TW201030327A - Membrane tension measuring apparatus - Google Patents

Description

201030327 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種膜張力測定裝置，其以音波使膜 體發生振動，從而測定施加於該膜體之張力。 【先前技術】 關於具有膜構造之建築物，例如可列舉棒球場、體育 館、展示館等。此處，作為上述琪構造之主體的膜體在二 自由狀態下具有可撓性。因此，當該建築物竣工時，相同 的張力（N/Cffi)作為初始負重沿著面方向施加於其膜構造 中的膜體，藉此，膜體保持為預定形狀（不易變形），同 時被給予不會因風或雪等負荷而容易地變形之剛性。 然而，在建築物竣工之後，隨著時間流逝，上述膜體 通常會在其面方向上變得鬆他。由於變得鬆他，由上述張 力使膜體產生的内部應力降低，即，上述張力降低。繼而， Φ 若由於該張力降低而使上述膜體變得過度鬆弛，則有可能 會產生顫震或積水之類的不良，因此不佳。 因此，在㈣物竣工 <後，I當經過預定時間獲知施 加於膜體的張力’此對於長期適當地維護膜體而言較為重 要因此如下述日本專利早期公開公報特開2002-90238 號（以下稱作“專利文獻1”）所示，可測定上述張力的 臈張力測定裝置已為人所知。 據上述專利文獻1，膜張力測定裝置包括：矩形框 體，其與施加有相同張力之膜體的膜面抵接；音波產生裝 201030327 置’其朝被上述框體包圍之上述膜體的一部分發出音波； 振動檢測裝置，其檢測上述膜體的一部分因上述音波而產 生的振動’及運算裝置’其基於上述振動檢測裝置所檢測 的振動資料計算上述張力。 當使用上述膜張力測定裝置進行測定膜體張力的作業 時’首先，使框體抵接於上述膜體的膜面。其次，藉由上 述音波產生裝置朝被上述框體包圍的膜體的一部分產生音 波。如此’上述膜體的一部分由於該音波而發生振動，該 振動被上述振動檢測裝置檢測《繼而，基於該振動檢測裝 置所檢測的振動檢測資料，藉由上述運算裝置特別規定上 述膜體的一部分的共振（固有）振動頻率，依據該共振振 動頻率計算並輸出上述張力。結果，可獲知上述張力，藉 此’可適當地維護上述膜體。 然而’在上述專利文獻1的膜張力測定裝置中，彼此 獨立地設置有框體、音波產生裝置、振動檢測裝置以及運 算襞置。因此，若欲藉由上述膜張力測定裝置進行張力的 測定作業’則測定者需要分別獨立地支持上述各構成部 件。然而’這樣一來，尤其在建築物等高處或落腳處不佳 之位置的測定作業有可能會變得煩雜，據此，尚存有改善 之餘地。 【發明内容】 本發明之目的在於提供一種膜體的張力測定作業容易 之膜張力測定裝置。 201030327 本發明之一形態所有關的膜張力測定裝置包括：矩形 框體’其可與施加有張力之膜體的膜面抵接；音波產生裝 置’其朝被上述框體包圍之上述膜體的一部分發出音波； 振動檢測裝置，其檢測上述膜體的一部分因上述音波而產 生的振動’及運算裝置，其基於上述振動檢測裝置所檢測 的振動資料計算上述張力，其中，上述音波產生裝置、振 動檢測裝置以及運算裝置分別安裝於上述框體。 【實施方式】 作為用以實施本發明之形態的膜張力測定裝置包括： 矩形框體’其可與施加有均勻張力之膜體的膜面抵接；音 皮產生裝置’其朝被上述框體包圍之上述膜體的一部分發 出音波；振動檢測裝置，其檢測上述膜體的一部分因上述 音波而產生的振動；及運算裝置，其基於上述振動檢測裝 置所檢測的振動資料計算上述張力。上述音波產生裝置、 〇 振動檢測裝置以及運算裝置分別安裝於上述框鱧。 以下，一面參照圖式，一面詳細說明用以實施本發明 之形態。 在圖1〜圖3中’符號1為具有膜構造之建築物1。該 建築物1的膜構造（天遮）中的膜體2係沿著水平方向延 伸。 可作為本實施形態的膜張力測定裝置之測定對象的膜 體2並無特別限定，只要其係由樹脂或橡膠所構成之薄膜 或薄片狀者，則可由本裝置進行測定。薄膜或薄片亦可係 201030327 將樹脂或橡膠覆蓋於由紡織物或編織物所構成之基材上而 成者。 上述樹脂可為氣乙烯樹脂、聚乙烯、聚而、膝 ^ 1J碲、乙稀醋 酸乙烯酯共聚物、聚胺基甲酸酯、氟樹脂、达 I本缚、丙 稀腈-丁二烯-苯乙晞共聚物、聚醯胺、丙歸駿樹脂、聚碳 酸酯及甲基戊烯樹脂中的任一種樹脂或它們的。& 外，上述橡膠可為氣丁二烯橡膠、氣磺化聚乙稀橡膠、& 然橡膠、丁二烯橡膠、苯乙烯橡膠、丁基橡膠、猜橡膠、 丙烯酸橡膠、胺酯橡膠、矽氧橡膠、氟橡膠及乙丙橡膠中 的任一種橡膠。 上述紡織物或編織物可為由洋麻、黃麻及其他天然纖 維；聚醯胺系纖維、芳族聚醯胺系纖維、聚酯系纖維、聚 氣乙烯系纖維、聚偏氣乙烯系纖維、丙烯系纖維、聚乙稀 醇系纖維、聚丙烯系纖維、聚乙烯系纖維等合成纖維；戋 玻璃纖維、二氧化矽纖維、玄武岩纖維等無機纖維中的任 一種纖維或者它們的混合物所形成之紡織物或編織物。 當膜體為透明或半透明時，後述的振動檢測裝置24所 照射之雷射光線會透過膜體，其有可能無法檢測反射光。 於此種情形時，亦可將不透明之膠帶等構件黏貼於膜面上 之被雷射光線照射的位置。如此，可檢測反射光，從而可 測定張力。 在上述瞑體2的面方向之正交的兩個方向（x、y方向） 上分別施加有相同的張力Tx、Ty(N/cm)。藉由對上述膜 體2施加張力Τχ、Τγ’·^膜體2保持為預定形狀，同時產 201030327 生用以抵抗風或雪等負荷之剛性。 用以對施加於膜體2之張力Tx、Ty進行測定的膜張力 測定裝置3，包括可與作為上述膜體2的膜面4之上表面 抵接的矩形之框體5。該框體5係呈具有以與上述膜體2 正交之方式沿著鉛直方向延伸之軸心6的短稜柱形狀。當 對上述膜張力測定裝置3進行平面觀察時，上述框體5係 呈短邊沿著x方向延伸之長方形。構成上述框體5的4塊 壁板7係藉由透明的丙烯製樹脂板形成。當對上述膜張力 測定裝置3進行平面觀察時’上述框體χ方向的内寬 尺寸為2〇Cm，其7方向的内寬尺寸為3〇cm，框體5的高度 為 1Ocm。 框體5係以其下端面與膜面4抵接之方式被設置在膜 體2上。上述膜張力測定裝置3包括平板狀之托架^，該 托架11水平地延伸且架設於上述框體5的上端部（亦即， 相對向之-對壁板的上端部）’同時藉由結件Μ而被固定

於該上端部。再者’圖1表示以沿著y方向延伸之方式設 置托架11的例子。 此外’上述膜張力敎裝置3包括從托架^上表面 朝上方突設之門型的把+ 12。該把手12可由欲使用上述 膜張力測定裝置3進行上述張力Tx、Ty之測定作業的測定 者13所抓握。上述托架11與把手12均為黑防㈣製。 上述膜張力測定裝置3中設置有經由上述托架u而安 裝於框體5之音波產生裝置17。音波產生裝置朝被框 體5包圍的上述膜體2的矩形之—部分2&發出音波η， 7 201030327 在本實施形態中，音波產生裝置17係設為平板揚聲器。該 音波產生裝置17包括：外殼19,其支持於上述托架n敫 沿著上述框體5的内部空間18的上端延伸，且朝其下方的 上述膜體2的一部分2a形成開口；矩形之平板2〇，其以 封閉該外殼19之開口的方式安裝於該外殼19;及振動元 件21，其在上述外殼19内被設置於上述平板2〇的上表面 側。 當對上述膜張力測定裝置3進行平面觀察時，上述平 板20係呈長方形且位於上述膜張力測定襞置3的内部空間 18的中央部。上述平板20的短邊與長邊相對於上述框體5 之内側尺寸的短邊與長邊，分別平行地延伸。此外，上述 平板20係與框體7的下端部（壁板7的下端部）平行。即， 平板20係設置為與上述膜體2的一部分^平行地延伸。 平板20為丙稀等的樹脂板製或板金製等。 上述振動元件21 #由來自外部之電氣信號而發生振 動，且該振動被傳遞至上述平板2〇，藉此，該平板別發 出音波16。藉由該音波16之能量，上述膜體2的一部分 2a發生振動。即’平板2Q與膜體2的—部分^係以非接 觸之方式傳遞音波。 圖4所示’在上述膜張力測定裝置3中設置 有振動檢測裝i 24’該振動檢測裝置24檢測由上述立嘴 16使上述膜體2的一部分2&產生的固有振動。該振二 測裝置24為雷射都卜勒振動計，其以非接觸之方式檢測』 述膜體2的一部分2a的振動。振動檢測裝置以支持於」 201030327 述托架11且配置於上述框體5的内部空間18。振動檢測 裝置24包括.感應頭25’其被配置於上述膜體2的一部 分2a的上方附近，同時被配置於上述軸心6上之上述膜體 2的一部分2a與音波產生裝置17之間；及放大器單元26, 其電性連接於上述感應頭25。 上述膜張力測定裝置3中設置有運算裝置29，該運算 裝置29基於上述振動檢測裝置24所檢測的振動檢測資 ❹料’電子地計算上述張力Tx、Ty。該運算裝置29包括架 «χ於上述框體5的上端部，同時藉由結件3〇固定於該上端 部之外殼3卜再者，圖1表示外殼31以沿著χ方向延伸 的方式被配置在上述托架u的上方附近的例子。 如圖4所示，上述運算裝置29在上述外殼31的内部 具有下述構成部件。，亦即，運算裝i29中設置有：具有記 憶裝置等的中央控制裝置33;連接於該中央控制裝置⑽ 之時鐘34，作為電源之鐘電池35 ;電源開關36，其將從 籲電池35至上述中央控制裝置33之電力供應予以接通或斷 開，功率放大器37及D/A轉換胃38，其連接上述音波產 生裝置17與中央控制裝置33,且可將來自電池35的電力 供應至上述音波產生裝置17;緩衝放大器4〇及低通滤波 器4卜其連接上述振動檢測裝置24的放大器單元26與内 建於中央控制裝置33的A/D轉換器39 ;穩定化電源43， 其經由通斷開關49 &μ 關42而連接於上述振動檢測裝置24的放大 器單兀26，以及二次電池45，其係經由切換開關44而連 接於上述穩定化電源43 可充電之錄氫電池。 9 201030327 上述穩定化電源43可經由上述切換開關44與ac配接 器48而連接於商用交流（loov)的外部電源49或與其斷 開。起動開關52經由電線51而連接於上述中央控制裝置 33 °起動開關52係設置於上述外殼31的外部，且用以使 中央控制裝置33開始作動之開關。此外，於上述外殼31 的上表面設置有液晶顯示部等顯示部53。顯示部53進行 顯示，使得測定者13可看到運算裝置29的運算結果等測 定資料。 上述運算裝置29的運算結果等測定資料可被以無線 方式發送至位於遠離該運算裝置29之位置的終端個人電 腦即接收裝置56。具體而言，在上述運算裝置29的外殼 31的内部設置有連接於上述中央控制裝置33之無線模組 (通信模組）57,而且，連接於上述接收裝置56之收發單 元58被設置於外殼31的外部。上述接收裝置包括進行 顯示以可看到已接收的上述測定資料的液晶顯示部等顯示 部59。再者，上述運算裝置29與接收裝置％亦可藉由電 線60進行收發。即，運算裝置29與接收裝置56亦可有線 連接。 、 此處，上述膜體2的每單位面積的質量pk(㈧ 的值因作為測定對象的膜體2之種類（A〜C種等）而互不 相同。因此，作為上述測定對象的膜體2之種類及其各pk 的值係作為初始條件預先儲存在運算裝置29中。此外，在 膜張力測定裝置”，作為測定對象的膜體2之種類及與 該種類-致的pk的值可任意地被選擇。再者，亦可每欠 201030327 藉由測定者13將與上述膜體2之種類一致的pk的值輸入 至運算裝置29。 其次，一面參照圖5、圖6，一面說明由測定者【3使 用上述膜張力測定裝置3測定膜體2的張力TX、Ty時之作 業順序。圖5表示膜張力測定裝置3的運算裝置29的控制 流程，圖中S表示程式的各步驟。此外，圖6表示沿著上 述圖5的流程之時序圖。 參首先’如圖1〜圖3中的實線所示，使框體5的下端 部抵接於上述膜體2的膜面4的上表面，另一方面，將上 述電源開關36予以接通（圖5中的步驟S1，圖6中的時 間a)。其次，將起動開關52予以接通（圖5中的步驟， 圖6中的時間b)。藉此，上述膜張力測定裝置3的顯示 部53進行用於準備測定之顯示（圖5中的步驟s3)。例 如，該顯示為測定作業的整理序號、日期、作為測定對象 的膜體2之種類（A〜C種等）、框體5的姿勢等。所謂該 ❿框體5的姿勢，例如當將沿著膜體2的族面4之方向的某 方向》5:為X方向時’係指使上述框體5的短邊與該X方 向平仃時的姿勢（圖1〜3中的實線的「第1姿勢」）等。 繼而，右以上述方式將起動開關52予以接通，則從該 起動開關52接通起極] 過預定時間T1之後（圖5中的步驟 S4)，音波產生裝罟 置17自動地開始（接通）作動（圖5中 的步驟S5，圖6中的時間c)。 即，上述音波產4 & β， 生裝置17的振動元件21依據來自中 央控制裝置33的預定沾带# 疋的電氧信號而開始振動，該振動被傳 201030327 遞至上述平板2〇。藉此，平板2〇在5〇〇Hz以下的預定頻 率範圍内發出作為白雜訊的音波16。由此，接收該音波 之後，上述膜體2的一部分2a發生振動。於該情形時，作 為初始條件，由於上述音波16而發生振動的上述膜鱧2的 「振動範圍目當於由上述「第i姿勢」的框體5所劃分 之膜體2的一部分2a，在圖例中，該一部分^的短邊的 長度為al，其長邊的長度為

此外，從上述音波產生裝置17接通起經過預定時間 T2之後（圖5中的步驟S6 )，振動檢測裝置24自動地開 始（接通）作動（圖5中的步驟S7，圖6中的時間d)。

即，上述振動檢測裝置24依據來自上述中央控制裝置Μ 的控制信號，將上述電池45作為電源，開始將雷射光線照 射至上述膜體2的一部分2a。該雷射光線被發生振動的膜 髖2的-部分2a反射，其反射光被輸人至上述感應頭 感應頭25檢測基於都菊勒效應之上述反射光的波長的變 化同時在上述曰波產生裳置17的平板所發出的音波 16的預定頻率範圍（Q〜5_z)内，檢測上述膜體2的一 部分2a產生的固有振動。 此時，上述振動檢測裝置24僅在上述音波產生裝 7的作動過程中進行作動。即，振動檢測裝置W係以 波產生裝置17正在作動作為條件而進行作動。再者，上 振動檢測裝置24亦可與上述音波產生裝置17同時開始 動（圖5中的步驟S5，圖6中的時間。卜 其人以上述振動檢測裝置24所檢測出的上述膜體 12 201030327 的一部分2a的固有振動作為内容之振動資料被輸入至上 述運算裝置29,該運算裝置29自動地開始（接通）作動 (圖5中的步驟S7,圖6中的時間d)。當振動檢測裝置 24的振動資料被輸入至運算裝置29時，與下述振動相關 之振動資料被上述低通濾波器41過濾（除去），該振動係 上述固有振動中，被認為由上述測定作業中的測定者13的 手抖動引起之預定的下限振動頻率（2〇Hz)以下的振動。 ❿ 繼而，針對超過上述下限振動頻率之上述固有振動的 各振動頻率，由上述運算裝置29使用FFT(高速傅立葉轉 換）計算可體現為頻譜之振動強度（dB)。上述振動強度 有時會在上述固有振動下的不同值的振動頻率中取得複數 個最大值，但選擇該等取得最大值的振動頻率中，對應於 最大值的振動頻率作為共振（固有）振動頻率。繼而，該 振動頻率被記憶為作為運算結果之共振（固有）振動的基 本振動頻率fl ο ® 上述振動檢測裝置24與運算裝置29在預定時間Τ3内 作動（圖5中的步驟S8)之後斷開（圖5中的步驟S9,圖 6中的時間0 , ) 八乂 ’從該等振動檢測裝置24與運算裝 置29停止作動起經過〇. 5秒左右之預定時間口後（圖5 中的步驟S1〇)，上述音波產生裝置Π斷開（@5中的步 圖6中的時間f )。再者，上述各預定時間T1、 T2、T3在jl人斗找卵1 八σ冲時間為10秒以下的範圍内，可分別任意 地被設定。 Λ 繼而，如圖1 + u _ 1中之一點鎖線所示，使上述框體5圍繞 13 201030327 其轴心6旋轉移位90。而形成「第2姿勢」。在該狀態下， 使框體5抵接於膜體2的膜面4的上表面，另一方面，將 上述起動開關52予以接通（圖5中的㈣^，圖6中的 時間ίο。繼而，與上述同樣地，藉由運算裝置29的自 動控制，音波產生裝置17、振動檢測裝置24以及運算裝 置29依序作動（接通）。 於上述情形時，作為初始條件，由於上述音波16而發 生振動的上述膜體2的「振動範圍」相當於由上述「第2 姿勢」的框體5所劃分之膜體2的另一部分，在圖例中， 該「另一部分」的長邊的長度為a2,其短片的長度為b2。 繼而，與上述同樣地，藉由運算裝置29選擇固有振動中， 振動強度達到最大值的振動頻率，該振動頻率被記憶為作 為運算結果的其他共振（固有）振動的基本振動頻率Η。 對上述初始條件與運算結果進行整理後，如下所述。

Pk(kg/m2):作為測定對象的膜體的每單位面積的 質量 * al( cm) ·共振振動的基本振動頻率η的「振動範圍 之短邊的長度 」 bl(cm):共振振動的基本振動頻率fi的「振動範圍 之長邊的長度 」 a2(cm):共振振動的基本振動頻率的「振動範圍 之長邊的長度 」 b2( cm):共振振動的基本振動頻率f2的「振動範圍 之短邊的長度 」 201030327 fl(Hz):在a卜bl時（由圖i〜圖3中的實線所示） 所測定之嫉體的共振振動的基本振動頻率 f2 ( Hz):在a2、b2時（由圖1中的一點鎖線所示） 所測定之膜體的共振振動的基本振動頻率 繼而，基於上述初始條件與運算結果，由上述運算妒 置29使用FFT (高速傅立葉轉換）計算下述張力Τχ、Ty， 可使用下述式（1 ) ( 2 )作為其計算公式，且可使用展開 該式（1)而成之式（3) (4)。

張力Tx(N/cm) :χ方向的每單位長度的張力 張力Ty ( N/cm ) :y方向的每單位長度的張力 {T} - wl{f} ⑴

h2 _1_ ,{/} = 4pfe

(2)

Tx{N/cm) = - h2f22) α22ί>ι2 — αι2622 (3)

Ty{NJcm) = 4Pfefci2622(a22/22 ~Qi2A2) ^226i2 - ai2622 上述運算裝置29計算出張力Tx、Ty之後，包含運算 結果、初始條件等之測定資料被保存在上述運算裝置29 中’同時其以可聽、可看的方式顯示於該運算裝置29的顯 示部53 °此外’上述測定資料被上述無線模組57及收發 15 201030327 單儿58發送至接收裝置56，並保存於接收裝置56,同時 、、可聽彳看的方式顯示於該接收裝置56的顯示部59。 上述張力丁X、Ty的值等測定結果被用於建築物1中 的膜體2之適當的維護。 在本實施形態的膜張力測定裝置3中，音波產生裝置 Π、振動檢測裝f 24以及運算裝置29分別安裝於框體5。

因此’當藉由膜張力測定裝置3進行膜體2的張力τχ、 Ty之測定作業時，測定纟13只要支持膜張力測定裝置3 的任-個部位並進行作業即可。g卩，#進行測定作業時， 無需分別單獨地支持膜張力敎裝置3的各構成部件。因 此’上述測定作業中之膜張力測定裝置3的操作變得容 易’可容易地進行該測定作業。 17為包括平板 部分2a平行地 此外，在本實施形態中，音波產生裝置 2〇的平板揚聲器，該平板2〇與膜體2的一 延伸’且基於電氣信號發出上述音波16。

此處，當欲藉由音波產生裝置17使膜體2的—部 2a發生振動時，最好使膜體2的整個—部分上的各 分更均勻地發生振動。另一方面，音波產生裝置Η的平 與音波呈放射狀地擴散之圓錐型揚聲器等相比，能夠 更大面積之音源發出平面波之音波16。 因此，在上述測定作業中，即便將平板2〇配置成以某 種程度接近膜體2的一部分2a，仍可藉由以平板2〇的： 面積的音源發出之音波16，使膜體2的整個一部分2a更 均勻地發生振動。因此，由於可使平板2〇更接近骐體2的 16 201030327 =分2a’故而可小型且輕量地構成膜張力測定裝置扣 藉此’可更容易地進行膜張力測定裝置3的測定作業。 於上實施形態中’平板2°的短邊與長邊係平行 於上述框體5的内側尺寸的短邊與長邊。 因此，即便將平板20配置成更接近膜體2的一部分 23，仍可藉由平板2G使膜體2的整個-部分2a均勾地發

生振動。因此，由於可使平板2G接近媒體2，故而可更小 型且輕量地構成膜張力測定裝置3。 此外’在本實施形態中，對音波產生裝置Π進行接通 操作後，音波產生裝置17開始作動並發出音》皮16，振動 檢測裝置24自動檢測由該音波16使膜體2的—部分^產 生的振動。繼而，運算裝置29基於振動檢測裝置Η所檢 測的振動資料自動計算上述張力Tx、Ty，同時，自動記憶 包含上述振動資料與運算結果的測定結果，且將該測定結 果任意地顯示於顯示部53。 因此，當使用膜張力測定裝置3進行測定作業時只 要首先使框體5抵接於膜體2的膜面4，其次使音波產生 裝置17接通即可。藉此，測定作業的測定結果被自動記憶 於膜張力測定裝置3,且可顯示該測定結果。藉此，可任 意地獲知所記憶的内容。 由此’測定者13在測定作業時可不記憶或記錄測定結 果因此即便測疋作業的現場位於高處，亦可容易地進 行測定作業。第一，在離開測定作業現場的便於作業的事 務所等中’膜張力測定裝置3可顯示上述測定結果的内 17 201030327 容。第二’亦可將膜張力測定裝置3連接於個人電腦等終 端機以上載資料，藉此，以正文檔案之形式獲得上述測= 結果的内容。因此，在上述測定作業之後，可容易地獲知 其測定結果。 此外，在本實施形態中，可調整音波產生裝置17所發 出的音波1 6的輸出（dB )的大小。 此處，在膜張力測定裝置3中，音波產生裝置17的消 耗電力大於其他振動檢測裝置24或運算裝置29的消耗電 力。因此，能夠以對應於膜體2的每單位面積的質量^ (kg/m2)的值之大小的方式，使音波產生裝置i7所發出 的音波16的輸出（dB)的大小達到必需的最小限度。藉此， 可防止無用之電力消耗。由此，可抑制膜張力測定裝置3 的消耗電力。藉此，可提高膜張力測定裝置3中的各裝置 U、24、29的電源不依賴於商用等外部電源49而是使用 電池35、45之可能性，從而可提高電源選擇之自由度。 此外’在本實施形態中’僅在音波產生裝置17的作動 過程中，上述振動檢測裝置24進行作動。 ® 因此’可防止當音波產生裝置17不作動時，振動檢測 裝置24進行作動這一無用之電力消耗。由此，可抑制膜張 力測定裝置3的消耗電力。 此外，在本實施形態中，上述運算裝置29從音波產生 裝置17開始作動（圖6c)起經過預定時間T2之後開始作 動（圖6d)。 於測定者13使用膜張力測定裝置3進行測定作業之情 18 201030327 形，當使框體5抵接於膜體2的膜面4時，測定者13易在 最初抵接時發生手抖動。尤其如圖2、圖3中的—點鎖線 所示，當使框體5抵接於膜體2的膜面4的下表面時，有 可能會顯著地發生手抖動。 因此，從音波產生裝置17開始作動（圖6c)起經過 預定時間T2之後，運算裝置29開始作動（圖6d)，藉此， 可防止基於包含由手抖動引起之振動的振動資料計算張 φ 力，從而可進行精度更高的測定。因此，在該測定作業中， 由於幾乎不用考慮使框體5抵接於膜體2的膜面4時之手 抖動的影響，故而可更容易且精度良好地進行測定。 此外，在本實施形態中，膜張力測定裝置3的各裝置 17、24、29的電源為電池35、45。 λ假設當膜張力測定裝置3藉由電線而連接於商用等外 電源49時，有可能會經由該電線對膜張力測定裝置3施 加無用之外力，但如上所述，由於將電源設為電池35、託， 籲故而可防止對膜張力測定裝置3施加如上所述之外力。由 此，可更容易且精度良好地操作膜張力測定裝置3。 此外，假设當使用商用等交流的外部電源49作為上述 電源時，與膜體2的共振（固有）振動無任何關係之交流 電源頻率（50Hz或60Ηζ)，有可能會表現為作為對振動檢 測裝置24的輸出進行FFT處理所得之結果的—個頻譜。其 景> 響由膜張力測定裝置3進行之測定的測定結果且不佳， Μ 备各裝置17、24、29的電源為作為直流電源的電池 45時，亦可防止產生由於使用上述交流電源引起之不 19 201030327 良。 此外，音波產生裝置17為平板揚聲器， 圓錐型揚聲器相比，以較少之消耗電力效率良好^生振 動。因此’無需從外部電源49向膜張力測定裝置3供應大 量之電力，從電池35、45供應電力即可。由此，藉由將音 波產生裝置17設為平板揚聲器，可無需用於從外部電源 49供應電力之電線，而且，膜張力測定裝置3的操作變得 更容易，且亦可提高精度。 此外，在本實施形態中，運算裝置29基於振動檢測裝 © 置24所檢測的振動中，預定值以下的低頻振動已被過濾之 振動資料’計算上述張力Tx、Ty。 此處，於測定者13使用膜張力測定裝置3進行測定作 業之情形，當使框體5抵接於膜體2的膜面4時，測定者 13經常會在最初抵接時發生低頻振動的手抖動。 因此，運算裝置29基於預定值以下的低頻振動已被過 濾之振動資料計算上述張力Tx、Ty，藉此，可防止基於包 含由手抖動引起之振動的振動資料計算張力，從而可進行 Θ 精度更加的測定。因此，在該測定作業中，由於幾乎不用 考慮使框體5抵接於膜體2的膜面4時之手抖動的影響， 故而可更容易且精度良好地進行該測定。 此外，在本實施形態中，可將包含運算裝置29的運算 、‘果之測定資料，無線發送至位於遠離運算裝置29之位置 的接收裝f 56’該接收裝置56包括顯示上述测定資料的 顯示部5 9。 20 201030327 因此’即便當使用膜張力測定裝置3在建築物1等高 處或落腳處不佳之現場進行測定作業時，可利用接收裝置 56的顯示部59,在落腳處佳之位置等預期位置即時地監視 膜張力測定裝置3的測定結果。由此，現場的測定作業的 負擔被減輕，可更容易且順利地進行該測定作業。 此外，在本實施形態中，當在接通電源開關36之後， 不在預定時間内接通起動開關52時，膜張力測定裝置3自 動地斷開。藉此’防止無用之電力消耗。 ❹ 再者’以上係基於圖示的例子，但上述膜體2的一部 分2a可沿著鉛直方向延伸，或者亦可傾斜。此外，上述框 體5亦可為正方形。此外，亦可將音波產生裝置I?等直接 或間接地安裝於上述框體5。此外，上述音波產生裝置17 亦可圓錐型揚聲器。此外，運算裝置29中的起動開關52 亦可被直接安裝於外殼31。此外，基於上述各共振振動頻 率Π、f2之張力Tx、Ty的計算，亦可基於與預先儲存於 • 運算裝置29的f卜f2及Tx、Ty相關的映射進行。 [實施形態的概要] 上述實施形態的概要如下所述。 (1)上述實施形態的膜張力測定裝置包括：矩形框體 5’其可與施加有張力Tx、Ty之膜體2的膜面4抵接；音 波產生裝置17’其朝被上述框艎5包圍之上述膜體2的一 部分2a發出音波丨6 ;振動檢測裝置24，其檢測由上述音 波16使上述膜體2的一部分2a產生的振動；及運算裝置 29，其基於上述振動檢測裝置24所檢測的振動資料計算上 21 201030327 述張力Tx、Ty。而且，上述音波產生裝置& 置24以及運算裝置29分別安裝於上述框體5。 " 因此’當進行施加於膜體的張力之剛定作業時，測定 者只要支持臈張力測定裝置的任一個部位並進行作業即 可。即，無需分別單獨地支持膜張力測定裝置的各構成部 :。因此’上述測定作業中之膜張力測定裝置的操作變得 谷易，可容易地進行該測定作業。

(2)上述音波產生裝置17為包括平板2〇之平板 器，該平板20被設置成與上述膜體2的一部分2&平行， 且基於電氣信號發出上述音波16。 當欲藉由音波產生裝置使上述膜體的一部分發生振動 時’最好使上述膜體的整個一部分上的各部更均勻地發生 振動。另-方面，上述音波產生裝置的平板與音波呈放射 狀地擴散之圓錐型揚聲器等相比，能夠以更大面積之音源 發出平面波之音波。 因此’在上述測定作業令，即便將平板配置成以某種 :度接近上述膜體的-部分’仍可藉由以平板的大面積的 音源發出之音波’使上述膜體的整個一部分更均勻地發生 振動H由於可使上述平板更接近膜體的—部分，故 而可小型且輕量地構成上述膜張力測定裝置，藉此，可更 容易地進行膜張力測定裝置的測定作業。 (3)對應於接通上述音波產生裝置丨？的操作，上述音 波產生裝置17開始作動並發出音波16，上述振動檢測裝 置24自動檢測由上述音波16使上述膜體2的一部分仏產 22 201030327 生的振動，上述運算裝置29基於該振動檢測裝置24所檢 測出的振動資料自動計算上述張力Tx、Ty，同時自 憶 包含上述振動資料與運算結果的測定結果，且將該測定結 果顯示於顯示部53。 當使用上述膜張力測定裝置進行測定作業時，只要首 先使框體抵接於膜體的膜面，其次使上述音波產生裝置接 通，藉此，上述測定作業的測定結果被自動記憶於上述膜 ❹張力測定裝置’且可顯示該測定結果。藉此，可任意地獲 知所記憶的内容。 由此，測定者在上述測定作業時可不記憶或記錄測定 結果。因此，即便測定作業的現場位於高處，亦可容易地 進打測定作業。此外，第一，在離開測定作業現場的便於 作業的事務所等中，膜張力測定裝置可顯示上述測定結果 的内容。此外，第二，亦可將膜張力測定裝置連接於個人 電腦等終端機以上載資料，藉此，以正文播案之形式獲得 Φ 上述測定結果的内容。因此，在上述測定作業之後，可容 易地獲知測定結果。 (4)上述膜張力測定裝置可調整上述音波產生裝置 1 7所發出的音波16的輸出（dB)的大小。 在上述膜張力測定裝置中，上述音波產生裝置的消耗 電力大於其他振動檢測裝置或運算裝置的消耗電力。因 此，當可調整音波產生裝置所發出的音波的輸出的大小 時，能夠以對應於膜體的每單位面積的質量的值之大小的 方式，使上述音波產生裝置所發出的音波的輸出的大小達 23 201030327 到必需的最小限度。藉此， J防止無用之電力消耗。由 可抑制膜張力測定裝置的消耗 此 w自耗電力。藉此，可提高臈張力 測疋裝置中的各裝置的電源 卜攸賴於商用等外部電源而是 使用電池之可能性，從而可提高電源選擇之自由度。 (5)上述振動檢測裝置24係以上述音波產生裝置η 正在作動作為條件而進行作動。

在該結構中，可防止當上述音波產生裝置不作動時， 上述振動檢測裝置進行作動這—無用之電力消耗。由此， 可抑制膜張力測定裝置的消耗電力。 (6)上述運算裝置29係從上述音波產生裝置I?開始 作動（圖6c)起經過預定時間T2之後開始作動（圖⑷： 於測定者使用上述膜張力測定裝置進行測定作業之情 形，s使框體抵接於膜體的膜面時，測定者易在最初抵接 時發生手抖動。尤其，當使框體抵接於膜體的膜面的下表 面時’有可能會顯著地發生手抖動。 因此，當從上述音波產生裝置開始作動起經過預定時 間之後，上述運算裝置自動地開始作動時，可防止基於包 含由手抖動引起之振動的振動資料計算張力，從而可進行 精度更高的測定。因此，在該測定作業中，由於幾乎不用 考慮使框體抵接於膜體的膜面時之手抖動的影響，故而可 更容易且精度良好地進行測定。 (Ό上述各裝置17、24、29的電源為電池35、45。 假設當上述膜張力測定裝置藉由電線而連接於外部電 源時’有可能會經由該電線對膜張力測定裝置施加無用之 24 201030327 · 秦 ' 外力，但如上所述，當電源為電池時，可防止對膜張力測 定裝置施加如上所述之外力。由此，可更容易且精度良好 地操作膜張力測定裝置。 此外，假設當使用商用等交流的外部電源作為上述各 裝置的電源時，與膜體的共振（固有）振動無任何關係之 交流電源頻率，有可能會表現為作為對上述振動檢測裝置 的輸出進行m處理所得之結果的一個頻譜。其影響由膜 參張力測定裝置進行之測定的測定結果且不佳，因此，當各 裝置的電源為作為直流電源的電池_，亦彳防止i生由於 使用交流電源引起之不良。 (8) 上述運算裝置29基於上述振動檢測裝置“所檢 測的振動中，散值以下的低頻振動已被過濾的振動資 料，計算上述張力Tx、Ty。 於測疋者使用上述膜張力測定裝置進行測定作業之情 形，s使框體抵接於膜體的膜面時，測定者經常會在最初 ❹ 抵接時發生低頻振動的手抖動。 因此，當上述運算裝置基於預定值以下的低頻振動已 被過濾之振動資料計算上述張力時，可防止基於包含由手 抖動引起之振動的振動資料計算張力，從而可進行精度更 佳的測定。因此，在該測定作業中，由於幾乎不用考慮使 框體抵接於膜體的膜面時之手抖動的影響，故而可更容易 且精度良好地進行測定。 (9) 膜張力測定裝置包括：無線模組，其可無線發 送包含上述運算裝置29的運算結果之測定資料；及接收裝 25 201030327 置56’其位於遠離上述運算裝置29的位置，且接收從上 述無線模組57發送的測定資料’於該情形時，上述接收裝 置56包括顯示上述測定資料的顯示部59。 在該形態中，即便當使用上述膜張力測定裝置在建築 物等向處或落腳處不佳之現場進行測定作業時，可利用上 述接收裝置的顯示部’在落腳處佳之位置等預期位置即時 地監視上述膜張力測定裝置的測定結果。由此，現場的測 定作業的負擔被減輕，可更容易且順利地進行該測定作業。 再者，附加於上述各用語的符號及圖式序號係用於參 〇 考，本發明的技術範圍並不限定於實施形態的說明内容及 圖式的内容。 產業上利用性 本發明亦可用作對設置於涂筑& 置於建築物及露天平台的天棚或 標石等之膜體的張力進行測定的裝置。 ❹ L圃式簡單說明】 圖1係本發明的實施形能於士 心態所有關之膜張力測定裝置的 平面圖。 圖2係上述膜張力測定裝置的正視圖。 圖3係上述膜張力測定㈣的側視圖。 :4係上述膜張力測定襄置的電氣方塊圖。 圖5係表不上述骐張力 趣c〆 … J疋裝置之控制流程的圖。 圖6係上述膜張力測 心衷置進行的張力測定作業的時 26 201030327 序圖。 【主要元件符號說明】

Tx、Ty~張力； 1~建築物； 2〜膜體； 2a—部分；

3 ~膜張力測定裝置； 4〜膜面； 5〜框體； 6 ~轴心； 10~結件； 11~托架； 12~把手； 13〜測定者； 16~音波； 17~音波產生裝置； 18〜内部空間； 19〜外殼； 20〜平板； 21〜振動元件； 24〜振動檢測裝置； 2 5〜感應頭； 26~放大器單元； 27 201030327 29~運算裝置； 30〜結件； 31〜外殼； 33~中央控制裝置； 34〜時鐘； 3 5〜鋰電池； 36~電源開關； 37~功率放大器； 38〜D/A轉換器； 39〜A/D轉換器； 42~通斷開關； 43~穩定化電源； 44~切換開關； 4 5 ~電池； 48〜AC配接器； 4 9〜外部電源； 51〜電線； 5 2 ~起動開關； 53〜液晶顯示部等顯示部； 56〜接收裝置； 5 7 ~無線模組； 58〜收發單元； 5 9〜顯示部。 28

Claims (1)

1. 201030327 七、申請專利範圍： 1. 一種膜張力測定裝置，包括： 矩形框體’其可與施加有張力之膜體的膜面抵接； 音波產生裝置，其朝被上述框體包圍之上述膜醴的一 部分發出音波； 振動檢測裝置’其檢測上述膜體的一部分因上述音波 而產生的振動；及 運算裝置，其基於上述振動檢測裝置所檢測的振動資 料計算上述張力， 其中，上述音波產生裝置、振動檢測裝置以及運算裝 置分別安裝於上述框體。 2. 如申請專利範圍第1項的膜張力測定裝置，其中， 上述音波產生裝置為包括平板之平板揚聲器，該平板被設 置成與上述膜體的一部分平行，且基於電氣信號發出上述 音波。 • 3·如申請專利範圍第1項的膜張力測定裝置，其中， 對應於接通上述音波產生裝置的操作，上述音波產生裝置 開始作動並發出音波’藉由上述振動檢測裝置自動檢測上 述膜體的一部分因上述音波而產生的振動，上述運算裝置 基於上述振動檢測裝置所檢測出的振動資料自動計算上述 張力’同時自動記憶包含上述振動資料與運算結果的測定 結果’且將該測定結果顯示於顯示部。 4.如申請專利範圍第丨項的膜張力測定裝置，其中， 可調整上述音波產生裝置所發出的音波的輸出的大小。 29 201030327 5. 如申請專利範圍第1項的膜張力測定裝置，其中， 述振動檢測裝置係以上述音波產生裝置正在作動作為條 件而進行作動。 、 6. 如申請專利範圍第15_5項中任一項的膜張力測定 裝置其中，上述運算裝置係從上述音波產生裝置開始作 動起經過預定時間之後開始作動。 7. 如申請專利範圍第1項的膜張力測定裝置，其中， 上述各裝置的電源為電池。 ❹ 8. 如申請專利範圍第丨項的膜張力測定裝置其中， 上述運算裝置基於上述振動檢測裝置所檢測的振動中，預 定值以下的低頻振動已被過濾的振動資料，計算上述張力。 9·如申請專利範圍第1項的膜張力測定裝置，包括： 無線模組，其可無線發送包含上述運算裝置的運算妗 果之測定資料；及 ' ° 接收裝置，其位於遠離上述運算裝置的位置，且接收 從上述無線模組發送的測定資料， 其中，上述接收裝置包括顯示所接收的上述測定 的顯示部。 ’ 30