JP6942286B2 - 振動センサ及び振動検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、振動センサ及び振動検知装置に関する。

従来、圧電素子を用いて振動を検知する方式の振動センサが開発されている。また、圧電基板及び超音波伝搬用の媒質を用いて、媒質内の超音波の伝搬経路長の変動に基づき振動を検知する方式の振動センサも開発されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−３２９６１２号公報

特許文献１等に記載されている従来の振動センサは、超音波伝搬用の媒質に液体を用いたものである。このため、当該液体の温度及び当該液体の量などに応じて、振動センサの特性が大きく変動する問題があった。また、当該液体の漏れを防ぐための構造を設けることが要求される問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、媒質内の超音波の伝搬経路長の変動に基づき振動を検知する方式の振動センサ及び振動検知装置において、液体媒質を不要とすることを目的とする。

本発明の振動センサは、圧電基板と、圧電基板に設けられた第１電極及び第２電極と、第１電極と第２電極間に電気的に接続された増幅器と、圧電基板に接触している第１面部と、第１面部と対向配置されており、かつ、対象物質に対する接触用の第２面部と、を有し、かつ、圧電基板における板波の位相速度よりも低い音速を有する固体媒質と、を備え、圧電基板、第１電極、第２電極、増幅器及び固体媒質により発振ループが構成されており、対象物質の振動に応じて発振ループのループ長が変動することにより、対象物質の振動が検知されるものである。

本発明によれば、上記のように構成したので、液体媒質を不要とすることができる。

実施の形態１に係る振動センサを含む振動検知装置の要部を示す説明図である。 対象物質の縦方向振動に応じて固体媒質が変形することにより、発振ループ長が変動する状態の例を示す説明図である。 対象物質の縦方向振動に応じて固体媒質が変形することにより、発振ループ長が変動する状態の例を示す説明図である。 固体媒質の第２面部に断続的に負荷が加えられたときの電圧波形の実験結果を示す特性図である。 固体媒質の第２面部に瞬時的に負荷が加えられたときの電圧波形の実験結果を示す特性図である。 実施の形態２に係る振動センサを含む振動検知装置の要部を示す説明図である。 対象物質の横方向振動に応じて固体媒質がスライド移動することにより、発振ループ長が変動する状態の例を示す説明図である。 対象物質の横方向振動に応じて固体媒質がスライド移動することにより、発振ループ長が変動する状態の例を示す説明図である。 固体媒質が横方向に振動したときの電圧波形の実験結果を示す特性図である。 実施の形態３に係る振動センサを含む振動検知装置の要部を示す説明図である。 対象物質の横方向振動に応じて固体媒質がスライド移動することにより、発振ループ長が変動する状態の例を示す説明図である。 対象物質の横方向振動に応じて固体媒質がスライド移動することにより、発振ループ長が変動する状態の例を示す説明図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る振動センサを含む振動検知装置の要部を示す説明図である。図１を参照して、実施の形態１に係る振動センサを含む振動検知装置について説明する。

図中、１は圧電基板である。圧電基板１の表面部には、電気信号入力用のすだれ状の電極（以下「第１電極」という。）２が設けられている。また、圧電基板１の表面部には、電気信号出力用のすだれ状の電極（以下「第２電極」という。）３が設けられている。第１電極２と第２電極３間に、増幅器４が電気的に接続されている。

以下、圧電基板１の板面に沿う方向を「横方向」ということがある。また、圧電基板１の板面と直交する方向を「縦方向」ということがある。

図中、５は固体媒質である。固体媒質５は、互いに対向配置された一対の面部５１，５２を有している。当該一対の面部５１，５２のうちの一方の面部（以下「第１面部」という。）５１は、圧電基板１の裏面部に接触している。当該一対の面部５１，５２のうちの他方の面部（以下「第２面部」という。）５２は、振動センサ１００による振動の検知対象となる物質（以下「対象物質」という。）に対する接触用の面部である。対象物質は、例えば、固体状の物質、液体状の物質又は気体状の物質である。

圧電基板１、第１電極２、第２電極３、増幅器４及び固体媒質５により、振動センサ１００の要部が構成されている。すなわち、振動センサ１００は、種々の機器における振動の検知に用いることができる。また、振動センサ１００は、種々の材料における振動の検知に用いることができる。

ここで、圧電基板１、第１電極２、第２電極３、増幅器４及び固体媒質５により、いわゆる「発振ループ」が構成されている（図中Ｌ）。発振ループＬは、増幅器４を含むループである。また、発振ループＬは、板波が伝搬する部位（すなわち圧電基板１）、電気信号が伝搬する部位（すなわち第１電極２、第２電極３及び増幅器４など）、並びに超音波が伝搬する部位（すなわち固体媒質５）を含むループである。

第１電極２に電気信号が入力されることにより、圧電基板１を伝搬する板波が発生する。より具体的には、いわゆる「ラム波」が発生する。固体媒質５は、圧電基板１を伝搬する板波の位相速度よりも低い音速を有する材料により構成されている。このため、当該発生した板波のエネルギーが固体媒質５内に漏洩することにより、固体媒質５内を伝搬する超音波（以下「第１超音波」という。）が発生する。図中、Ｐ１は、第１超音波の伝搬経路の例を示している。

第１超音波が第２面部５２により反射されることにより、固体媒質５内を伝搬する超音波（以下「第２超音波」という。）が発生する。図中、Ｐ２は、第２超音波の伝搬経路の例を示している。第２超音波が圧電基板１に到達することにより、圧電基板１を伝搬する板波が発生する。第２電極３は、当該発生した板波に対応する電気信号を増幅器４に出力する。上記のとおり、増幅器４は、第１電極２と第２電極３間に電気的に接続されている。このため、増幅器４における増幅率が所定値を超えたとき、発振ループＬが発振する。

発振ループＬにおける発振周波数（以下単に「周波数」という。）Ｆは、発振ループＬのループ長（以下「発振ループ長」という。）に応じて異なる値となる。すなわち、発振ループ長が大きくなるにつれて、次第に周波数Ｆが低くなる。換言すれば、発振ループ長が小さくなるにつれて、次第に周波数Ｆが高くなる。図１に示す如く、発振ループ長の大部分は、第１超音波及び第２超音波の伝搬経路長である。すなわち、発振ループ長の大部分は、固体媒質５内の伝搬経路Ｐ１，Ｐ２の経路長である。

周波数電圧変換器（以下「ＦＶ変換器」という。）６は、周波数Ｆを電圧Ｖに変換するものである。ディスプレイ７は、時間に対する電圧Ｖを示す波形（以下「電圧波形」という。）を含む画面を表示するものである。ディスプレイ７は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイにより構成されている。

振動センサ１００、ＦＶ変換器６及びディスプレイ７により、振動検知装置２００の要部が構成されている。

次に、図２を参照して、振動検知装置２００による振動の検知方法について説明する。より具体的には、少なくとも縦方向に対する振動成分を含む振動（以下「縦方向振動」という。）の検知方法について説明する。併せて、振動検知装置２００の用途について説明する。

図２に示す如く、対象物質Ｏが固体媒質５の第２面部５２に接触している状態にて、対象物質Ｏが縦方向に振動することにより、固体媒質５が変形する。図中、Ｄ１及びＤ２は、縦方向振動による対象物質Ｏの移動方向を示している。すなわち、Ｄ１及びＤ２は、対象物質Ｏの振動方向を示している。

固体媒質５が変形することにより、伝搬経路Ｐ１，Ｐ２の経路長が変動する。伝搬経路Ｐ１，Ｐ２の経路長が変動することにより、発振ループ長が変動する。発振ループ長が変動することにより、周波数Ｆが変動する。周波数Ｆが変動することにより、電圧Ｖが変動する。このため、振動検知装置２００のユーザは、ディスプレイ７に表示された電圧波形を見ることにより、対象物質Ｏの縦方向振動を視覚的に認識することができる。このように、振動検知装置２００は、対象物質Ｏの縦方向振動を検知することができる。

例えば、対象物質Ｏが機器の一部である場合、ユーザは、振動検知装置２００による検知結果を当該機器のメンテナンス作業の要否の判断に用いることができる。すなわち、ユーザは、当該機器が正常状態であるときの振動状態と、振動検知装置２００による検知結果が示す振動状態とを比較する。これにより、ユーザは、当該機器が正常状態であるか異常状態であるかを判断する。当該機器が異常状態であると判断された場合、ユーザは、当該機器のメンテナンス作業の実行が要であると判断する。

他方、当該機器が正常状態であると判断された場合、ユーザは、当該機器のメンテナンス作業の実行が不要であると判断する。これにより、不要なメンテナンス作業が実行されるのを回避することができる。この結果、当該機器のメンテナンスコストを低減することができる。

次に、固体媒質５の材料について説明する。

振動センサ１００は、固体媒質５を用いたものである。圧電基板１を伝搬する板波のエネルギーが固体媒質５内に漏洩するためには、固体媒質５中の音速が板波の位相速度よりも低いことが求められる。板波の位相速度は、周波数Ｆ、圧電基板１の肉厚及び圧電基板１の材料などに応じて異なるものの、概ね１５００メートル毎秒（以下「ｍ／ｓ」と記載する。）以上である。例えば、板波の位相速度は２６００ｍ／ｓである。

ここで、従来の振動センサは、固体媒質５に代えて液体媒質を用いたものである。一般に、液体中の音速は固体中の音速に比して低い。例えば、水中の音速は約１５００ｍ／ｓである。従来の振動センサにおいて液体媒質が用いられている理由の一つは、媒質中の音速を低減することにより、板波のエネルギーが媒質内に漏洩するのを容易にするためである。

換言すれば、一般に、固体中の音速は液体中の音速に比して高い。例えば、鋼の縦波音速は約５９３０ｍ／ｓである。このため、仮に、圧電基板１を伝搬する板波の位相速度が２６００ｍ／ｓである場合において、固体媒質５が鋼により構成されているとき、板波のエネルギーは固体媒質５内に漏洩しない。この結果、発振ループＬが発振しないため、対象物質の振動が検知されない。

これに対して、例えば、ポリスルホンの縦波音速は約２２６０ｍ／ｓである。このため、圧電基板１を伝搬する板波の位相速度が２６００ｍ／ｓである場合において、固体媒質５がポリスルホンにより構成されているとき、板波のエネルギーは固体媒質５内に漏洩する。この結果、発振ループＬが発振するため、対象物質の振動が検知される。

すなわち、振動センサ１００は、固体媒質５が圧電基板１を伝搬する板波の位相速度よりも低い音速を有する材料により構成されていることにより、振動センサ本来の機能を果たすものである。

次に、図３を参照して、ポリスルホン製の固体媒質５を用いた場合における電圧波形の実験結果について説明する。

図３Ａは、ポリスルホン製の固体媒質５の第２面部５２に断続的に負荷が加えられたときの電圧波形の実験結果を示している。図３Ａに示す如く、第２面部５２に断続的に負荷が加えられたとき、正弦波状の電圧波形がディスプレイ７に表示されている。また、図３Ｂは、ポリスルホン製の固体媒質５の第２面部５２に瞬時的に負荷が加えられたときの電圧波形の実験結果を示している。図３Ｂに示す如く、第２面部５２に瞬時的に負荷が加えられたとき、スパイク状の電圧波形がディスプレイ７に表示されている。これにより、振動センサ１００が振動センサ本来の機能を果たすことがわかる。

なお、固体媒質５の材料は、ポリスルホンに限定されるものではない。上記のとおり、固体媒質５の材料は、圧電基板１を伝搬する板波の位相速度よりも低い音速を有するものであれば良い。

また、圧電基板１の裏面部と固体媒質５の第１面部５１との間に、例えば、固体媒質５を圧電基板１に接着するための部材等が設けられているものであっても良い。すなわち、圧電基板１に対する第１面部５１の接触は、かかる部材等を介しない直接的な接触であっても良く、又は、かかる部材等を介する間接的な接触であっても良い。

また、固体媒質５のうちの少なくとも第２面部５２を含む部位に、例えば、被覆用の部材等が設けられているものであっても良い。すなわち、対象物質に対する第２面部５２の接触は、かかる部材等を介しない直接的な接触であっても良く、又は、かかる部材等を介する間接的な接触であっても良い。

以上のように、実施の形態１の振動センサ１００は、圧電基板１と、圧電基板１に設けられた第１電極２及び第２電極３と、第１電極２と第２電極３間に電気的に接続された増幅器４と、圧電基板１に接触している第１面部５１と、第１面部５１と対向配置されており、かつ、対象物質に対する接触用の第２面部５２と、を有し、かつ、圧電基板１における板波の位相速度よりも低い音速を有する固体媒質５と、を備え、圧電基板１、第１電極２、第２電極３、増幅器４及び固体媒質５により発振ループＬが構成されており、対象物質の振動に応じて発振ループＬのループ長（発振ループ長）が変動することにより、対象物質の振動が検知されるものである。これにより、液体媒質を不要とすることができる。

また、対象物質の縦方向振動に応じて固体媒質５が変形することにより、ループ長（発振ループ長）が変動するものである。これにより、発振ループ長の変動に基づき、対象物質の縦方向振動を検知することができる。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る振動センサを含む振動検知装置の要部を示す説明図である。図４を参照して、実施の形態２に係る振動センサを含む振動検知装置について説明する。なお、図４において、図１に示す構成部材等と同様の構成部材等には同一符号を付して説明を省略する。

図４に示す如く、固体媒質５ａの形状は、第２面部５２ａが第１面部５１に対して非平行な形状である。より具体的には、固体媒質５ａの形状は、第２面部５２ａが第１面部５１に対して傾斜した形状である。

また、図４に示す如く、固体媒質５ａを横方向にスライド自在に支持する機構（以下「スライド支持機構」という。）８が設けられている。これにより、対象物質が第２面部５２ａに接触している状態にて対象物質が横方向に振動したとき（いわゆる「すべり振動」）、対象物質の振動に応じて固体媒質５ａがスライド移動するようになっている。図中、Ｒは、固体媒質５ａのスライド移動が可能な範囲（以下「スライド移動範囲」という。）を示している。

例えば、対象物質が固体状の物質である場合、対象物質と第２面部５２ａ間の摩擦力又は押圧力により、固体媒質５ａが対象物質と一体に振動する。または、例えば、対象物質が固体状の物質である場合、固定用の部材等を用いて対象物資と固体媒質５ａ間が固定されていることにより、固体媒質５ａが対象物質と一体に振動する。または、例えば、対象物質が液体状の物質又は気体状の物質である場合、固体媒質５ａのうちの少なくとも第２面部５２ａを含む部位が対象物質内に配置されていることにより、固体媒質５ａが対象物質と一体に振動する。このようにして、対象物質の振動に応じて固体媒質５ａがスライド移動するようになっている。

圧電基板１、第１電極２、第２電極３、増幅器４、固体媒質５ａ及びスライド支持機構８により、振動センサ１００ａの要部が構成されている。振動センサ１００ａ、ＦＶ変換器６及びディスプレイ７により、振動検知装置２００ａの要部が構成されている。

次に、図５を参照して、振動検知装置２００ａによる振動の検知方法について説明する。より具体的には、少なくとも横方向に対する振動成分を含む振動（以下「横方向振動」という。）の検知方法について説明する。

図５に示す如く、対象物質Ｏが第２面部５２ａに接触している状態にて対象物質Ｏが横方向に振動したとき、対象物質Ｏの横方向振動に応じて固体媒質５ａがスライド移動する。図中、Ｄ３及びＤ４は、横方向振動による対象物質Ｏの移動方向を示している。すなわち、Ｄ３及びＤ４は、対象物質Ｏの振動方向を示している。また、Ｄ３及びＤ４は、スライド移動による固体媒質５ａの移動方向を示している。

このとき、第２面部５２ａが第１面部５１に対して非平行であるため、固体媒質５ａがスライド移動することにより、第１超音波及び第２超音波の伝搬経路長が変動する。すなわち、固体媒質５ａ内の伝搬経路Ｐ１，Ｐ２の経路長が変動する。

より具体的には、固体媒質５ａが方向Ｄ３，Ｄ４のうちの一方の方向Ｄ３に移動することにより、伝搬経路Ｐ１，Ｐ２の経路長が大きくなる（図５Ａ参照）。伝搬経路Ｐ１，Ｐ２の経路長が大きくなることにより、発振ループ長が大きくなる。発振ループ長が大きくなることにより、周波数Ｆが低くなる。

また、固体媒質５ａが方向Ｄ３，Ｄ４のうちの他方の方向Ｄ４に移動することにより、伝搬経路Ｐ１，Ｐ２の経路長が小さくなる（図５Ｂ参照）。伝搬経路Ｐ１，Ｐ２の経路長が小さくなることにより、発振ループ長が小さくなる。発振ループ長が小さくなることにより、周波数Ｆが高くなる。

このように、対象物質Ｏの横方向振動に応じて固体媒質５ａがスライド移動することにより、発振ループ長が変動する。これにより、振動検知装置２００ａは、対象物質Ｏの横方向振動を検知することができる。

次に、図６を参照して、ポリスルホン製の固体媒質５ａを用いた場合における電圧波形の実験結果について説明する。

図６は、ポリスルホン製の固体媒質５ａがスライド移動することにより、固体媒質５ａが数ヘルツの周期にて横方向に振動したときの電圧波形の実験結果を示している。図６に示す如く、固体媒質５ａが横方向に振動したとき、横方向振動に対応する電圧波形がディスプレイ７に表示されている。

なお、振動検知装置２００ａは、対象物質の横方向振動を検知するのに加えて、対象物質の縦方向振動を検知するものであっても良い。すなわち、対象物質が固体媒質５ａの第２面部５２ａに接触している状態にて対象物質が縦方向に振動したとき、対象物質の縦方向振動に応じて固体媒質５ａが変形することにより、対象物質の縦方向振動が検知されるものであっても良い。

また、固体媒質５ａの材料は、ポリスルホンに限定されるものではない。固体媒質５ａの材料は、圧電基板１を伝搬する板波の位相速度よりも低い音速を有するものであれば良い。

また、固体媒質５ａの形状は、第２面部５２ａが第１面部５１に対して非平行な形状であれば良く、図４及び図５に示す具体例に限定されるものではない。後述する実施の形態３においては、固体媒質５ａと異なる形状を有する固体媒質５ｂを用いた振動センサ１００ｂについて説明する。

そのほか、振動検知装置２００ａは、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。

以上のように、実施の形態２の振動センサ１００ａにおいて、固体媒質５ａは、第２面部５２ａが第１面部５１と非平行な形状を有し、固体媒質５ａを横方向にスライド自在に支持するスライド支持機構８を備え、対象物質の横方向振動に応じて固体媒質５ａがスライド移動することにより、横方向振動が検知されるものである。これにより、発振ループ長の変動に基づき、対象物質の横方向振動を検知することができる。

また、振動センサ１００ａにおいて、固体媒質５ａは、第２面部５２ａが第１面部５１に対して非平行な形状を有し、固体媒質５ａを横方向にスライド自在に支持するスライド支持機構８を備え、対象物質の縦方向振動に応じて固体媒質５ａが変形することにより、縦方向振動が検知されるものであり、かつ、対象物質の横方向振動に応じて固体媒質５ａがスライド移動することにより、横方向振動が検知されるものである。これにより、発振ループ長の変動に基づき、対象物質の横方向振動を検知することができるのはもちろんのこと、対象物質の縦方向振動を検知することができる。

実施の形態３．
図７は、実施の形態３に係る振動センサを含む振動検知装置の要部を示す説明図である。図７を参照して、実施の形態３に係る振動センサを含む振動検知装置について説明する。なお、図７において、図４に示す構成部材等と同様の構成部材等には同一符号を付して説明を省略する。

図７に示す如く、固体媒質５ｂは、いわゆる「平凸円筒レンズ」と同様の形状（以下「平凸円筒形状」という。）を有している。平凸円筒形状における平面部により、固体媒質５ｂの第１面部５１が構成されている。また、平凸円筒形状における円筒面部により、固体媒質５ｂの第２面部５２ｂが構成されている。すなわち、第１面部５１が平面状であるのに対して、第２面部５２ａは円筒面状である。これにより、第２面部５２ｂは、第１面部５１に対して非平行である。

圧電基板１、第１電極２、第２電極３、増幅器４、固体媒質５ｂ及びスライド支持機構８により、振動センサ１００ｂの要部が構成されている。振動センサ１００ｂ、ＦＶ変換器６及びディスプレイ７により、振動検知装置２００ｂの要部が構成されている。

図８に示す如く、対象物質Ｏが第２面部５２ｂに接触している状態にて対象物質Ｏが横方向に振動したとき、対象物質Ｏの横方向振動に応じて固体媒質５ｂがスライド移動する。このとき、第２面部５２ｂが第１面部５１に対して非平行であるため、固体媒質５ｂがスライド移動することにより、第１超音波及び第２超音波の伝搬経路長が変動する。すなわち、固体媒質５ｂ内の伝搬経路Ｐ１，Ｐ２の経路長が変動する。

より具体的には、固体媒質５ｂがスライド移動範囲Ｒの中央部に配置されている状態に対して、固体媒質５ｂが方向Ｄ３，Ｄ４のうちの一方の方向Ｄ３に移動することにより、伝搬経路Ｐ１，Ｐ２の経路長が小さくなる（図８Ａ参照）。伝搬経路Ｐ１，Ｐ２の経路長が小さくなることにより、発振ループ長が小さくなる。発振ループ長が小さくなることにより、周波数Ｆが高くなる。

また、固体媒質５ｂがスライド移動範囲Ｒの中央部に配置されている状態に対して、固体媒質５ｂが方向Ｄ３，Ｄ４のうちの他方の方向Ｄ４に移動することにより、伝搬経路Ｐ１，Ｐ２の経路長が小さくなる（図８Ｂ参照）。伝搬経路Ｐ１，Ｐ２の経路長が小さくなることにより、発振ループ長が小さくなる。発振ループ長が小さくなることにより、周波数Ｆが高くなる。

このように、対象物質Ｏの横方向振動に応じて固体媒質５ｂがスライド移動することにより、発振ループ長が変動する。これにより、振動検知装置２００ｂは、対象物質Ｏの横方向振動を検知することができる。

なお、固体媒質５ｂは、いわゆる「平凸球面レンズ」と同様の形状（以下「平凸球面形状」という。）を有するものであっても良い。この場合、平凸球面形状における平面部により、固体媒質５ｂの第１面部５１が構成されている。また、平凸球面形状における球面部により、固体媒質５ｂの第２面部５２ｂが構成されている。すなわち、第１面部５１が平面状であるのに対して、第２面部５２ｂが球面状である。これにより、図８における紙面に沿う方向Ｄ３，Ｄ４に対する横方向振動を検知するのに加えて、図８における紙面と直交する方向Ｄ５，Ｄ６（不図示）に対する横方向振動を検知することができる。

また、振動検知装置２００ｂは、対象物質の横方向振動を検知するのに加えて、対象物質の縦方向振動を検知するものであっても良い。すなわち、対象物質が固体媒質５ｂの第２面部５２ｂに接触している状態にて対象物質が縦方向に振動したとき、対象物質の縦方向振動に応じて固体媒質５ｂが変形することにより、対象物質の縦方向振動が検知されるものであっても良い。

そのほか、振動検知装置２００ｂは、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。

以上のように、実施の形態３の振動センサ１００ｂにおいて、固体媒質５ｂは、第２面部５２ｂが第１面部５１と非平行な形状を有し、固体媒質５ｂを横方向にスライド自在に支持するスライド支持機構８を備え、対象物質の横方向振動に応じて固体媒質５ｂがスライド移動することにより、ループ長（発振ループ長）が変動するものである。これにより、発振ループ長の変動に基づき、対象物質の横方向振動を検知することができる。

また、振動センサ１００ｂにおいて、固体媒質５ｂは、第２面部５２ｂが第１面部５１と非平行な形状を有し、固体媒質５ｂを横方向にスライド自在に支持するスライド支持機構８を備え、対象物質の縦方向振動に応じて固体媒質５ｂが変形することにより、ループ長（発振ループ長）が変動するものであり、かつ、対象物質の横方向振動に応じて固体媒質５ｂがスライド移動することにより、ループ長（発振ループ長）が変動するものである。これにより、発振ループ長の変動に基づき、対称物質の横方向振動を検知することができるのはもちろんのこと、対象物質の縦方向振動を検知することができる。

また、固体媒質５ｂが平凸円筒形状を有し、平凸円筒形状における平面部により第１面部５１が構成されており、かつ、平凸円筒形状における円筒面部により第２面部５２ｂが構成されている。これにより、方向Ｄ３，Ｄ４に対する横方向振動を検知することができる。

また、固体媒質５ｂが平凸球面形状を有し、平凸球面形状における平面部により第１面部５１が構成されており、かつ、平凸球面形状における球面部により第２面部５２ｂが構成されている。これにより、方向Ｄ３，Ｄ４に対する横方向振動を検知することができるのはもちろんのこと、方向Ｄ５，Ｄ６に対する横方向振動を検知することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

本発明の振動センサ及び振動検知装置は、例えば、種々の機器における振動の検知に用いることができる。

１ 圧電基板、２ 第１電極、３ 第２電極、４ 増幅器、５，５ａ，５ｂ 固体媒質、６ 周波数電圧変換器（ＦＶ変換器）、７ ディスプレイ、８ スライド支持機構、５１ 第１面部、５２，５２ａ，５２ｂ 第２面部、１００，１００ａ，１００ｂ 振動センサ、２００，２００ａ，２００ｂ 振動検知装置。

Claims (9)

1. 圧電基板と、
   前記圧電基板に設けられた第１電極及び第２電極と、
   前記第１電極と前記第２電極間に電気的に接続された増幅器と、
   前記圧電基板に接触している第１面部と、前記第１面部と対向配置されており、かつ、対象物質に対する接触用の第２面部と、を有し、かつ、前記圧電基板における板波の位相速度よりも低い音速を有する固体媒質と、を備え、
   前記圧電基板、前記第１電極、前記第２電極、前記増幅器及び前記固体媒質により発振ループが構成されており、
   前記対象物質の振動に応じて前記発振ループのループ長が変動することにより、前記対象物質の振動が検知されるものである
   ことを特徴とする振動センサ。
2. 前記対象物質の縦方向振動に応じて前記固体媒質が変形することにより、前記ループ長が変動するものであることを特徴とする請求項１記載の振動センサ。
3. 前記固体媒質は、前記第２面部が前記第１面部と非平行な形状を有し、
   前記固体媒質を横方向にスライド自在に支持するスライド支持機構を備え、
   前記対象物質の横方向振動に応じて前記固体媒質がスライド移動することにより、前記ループ長が変動するものである
   ことを特徴とする請求項１記載の振動センサ。
4. 前記固体媒質は、前記第２面部が前記第１面部と非平行な形状を有し、
   前記固体媒質を横方向にスライド自在に支持するスライド支持機構を備え、
   前記対象物質の縦方向振動に応じて前記固体媒質が変形することにより、前記ループ長が変動するものであり、かつ、前記対象物質の横方向振動に応じて前記固体媒質がスライド移動することにより、前記ループ長が変動するものである
   ことを特徴とする請求項１記載の振動センサ。
5. 前記固体媒質が平凸円筒形状を有し、
   前記平凸円筒形状における平面部により前記第１面部が構成されており、かつ、前記平凸円筒形状における円筒面部により前記第２面部が構成されている
   ことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の振動センサ。
6. 前記固体媒質が平凸球面形状を有し、
   前記平凸球面形状における平面部により前記第１面部が構成されており、かつ、前記平凸球面形状における球面部により前記第２面部が構成されている
   ことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の振動センサ。
7. 前記固体媒質は、ポリスルホンにより構成されていることを特徴とする請求項１記載の振動センサ。
8. 前記対象物質は、メンテナンス作業の対象となる機器の一部であることを特徴とする請求項１記載の振動センサ。
9. 請求項１記載の振動センサと、
   前記ループ長に対応する周波数を電圧に変換する周波数電圧変換器と、
   時間に対する前記電圧を示す波形を含む画面を表示するディスプレイと、
   を備える振動検知装置。

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