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JP5733029B2 - Inspection device and inspection method for underwater transmitter - Google Patents

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JP5733029B2 JP2011123559A JP2011123559A JP5733029B2 JP 5733029 B2 JP5733029 B2 JP 5733029B2 JP 2011123559 A JP2011123559 A JP 2011123559A JP 2011123559 A JP2011123559 A JP 2011123559A JP 5733029 B2 JP5733029 B2 JP 5733029B2
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明は、水中に音波を送波する水中送波器の検査装置及び検査方法に関する。   The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method for an underwater transmitter that transmits sound waves in water.

一般に、超音波等の音波を水中に送波する水中送波器の音響性能を計測するために、広い音場である海中や音響試験専用の試験水槽施設が用いられると共に、受波感度性能が明らかな標準受波器が用いられている。   In general, in order to measure the acoustic performance of underwater transmitters that transmit sound waves such as ultrasonic waves into the water, a wide water field, underwater or a dedicated test water tank facility for acoustic testing, is used, and the receiving sensitivity performance is An obvious standard receiver is used.

この水中送波器と標準受波器とは、水中で所定距離を隔てて対向配置されて、水中送波器から放射された音波を標準受波器で受波する。そして、受波信号を解析することにより、水中送波器の音響性能を得ている。なお、インピーダンスの水圧特性が安定するように、水深度が深く、かつ、水流や水温の変動が少ない試験水槽設備を用いて計測するのが一般的である。   The underwater transmitter and the standard receiver are arranged to face each other at a predetermined distance in water, and the standard wave receiver receives the sound wave emitted from the underwater transmitter. The acoustic performance of the underwater transmitter is obtained by analyzing the received signal. In general, measurement is performed using a test water tank facility having a deep water depth and a small fluctuation in water flow and water temperature so that the water pressure characteristic of impedance is stabilized.

図10は、水中送波器の音響性能の計測を行う際に用いる計測装置100のブロック図である。計測装置100は、発振器101、電力増幅器102、標準受波器111、前置増幅器112、帯域フィルタ113、オシロスコープ114を備えている。そして、水中送波器103と標準受波器111とは、大型の試験水槽内に吊り下げて設置され、水中送波器103からの音波を標準受波器111で受波する。   FIG. 10 is a block diagram of the measuring apparatus 100 used when measuring the acoustic performance of the underwater transmitter. The measuring apparatus 100 includes an oscillator 101, a power amplifier 102, a standard receiver 111, a preamplifier 112, a band filter 113, and an oscilloscope 114. The underwater transmitter 103 and the standard receiver 111 are installed in a large test water tank, and the standard receiver 111 receives sound waves from the underwater transmitter 103.

このような構成で、発振器101から所定周波数の正弦波の検査信号が出力され、この検査信号が電力増幅器102で電力増幅されて水中送波器103に出力される。水中送波器103は、電力増幅された検査信号に対応した周波数の音波を水中に放射する。   With such a configuration, a sine wave inspection signal having a predetermined frequency is output from the oscillator 101, and this inspection signal is amplified by the power amplifier 102 and output to the underwater transmitter 103. The underwater transmitter 103 radiates sound waves having a frequency corresponding to the power-amplified inspection signal into water.

水中に放射された音波は、距離Wを離れた標準受信機111によって受波される。音波は所定の音速を持つので、距離Wに対応した時間だけ遅れて受波されることになる。   The sound wave radiated into the water is received by the standard receiver 111 separated by a distance W. Since the sound wave has a predetermined sound speed, it is received with a delay corresponding to the distance W.

標準受信機111によって受波された信号は、前置増幅器112で増幅されてオシロスコープ114に入力し、このオシロスコープ114で波形観測等が行われる。   The signal received by the standard receiver 111 is amplified by the preamplifier 112 and input to the oscilloscope 114, and the oscilloscope 114 performs waveform observation and the like.

これらの計測装置100による計測結果は、下記の式1に基づき水中送波器103の送波感度として算出される。   The measurement results obtained by these measuring devices 100 are calculated as the wave transmission sensitivity of the underwater wave transmitter 103 based on the following formula 1.

Sv=Vout−Vin−Mv−PG+20log(W) … (1)
ここで、
Sv:送波感度[dB re 1μPa/V;W=1m]
Vout:標準受波器の出力電圧[dB]
Vin:水中送波器の入力電圧[dB]
Mv:標準受波器の受波電圧感度[dB]
PG:プリアンプゲイン[dB]
W:送受波器間距離[m]
である。
Sv = Vout−Vin−Mv−PG + 20 log (W) (1)
here,
Sv: Transmission sensitivity [dB re 1 μPa / V; W = 1 m]
Vout: Standard receiver output voltage [dB]
Vin: Underwater transmitter input voltage [dB]
Mv: Received voltage sensitivity of standard receiver [dB]
PG: Preamplifier gain [dB]
W: Distance between transmitter and receiver [m]
It is.

このような水中送波器の送波感度検査方法は、例えば特開平8−79898号公報において開示されている。この特開平8−79898号公報においては、未知感度の送受波器と既知感度の基準水中送波器とを組み合わせ、所定距離隔てて水中に吊下して、未知感度の送受波器を試験する方法である。   Such a transmission sensitivity inspection method for an underwater transmitter is disclosed, for example, in JP-A-8-79898. In JP-A-8-79898, an unknown sensitivity transducer and a known sensitivity reference underwater transducer are combined and suspended in water at a predetermined distance to test the unknown sensitivity transducer. Is the method.

特開平8−79898号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-79898

しかしながら、上述したような検査方法においては、水中送波器のみならず標準受波器も水中に設置する必要があるため、計測作業に工数を要する問題があった。特に、水中送波器と標準受波器とを水中で所定の距離を保つように設置しなければならないため、多くの作業時間が必要になる。なお、これらを水中で所定の距離を保つように設置する理由は、水中送波器から放射された音波が水以外の部材を介して(反射等して)、標準受波器に入力するのを防止するためである。   However, in the inspection method as described above, it is necessary to install not only the underwater transmitter but also the standard receiver in the water. In particular, since it is necessary to install the underwater transmitter and the standard receiver so as to maintain a predetermined distance in water, a lot of work time is required. The reason why these are installed so as to maintain a predetermined distance in the water is that the sound wave radiated from the underwater transmitter is input to the standard receiver through a member other than water (reflected, etc.). It is for preventing.

そこで、本発明の主目的は、簡便に、かつ、高精度に水中送波器の性能計測が行える水中送波器の検査装置及び水検査方法を提供することである。   Accordingly, a main object of the present invention is to provide an underwater transmitter inspection device and a water inspection method capable of measuring performance of an underwater transmitter easily and with high accuracy.

上記課題を解決するために、水中送波器の検査装置にかかる発明は、所定の検査信号を発生する発振器と、検査信号を増幅して水中送波器を駆動する電力増幅器と、水面から所定の高さの位置の大気中に設置されて、駆動された前記水中送波器における音響放射面の振動振幅を計測する振動計測装置と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an invention relating to an underwater transmitter inspection device includes an oscillator that generates a predetermined inspection signal, a power amplifier that amplifies the inspection signal to drive the underwater transmitter, and a predetermined amount from the water surface. And a vibration measuring device that is installed in the atmosphere at a height of 5 mm and measures the vibration amplitude of the acoustic radiation surface of the driven underwater transmitter.

また、水中送波器の検査方法にかかる発明は、水中に設置された水中送波器を駆動する駆動手順と、大気中から水中に探知光を照射して、前記水中送波器における音響放射面の振動振幅を計測する計測手順と、を含むことを特徴とする。   Further, the invention relating to the inspection method of the underwater transmitter includes a driving procedure for driving the underwater transmitter installed in the water, and radiating detection light from the atmosphere to the water, so that the acoustic radiation in the underwater transmitter is emitted. A measurement procedure for measuring the vibration amplitude of the surface.

振動計測装置を大気中に設置するので、簡便に、かつ、高精度に水中送波器の性能計測が行えるようになる。   Since the vibration measuring device is installed in the atmosphere, the performance of the underwater transmitter can be measured easily and with high accuracy.

本発明の第1の実施形態にかかる検査装置のブロック図である。1 is a block diagram of an inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention. 第1の実施形態にかかる検査装置を用いた検査手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the test | inspection procedure using the test | inspection apparatus concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態にかかる検査装置により駆動された圧電型の水中送波器における振動状態を示す図で、(a)は膨らんだ状態、(b)は収縮した状態を示す図である。It is a figure which shows the vibration state in the piezoelectric type underwater transmitter driven by the test | inspection apparatus concerning 1st Embodiment, (a) is the state which swelled, (b) is a figure which shows the contracted state. 第1の実施形態にかかる検査装置により複数点を計測する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that several points | pieces are measured with the test | inspection apparatus concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態にかかる検査装置を用いて計測した検査信号の周波数に対する送波感度(実線の曲線)と公知の検査方法により計測した検査信号の周波数に対する送波感度(点線の曲線)とを比較した図である。The transmission sensitivity (solid curve) with respect to the frequency of the inspection signal measured using the inspection apparatus according to the first embodiment and the transmission sensitivity (dotted curve) with respect to the frequency of the inspection signal measured by a known inspection method. It is the figure compared. 本発明の第2の実施形態にかかる検査装置により振幅が最大の点を計測する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the point with the largest amplitude is measured by the test | inspection apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施形態にかかる検査方法により得られた送波感度(実線の曲線)と、公知の方法で計測して得られた送波感度(点線の曲線)とを比較した図である。It is the figure which compared the transmission sensitivity (solid curve) obtained by the inspection method concerning a 2nd embodiment, and the transmission sensitivity (dotted curve) obtained by measuring by a publicly known method. 本発明の第3の実施形態にかかる計測深度に対する計測値の例を示すグラフで、(a)は計測値が振動速度の場合、(b)は計測値が共振周波数の場合である。It is a graph which shows the example of the measured value with respect to the measurement depth concerning the 3rd Embodiment of this invention, (a) is a case where a measured value is a vibration speed, (b) is a case where a measured value is a resonant frequency. 本発明の第3の実施形態にかかる検査装置のブロック図である。It is a block diagram of the inspection apparatus concerning the 3rd Embodiment of this invention. 関連技術にかかる計測装置のブロック図である。It is a block diagram of the measuring device concerning related technology.

<第1の実施形態>
本発明の第1の実施の形態を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態にかかる水中送波器の検査装置2Aのブロック図である。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram of an underwater transmitter inspection apparatus 2A according to a first embodiment of the present invention.

この検査装置2Aは、所定の周波数の検査信号を発生する発振器11、検査信号を増幅する電力増幅器12、赤外線等により水中送波器5における音響放射面の振動振幅を計測する振動計測装置13を備えている。この水中送波器5は、水22が満たされた水槽21の中に設置されて、この水中送波器5に電力増幅器12から検査信号が入力する。水中送波器5の水深は、予め設定した水深度D1とし、また振動計測装置13の水面からの高さは、予め設定した高さD2とする。   The inspection apparatus 2A includes an oscillator 11 that generates an inspection signal having a predetermined frequency, a power amplifier 12 that amplifies the inspection signal, and a vibration measurement apparatus 13 that measures the vibration amplitude of the acoustic radiation surface of the underwater transmitter 5 using infrared rays or the like. I have. The underwater transmitter 5 is installed in a water tank 21 filled with water 22, and a test signal is input to the underwater transmitter 5 from the power amplifier 12. The water depth of the underwater transmitter 5 is set to a preset water depth D1, and the height of the vibration measuring device 13 from the water surface is set to a preset height D2.

以下においては、発振器11から正弦波等の検査信号が発生される場合について説明するが、本発明は検査信号として正弦波に限定されるものではない。   Hereinafter, a case where a test signal such as a sine wave is generated from the oscillator 11 will be described, but the present invention is not limited to a sine wave as the test signal.

また、本実施形態においては、水中送波器5として圧電振動子を使用した屈曲円板タイプで無指向性の水中送波器を例に説明するが、かかる送波器に限定するものではない。   In this embodiment, a bent disk type omnidirectional underwater wave transmitter using a piezoelectric vibrator is described as an example of the underwater wave transmitter 5, but the underwater wave transmitter 5 is not limited to such a wave transmitter. .

このような構成の水中送波器検査装置2Aの動作を、図2のフローチャートを参照して説明する。先ず、発振器11から連続した正弦波の検査信号が出力されて(ステップS1)、電力増幅器12で電力増幅される(ステップS2)。増幅された検査信号は、水中送波器5に入力され(ステップS3)、これにより水中送波器5が連続振動を起こして、水中に音波が放射される(ステップS4)。   The operation of the underwater transmitter inspection apparatus 2A having such a configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. First, a continuous sinusoidal inspection signal is output from the oscillator 11 (step S1), and power is amplified by the power amplifier 12 (step S2). The amplified inspection signal is input to the underwater transmitter 5 (step S3), thereby causing the underwater transmitter 5 to continuously vibrate and radiating sound waves into the water (step S4).

図3は、かかる水中送波器5の振動状態を示す図である。図3(a)は、検査信号により水中送波器5が膨らんだ状態を示し、図3(b)は収縮した状態を示している。このような振動が音波となって、水中に放射される。なお、水中送波器5には圧電振動子を用いており、放射される音波は超音波となる。   FIG. 3 is a diagram showing a vibration state of the underwater transmitter 5. FIG. 3A shows a state in which the underwater transmitter 5 is swollen by the inspection signal, and FIG. 3B shows a contracted state. Such vibration becomes a sound wave and is radiated into the water. Note that the underwater transmitter 5 uses a piezoelectric vibrator, and the radiated sound wave is an ultrasonic wave.

水中に放射された音波の音圧Pは、下記の式2で与えられる。   The sound pressure P of the sound wave radiated into the water is given by Equation 2 below.

P=ρfU/2d …(2)
ここで、
ρ:音波媒質の密度
f:周波数
U:体積速度
d:音源から受波点までの距離
である。
P = ρfU / 2d (2)
here,
ρ: density of acoustic medium f: frequency U: volume velocity d: distance from sound source to receiving point.

この音圧の音波が、水中に放射される。即ち、音波を水中に放射する際には、振動する音響放射面は音響媒質である水を振動させ、その振幅が大きいほど、大きな音圧となる。体積速度Uは、音響放射面積とその振動速度から算出できるため、振動計測装置13で音響放射面全体にわたる振幅を計測することで、音圧が求められる。そして、この振動振幅を計測することで、送波感度が換算できる(ステップS5,S6)。   Sound waves with this sound pressure are radiated into the water. That is, when radiating sound waves into water, the vibrating acoustic radiation surface vibrates water, which is an acoustic medium, and the greater the amplitude, the greater the sound pressure. Since the volume velocity U can be calculated from the acoustic radiation area and its vibration velocity, the sound pressure is obtained by measuring the amplitude over the entire acoustic radiation surface with the vibration measuring device 13. And by measuring this vibration amplitude, the transmission sensitivity can be converted (steps S5 and S6).

なお、より正確な送波感度を求めるためには、音響放射面全体の振幅分布を計測することが望ましい(ステップS7)。図4は、振動分布を計測するために、多数の計測点で計測する様子を示している。図4において、符号Pは計測点を示している。また、符号5aは音響放射面を示している。   In order to obtain a more accurate transmission sensitivity, it is desirable to measure the amplitude distribution of the entire acoustic radiation surface (step S7). FIG. 4 shows how to measure at a large number of measurement points in order to measure the vibration distribution. In FIG. 4, the code | symbol P has shown the measurement point. Reference numeral 5a denotes an acoustic radiation surface.

このときの振動振幅は水中送波器5の水中インピーダンス特性に応じた周波数特性を持つため、周波数毎の振幅を計測することで送波感度の周波数特性を求めることができる。   Since the vibration amplitude at this time has a frequency characteristic corresponding to the underwater impedance characteristic of the underwater transmitter 5, the frequency characteristic of the transmission sensitivity can be obtained by measuring the amplitude for each frequency.

これらの条件を踏まえ、本実施の形態では、振動計測装置13として、変位センサの中でも計測精度の高い光学式の非接触型振動計を用いている。この光学式の非接触型振動計は、レーザ(探知光)を水中送波器5における音響放射面に照射し、この音響放射面5aで反射された反射光に含まれる物理的情報(例えば、ドップラー効果、遅延時間)を用いて振幅等を計測する。   Based on these conditions, in the present embodiment, an optical non-contact vibrometer with high measurement accuracy is used as the vibration measurement device 13 among the displacement sensors. This optical non-contact vibrometer irradiates the acoustic radiation surface of the underwater transmitter 5 with a laser (detection light), and includes physical information (for example, the reflected light reflected by the acoustic radiation surface 5a (for example, Measure the amplitude etc. using the Doppler effect, delay time).

図5は、公知の検査方法により計測して得られた送波感度(点線の曲線)と、本実施形態にかかる検査装置2Aを用いて得られた送波感度(実線の曲線)とを比較した結果である。検査条件としては、同じ水深度に同じ水中送波器が設置されて、所定範囲の周波数(周波数f[kHz]に対して±0.1[kHz]、±0.2[kHz]の範囲の周波数)の検査信号で音波を発生さる。   FIG. 5 compares the transmission sensitivity (dotted curve) obtained by measurement with a known inspection method and the transmission sensitivity (solid curve) obtained using the inspection apparatus 2A according to the present embodiment. It is the result. As inspection conditions, the same underwater transmitter is installed at the same water depth, and the frequency within a predetermined range (± 0.1 [kHz] and ± 0.2 [kHz] with respect to the frequency f [kHz]). A sound wave is generated by the inspection signal of (frequency).

これにより、両者の検査方法により得られた検査結果の差は非常に小さいことがわかる。従って、本発明にかかる検査方法が、公知の検査方法と同等の計測結果を得ることができる。   Thereby, it can be seen that the difference between the inspection results obtained by the two inspection methods is very small. Therefore, the inspection method according to the present invention can obtain a measurement result equivalent to a known inspection method.

一方、計測時間に関しては、公知の検査方法の場合に比べ、本願発明にかかる検査方法は約1/5の時間で行うことができた。   On the other hand, regarding the measurement time, the inspection method according to the present invention was able to be performed in about 1/5 of the time compared with the known inspection method.

以上により、本発明にかかる検査方法は、計測精度の低下を招くことなく、少ない検査工数で検査できることが実証できた。
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。なお、第1の実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用いて説明を適宜省略する。
From the above, it was proved that the inspection method according to the present invention can be inspected with a small number of inspection steps without causing a decrease in measurement accuracy.
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted suitably using the same code | symbol.

第1の実施の形態においては、水中送波器の音響放射面全体の振幅を計測することにより、計測精度を向上させた。しかし、計測点を増加させると、計測時間や解析時間が増大してしまう。また、計測点数と計測精度とは、線形な比例関係を示さず、概ね計測点数に対して計測精度はある値(真値)に漸近する。ここで真値とは、計測誤差を含まない、真の値を言うものとする。   In the first embodiment, measurement accuracy is improved by measuring the amplitude of the entire acoustic radiation surface of the underwater transmitter. However, increasing the number of measurement points increases measurement time and analysis time. In addition, the number of measurement points and the measurement accuracy do not show a linear proportional relationship, and the measurement accuracy asymptotically approaches a certain value (true value) with respect to the number of measurement points. Here, the true value means a true value that does not include a measurement error.

そして、計測精度には要求される範囲(要求精度)が、存在する。従って、無意味に高精度に計測する必要もない。この要求精度として、従来用いられている検査方法による精度とすると、第1の実施形態の図5において示した結果は、要求精度を満たす検査方法であるといえる。そして、要求精度を満たす計測数に限定することは、無駄な計測工数の削減に繋がる。   There is a required range (required accuracy) for measurement accuracy. Therefore, there is no need to measure meaninglessly with high accuracy. Assuming that this required accuracy is the accuracy by a conventionally used inspection method, it can be said that the result shown in FIG. 5 of the first embodiment is an inspection method that satisfies the required accuracy. Limiting the number of measurements to satisfy the required accuracy leads to a reduction in useless measurement man-hours.

このような観点から、本実施形態においては、図6に示すように、振幅が最大となる音響放射面5aの中央を1点だけを計測した。図6は、計測点Pを示し、一点鎖線は、最大振幅の位置(計測点Pの位置)を頂点として音響放射面5aの振動を三角形に近似した(振動振幅近似分布)を示している。   From such a viewpoint, in this embodiment, as shown in FIG. 6, only one point is measured at the center of the acoustic radiation surface 5a where the amplitude is maximum. FIG. 6 shows the measurement point P, and the alternate long and short dash line shows the vibration of the acoustic radiation surface 5a approximated to a triangle (vibration amplitude approximate distribution) with the position of the maximum amplitude (position of the measurement point P) as a vertex.

そして、図7は、このような1点計測して得られた送波感度(実線の曲線)と、公知の方法で計測して得られた送波感度(点線の曲線)とを比較して示した図である。   FIG. 7 compares the transmission sensitivity (solid curve) obtained by such one-point measurement with the transmission sensitivity (dotted curve) obtained by a known method. FIG.

図7から解るように、1点計測して得られた送波感度は、公知の方法を用いて得られた送波感度と非常に良い一致を示している。そして、本実施形態にかかる方法により送波感度を取得するために要した時間は、公知の方法の場合の約1/20であった。   As can be seen from FIG. 7, the transmission sensitivity obtained by measuring one point shows a very good agreement with the transmission sensitivity obtained by using a known method. The time required to acquire the transmission sensitivity by the method according to the present embodiment was about 1/20 of that in the known method.

このことは、本実施形態にかかる計測方法を、振幅最大の1点に対して適用するならば、計測精度の低下を防止しながら計測工数を大幅に短縮できることを意味している。従って、計測作業効率が向上する。
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態を説明する。なお、第1の実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用いて説明を適宜省略する。
This means that if the measurement method according to the present embodiment is applied to one point with the maximum amplitude, the measurement man-hour can be greatly shortened while preventing a decrease in measurement accuracy. Therefore, the measurement work efficiency is improved.
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted suitably using the same code | symbol.

水中送波器は音響負荷によりインピーダンス特性が変化するので、水中送波器が設置される水深度に応じて音響放射面の振動速度や共振周波数が変化する。このため、従来はインピーダンス特性が安定する数m以上の水深度に水中送波器を設置して計測を行っていた。   Since the impedance characteristic of the underwater transmitter changes depending on the acoustic load, the vibration speed and resonance frequency of the acoustic radiation surface change according to the water depth where the underwater transmitter is installed. For this reason, conventionally, measurement is performed by installing an underwater transmitter at a water depth of several meters or more where the impedance characteristics are stable.

図8は、計測深度に対する振動速度(図8(a))、共振周波数(図8(b))の変化を示したグラフである。振動速度及び共振周波数は、共に計測深度が浅くなるに従い大きな値を示し、正確な送波感度を求めることが困難となることがわかる。   FIG. 8 is a graph showing changes in the vibration velocity (FIG. 8A) and the resonance frequency (FIG. 8B) with respect to the measured depth. Both the vibration speed and the resonance frequency show larger values as the measurement depth becomes shallower, and it is understood that it is difficult to obtain an accurate transmission sensitivity.

しかし、水深の深い場所に水中送波器を設定する場合には、当然のことながら大型の超音波試験用水槽施設が必要になる。そこで、本実施形態においては、大型の超音波試験用水槽施設を必要とせずに、また計測精度を低下させることなく、従来の検査方法よりも簡潔な検査方法で送波感度等の特性を得ることができるようにする。このための具体的な方法として、本実施形態では、事前に補正データを取得しておき、この補正データに基づき計測データを補正する。   However, when setting an underwater transmitter in a deep water place, it is a matter of course that a large ultrasonic test water tank facility is required. Therefore, in the present embodiment, characteristics such as transmission sensitivity are obtained by a simpler inspection method than the conventional inspection method without requiring a large ultrasonic testing water tank facility and without reducing measurement accuracy. To be able to. As a specific method for this purpose, in the present embodiment, correction data is acquired in advance, and measurement data is corrected based on the correction data.

図8に示したように、振動速度や共振周波数は水深に応じて変化するので、予めこれらの特性を水深に対して計測し、近似式やデータテーブル等の形で、例えば振動計測装置13に記憶しておく。   As shown in FIG. 8, since the vibration speed and the resonance frequency change according to the water depth, these characteristics are measured in advance with respect to the water depth, and the vibration measuring device 13 is provided in the form of an approximate expression or a data table, for example. Remember.

補正例を、図8(a)を参照して説明する。図8(a)において、深度D3に水中送波器が設定され、計測値がm1であり、求める真値がm2であるとする。なお、ここで言う真値とは、深度が深く、インピーダンス特性の変化等がない値又は実質的にインピーダンス特性の変化等が無視できる値で、点線Aの値とする。一方、補正データから水中送波器が深度D3に設定された場合には、真値がM2であってもインピーダンス特性の変化等によって、M1の計測値が計測されることが解っている。そこで、比例配分法を用いて、真値m2は、m2=m1*(M2/M1)と算出する。M2/M1は深度に対応した補正係数である。   An example of correction will be described with reference to FIG. In FIG. 8A, it is assumed that the underwater transmitter is set at the depth D3, the measured value is m1, and the true value to be obtained is m2. The true value referred to here is a value with a deep depth and no change in impedance characteristics or a value in which a change in impedance characteristics or the like can be substantially ignored. On the other hand, when the underwater transmitter is set to the depth D3 from the correction data, it is understood that the measured value of M1 is measured due to a change in impedance characteristics or the like even if the true value is M2. Therefore, the true value m2 is calculated as m2 = m1 * (M2 / M1) using a proportional distribution method. M2 / M1 is a correction coefficient corresponding to the depth.

このような補正を行うことにより、室内設置が可能な小型の水槽21でも計測精度の低下を抑制しながら送波感度等を得ることが可能になる。   By performing such correction, it is possible to obtain transmission sensitivity and the like while suppressing a decrease in measurement accuracy even in a small water tank 21 that can be installed indoors.

また、補正データを、例えば数百mという水深度まで適用するならば、浅い水深に設置して得た水中送波器の計測値を用いて、この水中送波器が深い深度に位置する場合の送波感度が算出できるようになる。従って、簡便で、適用範囲の広い計測が可能になる。
<第4の実施形態>
次に、本発明の第4の実施形態を説明する。なお、第1の実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用いて説明を適宜省略する。
Also, if the correction data is applied up to a depth of several hundred meters, for example, this underwater transmitter is located at a deep depth by using the measured value of the underwater transmitter obtained at a shallow depth. Can be calculated. Therefore, it is possible to perform measurement with a simple and wide application range.
<Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted suitably using the same code | symbol.

これまでの各実施形態においては、計測対象である水中送波器は1台とした。しかし、複数の水中送波器の評価を行いたい場合もある。かかる場合に、1台の水中送波器毎に設置、交換作業を行うのでは、計測効率が悪くなる。   In each of the embodiments so far, the number of underwater transmitters to be measured is one. However, there may be times when you want to evaluate multiple underwater transmitters. In such a case, if the installation and replacement work is performed for each underwater transmitter, measurement efficiency deteriorates.

そこで、本実施形態では、複数の水中送波器を同時に設置して、振動計測装置を走査させながら個別に計測できるようにした。   Therefore, in the present embodiment, a plurality of underwater transmitters are installed at the same time, and can be measured individually while scanning the vibration measuring device.

図9は、このような水中送波器検査装置2Bのブロック図である。発振器11で生成された検査信号は、電力増幅器で増幅されて、水深D1の位置に設置された複数の水中送波器5a〜5nに入力する。これにより、各水中送波器5a〜5nは音波を放射する。   FIG. 9 is a block diagram of such an underwater transmitter inspection device 2B. The inspection signal generated by the oscillator 11 is amplified by the power amplifier and input to the plurality of underwater transmitters 5a to 5n installed at the position of the water depth D1. Thereby, each underwater transmitter 5a-5n radiates | emits a sound wave.

そこで、走査装置16により振動計測装置13を走査させる。そして、振動計測装置13が1つの水中送波器5の真上に位置すると、振動計測装置13は、この水中送波器5における音響放射面に向けてレーザ光を照射して、計測を行う。その後、走査装置16は、次の水中送波器の真上位置に振動計測装置13を移動させて、計測を行う。このような、振動計測装置13の移動、計測を各水中送波器5a〜5nに相当する数だけ繰り返す。   Therefore, the vibration measuring device 13 is scanned by the scanning device 16. When the vibration measuring device 13 is positioned directly above one underwater transmitter 5, the vibration measuring device 13 performs measurement by irradiating the acoustic radiation surface of the underwater transmitter 5 with laser light. . Thereafter, the scanning device 16 performs measurement by moving the vibration measuring device 13 to a position directly above the next underwater transmitter. Such movement and measurement of the vibration measuring device 13 are repeated by the number corresponding to each of the underwater transmitters 5a to 5n.

これにより、複数の水中送波器の送波感度を連続的に取得できるようになり、計測工数の大幅な削減が可能になる。   As a result, the transmission sensitivity of a plurality of underwater transmitters can be acquired continuously, and the number of measurement steps can be greatly reduced.

なお、本発明は、これまで説明した各実施形態に限定されるものではなく、水中送波器の方式・形状や使用目的に応じて適宜変更できる。   In addition, this invention is not limited to each embodiment demonstrated until now, It can change suitably according to the system and shape of a submerged transmitter, and the intended purpose.

2A,2B 検査装置
5,5a〜5n 水中送波器
11 発振器
12 電力増幅器
13 振動計測装置
16 走査装置
21 水槽
2A, 2B Inspection device 5, 5a-5n Underwater transmitter 11 Oscillator 12 Power amplifier 13 Vibration measuring device 16 Scanning device 21 Water tank

Claims (8)

水中送波器の送波感度を計測する検査装置であって、
所定の検査信号を発生する発振器と、
前記検査信号を増幅して前記水中送波器を駆動する電力増幅器と、
水面から所定の高さの大気中に設置されて、駆動された前記水中送波器における音響放射面の振動振幅を計測する振動計測装置と、を備え、
前記振動計測装置は、前記水中送波器が設置される水深度に対応した補正データを予め記憶し、当該補正データに基づき計測値を補正することを特徴とする水中送波器の検査装置。
An inspection device that measures the transmission sensitivity of an underwater transmitter,
An oscillator for generating a predetermined inspection signal;
A power amplifier that amplifies the inspection signal and drives the underwater transmitter;
A vibration measuring device that is installed in the atmosphere at a predetermined height from the water surface and measures the vibration amplitude of the acoustic radiation surface in the driven underwater transmitter; and
The vibration measurement device prestores correction data corresponding to the water depth of said water wave transmitter is installed, the inspection device of the underwater transmitters characterized that you correct the measurement value based on the correction data .
請求項1に記載の水中送波器の検査装置であって、
前記振動計測装置により音響放射面の振動振幅を計測する際には、当該音響放射面の複数点を計測することを特徴とする水中送波器の検査装置。
An inspection apparatus for an underwater transmitter according to claim 1,
When measuring the vibration amplitude of an acoustic radiation surface by the vibration measuring device, a plurality of points on the acoustic radiation surface are measured.
請求項1に記載の水中送波器の検査装置であって、
前記振動計測装置により音響放射面の振動振幅を計測する際には、当該音響放射面の内で最も振幅の大きい1点を計測することを特徴とする水中送波器の検査装置。
An inspection apparatus for an underwater transmitter according to claim 1,
When measuring the vibration amplitude of an acoustic radiation surface by the vibration measuring device, one point having the largest amplitude among the acoustic radiation surfaces is measured.
請求項1乃至のいずれか1項に記載の水中送波器の検査装置であって、
前記振動計測装置を水面に対して平行に移動させる走査装置が設けられて、
前記電力増幅器が、複数の前記水中送波器に検査信号を出力し、
前記走査装置が前記振動計測装置を移動させて、前記水中送波器における音響放射面の振動振幅を順次計測することを特徴とする水中送波器の検査装置。
An inspection device for an underwater transmitter according to any one of claims 1 to 3 ,
A scanning device for moving the vibration measuring device parallel to the water surface;
The power amplifier outputs inspection signals to the plurality of submersible transmitters;
An inspection apparatus for an underwater transmitter, wherein the scanning device moves the vibration measuring device to sequentially measure the vibration amplitude of an acoustic radiation surface in the underwater transmitter.
水中送波器の送波感度を計測する検査方法であって、
水中に設置された水中送波器を駆動する駆動手順と、
大気中から水中に探知光を照射して、前記水中送波器における音響放射面の振動振幅を計測する計測手順と、
前記水中送波器が設置される水深度に対応した補正データを予め記憶する手順と、
前記補正データに基づき前記計測値を補正する手順と、を含むことを特徴とする水中送波器の検査方法。
An inspection method for measuring the transmission sensitivity of an underwater transmitter,
A driving procedure for driving an underwater transmitter installed in the water;
Measuring procedure for irradiating detection light into the water from the atmosphere and measuring the vibration amplitude of the acoustic radiation surface in the underwater transmitter;
A procedure for storing correction data corresponding to the water depth in which the underwater transmitter is installed;
And a procedure for correcting the measurement value based on the correction data .
請求項に記載の水中送波器の検査方法であって、
前記水中送波器における音響放射面の振動振幅を計測する計測手順は、前記音響放射面を複数点計測する手順を含むことを特徴とする水中送波器の検査方法。
An inspection method for an underwater transmitter according to claim 5 ,
The measuring procedure for measuring the vibration amplitude of the acoustic radiation surface in the underwater transmitter includes a procedure for measuring a plurality of points on the acoustic radiation surface.
請求項に記載の水中送波器の検査方法であって、
前記水中送波器における音響放射面の振動振幅を計測する計測手順は、前記音響放射面の内で最も振幅の大きい1点を計測する手順を含むことを特徴とする水中送波器の検査方法。
An inspection method for an underwater transmitter according to claim 5 ,
The measuring procedure for measuring the vibration amplitude of the acoustic radiation surface in the underwater transmitter includes a procedure for measuring one point having the largest amplitude in the acoustic radiation surface. .
請求項乃至のいずれか1項に記載の水中送波器の検査方法であって、
複数の前記水中送波器に検査信号を出力して、前記水中送波器毎に音波を放射させる手順と、
前記水中送波器における音響放射面の振動振幅が計測できるように、振動計測装置を移動させる手順と、
前記振動計測装置により音響放射面の振動振幅を計測する手順と、を含むことを特徴とする水中送波器の検査方法。
An inspection method for an underwater transmitter according to any one of claims 5 to 7 ,
A procedure for outputting inspection signals to a plurality of the underwater transmitters and emitting sound waves for each of the underwater transmitters;
A procedure for moving the vibration measuring device so that the vibration amplitude of the acoustic radiation surface in the underwater transmitter can be measured;
And a procedure for measuring the vibration amplitude of the acoustic radiation surface by the vibration measuring device.
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