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公開番号2024059118
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-01
出願番号2022166571
出願日2022-10-18
発明の名称音響診断センサユニット
出願人群馬県,石坂産業株式会社
代理人
主分類G01H 3/00 20060101AFI20240423BHJP(測定;試験)
要約【課題】従来の機器の音響診断に用いられる音響診断センサユニットの課題である周囲の雑音除去を解決し、ノイズキャンセリング機能が高く、且つ構造が簡便な音響診断センサユニットを提供する。
【解決方法】ケーシング10と、該ケーシング10の底面穿孔部11cに配置された弾性を有する集音体40と、集音体40の両端面を貫通する孔部40cの空間に音響センサ受信部52aが露出するように配置された音響センサ基板ユニット50と、ケーシング10の底面穿孔部11c近傍に集音体40と並列に配置された永久磁石の保持体60とで構成され、保持体60の外郭側の端面60aに対して集音体40の外側の端面40aが外側にオフセット配置された構造とする。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
底面と、該底面から立設し壁面で囲うように形成した側壁を備え、前記底面を貫通するように設けられた穿孔部を有するケーシングと、
該ケーシングの前記側壁の開口部を密封するように覆うケーシング蓋と、
前記ケーシングの前記穿孔部に圧嵌され、一方の端面から他方の端面まで貫通するように設けられた孔部を備えた弾性を有する柱状の集音体と、
基板に音響センサ、ケーブル接続部を設けた音響センサ基板ユニットと、
前記ケーシングの前記底面に前記集音体と隣接して配置された永久磁石の保持体と、
を具備し、前記音響センサの音響受信部が前記集音体を貫通する前記孔部の空間に露出するように配置されるとともに、前記集音体の外側端面が前記保持体の外側端面に対して外側にオフセット配置されていることを特徴とする音響診断センサユニット。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
前記集音体が独立気泡の発泡体であることを特徴とする請求項１に記載の音響診断センサユニット。
【請求項３】
前記集音体が独立気泡の熱可塑性樹脂発泡体であることを特徴とする請求項２に記載の音響診断センサユニット。
【請求項４】
前記集音体が測定対象面に対向する側の端面の少なくとも一部が弾性を有する円錐状の円盤部を有し、前記集音体の他方の端面まで貫通するように設けられた前記孔部に繋がるように円錐状のベル面を形成したことを特徴とする請求項１に記載の音響診断センサユニット。
【請求項５】
前記保持体が前記集音体を囲うように設けられた環状の保持体であることを特徴とする請求項１に記載の音響診断センサユニット。
【請求項６】
前記集音体の外周に、さらに該集音体を囲うように連続気泡の発泡体からなる吸音体を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の音響診断センサユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器の音響診断センサユニットの構造に関するものであり、特に回転機械などの動力を使う機器の音響診断を行う場合に使用する音響診断センサユニットに関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
解体した建物から出るコンクリート片や瓦片を細かく砕く破砕プラントや、発電プラント、化学プラント等では、回転機械の長寿命化や信頼性確保のため、音響や振動を計測し異常を検知する異常診断装置が設置されている。
【０００３】
特許文献１は回転機器の音響・振動診断装置の第１例であって、回転機器である冷凍圧縮機周囲の音圧もしくは振動、電流値の状態量を検出する脈動状態量検出手段を備え、圧縮機の異常を判断する機器診断装置が示されている。
【０００４】
特許文献２は回転機械の音響・振動診断装置の第２例であって、音響センサにより音響信号を受けて分析し音響データを処理し、一方で振動センサにより振動信号を受けて分析し振動データを処理し、これらに基づいて確認診断を行う回転機械の診断装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第４２６５９８２号公報
特許第３３９３９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先行技術において、音響を計測するために用いられる音響センサは回転機器に対して非接触に設置されているが、診断対象とする回転機器の周囲からの雑音が生じない環境であれば、診断対象とする回転機器の音響のみを計測可能なため実用上支障はなかった。
【０００７】
しかしながら、破砕プラントでは一連の作業工程の中で複数の回転機器を連続的に稼働して操業している状態が想定される。また、発電プラント、化学プラントにおいても複数の回転機器を同フロアに設置、稼働して操業することが想定される。したがって、音響診断を精度良く実施するためには対象外の回転機器から発する音は雑音としてノイズキャンセリングが必要になる。
【０００８】
ノイズキャンセリングの方法については、例えば雑音と逆相の音を加えて雑音をキャンセルするアクティブノイズキャンセリング、物理的な遮音で雑音を除去するパッシブノイズキャンセリングが考えられる。特許文献１および特許文献２いずれにおいても、非接触の音響センサを設置・使用している。そのため、アクティブノイズキャンセリングによる雑音除去が必要になる。しかしながら、破砕プラントのようなランダムで複雑な音を発する回転機器の場合、アクティブノイズキャンセリングは困難であり、雑音除去により精度良い音響診断ができないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前述の技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、構造が簡便であり、且つ高いノイズキャンセリング性能を備える、音響診断センサユニットを提供することを目的とする。
【００１０】
本発明に係る第1の解決手段は、底面と、該底面から立設し壁面で囲うように形成した側壁を備え、底面を貫通するように設けられた穿孔部を有するケーシングと、該ケーシングの側壁の開口部を密封するように覆うケーシング蓋と、ケーシングの穿孔部に圧嵌され、一方の端面から他方の端面まで貫通するように設けられた孔部を備えた弾性を有する略柱状の集音体と、音響センサを設けた音響センサ基板ユニットと、ケーシングの底面に集音体と隣接して配置された永久磁石の保持体とを具備し、
音響センサの音響受信部が集音体を貫通する孔部の空間に露出するように配置されるとともに、集音体の外側端面が保持体の外側端面に対して外側にオフセット配置されていることを特徴としている音響診断センサユニットである。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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