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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024146376
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】測定装置および測定方法
(51)【国際特許分類】
G01H 17/00 20060101AFI20241004BHJP
G01S 7/52 20060101ALI20241004BHJP
【ＦＩ】
G01H17/00 D
G01S7/52 U
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023059231
(22)【出願日】2023-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000000295
【氏名又は名称】沖電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001461
【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 聡之
【テーマコード（参考）】
2G064
5J083
【Ｆターム（参考）】
2G064AB01
2G064AB02
2G064AB29
2G064BA02
2G064BA08
2G064BA11
2G064DD23
5J083FA04
(57)【要約】
【課題】水中での受波電圧感度の測定において、測定が可能となる音波の周波数範囲の下限値を低くすることができる測定装置及び測定方法が望まれていた。
【解決手段】測定装置１００は、水中に設けられ、音波を送波する送波器３と、水中に設けられ、音波を受波する受波器５と、送波器３から送波された後に水面８２で反射して受波器５に至る音波の伝搬経路Ｗｒ０上に設けられ、当該音波を遮音する遮音部材９と、を備えるものである。
【選択図】図１
【解決手段】測定装置１００は、水中に設けられ、音波を送波する送波器３と、水中に設けられ、音波を受波する受波器５と、送波器３から送波された後に水面８２で反射して受波器５に至る音波の伝搬経路Ｗｒ０上に設けられ、当該音波を遮音する遮音部材９と、を備えるものである。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水中に設けられ、音波を送波する送波器と、
前記水中に設けられ、前記音波を受波する受波器と、
前記送波器から送波された後に反射面で反射して前記受波器に至る前記音波の伝搬経路上に設けられ、当該音波を遮音する遮音部材と、
を備えた、測定装置。
前記水中に設けられ、前記音波を受波する受波器と、
前記送波器から送波された後に反射面で反射して前記受波器に至る前記音波の伝搬経路上に設けられ、当該音波を遮音する遮音部材と、
を備えた、測定装置。
【請求項2】
前記遮音部材は、
鉛直方向から見た場合に、前記送波器と前記受波器との間に、前記送波器と前記受波器とを結ぶ直線に交差する方向に延びて設けられ、
上端部が水面より上方に配置され、下端部が前記送波器及び前記受波器より下方に配置され、
前記送波器と前記受波器とを結ぶ直線と交差する位置に、前記送波器から前記受波器に向かう直接波を通過させる開口部が設けられている、
請求項１に記載の測定装置。
鉛直方向から見た場合に、前記送波器と前記受波器との間に、前記送波器と前記受波器とを結ぶ直線に交差する方向に延びて設けられ、
上端部が水面より上方に配置され、下端部が前記送波器及び前記受波器より下方に配置され、
前記送波器と前記受波器とを結ぶ直線と交差する位置に、前記送波器から前記受波器に向かう直接波を通過させる開口部が設けられている、
請求項１に記載の測定装置。
【請求項3】
前記遮音部材は、
前記開口部の縁部が前記送波器側に湾曲する湾曲部を有する、
請求項２に記載の測定装置。
前記開口部の縁部が前記送波器側に湾曲する湾曲部を有する、
請求項２に記載の測定装置。
【請求項4】
前記遮音部材は、
鉛直方向から見た場合に、前記送波器と前記受波器との間に、前記送波器と前記受波器とを結ぶ直線に交差する方向に延びて設けられ、
上端部が水面より上方に配置され、下端部が前記送波器及び前記受波器より上方に配置される、
請求項１に記載の測定装置。
鉛直方向から見た場合に、前記送波器と前記受波器との間に、前記送波器と前記受波器とを結ぶ直線に交差する方向に延びて設けられ、
上端部が水面より上方に配置され、下端部が前記送波器及び前記受波器より上方に配置される、
請求項１に記載の測定装置。
【請求項5】
前記遮音部材は、
鉛直方向から見た場合に、前記送波器と前記受波器との間の中間位置に配置される、
請求項１～４の何れか一項に記載の測定装置。
鉛直方向から見た場合に、前記送波器と前記受波器との間の中間位置に配置される、
請求項１～４の何れか一項に記載の測定装置。
【請求項6】
前記送波器、前記受波器及び前記遮音部材は、
壁面及び底面に吸音部材が設けられた水槽内に配置される、
請求項１～４の何れか一項に記載の測定装置。
壁面及び底面に吸音部材が設けられた水槽内に配置される、
請求項１～４の何れか一項に記載の測定装置。
【請求項7】
入力信号を生成する発振器と、
前記入力信号を増幅するパワーアンプと、
前記パワーアンプで増幅された前記入力信号を音波に変換して送波する前記送波器と、
前記パワーアンプで増幅された前記入力信号を減衰する減衰器と、
前記送波器から送波された音波を受波し、電圧信号に変換して出力信号を出力する前記受波器と、
前記出力信号を増幅するプリアンプと、
前記減衰器で減衰された前記入力信号と前記プリアンプで増幅された前記出力信号とに基づき、受波電圧感度を算出する算出部と、
を備える、
請求項１～４の何れか一項に記載の測定装置。
前記入力信号を増幅するパワーアンプと、
前記パワーアンプで増幅された前記入力信号を音波に変換して送波する前記送波器と、
前記パワーアンプで増幅された前記入力信号を減衰する減衰器と、
前記送波器から送波された音波を受波し、電圧信号に変換して出力信号を出力する前記受波器と、
前記出力信号を増幅するプリアンプと、
前記減衰器で減衰された前記入力信号と前記プリアンプで増幅された前記出力信号とに基づき、受波電圧感度を算出する算出部と、
を備える、
請求項１～４の何れか一項に記載の測定装置。
【請求項8】
音波を送波する送波器と、前記音波を受波する受波器とを水中に設置する工程と、
前記送波器から送波された後に反射面で反射して前記受波器に至る前記音波の伝搬経路上に、当該音波を遮音する遮音部材を設置する工程と、
前記送波器から送波された前記音波を、前記受波器が受波する工程と、
を有する、測定方法。
前記送波器から送波された後に反射面で反射して前記受波器に至る前記音波の伝搬経路上に、当該音波を遮音する遮音部材を設置する工程と、
前記送波器から送波された前記音波を、前記受波器が受波する工程と、
を有する、測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水中において音波を受波する受波器の感度を測定する測定装置および測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、水中での受波電圧感度の測定方法として、例えば、非特許文献１には、基準となる送波器（以下「基準送波器」という）と測定対象の受波器（以下「供試受波器」という）の感度積を所定の器間距離で測定して算出するものが開示されている。ここで、感度積は、我が国で古くから用いられてきたソーナー技術固有の概念である（非特許文献１参照）。また、感度積は、基準送波器と供試受波器とを水中で対向して配置して基準送波器を電気的に駆動するとき、供試受波器の開放出力電圧を基準送波器の駆動電圧で割った値である（非特許文献２参照）。
【0003】
また、非特許文献１には、自由音場での測定においては、水面や水底、水槽壁面、吊下治具、その他の構造物等からの反射が、測定値に疑義を生じるような影響を与えてはならないことが開示されている。また、連続波を用いる測定の場合は、必要精度に応じて、基準送波器及び供試受波器と反射面との位置関係を決めることが開示されている。また、パルス波（ＰＣＷ）を用いる測定の場合は、時間的な分離によって必要精度を満たすことが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】防衛庁，“NDS Y-4301 防衛庁規格 ソーナー用送受波器，送波器及び受波器の試験方法”，p.2-3，p.9-11［online］，平成１５年４月９日，［令和５年３月２７日検索］，インターネット＜URL：https://www.mod.go.jp/atla/nds/Y/Y4301.pdf＞
【非特許文献2】防衛庁，“NDS Y0012B 防衛庁規格 水中音響用語－機器”，p.20，［online］，平成１２年３月６日，［令和５年３月２７日検索］，インターネット＜URL：https://www.mod.go.jp/atla/nds/Y/Y0012B.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
水中での受波電圧感度の測定では、基準送波器から送波され供試受波器に直接入射する音波（以下「直接波」という）と、基準送波器から送波された後に水面等の反射面で反射して供試受波器に入射する音波（以下「反射波」という）が発生する。
【0006】
反射波の影響を少なくするために、基準送波器から送波する音波にパルス波を用いて、供試受波器が受波した直接波と反射波を時間的に分離する場合、直接波と反射波とが重ならないようにする必要がある。直接波と反射波とが重ならないようにするには、測定するパルス波のパルス幅が、直接波と反射波の到達時間の時間差に収まるように、パルス波の周波数を設定する必要がある。
【0007】
直接波と反射波の到達時間の時間差は、基準送波器と供試受波器との器間距離及び反射面からの距離によって決まるため、基準送波器及び供試受波器の設置位置に制約があると、設けられる時間差には限度がある。パルス波の周波数が低い程、パルス幅が長くなるため、測定が可能となるパルス波の周波数範囲の下限値は、直接波と反射波の到達時間の時間差の限度によって制限されてしまう、という課題があった。
【0008】
したがって、水中での受波電圧感度の測定において、測定が可能となる音波の周波数範囲の下限値を低くすることができる、測定装置および測定方法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係る測定装置は、水中に設けられ、音波を送波する送波器と、前記水中に設けられ、前記音波を受波する受波器と、前記送波器から送波された後に反射面で反射して前記受波器に至る前記音波の伝搬経路上に設けられ、当該音波を遮音する遮音部材と、を備えたものである。
【0010】
本発明に係る測定方法は、音波を送波する送波器と、前記音波を受波する受波器とを水中に設置する工程と、前記送波器から送波された後に反射面で反射して前記受波器に至る前記音波の伝搬経路上に、当該音波を遮音する遮音部材を設置する工程と、前記送波器から送波された前記音波を、前記受波器が受波する工程と、を有するものである。
【発明の効果】
【0011】
本発明は、送波器から送波された後に反射面で反射して受波器に至る音波の伝搬経路上に、当該音波を遮音する遮音部材を設置することにより、測定が可能となる音波の周波数範囲の下限値を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施の形態１に係る測定装置を示すブロック構成図である。
【図2】実施の形態１に係る測定装置の遮音部材の配置を示す斜視図である。
【図3】実施の形態１に係る測定装置の遮音部材の配置を示す平面図である。
【図4】実施の形態１に係る測定装置の遮音部材の開口部を示す要部平面図である。
【図5】比較例に係る測定装置の音波の伝搬の動作を説明する図である。
【図6】実施の形態１に係る測定装置の音波の伝搬の動作を説明する図である。
【図7】実施の形態１に係る測定装置の音波の伝搬の動作を説明する図である。
【図8】実施の形態２に係る測定装置を示すブロック構成図である。
【図9】実施の形態２に係る遮音部材の開口部を示す要部斜視図である。
【図10】実施の形態２に係る測定装置の音波の伝搬の動作を説明する図である。
【図11】実施の形態３に係る測定装置を示すブロック構成図である。
【図12】実施の形態４に係る測定装置の遮音部材の配置を示す図である。
【図13】実施の形態４に係る測定装置の遮音部材の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る測定装置１００を示すブロック構成図である。
図１に示すように、測定装置１００は、発振器１、パワーアンプ２、送波器３、減衰器４、受波器５、プリアンプ６、算出部７、及び遮音部材９を備える。送波器３、受波器５及び遮音部材９は、水槽８内に配置される。なお、図１においては、水槽８及び遮音部材９の縦断面を模式的に示している。
図１は、実施の形態１に係る測定装置１００を示すブロック構成図である。
図１に示すように、測定装置１００は、発振器１、パワーアンプ２、送波器３、減衰器４、受波器５、プリアンプ６、算出部７、及び遮音部材９を備える。送波器３、受波器５及び遮音部材９は、水槽８内に配置される。なお、図１においては、水槽８及び遮音部材９の縦断面を模式的に示している。
【0014】
発振器１は、受波電圧感度測定で使用する入力信号を生成する。入力信号は、パルス波である。ここで、パルス波の周波数は、パルス幅が、後述する直接波と反射波の到達時間の時間差に収まるように設定する。即ち、入力信号の周波数範囲の下限値は、直接波と反射波の到達時間の時間差に応じて設定する。
【0015】
パワーアンプ２は、発振器１で生成された入力信号を増幅する。送波器３は、水槽８の水中に設けられ、パワーアンプ２で増幅された入力信号を音波に変換して水中に送波する。送波器３は、受波電圧感度の測定において、基準送波器として機能する。減衰器４は、パワーアンプ２で増幅された入力信号を、算出部７が壊れないような強度まで減衰し、減衰した入力信号を算出部７に出力する。
【0016】
受波器５は、水槽８の水中に設けられ、送波器３から送波された音波を受波し、電圧信号に変換して、出力信号をプリアンプ６に出力する。受波器５は、例えば、電気音響変換素子により構成される音響センサである。受波器５は、受波電圧感度の測定において、供試受波器として機能する。プリアンプ６は、受波器５から出力された出力信号を算出部７が測定できる程度まで増幅し、増幅した出力信号を算出部７に出力する。
【0017】
算出部７は、減衰器４で減衰された入力信号とプリアンプ６で増幅された出力信号とに基づき、直接波と反射波とを時間的に分離した後、受波電圧感度を算出する。具体的には、算出部７は、減衰器４からの入力信号とプリアンプ６からの出力信号とを比較して、出力信号に重畳している反射波のパルス成分を分離して、直接波のパルス成分を抽出する。そして、算出部７は、減衰器４からの入力信号、減衰器４の減衰量、直接波のパルス成分を抽出した出力信号、及びプリアンプ６の増幅量から、送波器３（基準送波器）の入力電圧と受波器５（供試受波器）の出力電圧を計算し、受波器５の受波電圧感度を算出する。
【0018】
水槽８は、水等の液体を貯留するものであり、壁面及び底面に吸音部材８１が設けられている。吸音部材８１は、例えば、音波を吸収する吸音材を山形に形成した吸音楔である。水槽８は、いわゆる無響水槽であり、送波器３から送波された音波の水槽８の底面及び壁面での反射を低減する。
【0019】
遮音部材９は、音波を遮音（遮蔽）する部材により構成される。遮音部材９は、例えば平板状に形成され、水槽８内の送波器３と受波器５の間に配置されている。遮音部材９は、送波器３から受波器５に向かう直接波を通過させる開口部９１が設けられている。
【0020】
図２は、実施の形態１に係る測定装置１００の遮音部材９の配置を示す斜視図である。
図２に示すように、遮音部材９の開口部９１は、送波器３と受波器５とを結ぶ直線Ｌと交差する位置に設けられている。また、遮音部材９は、上端部９２が水面８２より上方に配置されている。また、遮音部材９は、下端部９３が送波器３及び受波器５より下方に配置されている。例えば、下端部９３が水槽８の底面に配置されている。また、遮音部材９は、側部９４が水槽８の壁面に配置されている。
図２に示すように、遮音部材９の開口部９１は、送波器３と受波器５とを結ぶ直線Ｌと交差する位置に設けられている。また、遮音部材９は、上端部９２が水面８２より上方に配置されている。また、遮音部材９は、下端部９３が送波器３及び受波器５より下方に配置されている。例えば、下端部９３が水槽８の底面に配置されている。また、遮音部材９は、側部９４が水槽８の壁面に配置されている。
【0021】
図３は、実施の形態１に係る測定装置１００の遮音部材９の配置を示す平面図である。
図３においては、送波器３、受波器５及び遮音部材９を、鉛直方向から見た場合の配置を模式的に示している。図３に示すように、遮音部材９は、鉛直方向から見た場合に、送波器３と受波器５との間に、送波器３と受波器５とを結ぶ直線Ｌに交差する方向Ｄに延びて設けられている。例えば、遮音部材９は直線Ｌと方向Ｄとが直交するように設けられている。また、遮音部材９は、鉛直方向から見た場合に、送波器３と受波器５との間の中間位置Ｃに配置されている。即ち、送波器３から遮音部材９までの距離ｄ１と、受波器５から遮音部材９までの距離ｄ２は、同じ距離である。
図３においては、送波器３、受波器５及び遮音部材９を、鉛直方向から見た場合の配置を模式的に示している。図３に示すように、遮音部材９は、鉛直方向から見た場合に、送波器３と受波器５との間に、送波器３と受波器５とを結ぶ直線Ｌに交差する方向Ｄに延びて設けられている。例えば、遮音部材９は直線Ｌと方向Ｄとが直交するように設けられている。また、遮音部材９は、鉛直方向から見た場合に、送波器３と受波器５との間の中間位置Ｃに配置されている。即ち、送波器３から遮音部材９までの距離ｄ１と、受波器５から遮音部材９までの距離ｄ２は、同じ距離である。
【0022】
図４は、実施の形態１に係る測定装置１００の遮音部材９の開口部９１を示す要部平面図である。図４においては、遮音部材９を、送波器３と受波器５とを結ぶ直線Ｌ方向から見た場合の開口部９１を示している。図４に示すように、送波器３と受波器５とを結ぶ直線Ｌ方向に見た場合、遮音部材９の開口部９１は、送波器３及び受波器５が開口範囲内に含まれるように形成されている。遮音部材９は、送波器３から受波器５に向かう直接波を開口部９１によって通過させる。
【0023】
なお、本実施の形態１においては、遮音部材９の開口部９１の形状が矩形である構成を説明するが、これに限定されない。開口部９１の形状は、円形、楕円形、多角形、又は任意の形状で良い。即ち、送波器３から受波器５に向かう直接波を開口部９１によって通過させる形状であれば良い。
【0024】
なお、本実施の形態１においては、遮音部材９は、例えば平板状に形成された構成を説明するが、これに限定されない。遮音部材９は、例えば、軟質の材料によりシート状又はカーテン状に形成した構成でも良い。また、遮音部材９は、音波の通過を一定程度低減させるものであれば良く、音波の通過を完全に遮音するものに限定されない。また、遮音部材９の材質は、音波の通過を低減させる任意の材質で良く、例えば、樹脂、木材、若しくは金属、又はこれらを組み合わせた材質を用いることができる。また、遮音部材９は、音波を吸収する吸収材で構成してもよい。
【0025】
次に、測定装置１００の測定方法の手順を説明する。
まず、水槽８内に遮音部材９を設置する。次に、送波器３と受波器５とを水槽８の水中に設置する。この際、送波器３と受波器５と結ぶ直線が遮音部材９の開口部９１を通るよう、送波器３と受波器５とを配置する。その後、発振器１を駆動して送波器３から送波された音波を、受波器５が受波する。そして、算出部７により、受波器５の受波電圧感度を算出する。
まず、水槽８内に遮音部材９を設置する。次に、送波器３と受波器５とを水槽８の水中に設置する。この際、送波器３と受波器５と結ぶ直線が遮音部材９の開口部９１を通るよう、送波器３と受波器５とを配置する。その後、発振器１を駆動して送波器３から送波された音波を、受波器５が受波する。そして、算出部７により、受波器５の受波電圧感度を算出する。
【0026】
なお、送波器３と受波器５とを水槽８内に設置した後に、遮音部材９を水槽８内に設置する手順でも良い。また、水槽８内に水を貯留する前に、送波器３、受波器５、及び遮音部材９の全部又は一部を配置し、その後に水を水槽８内に貯留してもよい。
【0027】
次に、送波器３から送波された音波の伝搬の動作について、遮音部材９を設けない比較例における音波の伝搬の動作を説明した後、本実施の形態１における測定装置１００の音波の伝搬の動作を説明する。
【0028】
図５は、比較例に係る測定装置１００ｂの音波の伝搬の動作を説明する図である。
図５に示すように、比較例に係る測定装置１００ｂは、遮音部材９を備えていない構成である。その他の構成は、本実施の形態１に係る測定装置１００と同じである。
図５に示すように、比較例に係る測定装置１００ｂは、遮音部材９を備えていない構成である。その他の構成は、本実施の形態１に係る測定装置１００と同じである。
【0029】
送波器３は、パワーアンプ２から入力信号が入力されると、入力信号を音波に変換して水中に送波する。送波器３から送波された音波は、球面拡散し、水槽８内の水中を伝搬する。送波器３から受波器５への直接波は、送波器３と受波器５とを結ぶ直線上の伝搬経路Ｗｄによって伝搬する。
【0030】
一方、送波器３から水面８２方向へ向かった音波は、水面８２で反射する。水面８２で反射した音波の一部は、受波器５によって反射波として受波される。即ち、受波器５が受波する反射波は、送波器３から送波された後に水面８２で反射して受波器５に至る音波の伝搬経路Ｗｒ０によって伝搬する。なお、水面８２における反射は、全反射とみなせるため、反射波の経路が最短となる伝搬経路Ｗｒ０の反射位置は、送波器３と受波器５との間の中間位置となる。
【0031】
比較例に係る測定装置１００ｂでは、直接波と反射波との時間差は、直接波の伝搬経路Ｗｄの距離と反射波の経路が最短となる伝搬経路Ｗｒ０の距離との距離差を、水中における音波の伝搬速度で除した値となる。
【0032】
次に、本実施の形態１に係る測定装置１００の音波の伝搬の動作を説明する。
図６及び図７は、実施の形態１に係る測定装置１００の音波の伝搬の動作を説明する図である。
送波器３は、パワーアンプ２から入力信号が入力されると、入力信号を音波に変換して水中に送波する。送波器３から送波された音波は、球面拡散し、水槽８内の水中を伝搬する。図６に示すように、送波器３から水面８２方向へ向かった音波のうち、反射波の経路が最短となる伝搬経路Ｗｒ０によって伝搬する音波は、遮音部材９によって遮音される。即ち、遮音部材９は、送波器３から送波された後に水面８２で反射して受波器５に至る音波の伝搬経路Ｗｒ０上に設けられ、この伝搬経路Ｗｒ０を伝搬する当該音波を遮音する。
図６及び図７は、実施の形態１に係る測定装置１００の音波の伝搬の動作を説明する図である。
送波器３は、パワーアンプ２から入力信号が入力されると、入力信号を音波に変換して水中に送波する。送波器３から送波された音波は、球面拡散し、水槽８内の水中を伝搬する。図６に示すように、送波器３から水面８２方向へ向かった音波のうち、反射波の経路が最短となる伝搬経路Ｗｒ０によって伝搬する音波は、遮音部材９によって遮音される。即ち、遮音部材９は、送波器３から送波された後に水面８２で反射して受波器５に至る音波の伝搬経路Ｗｒ０上に設けられ、この伝搬経路Ｗｒ０を伝搬する当該音波を遮音する。
【0033】
一方、送波器３から受波器５に向かう直接波は、遮音部材９の開口部９１を通過して、伝搬経路Ｗｄによって伝搬する。これにより、受波器５は、遮音部材９がない場合と同様に、直接波を受波することができる。
【0034】
図７に示すように、送波器３から水面８２方向へ向かった音波の一部は、水面８２での反射と開口部９１での回折により、伝搬経路Ｗｒ１を伝搬して受波器５に受波される。即ち、送波器３から水面８２方向へ向かった音波の一部は、水面８２で反射して遮音部材９の開口部９１へ向かう。そして、開口部９１の縁部で音波の回折現象が生じ、受波器５まで伝搬する。この反射及び回折を経た伝搬経路Ｗｒ１の距離は、反射波の経路が最短となる伝搬経路Ｗｒ０よりも長い距離となる。
【0035】
本実施の形態１に係る測定装置１００では、直接波と反射波との時間差は、直接波の伝搬経路Ｗｄの距離と反射及び回折を経た伝搬経路Ｗｒ１の距離との距離差を、水中における音波の伝搬速度で除した値となる。即ち、上述した比較例よりも、直接波と反射波との時間差が長くなる。
【0036】
以上のように本実施の形態１においては、送波器３から送波された後に水面８２で反射して受波器５に至る音波の伝搬経路Ｗｒ０上に、音波を遮音する遮音部材９を設けた。このため、遮音部材９を設けない場合と比較して、直接波と反射波の到達時間の時間差を長くすることができる。よって、遮音部材９を設けない場合と比較して、測定が可能となる音波の周波数範囲の下限値を低くすることができる。
【0037】
また、本実施の形態１においては、遮音部材９は、鉛直方向から見た場合に、送波器３と受波器５との間に、送波器３と受波器５とを結ぶ直線Ｌに交差する方向Ｄに延びて設けられている。また、遮音部材９は、上端部９２が水面８２より上方に配置され、下端部９３が送波器３及び受波器５より下方に配置されている。このため、送波器３から送波された音波のうち、反射面で反射して受波器５へ至る反射波を低減することができる。
【0038】
また、本実施の形態１においては、遮音部材９は、送波器３と受波器５とを結ぶ直線Ｌと交差する位置に、送波器３から受波器５に向かう直接波を通過させる開口部９１が設けられている。このため、受波器５は送波器３からの直接波を受波することができる。
【0039】
また、本実施の形態１においては、遮音部材９は、鉛直方向から見た場合に、送波器３と受波器５との間の中間位置Ｃに配置される。このため、反射波の経路が最短となる伝搬経路Ｗｒ０を伝搬する反射波を遮音することができる。よって、受波器５が受波する反射波は、反射及び回折を経た伝搬経路Ｗｒ１を伝搬した反射波となり、遮音部材９を設けない場合と比較して、直接波と反射波の到達時間の時間差を長くすることができる。
【0040】
また、本実施の形態１においては、送波器３、受波器５及び遮音部材９は、壁面及び底面に吸音部材８１が設けられた水槽８内に配置されている。このため、送波器３から送波された音波の水槽８の底面及び壁面での反射を低減することができる。
【0041】
実施の形態２．
図８は、実施の形態２に係る測定装置１００を示すブロック構成図である。
図９は、実施の形態２に係る遮音部材９の開口部９１を示す要部斜視図である。
なお、本実施の形態２においては、実施の形態１で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図８は、実施の形態２に係る測定装置１００を示すブロック構成図である。
図９は、実施の形態２に係る遮音部材９の開口部９１を示す要部斜視図である。
なお、本実施の形態２においては、実施の形態１で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0042】
図８及び図９に示すように、本実施の形態２に係る測定装置１００の遮音部材９は、開口部９１の縁部が送波器３側に湾曲する湾曲部９５を有する。例えば、湾曲部９５は、開口部９１の上縁部と下縁部が、送波器３側に湾曲するように形成されている。なお、湾曲部９５は、開口部９１の上縁部のみに形成しても良い。また、湾曲部９５は、開口部９１の上縁部、下縁部、左右の縁部の全てに設けても良い。
【0043】
次に、本実施の形態２に係る測定装置１００の音波の伝搬の動作を説明する。
図８に示すように、送波器３から水面８２方向へ向かった音波のうち、反射波の経路が最短となる伝搬経路Ｗｒ０によって伝搬する音波は、遮音部材９によって遮音される。一方、送波器３から受波器５に向かう直接波は、遮音部材９の開口部９１を通過して、伝搬経路Ｗｄによって伝搬する。
図８に示すように、送波器３から水面８２方向へ向かった音波のうち、反射波の経路が最短となる伝搬経路Ｗｒ０によって伝搬する音波は、遮音部材９によって遮音される。一方、送波器３から受波器５に向かう直接波は、遮音部材９の開口部９１を通過して、伝搬経路Ｗｄによって伝搬する。
【0044】
図１０は、実施の形態２に係る測定装置１００の音波の伝搬の動作を説明する図である。
図１０に示すように、送波器３から水面８２方向へ向かった音波の一部は、水面８２での反射と開口部９１での回折により、伝搬経路Ｗｒ２を伝搬する。即ち、送波器３から水面８２方向へ向かった音波の一部は、水面８２で反射して遮音部材９の開口部９１へ向かう。そして、開口部９１の湾曲部９５で音波の回折現象が生じる。ここで、回折現象は、部材のエッジ部分で発生し、音波の周波数が低いほど回折が顕著に生じる。本実施の形態２においては、湾曲部９５は送波器３側に湾曲しているため、回折によって受波器５まで伝搬する音波が低減する。
図１０に示すように、送波器３から水面８２方向へ向かった音波の一部は、水面８２での反射と開口部９１での回折により、伝搬経路Ｗｒ２を伝搬する。即ち、送波器３から水面８２方向へ向かった音波の一部は、水面８２で反射して遮音部材９の開口部９１へ向かう。そして、開口部９１の湾曲部９５で音波の回折現象が生じる。ここで、回折現象は、部材のエッジ部分で発生し、音波の周波数が低いほど回折が顕著に生じる。本実施の形態２においては、湾曲部９５は送波器３側に湾曲しているため、回折によって受波器５まで伝搬する音波が低減する。
【0045】
以上のように本実施の形態２においては、遮音部材９は、開口部９１の縁部が送波器３側に湾曲する湾曲部９５を有する。このため、遮音部材９の開口部９１での回折を抑制することができる。よって、遮音部材９の開口部９１で回折した後に、受波器５に受波される反射波を低減することができる。
【0046】
実施の形態３．
図１１は、実施の形態３に係る測定装置１００を示すブロック構成図である。
なお、本実施の形態３においては、実施の形態１及び２で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図１１は、実施の形態３に係る測定装置１００を示すブロック構成図である。
なお、本実施の形態３においては、実施の形態１及び２で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0047】
図１１に示すように、本実施の形態３に係る測定装置１００の遮音部材９は、上端部９２が水面８２より上方に配置され、下端部９３が送波器３及び受波器５より上方に配置されている。また、遮音部材９は、送波器３から送波された後に水面８２で反射して受波器５に至る音波の伝搬経路Ｗｒ０上に設けられている。なお、遮音部材９は、開口部９１が形成されていない構成である。
【0048】
このような構成により、上記実施の形態１と同様に、送波器３から水面８２方向へ向かった音波のうち、伝搬経路Ｗｒ０によって伝搬する音波は、遮音部材９によって遮音される。また、送波器３から水面８２方向へ向かった音波の一部は、水面８２での反射及び遮音部材９の下端部９３での回折により、伝搬経路Ｗｒ３１を伝搬して受波器５に受波される。この反射及び回折を経た伝搬経路Ｗｒ３１の距離は、反射波の経路が最短となる伝搬経路Ｗｒ０よりも長い距離となる。
【0049】
また、水槽８は、壁面及び底面に吸音部材８１が設けられている。このため、送波器３から水槽８の底面に向かった音波（伝搬経路Ｗｒ３２）、及び送波器３から水槽８の壁面に向かった音波（図示せず）は、吸音部材８１によって吸音される。このため、水槽８の壁面及び底面での反射が抑制される。
【0050】
一方、送波器３から受波器５に向かう直接波は、遮音部材９の下端部９３の下方を通過して、伝搬経路Ｗｄによって伝搬する。これにより、受波器５は、直接波を受波することができる。
【0051】
以上のように本実施の形態３においては、遮音部材９は、送波器３から送波された後に水面８２で反射して受波器５に至る音波の伝搬経路Ｗｒ０上に設けられている。また、遮音部材９の上端部９２が水面８２より上方に配置され、下端部９３が送波器３及び受波器５より上方に配置される。このため、遮音部材９を設けない場合と比較して、直接波と反射波の到達時間の時間差を長くすることができる。よって、遮音部材９を設けない場合と比較して、測定が可能となる音波の周波数範囲の下限値を低くすることができる。
【0052】
実施の形態４．
図１２及び図１３は、実施の形態４に係る測定装置１００の遮音部材９の配置を示す図である。
なお、本実施の形態４においては、実施の形態１～３で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図１２及び図１３は、実施の形態４に係る測定装置１００の遮音部材９の配置を示す図である。
なお、本実施の形態４においては、実施の形態１～３で説明した構成と同一の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0053】
上記実施の形態１～３では、遮音部材９が送波器３と受波器５の中間位置に配置された構成を説明したが、これに限定されない。遮音部材９は、送波器３から送波された後に水面８２で反射して受波器５に至る音波の伝搬経路Ｗｒ０上に設けられ、伝搬経路Ｗｒ０を伝搬する音波を遮音する構成であれば良い。
【0054】
例えば、図１２に示すように、遮音部材９は、送波器３側へ寄った位置に配置してもよい。この配置においても、遮音部材９は、反射波の経路が最短となる伝搬経路Ｗｒ０を伝搬する反射波を遮音することができる。また、送波器３から水面８２方向へ向かった音波の一部は、水面８２での反射及び遮音部材９の下端部９３での回折により、伝搬経路Ｗｒ４１を伝搬して受波器５に受波される。この反射及び回折を経た伝搬経路Ｗｒ４１の距離は、反射波の経路が最短となる伝搬経路Ｗｒ０よりも長い距離となる。
【0055】
また例えば、図１３に示すように、遮音部材９は、受波器５側へ寄った位置に配置してもよい。この配置においても、遮音部材９は、反射波の経路が最短となる伝搬経路Ｗｒ０を伝搬する反射波を遮音することができる。また、送波器３から水面８２方向へ向かった音波の一部は、水面８２での反射及び遮音部材９の下端部９３での回折により、伝搬経路Ｗｒ４２を伝搬して受波器５に受波される。この反射及び回折を経た伝搬経路Ｗｒ４２の距離は、反射波の経路が最短となる伝搬経路Ｗｒ０よりも長い距離となる。
【0056】
以上のように本実施の形態４においては、遮音部材９は、送波器３から送波された後に水面８２で反射して受波器５に至る音波の伝搬経路Ｗｒ０上に設けられている。このため、遮音部材９を設けない場合と比較して、直接波と反射波の到達時間の時間差を長くすることができる。よって、遮音部材９を設けない場合と比較して、測定が可能となる音波の周波数範囲の下限値を低くすることができる。
【0057】
（変形例）
上記実施の形態１～４では、送波器３及び受波器５を、水槽８内に配置して、受波器５の受波電圧感度を測定する水槽試験での利用について説明したが、これに限定されない。例えば海での試験において、送波器３及び受波器５を海中に配置して、受波電圧感度を測定する場合においても、遮音部材９を設けることによって、海面での反射波の影響を抑制した測定を行うことが可能である。
上記実施の形態１～４では、送波器３及び受波器５を、水槽８内に配置して、受波器５の受波電圧感度を測定する水槽試験での利用について説明したが、これに限定されない。例えば海での試験において、送波器３及び受波器５を海中に配置して、受波電圧感度を測定する場合においても、遮音部材９を設けることによって、海面での反射波の影響を抑制した測定を行うことが可能である。
【0058】
また、上記実施の形態１～４では、受波器５は、例えば、電気音響変換素子により構成される音響センサである場合を説明したが、これに限定されず、電気音響変換以外の原理を用いた音響センサに対しても同様に適用が可能である。
【符号の説明】
【0059】
１ 発振器、２ パワーアンプ、３ 送波器、４ 減衰器、５ 受波器、６ プリアンプ、７ 算出部、８ 水槽、９ 遮音部材、８１ 吸音部材、８２ 水面、９１ 開口部、９２ 上端部、９３ 下端部、９４ 側部、９５ 湾曲部、１００ 測定装置、１００ｂ 測定装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】