KR20070062974A - 진동센서 - Google Patents

진동센서 Download PDF

Info

Publication number
KR20070062974A
KR20070062974A KR1020077004517A KR20077004517A KR20070062974A KR 20070062974 A KR20070062974 A KR 20070062974A KR 1020077004517 A KR1020077004517 A KR 1020077004517A KR 20077004517 A KR20077004517 A KR 20077004517A KR 20070062974 A KR20070062974 A KR 20070062974A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transducers
chamber
transducer
vibration
pairs
Prior art date
Application number
KR1020077004517A
Other languages
English (en)
Inventor
리브네 간
세베르 요한 미칸
리오 나콤
Original Assignee
스파이더 테크놀로지스 시큐어리티 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스파이더 테크놀로지스 시큐어리티 리미티드 filed Critical 스파이더 테크놀로지스 시큐어리티 리미티드
Publication of KR20070062974A publication Critical patent/KR20070062974A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24Probes
    • G01N29/2481Wireless probes, e.g. with transponders or radio links
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02Analysing fluids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/14Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/014Resonance or resonant frequency
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/015Attenuation, scattering
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10Number of transducers
    • G01N2291/103Number of transducers one emitter, two or more receivers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

챔버 내의 네 개 이상의 등거리점으로부터 진동 측정하는 방법에 관한 것으로, 챔버 표면을 중심점 주위로 집중시키고, 상기 챔버 표면 안에 유체를 포함시키고, 상기 챔버 표면에 병치된 적어도 네 개의 측정점으로부터 유체 진동을 측정하는 것을 포함한다. 여기서, 적어도 두 개의 측정점은 상기 중심점을 통과하는 제1축을 따라 위치하며, 적어도 두 개의 측정점은 상기 중심점을 통과하는 제2축을 따라 위치한다.
진동센서, 챔버, 유체, 변환기

Description

진동센서{VIBRATION SENSOR}
본 발명은 센서 챔버 내에 포함된 유체와 접해 있는 다중 변환기(multiple transducer)를 갖는 진동센서에 관한 것이다.
진동의 방향 및/또는 강도 결정은 많은 다양한 기술 분야, 예를 들면 지진 표시, 터널 활동 표시 및 침입 감지 분야에서 중요한 정보를 제공한다.
통상적인 종래의 진동센서는 챔버 속의 유체와 접하는 변환기를 포함하고 있다. 유체가 챔버에 전달된 진동에 반응하여 진동함에 따라, 변환기는 신호 해독기에 의해 수신되는 신호를 만들어 낸다. 신호 해독기는 그 신호를 이용하여 진동의 크기, 주파수, 또는 유체를 관통하는 축을 따라 벡터를 특정짓는다.
다중 축 진동을 특정짓기 위해 각각 다른 축을 갖는 다중 센서들은 예를 들어 함께 또는 택일적으로 커플링되어 있으며, 센서는 진동에 대해 회전되고, 또는 이동된다; 다음 선행 특허들에서 보여지는 바와 같다:
미국특허 제4525819호에서 Hartley, John Edward는 부분적으로 유체 속에 잠겨 있으면서 수직 지진파를 감지하는 지오폰 변환기(geophone transducer)에 대해 설명하고 있다.
미국특허 제4334296호에서 Hall Jr., Renest M. 은 유체가 채워지고 유연한 상단 및 하단 벽에 변환기를 갖는 챔버를 포함하는 지오폰(geophone)에 대해 설명하고 있다. 다중 지오폰(geophone)은 지진 운동의 방향과 관련된 출력신호를 제공하기 위해 사용된다.
본 발명의 일실시예의 측면은 진동의 다중 축을 따라 출력신호를 동시에 제공하는 진동센서를 포함하고 있는데, 상기 센서는 챔버 외부에 진동 전달 하우징을 가지며, 상기 챔버는 유체를 포함하고 상기 유체와 상당부분 접하는 표면을 갖는다.
바람직한 일실시예에 의하면, 또한 상기 센서는 상기 챔버 주위에 위치한 두 쌍 이상의 진동 변환기를 포함하고 있으며, 각각의 변환기는 제1 말단; 제2 말단; 및 제1 말단과 제2 말단 사이에 있으면서 바디의 중심을 관통하는 중심축 부분을 포함하는 바디를 가지며, 각각의 바디는 신호 해독기와 연결하기 위해 채용된 포트를 포함하고 있다.
각 제1 변환기 말단은 작동시에 상기 하우징과 연결된다. 각 제2 변환기 말단은 작동시에 상기 챔버 유체와 연결되는 변환 부재를 포함한다.
바람직한 일실시예에 의하면, 제1 변환기 쌍과 제2 변환기 쌍은 상기 챔버 주위로 쌍을 이루어서, 제1 축이 각 쌍 중 제1 변환기, 상기 챔버의 중심을 통과하고, 각 쌍 중 제2 변환기를 통과하게 한다; 제1 및 제2 변환기 쌍은 상기 챔버의 중심으로부터 진동 정보를 제공한다.
바람직한 일실시예에 의하면, 상기 제1 및 제2 변환기 쌍을 통과하는 상기 축들은 평행하고 서로 수직을 이룬다. 평행한 축들은 여기에서 사용되는 바와 같이 단일 플랫 평면을 따라 놓여진 축들을 가리킨다.
바람직한 일실시예에 의하면, 상기 센서는 제1 및 제2 변환기 쌍과 유사한 방식으로 쌍을 이룬 최소한 제3 축을 포함한다.
선택사항으로, 상기 변환기 쌍을 통과하는 상기 세 개의 축 중에서 적어도 세 개는 서로 수직을 이루며, 이에 따라 진동을 상기 X-, Y-, 및 Z-축으로 특정한다.
또다른 바람직한 일실시예에 의하면, 적어도 한 쌍의 변환기 내의 각각의 변환기는 상기 진동을 증폭시키기 위해서 증폭 하우징을 갖는다.
본 발명의 또다른 측면은 적어도 하나의 제1 쌍 및 적어도 하나의 제2 쌍의 변환기를 사용하여 진동을 측정하는 방법을 포함한다.
여기에서 사용된 바와 같이, 상기 “유체”는 “흐르고 그 용기의 형태에 순응하는 경향이 있는 지속적인 무정형 물질” (Word Web ⓒ 2005)을 나타내며, 진동에 반응하는 관성질량을 포함하는 유체 속에 부유된 유체 또는 분말을 포함한다.
여기에서 사용된 바와 같이, “진동”은 특히 기계나 지리 시스템에서 기원하는 상기 챔버 외부의 운동 또는 진동에 대한 상기 챔버 유체의 반응을 의미한다; 상기 챔버 유체 진동 압력은 주파수 및 크기로 측정 가능하다. (“Harris' Shock and Vibration Handbook", 제5판; Cyril M. Harris와 Allan G. Piersol 편집)
여기에서 사용된 바와 같이, “변환기”는 충격이나 진동 운동의 압력을 하나 이상의 운동 파라미터에 비례하는 최적의 기계 또는 전기 신호로 바꾸어 주는 장치를 의미한다.
여기에서 사용된 바와 같이, “변환 부재”는 진동 운동의 압력을 신호로 바꾸어 주는 상기 변환기의 일 부분을 의미한다. (전게서)
따라서 진동센서와 진동 측정방법이 제공되며, 상기 센서는 둘 이상의 쌍으로된 변환기를 구비하며, 상기 센서는 하우징 내에 챔버를 포함하고, 상기 챔버는 중심, 모든 표면 부분이 상기 챔버 중심과 실질적으로 등거리에 있는 표면 및 상기 표면과 실질적으로 접하고 있는 진동 감지 유체를 포함한다.
상기 센서는 또한 두 쌍 이상의 진동 감지 변환기를 포함하는데, 여기서 상기 두 쌍 이상의 각각 중 각 변환기가 적어도 하나의 신호 해독기와 연결하기 위해 채용된다. 각각의 변환기는 제1 말단부, 제2 말단부 및 제1 말단부와 제2 말단부 사이에서 바디의 중심을 축상으로 관통하는 중심축 부분을 포함하는 바디를 가진다.
상기 제1 말단부는 작동시에 상기 챔버 표면과 연접되고, 변환 부재 수신기부, 실질적으로 상기 유체와 연접하는 상기 변환 부재부의 적어도 일부를 포함한다. 상기 제2 말단부는 작동시에 상기 하우징과 연접되고, 둘 이상의 변환기쌍 중에서 각각의 변환기 쌍은 제1 변환기의 중심부, 상기 챔버 중심, 및 제2 변환기의 중심부를 관통하는 축을 포함한다.
선택사항으로, 상기 신호 해독기는 적어도 두 쌍의 변환기들 중 각각에 의해 생성된 신호를 추가하고 추출하는 것 중에서 적어도 하나를 제공한다.
바람직한 일실시예에 의하면, 상기 둘 이상의 변환기 쌍의 축들은 평행하고 적어도 하나의 제1 변환기 쌍을 관통하는 적어도 하나의 제1축은 적어도 하나의 제2 변환기 쌍을 관통하는 적어도 하나의 제2 축에 대해 수직과 비스듬한 각 중 적어도 하나를 이룬다.
택일적으로, 상기 적어도 두 변환기 쌍은 적어도 세 개의 변환기 쌍을 포함하며, 다음 중 적어도 하나인 적어도 하나의 제3 변환기 쌍을 포함한다:
적어도 두 개의 평행한 변환기 쌍의 평면에 대해 평행하고, 비스듬하며, 상기 적어도 하나의 제3 변환기 쌍 축은 상기 적어도 두 개의 변환기 쌍의 평면에 수직을 이룬다.
선택사항으로, 상기 적어도 세 개의 변환기 쌍은 적어도 네 개의 변환기 쌍을 포함하며, 두 개 이상의 평면 축에 45도 각도를 이루는 적어도 하나의 제4 변환기 쌍을 포함한다.
선택사항으로, 적어도 하나의 변환기 쌍 중 각각의 변환기는 증폭 하우징을 포함한다.
본 발명의 일실시예의 일 측면은 하나 이상의 쌍으로 된 변환기를 갖는 진동센서를 포함하는데, 상기 센서는 하우징 내에 챔버를 포함하며, 상기 챔버는 중심, 모든 표면 부분이 상기 챔버 중심과 실질적으로 등거리에 있는 표면 및 상기 표면과 실질적으로 접하고 있는 진동 감지 유체를 포함한다.
바람직한 일실시예에 의하면, 본 발명은 또한 한 쌍 이상의 진동 감지 변환기를 포함하는데, 여기서 각각의 변환기가 적어도 하나의 신호 해독기와 연결하기 위해 채용되고, 각각의 변환기는 또한 단면적을 갖는 제1 말단부, 제2 말단부 및 제1 말단부와 제2 말단부 사이에서 바디의 중심을 축상으로 관통하는 중심축 부분을 포함하는 바디를 가진다.
상기 제1 말단부는 변환 부재 수신기부, 증폭 하우징을 포함하면서, 상기 바디로부터 상기 변환 부재 위로 돌출되는 지지부재를 포함하고, 상기 지지부재는 증폭 유체를 에워싸는 하나 이상의 벽과 상기 지지부재에 결합되어 상기 증폭 유체를 차단하는 막을 가지며, 상기 막은 또한 상기 챔버 유체와 접하는 공간을 포함하며, 상기 접촉 공간은 실질적으로 상기 제1 말단부 단면보다 크다.
상기 제2 말단부는 작동시에 상기 하우징과 연접되고, 하나 이상의 변환기쌍 중에서 각각의 변환기 쌍은 제1 변환기의 중심부, 상기 챔버 중심, 및 제2 변환기의 중심부를 관통하는 축을 포함한다.
본 발명의 일 측면은 나아가서 네 개 이상의 등거리점으로부터 진동을 측정하는 방법을 포함하는데, 챔버 표면을 중심점 주위로 집중화하고, 상기 챔버를 유체로 채우고, 상기 챔버 표면에 대해 병치된 적어도 네 개의 측정점으로부터 유체 진동을 측정하는 것을 포함한다. 여기서 적어도 두 개의 측정점은 상기 중심점을 관통하는 제1축을 따라 위치하며, 적어도 두 개의 측정점은 상기 중심점을 관통하는 제2축을 따라 위치한다. 택일적으로 적어도 네 개의 측정점 중에서 두 개 이상은 증폭 하우징을 갖는 변환기를 포함한다.
본 발명의 일 측면은 두 개 이상의 등거리점으로부터 진동을 측정하는 방법을 포함하는데, 챔버 표면을 중심점 주위로 집중화하고, 상기 표면 속에 유체를 포함시키고, 상기 표면에 대해 병치된 두 개 이상의 진동 측정 부재를 병치시키고, 증폭 하우징을 두 개 이상의 진동 측정 부재 위로 놓는 것과 상기 챔버 표면에 대해 병치된 적어도 두 개의 측정점으로부터 유체 진동을 측정하는 것을 포함한다; 여기서 적어도 두 개의 측정점은 상기 중심점을 관통하는 축을 따라 위치한다.
본 발명은 제한된 수의 실시예들로써 설명되었지만, 많은 변화, 변형, 다른 적용예들이 만들어 질 수 있음을 이해해야 할 것이다.
또한, 부재들의 조합 및/또는 부재들의 변형들의 조합들이 묶일 수도 있고, 단일 부재들이 사용될 수도 있는데, 하기 청구항들에서 정의된 것처럼, 당업자들에게 명백한 다른 것들 뿐만 아니라 그러한 변형들은 본 발명의 범위 내에 포함되기 위한 것들이다.
여기에서 사용되는 바와 같이, “include", "comprise", "have" 같은 문구들과 결합문구들은 ”포함하지만 그들로만 한정하는 것은 아닌 것“을 의미한다.
본 발명이 여기서 설명되는 것에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업자라면 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 오히려 하기 청구항들에 의해서만 제한될 것이다.
본 발명에 대한 바람직하고 한정적이지 않은 실시예들은 하기 설명에서 설명되고, 첨부된 도면들에 대한 참조로 나타내진다. 상기 도면들에서, 하나 이상의 도면들에서 보이는 동일하고 유사한 구조들, 부재들 또는 그들의 부분들은 일반적으로 동일하거나 유사한 참조번호로 표시된다. 상기 도면들에서 보여진 요소들과 특 징들의 차원은 편의상 및 명확성을 위해 우선 선택된 것일 뿐 반드시 범위를 제한하는 것은 아니다.
첨부된 도면들은:
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 진동센서 시스템에 대한 사시도이다;
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 도 1의 진동센서에 대한 세부 분해도이다;
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 증폭 격막을 갖는 압력 변환기에 대한 도시이다.
진동센서 작동
도 1은 구상의 표면(154)과 중심(156)을 포함하는, 집중 방식이고, 실질적으로 구상의 챔버(150)를 구비한 진동센서(100)에 대한 바람직한 실시예를 도시한 사시도이다. 챔버(150)는 유체(152)를 포함하고, 외부 체적(112)으로부터 유체(152)로 진동을 전달하도록 채용된 물질, 예를 들면 금속 및/또는 플라스틱을 포함한 물질을 포함하는 하우징(100)에 둘러싸여 있다.
바람직한 일실시예에 의하면, 챔버(150)는 세 개의 축(172, 182, 192) 중 각각을 따라 배열된 세 쌍으로 정렬된 6개의 천공을 포함한다. 첫 번째 천공(170)과 두 번째 천공(176)은 각각 중심(156)을 통과하는 X-축(172)을 따라 배열된 중심축 부분을 가진다. 세 번째 천공(180)과 네 번째 천공(186)은 각각 중심(156)을 통과하는 Y-축(182)을 따라 배열된 중심축 부분을 가진다. 다섯 번째 천공(190)과 여섯 번째 천공(196)은 각각 중심(156)을 통과하는 Z-축(192)을 따라 배열된 중심축 부분을 가진다.
진동 압력 변환기(160)는 예를 들면 천공(170, 176, 180, 186, 190, 196) 각각에 접착제로 접착되고, 챔버(150)를 관통하는 유체(152)의 진동 압력에 반응하고 그것에 실제로 접해 있는 변환부재(162)를 갖는다.
바람직한 일실시예에서, 신호 해독기(102)는 쌍으로된 케이블(174,184,194)을 통해 각각의 변환기(160)에 연결된다. X-축 쌍 케이블(174)은 해독기(102)를 천공(170, 176) 속의 변환기(160)에 연결시킨다. Y-축 쌍 케이블(184)은 해독기(102)를 천공(180, 186) 속의 변환기(160)에 연결시킨다. Z-축 쌍 케이블(194)은 해독기(102)를 천공(190, 196) 속의 변환기(160)에 연결시킨다.
선택사항으로, 케이블(174, 184 및 194)은 예를 들면 네 개의 전기선을 포함하는데, 두 개의 선은 각 변환기(160)에 연결시킨다.
여기에서 사용된 바와 같이, 용어 "변환기(160)"는 능동 또는 수동 변환기(160)를 가리키며, 그것의 신호는 전압, 전류 크기, 주파수, 또는 상으로 특징지어 진다. 능동 변환기(160)는 측정되고 있는 물리 현상에 의해 수득된 에너지로부터 전기 신호를 생성하고, 압전성 및 전도성 변환기(160)를 포함한다. 수동 변환기(160)는 저항, 용량, 또는 전류 전도성 같은 상기 물리 현상의 효과를 측정하고 저항, 용량, 전도성, 및 광전자 변환기(160)를 포함한다; 일부 예는 Electret Condenser이고 코일선과 자기배열이다.
택일적으로, 케이블(174, 184, 194)은 예를 들어 적외선 주파수에서 파 신호 를 내보내는 도파관(wave guide)과 변환기(160)를 포함한다. 다른 실시예들에서는 각각의 변환기는 수신기(102)에 의해 수신되는 무선 신호를 제공한다.
바람직한 일실시예에서, 신호 해독기(102)는 각 변환기(160)의 개별 출력에 의해 제공된 정보를 기록하고, 기록하는 중이거나 이후에 상기 신호를 가공하고 또는 분석한다; 당업계에서 알려진 다수의 신호 분석 과정 중 하나를 사용한다.
실시예에 의하면, 해독기(102)는 X-172, Y-182, Z-192 축에 위치한 두 개의 변환기(160) 각각의 세트로부터 신호를 추가하거나 추출한다. 그리하여 신호를 증폭시키거나 감소시키고, 또는 외부 발산 진동 소음을 제거시킨다; 발산 진동 소음은 모든 방향으로부터의 동일한 크기와 상을 가진 진동을 의미한다.
X-172, Y-182, Z-192 축으로부터 나온 신호 정보는 이후 해독기(102)에 의해 가공되어 X-172, Y-182, Z-192 축을 따라 중심(156)에서 유체(152)의 에너지 상태 중 3차원 상태를 형성한다. 이러한 형성과정은 예를 들면 주파수와 크기 정보를 제공함으로써 하나의 센서(100)가 단일 축을 따라 각각 기록하는 선행 다중 센서들을 대신하여 사용될 수 있다.
도 3은 변환기(160)가 약한 신호에 반응하도록 변형되는 바람직한 일실시예를 보여준다. 변형된 변환기(160)는, 큰 표면적을 가진 진동 증폭막(220)을 갖는 굳은 콘 형상의 벽(230)을 포함하는 증폭 하우징(200)을 포함한다. 벽(230), 막(220), 변환부재(262)는 압력 증폭 유체(210), 예를 들면 가스를 차단한다.
막(220)에 대항하는 각각의 진동 압력은 막(220)을 변형시키는데, 유체(210)의 압력은 하기 식에 따라 체적 변화에 반비례한다:
Figure 112007016473585-PCT00001
; 여기서:
P0 = 막(220)에 적용된 압력 진동;
P1 = 변환부재(262)에 의해 측정된 압력 진동;
V0 = P0가 적용되기 전의 유체(210)의 체적; 및
V1 = P0가 적용된 후의 유체(210)의 체적.
상기 식에 기초하여 막(220)에서의 진동 압력은 변환 부재(262)에 대한 진동 압력 상승을 가져온다; 상기 결과 신호는 예를 들면 약한 신호를 배경 소음과 구별하는데 해독기(102)를 도와주는 것이다.
진동센서 변형물
진동 센서(100)는 상기 실시예들에만 한정되는 것이 아니라, 다양한 형태로 변형이 가능하다. 예를 들면 당업자들에게 널리 알려진 상기 많은 적용예에서 센서(100)의 특정 형태를 제공하는 것이다. 실시예에 의해 센서(100)의 몇몇 변형예가 하기에서 설명될 것이다.
바람직한 일실시예에서, 하우징(110)은 상부(142)와 하부(144)와 중간부(140)를 포함한다. 택일적으로 하우징(110)은 예를 들면 주물 기술을 이용해 한 세트로 제조된다.
도시되는 바와 같이, X 천공(170, 176)과 Y 천공(180, 186)은 중간부(140)에 위치하는 반면 Z 천공(190)은 상부에 Z 천공(196)은 하부(144)에 위치한다.
추가 천공들(도시되지 않음)은 추가적인 신호 정보를 신호 해독기(102)에 제공한다.
추가 또는 택일적으로 세 개 이상의 축(172, 182, 192)은 특정 적용예마다 다른 각도에서 천공들(170, 176, 180, 186, 190, 196)을 관통할 수 있다. 원거리, 예를 들면 물을 공급하는 내설 파이프를 감지하는 데에서 방출된 진동을 감지하기 위해, 센서(100)는 선택사항으로 0도와 90도 사이 각도에서 상부(142)에서 하부(144)로 관통하는 다중 축으로 형성된다.
각자의 변환기들(160)을 따라 천공들(170, 176, 180, 186, 190, 196)은 외부 체적(112)과 연결되고, 상기 언급된 접착제로 함께 챔버(150)를 접합한다. 택일적으로 변환기들(160)은 챔버(150)의 내부 표면에 탑재되거나 하우징(110)에 놓여짐으로써, 변환부재(162)가 표면(154) 내에 정지하게 된다.
도 2를 살펴보면, 센서(100)이 분해도로 보여지는데, 상부(142)와 중간부(140) 사이에 상부 압축 가스켓(132)을 가진다; 하부 압축 가스켓(134)은 중간부(140)와 하부(144) 사이에 가진다.
가스켓(152, 154)은 예를 들면 압축성 및/또는 이완성 고무 물질을 포함함으로써 볼트(도시되지 않음)가 부분(140, 142, 144)의 모서리들을 통해 수직 신장할 때 가스켓들(152, 154)이 챔버 유체(152)를 외부 체적(112)으로부터 막기 위해 압축된다.
추가적으로 또는 택일적으로, 가스켓들(152, 154)은 부분(140, 142, 144)의 연접면에 부착하는 상부와 하부 표면을 가짐으로써, 챔버(150)를 차단하는 것을 돕는다.
변환기(160)는 실린더형 단면을 갖는 것으로 보인다. 택일적으로, 변환기(160)는 예를 들면 변환기(160) 및/또는 적용예의 유형에 따라 직사각형, 타원형, 또는 다른 단면 형상을 가진다.
추가적으로, 유체(152)의 성분은 주어진 적용예에 요구되는 관성 질량 특성에 따라 다양하다. 예를 들어 액화 수은 같은 고농도 유체(152)가 몇몇 적용예에서 필요하다. 다른 적용예들은 예를 들면 분말형 금속 단독형태, 예를 들어 유체(152) 속에 부유하는 것 같은 입자에 의해 최적으로 작용한다; 특이적인 유체(152)로서 상기 수은 선택은 당업자들에게 주지하다.
몇몇 실시예에서 챔버(150)는 실질적으로 구형의 표면(154)을 갖는 반면, 다른 실시예들에서 표면(154)은 여러가지 납작한 교차형 평면, 예를 들면 사면체를 포함한다.
센서(100)에 대한 상기 많은 사용례들과 실시예들은 지진 반사, 우주 정거장에의 에너지 도달 감지, 또는 터널 활동 표시이든, 당업계 기술자들에게 주지하다.

Claims (12)

  1. 두 쌍 이상의 변환기를 구비한 진동센서에 있어서, 상기 센서는:
    하우징 속에 챔버를 포함하며, 상기 챔버는:
    중심;
    모든 표면 부분이 상기 챔버 중심과 실질적으로 등거리에 있는 표면;
    상기 표면과 실질적으로 접하고 있는 진동 감지 유체;
    두 쌍 이상의 진동 감지 변환기를 포함하여 이루어지는 두 쌍 이상의 변환기를 구비한 진동센서.
    여기서, 상기 두 쌍 이상의 각 쌍 중 각각의 변환기는 적어도 하나의 신호 해독기와 연결하기 위해 채용되는데, 각각의 변환기는 :
    제1 말단부, 제2 말단부 및 상기 제1 말단부와 상기 제2 말단부 사이에서 바디의 중심을 축상으로 관통하는 중심축 부분을 포함하는 바디를 더 가지는데; 상기 제1 말단부는 작동시에 상기 챔버 표면과 연접되고, 변환 부재 수신기부, 실질적으로 상기 유체와 연접하는 상기 변환 부재부의 적어도 일부를 포함하며,
    상기 제2 말단부는 작동시에 상기 챔버 하우징과 연접됨;
    여기서, 상기 두 쌍 이상 중 각 변환기 쌍은 ;
    제1 변환기의 중심부를 관통하는 축;
    상기 챔버 중심; 및
    제2 변환기의 중심부를 포함함.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호 해독기는
    상기 두 쌍 이상의 변환기 중 각각에 의해 생성된 신호를
    추가; 및
    추출하는 것 중에서 적어도 하나를 제공하는 것을 특징으로 하는 두 쌍 이상의 변환기를 구비한 진동센서.
  3. 제2항에 있어서, 상기 두 쌍 이상의 변환기의 축은 평행한 것을 특징으로 하는 두 쌍 이상의 변환기를 구비한 진동센서.
  4. 제3항에 있어서, 상기 두 쌍 이상의 변환기 중 적어도 하나를 관통하는 적어도 하나의 제1축은
    적어도 두 개의 평행한 변환기 쌍의 평면에 대해
    수직; 및
    비스듬한 것 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 두 쌍 이상의 변환기를 구비한 진동센서.
  5. 제4항에 있어서, 상기 두 쌍 이상의 변환기는
    상기 적어도 두 개의 평행한 변환기 쌍의 평면에 대해
    수직;
    비스듬하며; 및
    평행인 것 중 적어도 하나인 적어도 세 개의 변환기 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 두 쌍 이상의 변환기를 구비한 진동센서.
  6. 제5항에 있어서, 상기 변환기 쌍 중 적어도 하나에 대해 45도 각도를 이루는 적어도 하나의 제4 변환기 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 두 쌍 이상의 변환기를 구비한 진동센서.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 두 쌍 이상의 변환기의 적어도 하나 중 각 변환기는 단면적을 구비한 제1 말단부를 포함하는데,
    상기 제1 말단부는 증폭 하우징을 더 포함하면서,
    변환부재 수신부, 상기 바디로부터 상기 변환 부재 위로 돌출되는 지지부재를 포함하고;
    상기 지지부재는 증폭 유체를 에워싸는 하나 이상의 벽과;
    상기 지지부재에 결합되어 상기 증폭 유체를 차단하는 막을 가지며, 상기 막은 상기 챔버 유체와 접하는 공간을 더 포함하며, 상기 접촉 공간은 실질적으로 상기 제1 말단부 단면보다 큰 것을 특징으로 하는 두 쌍 이상의 변환기를 구비한 진동센서.
  8. 한 쌍 이상의 변환기를 구비하는 진동센서에 있어서,
    상기 센서는 :
    하우징 속에 챔버를 포함하며, 상기 챔버는:
    중심;
    모든 표면 부분이 상기 챔버 중심과 실질적으로 등거리에 있는 표면;
    상기 표면과 실질적으로 접하고 있는 진동 감지 유체;
    한 쌍 이상의 진동 감지 변환기를 포함하여 이루어지는 한 쌍 이상의 변환기를 구비한 진동센서.
    여기서, 각각의 변환기는 적어도 하나의 신호 해독기와 연결하기 위해 채용되는데, 각각의 변환기는 :
    단면적을 갖는 제1 말단부;
    작동시에 상기 챔버 하우징과 연접되는 제2 말단부; 및
    상기 제1 말단부와 상기 제2 말단부 사이에서 바디의 중심을 축상으로 관통하는 중심축 부분을 더 포함하는 바디를 가지는데;
    상기 제1 말단부는 증폭 하우징을 더 포함하면서,
    변환부재 수신부, 상기 바디로부터 상기 변환 부재 위로 돌출되는 지지부재를 포함하고,
    상기 지지부재는 증폭 유체를 에워싸는 하나 이상의 벽과,
    상기 지지부재에 결합되어 상기 증폭 유체를 차단하는 막을 가지며, 상기 막은 상기 챔버 유체와 접하는 공간을 더 포함하며, 상기 접촉 공간은 실질적으로 상 기 제1 말단부 단면보다 크고;
    한 쌍 이상의 변환기 중 각 변환기는;
    제1 변환기의 중심부를 관통하는 축,
    상기 챔버 중심, 및
    제2 변환기의 중심부를 포함하는 것을 특징으로 하는 한 쌍 이상의 변환기를 구비한 진동센서.
  9. 제8항에 있어서, 상기 신호 해독기는
    상기 한 쌍 이상의 변환기 중 각각에 의해 생성된 신호를
    추가; 및
    추출하는 것 중에서 적어도 하나를 제공하는 것을 특징으로 하는 한 쌍 이상의 변환기를 구비한 진동센서.
  10. 중심점 주위로 집중된 유체를 포함하는 챔버 속의 중심점으로부터 네 개 이상의 등거리점으로부터 진동을 측정하는 방법으로서,
    상기 챔버 표면에 대해 병치된 적어도 네 개의 변환기를 사용하여 유체 진동을 측정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동을 측정하는 방법;
    여기서, 적어도 두 개의 측정 변환기는 상기 중심점을 관통하는 제1축을 따라 위치하며; 그리고
    적어도 두 개의 측정 변환기는 상기 중심점을 관통하는 제2축을 따라 위치 함.
  11. 제10항에 있어서, 적어도 두 개의 변환기는 증폭 하우징을 구비하는 것을 특징으로 하는 진동을 측정하는 방법.
  12. 중심점 주위로 집중된 유체를 포함하는 챔버 속의 중심점으로부터 두 개 이상의 등거리점으로부터 진동을 측정하는 방법으로서,
    상기 표면에 대해 병치된 적어도 두 개의 진공 측정부재를 포함하고;
    상기 챔버 속에 적어도 두 개의 증폭 막을 사용하여 챔버 내로부터 적어도 두 개의 진동 측정을 증폭시키고; 그리고
    적어도 두 개의 측정 변환기를 사용하여 유체 진동을 측정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 진동을 측정하는 방법;
    여기서, 적어도 두 개의 측정 변환기는 상기 중심점을 관통하는 제1축을 따라 위치함.
KR1020077004517A 2004-07-26 2005-07-26 진동센서 KR20070062974A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US59089604P 2004-07-26 2004-07-26
US60/590,896 2004-07-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070062974A true KR20070062974A (ko) 2007-06-18

Family

ID=35786580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077004517A KR20070062974A (ko) 2004-07-26 2005-07-26 진동센서

Country Status (12)

Country Link
US (1) US7673515B2 (ko)
EP (1) EP1779102A4 (ko)
JP (1) JP4864888B2 (ko)
KR (1) KR20070062974A (ko)
CN (1) CN100520395C (ko)
BR (1) BRPI0513629A (ko)
CA (1) CA2575213A1 (ko)
EA (1) EA009298B1 (ko)
MX (1) MX2007001105A (ko)
UA (1) UA90277C2 (ko)
WO (1) WO2006011145A2 (ko)
ZA (1) ZA200700689B (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100116059A1 (en) * 2004-07-26 2010-05-13 Spider Technologies Security Ltd. Vibration sensor having a single virtual center of mass
BRPI0816648A2 (pt) * 2007-10-09 2016-10-04 Spider Technologies Security Ltd sensor de vibração e método para medir um sinal vibratório
US20130066567A1 (en) * 2010-05-20 2013-03-14 Anatoly Alekseevich Speranskiy Method and 3D Detector for Measuring a Vector of Mechanical Oscillations
KR101233260B1 (ko) * 2010-10-07 2013-02-14 도요타 지도샤(주) 마이크로폰 유닛 및 수음 장치
JP5054837B1 (ja) * 2011-07-22 2012-10-24 立山科学工業株式会社 感震器
CN103308939B (zh) * 2013-05-27 2015-12-09 李吉世 一种地震感知仪
CN105467440B (zh) 2015-10-28 2018-02-02 中国石油天然气股份有限公司 一种全向矢量地震数据处理方法及装置
CN105259566B (zh) * 2015-10-28 2018-02-02 中国石油天然气股份有限公司 一种地震全向矢量检波器
CN105388514B (zh) 2015-10-28 2017-12-05 中国石油天然气股份有限公司 一种地震全向矢量静电悬浮检波器
BR112018008500A2 (pt) 2015-10-30 2019-06-18 Ion Geophysical Corp sistemas sísmicos de fundo de oceano
DE102018215496A1 (de) * 2018-09-12 2020-03-12 Robert Bosch Gmbh Sensorvorrichtung aufweisend ein Gehäuse und einen wenigstens einachsigen Vibrationssensor
EP3850373A1 (en) 2018-09-13 2021-07-21 ION Geophysical Corporation Multi-axis, single mass accelerometer
CN110706457B (zh) * 2019-11-20 2021-06-08 马骁骋 一种地震检测设备
CN111257415B (zh) * 2020-01-17 2021-08-10 同济大学 基于移动列车振动信号的隧道损伤检测管理系统

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU99191A1 (ru) * 1951-11-28 1953-11-30 М.Г. Лозинский Устройство дл измерени физических величин, например, давлений, напр жений или вибраций
US3204457A (en) * 1962-01-23 1965-09-07 Gulton Ind Inc Ultrasonic flowmeter
US3274537A (en) * 1963-10-17 1966-09-20 William J Toulis Flexural-extensional electro-mechanical transducer
US3455150A (en) * 1966-03-02 1969-07-15 Leo N Wood Ultrasonic inspection apparatus
US4083255A (en) * 1977-03-04 1978-04-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Hydro-optic vibration detector
US4334296A (en) * 1978-03-16 1982-06-08 Western Geophysical Co. Of America Seismic method and apparatus
WO1983000218A1 (en) * 1981-06-12 1983-01-20 Fuzzell, Joe, E. Motion responsive sensor and switch
US4525819A (en) * 1982-12-06 1985-06-25 Oyo Corporation, U.S.A. Horizontal geophone transducer assembly
US4536696A (en) * 1983-07-14 1985-08-20 At&T Bell Laboratories Buck-boost converter with dual-mode control for battery charging
DE3530747A1 (de) * 1985-08-28 1987-03-05 Stoeckert Instr Gmbh Ultraschallsensor
GB2200211B (en) * 1986-12-08 1991-01-16 Fuji Electric Co Ltd Vibration-type transducer
SU1509615A1 (ru) * 1987-04-01 1989-09-23 Днепропетровский химико-технологический институт Измеритель параметров вибрации
RU2008698C1 (ru) * 1989-02-14 1994-02-28 Евдокимов Константин Борисович Устройство для измерения вибраций
DE3914895C2 (de) 1989-05-05 1993-12-02 Karl Heinz Fricke Schloß für eine Tür
JP2601974B2 (ja) 1992-09-16 1997-04-23 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション 電子機器用電源装置及び電子機器システム
CA2106145A1 (en) * 1992-09-17 1994-03-18 John E. Traina Method and apparatus for ultrasonic measurements of a medium having non-axial flow
WO2000000793A1 (en) * 1998-06-26 2000-01-06 Cidra Corporation Fluid parameter measurement in pipes using acoustic pressures
EP1194745B1 (en) * 1999-07-02 2007-09-19 Weatherford/Lamb, Inc. Flow rate measurement using unsteady pressures
GB2358429A (en) 2000-01-21 2001-07-25 Kevin Beattie Lock having grooved latch bolt to prevent unauthorised opening
JP3951613B2 (ja) * 2001-02-09 2007-08-01 株式会社ケンウッド マイクロホン
US6731210B2 (en) * 2001-05-02 2004-05-04 The Penn State Research Foundation System and method for detecting, localizing, or classifying a disturbance using a waveguide sensor system
AT6511U3 (de) * 2003-07-16 2004-09-27 Avl List Gmbh Ultraschall-gasdurchflusssensor sowie vorrichtung zur messung von abgas-strömungen von verbrennungskraftmaschinen sowie ein verfahren zur ermittlung des durchflusses von gasen
TWI233097B (en) * 2003-09-04 2005-05-21 Lite On It Corp Device capable of detecting vibration/shock
JP2005106529A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Hosiden Corp 圧電型振動センサ
US7753847B2 (en) * 2003-10-03 2010-07-13 Mayo Foundation For Medical Education And Research Ultrasound vibrometry
US6981420B2 (en) * 2003-12-01 2006-01-03 Lowrance Arlen J Omni-directional movement sensor
US6999881B2 (en) * 2003-12-17 2006-02-14 Metravib R.D.S. Method and apparatus for detecting and locating noise sources whether correlated or not
JP4233445B2 (ja) * 2003-12-24 2009-03-04 旭有機材工業株式会社 超音波流量計
US6874361B1 (en) * 2004-01-08 2005-04-05 Halliburton Energy Services, Inc. Distributed flow properties wellbore measurement system

Also Published As

Publication number Publication date
JP4864888B2 (ja) 2012-02-01
EP1779102A2 (en) 2007-05-02
MX2007001105A (es) 2008-10-28
US20090038397A1 (en) 2009-02-12
JP2008507711A (ja) 2008-03-13
CA2575213A1 (en) 2006-02-02
ZA200700689B (en) 2008-11-26
US7673515B2 (en) 2010-03-09
WO2006011145A2 (en) 2006-02-02
BRPI0513629A (pt) 2008-05-13
CN100520395C (zh) 2009-07-29
CN101002088A (zh) 2007-07-18
UA90277C2 (en) 2010-04-26
EA200700355A1 (ru) 2007-08-31
EA009298B1 (ru) 2007-12-28
EP1779102A4 (en) 2010-04-07
WO2006011145A3 (en) 2006-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20070062974A (ko) 진동센서
US11561314B2 (en) Multi-axis, single mass accelerometer
US5392258A (en) Underwater acoustic intensity probe
US9016129B2 (en) Acoustic vector sensor having an accelerometer with in-band resonant frequency
CN206497210U (zh) 地震勘测设备
US20100116059A1 (en) Vibration sensor having a single virtual center of mass
US11204365B2 (en) Multi-axis, single mass accelerometer
US6160763A (en) Towed array hydrophone
US7536913B2 (en) Rigidly mounted underwater acoustic inertial vector sensor
EP0460789B1 (en) Position-independent vertically sensitive seismometer
CN1019444B (zh) 对静态压力变化不敏感的信号传感器
US5046056A (en) Self-orienting vertically sensitive accelerometer
CN111735531A (zh) 一种小型化mems电容式复合同振型矢量水听器
CN101634587B (zh) 三维同振夹心式水声接收器
RU2624791C1 (ru) Двухкомпонентный приемник градиента давления и способ измерения градиента давления с его использованием
CN203929212U (zh) 水下质点振速拾振器
CN104048743A (zh) 水下质点振速拾振器
US12019197B2 (en) Multi-axis, single mass accelerometer
US20230176158A1 (en) Micro-electromechanical Systems (MEMS) Directional Acoustic Sensors for Underwater Operation
Liu et al. Design of a Novel MEMS Resonant-Column Type Bionic Vector Hydrophone
CN115824383A (zh) 三维矢量水听器
McConnell et al. Development of a high frequency underwater acoustic intensity probe
Zhang et al. Package improvements and testing of a novel MEMS bionic vector hydrophone
EP4229450A1 (en) Neutrally buoyant particle velocity sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application