JP6411131B2 - Vibration sensor and vibration sensing system - Google Patents
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Description
本発明は、振動センサ及び振動センシングシステムに関するものであり、例えば、地震計および弾性波検査用の振動センサに用いる超電導量子干渉計(SQUID)を用いた振動センサ及び振動センシングシステムに関するものである。 The present invention relates to a vibration sensor and a vibration sensing system, for example, a vibration sensor and a vibration sensing system using a superconducting quantum interferometer (SQUID) used for a seismometer and a vibration sensor for elastic wave inspection.
資源探査をはじめとする地下情報を得るための人工地震を用いた探査において、地震計および弾性波検査用の振動センサが用いられている。従来、この弾性波診断用の振動センサとしては、ジオフォン(例えば、特許文献1参照)やMEMS振動センサ(例えば、特許文献2参照)が用いられ、弾性波診断によって地下の有益な情報が取得できるようになっている。 Seismometers and vibration sensors for elastic wave inspection are used in exploration using artificial earthquakes to obtain underground information such as resource exploration. Conventionally, geophones (for example, see Patent Document 1) and MEMS vibration sensors (for example, see Patent Document 2) are used as vibration sensors for elastic wave diagnosis, and useful underground information can be acquired by elastic wave diagnosis. It is like that.
そして近年、シェールガス開発や、石油増産(EOR)などの新しい資源開発においても弾性波診断による地下の情報収集は益々重要になってきており、中でも低周波の弾性波診断が重要になってきている。 In recent years, underground information collection by elastic wave diagnosis has become increasingly important in the development of shale gas and new resources such as increased oil production (EOR), and in particular, low frequency elastic wave diagnosis has become important. Yes.
しかし、ジオフォンはコイルをスプリングで固定し、筐体とともに動く永久磁石との相互運動によって誘導起電力を生じ、振動をとらえるもので、低周波の検知を不得意とするという問題がある。また、MEMSセンサも同様である。さらに、人工的に発生した磁気信号を用いた地中探査技術も開発がすすみ、多様なセンシング技術の融合が求められている。 However, the geophone has a problem that it is not good at low-frequency detection because the coil is fixed by a spring and an induced electromotive force is generated by a mutual movement with a permanent magnet that moves together with the casing, thereby capturing vibration. The same applies to MEMS sensors. Furthermore, the development of underground exploration technology using artificially generated magnetic signals is progressing, and a fusion of various sensing technologies is required.
したがって、振動センサ及び振動センシングシステムにおいて、低周波振動を高精度に検出することを目的とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to detect low frequency vibration with high accuracy in a vibration sensor and a vibration sensing system.
開示する一観点からは、固定部材と、前記固定部材に機械的に固定した超電導量子干渉計とを有し、振動源からの振動を、前記振動によって生じた前記超電導量子干渉計を鎖交する外部磁場の変化として二次的に検知することを特徴とする振動センサが提供される。 From one aspect to be disclosed, a fixed member and a superconducting quantum interferometer mechanically fixed to the fixed member are included, and vibration from a vibration source is linked to the superconducting quantum interferometer generated by the vibration. A vibration sensor is provided that is secondarily detected as a change in an external magnetic field.
また、開示する別の観点からは、上述の振動センサと、前記振動源に対して前記振動センサより遠隔に設置して前記振動に起因しない地磁気の変化分を検知する磁力計と、前記振動センサの出力から前記磁力計の出力を減算して振動による地磁気の変化分のみを差分として抽出する抽出手段とを備えたことを特徴とする振動センシングシステムが提供される。 From another viewpoint to be disclosed, the above-described vibration sensor, a magnetometer installed remotely from the vibration sensor with respect to the vibration source to detect a change in geomagnetism not caused by the vibration, and the vibration sensor There is provided a vibration sensing system comprising extraction means for subtracting the output of the magnetometer from the output and extracting only a change in geomagnetism due to vibration as a difference.
また、開示する別の観点からは、上述の振動センサと、前記振動センサの近傍に設置して地磁気以外の磁気を検知する磁力計と、前記磁力計の振動を抑制する除振機構とを備えたことを特徴とする振動センシングシステムが提供される。 From another viewpoint to be disclosed, the apparatus includes the above-described vibration sensor, a magnetometer that is installed in the vicinity of the vibration sensor to detect magnetism other than geomagnetism, and a vibration isolation mechanism that suppresses vibration of the magnetometer. A vibration sensing system characterized by the above is provided.
また、開示する別の観点からは、固定部材と、前記固定部材に機械的に固定した超電導量子干渉計とを有する振動センサを収容した筐体を地中に埋設した磁化された鋼管内に設置し、前記鋼管の発する磁場を磁場発生源として利用することを特徴とする振動センシングシステムが提供される。 From another viewpoint the disclosed installation and fixing member, the fixing member mechanically fixed superconducting quantum interferometer and the magnetized steel pipes a housing containing the vibration sensor is embedded in the ground with And the vibration sensing system characterized by using the magnetic field which the said steel pipe emits as a magnetic field generation source is provided.
また、開示するさらに別の観点からは、固定部材と、前記固定部材に機械的に固定した超電導量子干渉計とを有する振動センサを収容した磁気信号の遮断周波数が1kHz以上となるシールドを外装に備えた筐体を地中に埋設した鋼管内に設置したことを特徴とする振動センシングシステムが提供される。 According to another aspect of the disclosure, a shield having a vibration signal having a fixed member and a superconducting quantum interferometer mechanically fixed to the fixed member and having a magnetic signal cutoff frequency of 1 kHz or more is provided on the exterior. There is provided a vibration sensing system characterized in that the provided casing is installed in a steel pipe buried in the ground.
開示の振動センサ及びセンシングシステムによれば、低周波振動に対する高精度に検出することが可能になる。 According to the disclosed vibration sensor and sensing system, it is possible to detect with high accuracy against low-frequency vibration.
ここで、図1及び図2を参照して、本発明の実施の形態の振動センサ及び振動センシングシステムを説明する。図1は本発明の実施の形態の振動センサの説明図であり、超電導量子干渉計1を収容した容器2を固定部材3に機械的に固定して振動センサの本体部を形成する。超電導量子干渉計1としては、Yなどの希土類材料, Ba, Cuを主原料とする高温超電導体で構成し、液体窒素温度77Kで動作するものであれば良い。また、超電導量子干渉計1に用いられるSQUIDの素子構造としては、ランプエッジ型ジョセフソン素子やステップエッジ型ジョセフソン素子、バイクリスタル型など、種々の高温超電導接合を用いることができる。
Here, with reference to FIG.1 and FIG.2, the vibration sensor and vibration sensing system of embodiment of this invention are demonstrated. FIG. 1 is an explanatory view of a vibration sensor according to an embodiment of the present invention. A
また、超電導量子干渉計1を、固定部材3に対してxyz直交座標系のx方向、y方向及びz方向の3方向に機械的に固定することが望ましい。このように、x方向、y方向及びz方向の3方向に機械的に固定した各超電導量子干渉計1により振動源の方向を特定することができる。また、各超電導量子干渉計1の出力を合波して振動解析することによって、振動源の位置によらず、精度の高い振動検知が可能になる。
Further, the superconducting
この時、固定部材3の固定軸径及び長さを、固定軸が固定点4に対して振り子運動が可能なサイズにしても良く、それにより、鎖交する磁場の変化が大きくなるので、固体部材3の個有振動周辺の周波数に対する感度をより高くすることができる。例えば、固定軸の直径を25mm以下にし、長さを100mm以上にする。
In this case, the fixed shaft diameter and length of the
図2は本発明の実施の形態の振動センサの検知原理の説明図である。図2(a)は初期状態を示す図であり、超電導量子干渉計1は磁場5と所定の角度で鎖交している。図2(b)に示すように、振動源からの振動によって超電導量子干渉計1が振動すると、超電導量子干渉計1と磁場5の相対位置が変化し、それに伴って超電導量子干渉計1に鎖交する磁場5が変化する。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the detection principle of the vibration sensor according to the embodiment of the present invention. 2 (a) is a diagram showing the initial state, the superconducting
図2(c)に示すように、この磁場の変化を超電導量子干渉計1で測定することによって、振動を二次的に検出することができる。この場合、超電導量子干渉計1は、DCから100kHzまで高感度な性能を持っているので、低周波の振動を感度よく検知することができる。
As shown in FIG. 2C, vibration can be detected secondarily by measuring the change in the magnetic field with the superconducting
測定対象となる磁場5は、地磁気でも良く或いは人工的な磁場でも良い。
The
このような、振動センサを用いて振動をセンシングするには、振動に起因しない地磁気の変化分を測定するために、震動源に対して振動センサより遠隔に磁力計を設置することが望ましい。このように、磁力計を別途設け、振動センサの出力から磁力計の出力を減算して振動による地磁気の変化分のみを差分として抽出することにより、地磁気の自然変動に影響されない高精度の検知が可能になる。 In order to sense vibration using such a vibration sensor, it is desirable to install a magnetometer remote from the vibration sensor with respect to the vibration source in order to measure a change in geomagnetism not caused by vibration. In this way, by providing a separate magnetometer and subtracting the output of the magnetometer from the output of the vibration sensor and extracting only the change in geomagnetism due to vibration as a difference, highly accurate detection that is not affected by natural fluctuations in geomagnetism is possible. It becomes possible.
また、人工的な磁気の影響を排除するために、振動センサの近傍に基準となる磁力計を設置しても良く、この場合には、磁力計を検知したい周波数の振動を除去できる除振機構を介して設置することが望ましい。なお、磁力計としては遠隔配置の場合も含めて、計測精度を保つため、フラックスゲート磁力計、光ポンピング磁力計、超電導量子干渉素子など、感度が1nT以上の磁力計を用いることが望ましい。 In order to eliminate the influence of artificial magnetism, a reference magnetometer may be installed in the vicinity of the vibration sensor. In this case, a vibration isolation mechanism that can remove the vibration of the frequency that the magnetometer wants to detect. It is desirable to install it via Note that it is desirable to use a magnetometer having a sensitivity of 1 nT or more, such as a fluxgate magnetometer, an optical pumping magnetometer, or a superconducting quantum interference device, as a magnetometer, in order to maintain measurement accuracy even in a remote arrangement.
或いは固定部材3に機械的に固定した超電導量子干渉計1を有する振動センサを収容した筐体を地中に埋設した磁化された鋼管内に設置し、鋼管の発する磁場を磁場発生源として利用するようにしても良い。
Or installed on the
或いは、固定部材3に機械的に固定した超電導量子干渉計1を有する振動センサを収容した磁気信号の遮断周波数が1kHz以上となるシールドを外装に備えた筐体を地中に埋設した鋼管内に設置しても良い。この場合には、人工的に発信コイルから発信された磁気信号を受信することができるため、電磁探査と地震探査の両方のセンサとして活用することができる。
Alternatively, in a steel pipe in which a casing having a shield with a magnetic signal cutoff frequency of 1 kHz or more that contains a vibration sensor having a superconducting
本発明の実施の形態においては、超電導量子干渉計1を用いて振動を磁場の変化として検出しているので、地下資源探査に必要なDCから100kHzまでの低周波の弾性波探査が可能になる。また、電磁探査法も同じセンサシステムを活用することで探査の効率化と高精度化を図ることが可能となり、資源探査や地中モニタリングの技術向上に大きく進展させることができる。
In the embodiment of the present invention, since the vibration is detected as a change in the magnetic field using the superconducting
次に、図3乃至図5を参照して、本発明の実施例1の振動センサ及び振動センシングシステムを説明する。図3は、本発明の実施例1の振動センサの説明図であり、ここでは、一部切り欠き斜視図として示している。振動センサ本体部は、固定支柱13にSQUIDを収容した容器12をxyz3軸方向に機械的に固定したものを用いる。
Next, a vibration sensor and a vibration sensing system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is an explanatory diagram of the vibration sensor according to the first embodiment of the present invention, and is shown here as a partially cutaway perspective view. As the vibration sensor main body, a
この振動センサ本体部を格納する筐体は、アルミフレーム21からなる外囲器と、外囲器中に防振用発泡ゲル22を介して収容したガラスデュワー23を備えている。このガラスデュワー23はアルミコートメラミンフォーム24を介してシールド用スプリングスパイラル25で封止・固定される。固定支柱13はシールド用スプリングスパイラル25と一体になった蓋部材に取り付けられて、ガラスデュワー23内に注入された液体窒素26中に浸漬される。
The housing for storing the vibration sensor main body includes an envelope made of an
図4は、本発明の実施例1の振動センサ本体部の説明図であり、SQUID11を収容した容器12を固定支柱13にxyz3軸方向に固定して振動センサの本体部を形成する。ここでは、SQUID11として、イットリウム系およびランタノイド系高温超電導を用いたランプエッジ型ジョセフソン素子を用いたSQUIDとする。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the vibration sensor main body according to the first embodiment of the present invention. The
図5は、本発明の実施例1の振動センサの設置状態の説明図であり、ここでは、磁場として地磁気40を利用し、制御回路30で振動センサ10を制御して振動の検知を行う。振動センサ10は振動面に固定する。振動面とは例えば地面の振動を検知する場合には地面である。機械的に接続されていない地磁気40を利用することで、機械的な固有振動を極限まで減少させることが可能である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an installation state of the vibration sensor according to the first embodiment of the present invention. Here, the
この例では、SQUID11の固定においては測定したい振動の周波数帯域において、SQUID11の固定軸が固定点14を中心とした共振を起こさないように堅固に固定する。例えば、図4に示すようにSQUID11の固定軸には30mmφ以上の円筒状の固定支柱13を用いる。ここでは、直径dを30mmφ、長さhを80mmとする。
In this example, when the
このように、本発明の実施例1においては、SQUID11を収容した容器12をxyz3軸方向に固定しているので、振動方向を特定できる。なお、振動強度は、xyz3軸方向に固定した3つのSQUID11の出力を合波して求める。
Thus, in Example 1 of this invention, since the
次に、図6を参照して、本発明の実施例2の振動センサを説明するが、全体構造は図3に示した上記の実施例1と同様であるので、振動センサ本体部のみを説明する。図6は本発明の実施例2の振動センサ本体部の説明図であり、ここでも、SQUID11を収容した容器12を固定支柱15にxyz3軸方向に機械的に固定して振動センサの本体部を形成する。
Next, the vibration sensor according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. Since the overall structure is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 3, only the vibration sensor main body will be described. To do. FIG. 6 is an explanatory diagram of the vibration sensor main body according to the second embodiment of the present invention. Here, the
この実施例2においては、SQUID11の固定には敢えて軸揺れを起こす柔軟性を持たせている。このように柔軟性を持たせることにより、固有振動の制約をうける一方、軸の固定点16を中心とした振り子運動をする。そのため振動センサは地磁気に対してより大きく傾くことになり、鎖交する磁場の変化が大きくなるため、固有振動周辺の周波数に対してより高感度に検知できる。
In the second embodiment, the
低周波の磁場の変化を高感度に検知するため、固定軸には25mmφ以下で、100mm以上の長さの円筒状の固定支柱15を用いる。ここでは、直径dを20mmφ、長さhを120mmとする。
In order to detect a change in a low-frequency magnetic field with high sensitivity, a cylindrical fixed
次に、図7を参照して、本発明の実施例3の振動センシングシステムを説明する。図7は本発明の実施例3の振動センシングシステムの概念的構成図であり、ここでは、人工的に振動を発生させる弾性波診断の例として説明する。まず、抗井の内壁となるボーリングケーシング54内に振動センサ51〜53を挿入し、振動センサ51〜53を制御回路55で制御する。ここでは、日常的に変動する地磁気そのものの変化を振動による地磁気の相対変化と区別するために、基準となる基準フラックスゲート56を別途設ける。
Next, with reference to FIG. 7 , the vibration sensing system of Example 3 of this invention is demonstrated. FIG. 7 is a conceptual configuration diagram of the vibration sensing system according to the third embodiment of the present invention. Here, an example of elastic wave diagnosis for artificially generating vibration will be described. First, the vibration sensors 51 to 53 are inserted into the
なお、この場合の振動センサ51〜53としては、上記の実施例1の振動センサを用いても良いし、或いは、SQUIDを1個だけ筐体に収容した振動センサを用いても良い。この場合には、例えば、振動センサ51においてはSQUIDをx方向に固定し、振動センサ52においてはSQUIDをy方向に固定し、振動センサ53においてはSQUIDをz方向に固定すれば良い。 In this case, as the vibration sensors 51 to 53, the vibration sensor of the first embodiment may be used, or a vibration sensor in which only one SQUID is housed in a housing may be used. In this case, for example, the SQUID may be fixed in the x direction in the vibration sensor 51, the SQUID may be fixed in the y direction in the vibration sensor 52, and the SQUID may be fixed in the z direction in the vibration sensor 53.
上述のように、地磁気の変化は日常的に一日あたり100nT程度変化し、また、地磁気の大きさは、100km程度の範囲内では差がほとんど認められない。そこで、人工的に振動を発生させる弾性波診断の場合には、振動検知用の振動センサ51〜53から遠方に数km、例えば、3km離した位置に感度が1nT以上の基準フラックスゲート56を設置する。なお、フラックスゲートの代わりに、光ポンピング磁力計、超電導量子干渉素子などの磁力計を用いても良い。
As described above, the change in geomagnetism changes on a daily basis by about 100 nT, and there is almost no difference in the magnitude of the geomagnetism within a range of about 100 km. Therefore, in the case of elastic wave diagnosis for artificially generating vibration, a
人工震源57により地震波58を発生させると、ボーリングケーシング54内に収容されてセントライザで固定されている振動センサ51〜53は地殻とともに振動するため、各SQUIDと地磁気59の相対位置が変化する。それに伴ってSQUIDに鎖交する磁場が変化するので、この磁場の変化を検知することで振動を検知することができる。
When the
この時、検知出力から基準フラックスゲート56で検出した地磁気59の日常的な変化分を減算することで、正確に振動を検知することができる。
At this time, the vibration can be accurately detected by subtracting the daily change of the
次に、図8を参照して、本発明の実施例4の振動センシングシステムを説明する。図8は本発明の実施例4の振動センシングシステムの概念的構成図であり、基本的な構成は上記の実施例3と同様であるが、ここでは、振動センサの近傍に基準SQUIDを設けている。 Next, with reference to FIG. 8 , the vibration sensing system of Example 4 of this invention is demonstrated. FIG. 8 is a conceptual configuration diagram of the vibration sensing system according to the fourth embodiment of the present invention. The basic configuration is the same as that of the third embodiment, but here, a reference SQUID is provided in the vicinity of the vibration sensor. Yes.
ここでも、人工的に振動を発生させる弾性波診断の例として説明する。まず、抗井の内壁となるボーリングケーシング54内に振動センサ51〜53を挿入し、振動センサ51〜53を制御回路55で制御する。ここでは、商用電源などの人工的な磁気変化を除去するために、振動センサ51〜53の設置位置の近傍に基準となる基準SQUID60を設置する。この場合には基準SQUID60で検知したい周波数領域の振動を除去できる防振機構61を用いて基準SQUID60を設置して、振動以外の磁場変化を除去することが望ましい。この場合にも、日常的に変動する地磁気そのものの変化を振動による地磁気の相対変化と区別するために、基準となる基準フラックスゲート56を併設しても良い。
Here, it will be described as an example of elastic wave diagnosis that artificially generates vibration. First, the vibration sensors 51 to 53 are inserted into the
次に、図9を参照して、本発明の実施例5の振動センシングシステムを説明する。図9は本発明の実施例5の振動センシングシステムの概念的構成図であり、基本的な構成は上記の実施例3と同様であるが、ここでは、地磁気ではなく磁化した鋼管から発生した磁場を用いる。鋼管62を磁化するためには、人工的に磁化しても良いし、地磁気による自然磁化を利用しても良い。
Next, with reference to FIG. 9 , the vibration sensing system of Example 5 of this invention is demonstrated. FIG. 9 is a conceptual configuration diagram of the vibration sensing system according to the fifth embodiment of the present invention. The basic configuration is the same as that of the third embodiment described above, but here, a magnetic field generated from a magnetized steel pipe instead of geomagnetism. Is used. In order to magnetize the
ここでも、人工的に振動を発生させる弾性波診断の例として説明する。まず、抗井の内壁となるボーリングケーシングとして、磁化した鋼管62を用い、この鋼管62内に振動センサ51〜53を挿入し、振動センサ51〜53を制御回路55で制御する。この時、振動センサ51〜53は、セントラライザで鋼管62内のほぼ中央に保持しつつも、微小な鋼管62の振動を検知できるよう鋼管62と振動センサ51〜53には遊びを設ける。
Here, it will be described as an example of elastic wave diagnosis that artificially generates vibration. First, a
人工震源57によって、地震波58を発生させると、鋼管62が振動し、この鋼管62の振動に伴って振動センサ51〜53と鎖交する鋼管62から生じる磁気信号をSQUIDで検知することにより振動を検知することができる。なお、鋼管62は磁気シールドとなるので、振動センサ51〜53に対する地磁気の影響をシールドすることができる。
The
次に、図10を参照して、本発明の実施例6の振動センシングシステムを説明する。図10は本発明の実施例6の振動センシングシステムの概念的構成図であり、基本的な構成は上記の実施例3と同様であるが、ここでは、人工的に磁気信号を発生させている。 Next, with reference to FIG. 10 , the vibration sensing system of Example 6 of this invention is demonstrated. FIG. 10 is a conceptual configuration diagram of the vibration sensing system according to the sixth embodiment of the present invention. The basic configuration is the same as that of the third embodiment, but here, a magnetic signal is artificially generated. .
ここでも、人工的に振動を発生させる弾性波診断の例として説明する。まず、抗井の内壁となるボーリングケーシング54内に振動センサ51〜53を挿入し、振動センサ51〜53を制御回路55で制御する。ここでも、日常的に変動する地磁気そのものの変化を振動による地磁気の相対変化と区別するために、基準となる基準フラックスゲート56を別途設ける。なお、振動センサ51〜53の筐体として、遮断周波数が1kHz以上のRFシールド材を用いてシールドする。また、別の抗井の内壁となるボーリングケーシング63内に発振コイル64を挿入し、発振コイル64を発振回路65で制御して、磁気信号66を発生させる。
Here, it will be described as an example of elastic wave diagnosis that artificially generates vibration. First, the vibration sensors 51 to 53 are inserted into the
この実施例6における振動検知は、実施例3と全く同様であり、人工震源57により地震波58を発生させると、振動センサ51〜53は地殻とともに振動するため、各SQUIDと地磁気59の相対位置が変化する。それに伴ってSQUIDに鎖交する磁場が変化するので、1kHz以上の高周波成分を除いた低周波の磁場の変化を検知することで振動を検知することができる。
The vibration detection in the sixth embodiment is exactly the same as in the third embodiment. When the
また、振動検知以外に、ボーリングケーシング63内に挿入した発振コイル64により磁気信号66を発生させ、振動センサ51〜53でこの磁気信号66を検知することで、
比抵抗構造を分析する電磁検層としてのセンサ機能を持たせることができる。
In addition to vibration detection, a
A sensor function as an electromagnetic logging for analyzing the resistivity structure can be provided.
本発明の実施例6の振動センシングシステムにおいては、弾性波検層と電磁検層を同じセンサを用いて行うことが可能となる。その結果、設備の利用効率や作業効率を向上し、複数の検層を同時に行うことで、より詳細な地下構造の分析が可能となる。 In the vibration sensing system of Example 6 of the present invention, it is possible to perform elastic wave logging and electromagnetic logging using the same sensor. As a result, it is possible to improve the utilization efficiency and work efficiency of the facility, and to perform a more detailed analysis of the underground structure by performing a plurality of logs simultaneously.
ここで、実施例1乃至実施例6を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
(付記1)固定部材と、前記固定部材に機械的に固定した超電導量子干渉計とを有し、振動源からの振動を、前記振動によって生じた前記超電導量子干渉計を鎖交する外部磁場の変化として二次的に検知することを特徴とする振動センサ。
(付記2)前記超電導量子干渉計を、固定部材に対してxyz直交座標系のx方向、y方向及びz方向の3方向に機械的に固定したことを特徴とする付記1に記載の振動センサ。
(付記3)前記x方向、y方向及びz方向の3方向に機械的に固定した各超電導量子干渉計の出力を合波して振動解析することを特徴とする付記2に記載の振動センサ。
(付記4)前記固定部材の固定軸径及び長さを、前記固定軸が固定点に対して振り子運動が可能なサイズにしたことを特徴とする付記2または付記3に記載の振動センサ。
(付記5)前記磁場の変化が、前記超電導量子干渉計が地磁気中を振動することによって生じる、地磁気の変化であることを特徴とする付記1乃至付記4のいずれか1に記載の振動センサ。
(付記6)付記1乃至付記5のいずれか1に記載の振動センサと、前記振動源に対して、前記振動センサより遠隔に設置して前記振動に起因しない地磁気の変化分を検知する磁力計と、前記振動センサの出力から前記磁力計の出力を減算して振動による地磁気の変化分のみを差分として抽出する抽出手段とを備えたことを特徴とする振動センシングシステム。
(付記7)付記1乃至付記5のいずれか1に記載の振動センサと、前記振動センサの近傍に設置して地磁気以外の磁気を検知する磁力計と、前記磁力計の振動を抑制する除振機構を備えたことを特徴とする振動センシングシステム。
(付記8)固定部材と、前記固定部材に機械的に固定した超電導量子干渉計とを有する振動センサを収容した容器を地中に埋設した磁化された鋼管内に設置し、前記鋼管の発する磁場を磁場発生源として利用することを特徴とする振動センシングシステム。
(付記9)固定部材と、前記固定部材に機械的に固定した超電導量子干渉計とを有する振動センサを収容した磁気信号の遮断周波数が1kHz以上となるシールドを外装に備えた筐体を地中に埋設した鋼管内に設置したことを特徴とする振動センシングシステム。
Here, the following supplementary notes are attached to the embodiments of the present invention including Examples 1 to 6.
(Supplementary Note 1) A fixed member and a superconducting quantum interferometer that is mechanically fixed to the fixed member. The vibration from the vibration source is an external magnetic field that links the superconducting quantum interferometer generated by the vibration. A vibration sensor characterized by secondary detection as a change.
(Supplementary note 2) The vibration sensor according to
(Supplementary note 3) The vibration sensor according to
(Additional remark 4) The vibration sensor of
(Supplementary note 5) The vibration sensor according to any one of
(Appendix 6) The vibration sensor according to any one of
(Supplementary note 7) The vibration sensor according to any one of
(Supplementary note 8) A magnetic field generated by a steel pipe installed in a magnetized steel pipe embedded in the ground with a container containing a vibration sensor having a fixing member and a superconducting quantum interferometer mechanically fixed to the fixing member. Is a vibration sensing system characterized in that it is used as a magnetic field source.
(Additional remark 9) The housing | casing which equip | installed the exterior with the shield which the cutoff frequency of the magnetic signal which accommodated the vibration sensor which has a fixed member and the superconducting quantum interferometer mechanically fixed to the said fixed member becomes 1 kHz or more A vibration sensing system that is installed in a steel pipe buried in
1 超電導量子干渉計
2 容器
3 固定部材
4 固定点
5 磁場
10 振動センサ
11 SQUID
12 容器
13,15 固定支柱
14,16 固定点
21 アルミフレーム
22 防振用発泡ゲル
23 ガラスデュワー
24 アルミコートメラミンフォーム
25 シールド用スプリングスパイラル
26 液体窒素
30 制御装置
40 地磁気
51〜53 振動センサ
54,63 ボーリングケーシング
55 制御回路
56 基準フラックスゲート
57 人工震源
58 地震波
59 地磁気
60 基準SQUID
61 除振機構
62 鋼管
64 発振コイル
65 発振回路
66 磁気信号
DESCRIPTION OF
12
51 to 53
61
Claims (6)
前記固定部材に機械的に固定した超電導量子干渉計と
を有し、
振動源からの振動を、前記振動によって生じた前記超電導量子干渉計を鎖交する外部磁場の変化として二次的に検知することを特徴とする振動センサ。 A fixing member;
A superconducting quantum interferometer mechanically fixed to the fixing member;
A vibration sensor, wherein vibration from a vibration source is secondarily detected as a change in an external magnetic field interlinked with the superconducting quantum interferometer generated by the vibration.
前記振動源に対して前記振動センサより遠隔に設置して前記振動に起因しない地磁気の変化分を検知する磁力計と、
前記振動センサの出力から前記磁力計の出力を減算して振動による地磁気の変化分のみを差分として抽出する抽出手段と
を備えたことを特徴とする振動センシングシステム。 The vibration sensor according to claim 1 or 2,
A magnetometer installed remotely from the vibration sensor with respect to the vibration source and detecting a change in geomagnetism not caused by the vibration;
A vibration sensing system comprising: extraction means for subtracting the output of the magnetometer from the output of the vibration sensor and extracting only a change in geomagnetism due to vibration as a difference.
前記振動センサの近傍に設置して地磁気以外の磁気を検知する磁力計と、
前記磁力計の振動を抑制する除振機構と
を備えたことを特徴とする振動センシングシステム。 The vibration sensor according to claim 1 or 2,
A magnetometer installed near the vibration sensor to detect magnetism other than geomagnetism;
A vibration sensing system comprising a vibration isolation mechanism that suppresses vibration of the magnetometer.
前記鋼管の発する磁場を磁場発生源として利用することを特徴とする振動センシングシステム。 A fixing member, installed on the fixed member to mechanically fixed superconducting quantum interferometer and magnetized in steel containers housing the vibration sensor is embedded in the ground with,
A vibration sensing system using a magnetic field generated by the steel pipe as a magnetic field generation source.
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