRL4,RL6を駆動するようになっている。これらリレーRL1〜RL6は駆動状態でそれぞれスイッチSW1〜SW6をオンにする。
【0018】
図1に示す低周波数用のセッティングでは、チャンネルCh0のときサンプルS1の測定を行い、チャンネルCh2のときサンプルS2の測定を行うことができる。一方、図2に示す高周波数用のセッティングでは、チャンネルCh0のときサンプルS1の測定を行い、チャンネルCh1のときサンプルS2の測定を行い、チャンネルCh2のときサンプルS3の測定を行い、チャンネルCh3のときサンプルS4の測定を行うことができる。なお、リレーについても予備的なリレーを装備し、トラブル発生時の冗長性を確保することが好ましい。
【0019】
水中電子部13は2系統の定電圧電源部36,37を備えており、これら定電圧電源部36,37が台船1に設けた電源(±24V,±15V)にそれぞれ接続されている。また、深度処理回路38は深度センサ39が検出した深度を補正処理し、これを外部に出力するようになっている。
【0020】
上述した音響材性能測定装置では、音響測定器12を搭載したプラットホーム10を台船1上から吊り下ろし、深海での高水圧を測定環境として利用するので、従来のように水圧タンクを用いる場合とは異なって、低周波数帯域から高周波数帯域までの音響性能を測定することが可能である。低周波数用のセッティングと高周波数用のセッティングは、複数組の音響測定器12を取り付けた測定用治具11を交換するだけで簡単に行うことができる。
【0021】
また、プラットホーム10は複数組の音響測定器12を備えており、同時に複数個のサンプルについて音響性能を測定可能であるので、その測定作業を効率良く行うことができる。しかも同時に吊り下げた複数個のサンプルについては必ず同一条件となるので、海上気象が短時間で変化する状況であっても、測定条件のバラツキを気にすることなく計測を実施することができる。なお、上記測定装置は各種のセンサを備えているので、計測時の水温や水深を台船1上で常に把握することができる。
【0022】
上述した音響材性能測定装置では、台船1上から同軸ケーブル21、信号ケーブル22、電源線23を含む各種ケーブルを内挿したアーマーケーブル3を介してプラットホーム10を吊下しているので、これらケーブルが張力を受けることはない。また、複数組の音響測定器12の切り換えを行う水中電子部13を設置しているので、アーマーケーブル3の内部には複数組の音響測定器12に対して共通の通信用ケーブルを使用することができる。そのため、通信用ケーブルの本数を削減し、装置全体を軽量化することができる。
【0023】
本発明の音響材性能測定装置では、通信用ケーブルへの張力負荷の回避と装置全体の軽量化とが相まって、アーマーケーブル3の索長を長くすることを可能にし、音響測定器12を深海まで吊り下げることを可能にしている。このように音響測定器を深海まで吊り下げることにより、高水圧でかつ音波の反射等の影響を排除した測定環境を実現することが可能になる。また、通信用ケーブルの本数を削減することは、アーマーケーブル3の内部に予備的なケーブルを配置可能にするので、これがトラブル発生時の冗長性を向上し、ひいては装置全体の運用性や信頼性の向上に寄与する。
【0024】
上述した実施形態では、主として吸音材の音響性能(反射音減衰性能)の測定について述べているが、プラットホームに搭載する音響測定器の構成を変更することにより、例えば音響透過性能等の他の音響性能の測定にも適用することが可能である。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、少なくとも通信用ケーブルおよび電源用ケーブルを束ねて内挿するとともに、これらケーブルの隙間に充填材を介在させ、外周にスチールワイヤ層からなる外装材を被覆したアーマーケーブルを介して船上からプラットホームを吊り下ろし、該プラットホームに複数組の音響測定器を搭載すると共に、プラットホームに複数組の音響測定器の切り換えを行う水中電子部を耐圧容器に内蔵して取り付け、該水中電子部に通信用ケーブルを接続したことにより、深海での高水圧下において低周波数帯域から高周波数帯域までの広範囲の周波数帯域について音響性能の測定を行うことができ、しかも複数個のサンプルについて測定作業を同一条件で効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態からなる音響材性能測定装置の低周波数用のセッティングを示す側面図である。
【図2】図1の音響材性能測定装置の高周波数用のセッティングを示す要部側面図である。
【図3】図1の音響材性能測定装置に用いるアーマーケーブルの断面図である。
【図4】図1の音響材性能測定装置に用いる水中電子部のブロック図である。
【符号の説明】
1 台船
2 ウインチドラム
3 アーマーケーブル
10 プラットホーム
11 測定用治具
12 音響測定器
13 水中電子部
14 センサ
MA,MB 受波器
S1,S2,S3,S4 サンプル
SAL,SBL 低周波送波器
SAM,SBM 中周波送波器
SAH,SBH 高周波送波器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an acoustic material performance measuring device for measuring the acoustic performance of an acoustic material (sound absorbing material and sound transmitting material) under high water pressure, and more specifically, using high water pressure in the deep sea as a measurement environment, The present invention relates to an acoustic material performance measuring apparatus capable of performing the measurement work with high efficiency.
[0002]
[Prior art]
In order to confirm the acoustic performance of an acoustic material such as a sound absorbing material and an acoustic transmission material used under high water pressure, it is necessary to measure the acoustic performance in a high water pressure measurement environment.
[0003]
Conventionally, as a method for measuring the acoustic performance of an acoustic material under high water pressure, a sample is installed together with an acoustic measuring device in a large water pressure tank, and measurement is performed in a state where the internal pressure of the tank is increased.
[0004]
However, when acoustic performance is measured in a hydraulic tank, reflection and scattering of sound waves occur, so if the sample is a sound-absorbing material, the measurable frequency range is limited to the high frequency band in consideration of the wavelength and the near field. End up. When the sample is a sound transmitting material, it is necessary to make the sample larger than a predetermined size in order to avoid diffraction of sound waves. Therefore, it is difficult to measure acoustic performance unless it is a considerably large hydraulic tank.
[0005]
Therefore, instead of using a water pressure tank as described above, it is conceivable to suspend an acoustic measuring instrument attached with a sample from the ship to the sea and use the high water pressure in the deep sea as a measurement environment. However, since it takes a lot of time to hang an acoustic measuring instrument from the ship to the deep sea and to take it up after the measurement is completed, it is very efficient to simply suspend a set of acoustic measuring instruments from the ship. In addition, there is a possibility that the measurement conditions of a plurality of samples vary. On the other hand, when multiple sets of acoustic measuring instruments are suspended from the ship at the same time, it is difficult to suspend the acoustic measuring instruments to the deep sea because the total weight of these acoustic measuring instruments and communication cables becomes excessive. .
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to enable measurement of acoustic performance from a low frequency band to a high frequency band under high water pressure by using high water pressure in the deep sea as a measurement environment, and to perform the measurement work efficiently. An object of the present invention is to provide an acoustic material performance measuring apparatus that makes it possible.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Acoustic material performance measuring device of the present invention for achieving the above object, as well as interpolation by bundling at least a communication cable and a power cable, is interposed a filler in the gap of these cables, the steel wire layers on the outer circumference A platform is suspended from a ship via an armor cable covered with an exterior material , and a plurality of sets of acoustic measuring devices are mounted on the platform, and an underwater electronic unit that switches between the plurality of sets of acoustic measuring devices is mounted on the platform. The communication cable is connected to the underwater electronic unit and is installed in a pressure vessel .
[0008]
In this way, by suspending the platform equipped with an acoustic measurement device from the ship and using the high water pressure in the deep sea as the measurement environment, it is possible to measure the acoustic performance from the low frequency band to the high frequency band under high water pressure. It becomes possible. Moreover, since the platform includes a plurality of sets of acoustic measuring devices, highly efficient measurement work can be performed under the same conditions.
[0009]
The acoustic material performance measuring device is configured to interpolate by bundling a communication cable and a power cable from the ship, is interposed a filler in the gap of these cables, armor cable coated with a sheathing material composed of a steel wire layer on the outer periphery By hanging the platform via the cable, it is possible to prevent these cables from being subjected to tension, and to switch the plurality of sets of acoustic measuring instruments by controlling the underwater electronic unit. Since the number of communication cables is standardized and the number of the cables is reduced and the entire apparatus is lightened, the length of the armor cable can be increased and the acoustic measuring instrument can be suspended to the deep sea. Thus, by suspending the acoustic measuring instrument to the deep sea, it becomes possible to realize a measurement environment with high water pressure and eliminating the influence of sound wave reflection and the like.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 illustrates an acoustic material performance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, a
[0011]
The underwater part is comprised as follows with respect to the ship upper part mentioned above. That is, the front end side of the
[0012]
FIG. 1 shows a setting for low frequencies. In FIG. 1, a measuring jig 11 includes two sets of
[0013]
The
[0014]
FIG. 3 shows a cross-sectional structure of the armor cable. As shown in FIG. 3, the
[0015]
In the
[0016]
FIG. 4 is a block diagram of the underwater electronic unit. In the figure, ● is a terminal for the
[0017]
The
[0018]
In the setting for low frequency shown in FIG. 1, measurement of the sample S1 can be performed when the channel is Ch0, and measurement of the sample S2 can be performed when the channel is Ch2. On the other hand, in the high frequency setting shown in FIG. 2, the measurement of the sample S1 is performed when the channel is Ch0, the measurement of the sample S2 is performed when the channel is Ch1, the measurement of the sample S3 is performed when the channel is Ch2, and the measurement is performed when the channel is Ch3. Sample S4 can be measured. In addition, it is preferable to equip the relay also with a preliminary relay to ensure redundancy when a trouble occurs.
[0019]
The underwater
[0020]
In the acoustic material performance measuring apparatus described above, the
[0021]
Moreover, since the
[0022]
In the above-described acoustic material performance measuring apparatus, the
[0023]
In the acoustic material performance measuring apparatus according to the present invention, it is possible to increase the length of the
[0024]
In the above-described embodiment, the measurement of the acoustic performance (reflection sound attenuation performance) of the sound absorbing material is mainly described. However, by changing the configuration of the acoustic measuring device mounted on the platform, other acoustic characteristics such as acoustic transmission performance can be obtained. It can also be applied to performance measurement.
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, as well as interpolation by bundling at least a communication cable and a power cable, is interposed a filler in the gap of these cables were coated exterior material made of steel wire layer on the outer periphery A platform is suspended from the ship via an armor cable, and a plurality of sets of acoustic measuring devices are mounted on the platform, and an underwater electronic unit for switching between a plurality of sets of acoustic measuring devices is installed in the platform and installed in a pressure vessel . By connecting a communication cable to the underwater electronics, acoustic performance can be measured over a wide range of frequency bands from a low frequency band to a high frequency band under high water pressure in the deep sea. The measurement work can be efficiently performed under the same conditions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a setting for low frequency of an acoustic material performance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view of an essential part showing a setting for high frequency of the acoustic material performance measuring apparatus of FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an armor cable used in the acoustic material performance measuring apparatus shown in FIG.
4 is a block diagram of an underwater electronic unit used in the acoustic material performance measuring apparatus of FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
1
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