(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも通信用ケーブルおよび電源用ケーブルを束ねて内挿するとともに、これらケーブルの隙間に充填材を介在させ、外周にスチールワイヤ層からなる外装材を被覆したアーマーケーブルを介して船上からプラットホームを吊り下ろし、該プラットホームに複数組の音響測定器を搭載すると共に、前記プラットホームに前記複数組の音響測定器の切り換えを行う水中電子部を耐圧容器に内蔵して取り付け、該水中電子部に前記通信用ケーブルを接続した音響材性能測定装置。
【請求項２】
前記プラットホームに対して前記複数組の音響測定器を取り付けた測定用冶具を着脱自在にした請求項１に記載の音響材性能測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響材（吸音材や音響透過材）の音響性能を高水圧下に測定するための音響材性能測定装置に関し、さらに詳しくは、深海での高水圧を測定環境として利用すると共に、その測定作業を高効率に行うことを可能にした音響材性能測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高水圧下に使用される吸音材や音響透過材等の音響材の音響性能を確認するには、その音響性能の測定を高水圧の測定環境で行う必要がある。
【０００３】
従来、音響材の音響性能を高水圧下に測定する方法として、大型の水圧タンク内に音響測定器と共にサンプルを設置し、タンクの内圧を高めた状態で測定を行うようにしている。
【０００４】
しかしながら、水圧タンク内で音響性能を測定すると音波の反射や散乱を生じるため、サンプルが吸音材である場合、波長や近距離音場を考慮すると計測可能な周波数範囲が高周波数帯域に限定されてしまう。また、サンプルが音響透過材である場合は、音波の回折を避けるためにサンプルを所定のサイズ以上に大きくする必要があるので、相当大型の水圧タンクでないと音響性能の測定が困難である。
【０００５】
そこで、上述のような水圧タンクを使用する替わりに、サンプルを取り付けた音響測定器を船上から海中へ吊り下げ、深海での高水圧を測定環境として利用することが考えられる。ところが、船上から音響測定器を深海まで吊り下げ、測定終了後に揚収する一連の作業には多大な時間を要するため、船上から単に１組の音響測定器を吊り下げたのでは作業効率が極めて悪く、しかも複数のサンプルの測定条件にバラツキを生じる恐れがある。一方、船上から複数組の音響測定器を同時に吊り下げようとした場合、これら音響測定器と通信用ケーブル等の総重量が過大になるため、音響測定器を深海まで吊り下げることが困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、深海での高水圧を測定環境として利用することにより、高水圧下において低周波数帯域から高周波数帯域までの音響性能の測定を可能にすると共に、その測定作業を効率良く行うことを可能にした音響材性能測定装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の音響材性能測定装置は、少なくとも通信用ケーブルおよび電源用ケーブルを束ねて内挿するとともに、これらケーブルの隙間に充填材を介在させ、外周にスチールワイヤ層からなる外装材を被覆したアーマーケーブルを介して船上からプラットホームを吊り下ろし、該プラットホームに複数組の音響測定器を搭載すると共に、前記プラットホームに前記複数組の音響測定器の切り換えを行う水中電子部を耐圧容器に内蔵して取り付け、該水中電子部に前記通信用ケーブルを接続したことを特徴とするものである。
【０００８】
このように音響測定器を搭載したプラットホームを船上から吊り下ろし、深海での高水圧を測定環境として利用することにより、高水圧下において低周波数帯域から高周波数帯域までの音響性能を測定することが可能になる。しかも、プラットホームが複数組の音響測定器を備えているため同一条件で高効率な測定作業が可能になる。
【０００９】
上記音響材性能測定装置では、船上から通信用ケーブルおよび電源用ケーブルを束ねて内挿するとともに、これらケーブルの隙間に充填材を介在させ、外周にスチールワイヤ層からなる外装材を被覆したアーマーケーブルを介してプラットホームを吊下することで、これらケーブルが張力を受けることを回避すると共に、複数組の音響測定器を水中電子部の制御により切り換え可能にしたことにより、複数組の音響測定器に対する通信用ケーブルを共通化してその本数を削減し、装置全体を軽量化しているので、アーマーケーブルの索長を長くし、音響測定器を深海まで吊り下げることができる。このように音響測定器を深海まで吊り下げることにより、高水圧でかつ音波の反射等の影響を排除した測定環境を実現することが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態からなる音響材性能測定装置を例示するものである。図において、台船１は回転駆動可能なウインチドラム２を搭載し、このウインチドラム２の回転によりアーマーケーブル３を巻き取り自在に構成されている。台船１の縁部にはフレームクレーン４が配設され、このフレームクレーン４に取り付けたリールブロック５を支点としてアーマーケーブル３の先端が海中に向かって吊り下げられている。また、アーマーケーブル３の後端は陸上接続ケーブル６及び回線接続器７を介して音響材測定系８に接続されている。
【００１１】
上述した船上部に対して水中部は以下のように構成されている。即ち、アーマーケーブル３の先端側は引き留め金具９を介してプラットホーム１０に連結されている。このプラットホーム１０は梯子状の測定用治具１１を介して複数組の音響測定器１２を搭載している。各音響測定器１２は、音波を送信する送波器と、音波の送信路内に音響材のサンプルを固定する基板と、該サンプルが反射した音波を受信する受波器とを備えている。これら音響測定器１２は測定用治具１１と共にプラットホーム１０に対して着脱自在になっている。
【００１２】
図１は低周波数用のセッティングを示している。図１において、測定用治具１１は２組の音響測定器１２を備えており、低周波送波器ＳＡＬ，ＳＢＬから送信した音波をそれぞれサンプルＳ１，Ｓ２で反射させ、その反射音を受波器ＭＡ，ＭＢで受信するように構成されている。一方、図２は高周波数用のセッティングを示すものである。図２において、測定用治具１１は４組の音響測定器１２を備えており、中周波送波器ＳＡＭ、高周波送波器ＳＡＨ、中周波送波器ＳＢＭ、高周波送波器ＳＢＨから送信した音波をそれぞれサンプルＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４で反射させ、その反射音を受波器ＭＡ，ＭＢで受信するように構成されている。但し、受波器ＭＡは送波器ＳＡＭ，ＳＡＨに対して共通であり、受波器ＭＢは送波器ＳＢＭ，ＳＢＨに対して共通である。
【００１３】
プラットホーム１０には、複数組の音響測定器１２を切り換えるための電子部を耐圧容器に内蔵させた水中電子部１３が取り付けられている。この水中電子部１３にはアーマーケーブル３に内挿した通信用ケーブルや電源用ケーブルが接続されている。通信用ケーブルとは送信系、受信系、水温や深度の検出系、信号切換系の信号を伝達するためのケーブルである。また、測定用治具１１には水温や深度を測定するためのセンサ１４が取り付けられている。このセンサ１４は水温や深度を実時間で船上に伝達するものであっても良く、或いは水温や深度のデータを経時的に記録するものであっても良い。
【００１４】
図３はアーマーケーブルの断面構造を示すものである。図３に示すように、アーマーケーブル３は１本の同軸ケーブル２１（通信用ケーブル）、複数本の信号ケーブル２２（通信用ケーブル）、複数本の電源線２３（電源用ケーブル）を束ね、その隙間に耐水圧性を確保するために充填材２４を介在させた状態で黒色ポリウレタンからなるシース材２５を被覆し、その周囲に２層のスチールワイヤ層からなる外装材２６を被覆した構造になっている。このアーマーケーブル３は同軸ケーブル２１、信号ケーブル２２、電源線２３を介して信号の伝達や電力の供給を行うと共に、その外側の外装材２６が水中部の全重量と繰り出したケーブルの自重に耐えて水中部の吊下や揚収を可能にする強度を発揮するように設計されている。各種ケーブルとしては金属線のほか光ファイバーを用いても良い。
【００１５】
上記アーマーケーブル３において、送信系を纏めてその通信に同軸ケーブル２１を使用すると良い。受信系、水温や深度の検出系、信号切換系の通信には信号ケーブル２２を使用すると良い。また、電源系はなるべく信号に影響を与えないように複数本の電源線２３に分散させると良い。これら信号ケーブル２２や電源線２３は、いずれも空き線を備えており、トラブル発生時の冗長性を確保している。
【００１６】
図４は水中電子部のブロック図である。図中、●はアーマーケーブル３に対する端子であり、○は送受波器に対する端子である。図４に示すように、チャンネル選択ユニット３１において、入出力回路３２を介して入力した制御信号に基づいてチャンネルセレクタ３３がリレードライバ３４を駆動するようになっている。また、被選択チャンネル検出回路３５はリレードライバ３４で選択されたチャンネルを検出し、これを外部に出力するようになっている。
【００１７】
リレードライバ３４は、チャンネルＣｈ０のときリレーＲＬ１，ＲＬ５を駆動し、チャンネルＣｈ１のときリレーＲＬ２，ＲＬ５を駆動し、チャンネルＣｈ２のときリレーＲＬ３，ＲＬ６を駆動し、チャンネルＣｈ３のときリレーＲＬ４，ＲＬ６を駆動するようになっている。これらリレーＲＬ１〜ＲＬ６は駆動状態でそれぞれスイッチＳＷ１〜ＳＷ６をオンにする。
【００１８】
図１に示す低周波数用のセッティングでは、チャンネルＣｈ０のときサンプルＳ１の測定を行い、チャンネルＣｈ２のときサンプルＳ２の測定を行うことができる。一方、図２に示す高周波数用のセッティングでは、チャンネルＣｈ０のときサンプルＳ１の測定を行い、チャンネルＣｈ１のときサンプルＳ２の測定を行い、チャンネルＣｈ２のときサンプルＳ３の測定を行い、チャンネルＣｈ３のときサンプルＳ４の測定を行うことができる。なお、リレーについても予備的なリレーを装備し、トラブル発生時の冗長性を確保することが好ましい。
【００１９】
水中電子部１３は２系統の定電圧電源部３６，３７を備えており、これら定電圧電源部３６，３７が台船１に設けた電源（±２４Ｖ，±１５Ｖ）にそれぞれ接続されている。また、深度処理回路３８は深度センサ３９が検出した深度を補正処理し、これを外部に出力するようになっている。
【００２０】
上述した音響材性能測定装置では、音響測定器１２を搭載したプラットホーム１０を台船１上から吊り下ろし、深海での高水圧を測定環境として利用するので、従来のように水圧タンクを用いる場合とは異なって、低周波数帯域から高周波数帯域までの音響性能を測定することが可能である。低周波数用のセッティングと高周波数用のセッティングは、複数組の音響測定器１２を取り付けた測定用治具１１を交換するだけで簡単に行うことができる。
【００２１】
また、プラットホーム１０は複数組の音響測定器１２を備えており、同時に複数個のサンプルについて音響性能を測定可能であるので、その測定作業を効率良く行うことができる。しかも同時に吊り下げた複数個のサンプルについては必ず同一条件となるので、海上気象が短時間で変化する状況であっても、測定条件のバラツキを気にすることなく計測を実施することができる。なお、上記測定装置は各種のセンサを備えているので、計測時の水温や水深を台船１上で常に把握することができる。
【００２２】
上述した音響材性能測定装置では、台船１上から同軸ケーブル２１、信号ケーブル２２、電源線２３を含む各種ケーブルを内挿したアーマーケーブル３を介してプラットホーム１０を吊下しているので、これらケーブルが張力を受けることはない。また、複数組の音響測定器１２の切り換えを行う水中電子部１３を設置しているので、アーマーケーブル３の内部には複数組の音響測定器１２に対して共通の通信用ケーブルを使用することができる。そのため、通信用ケーブルの本数を削減し、装置全体を軽量化することができる。
【００２３】
本発明の音響材性能測定装置では、通信用ケーブルへの張力負荷の回避と装置全体の軽量化とが相まって、アーマーケーブル３の索長を長くすることを可能にし、音響測定器１２を深海まで吊り下げることを可能にしている。このように音響測定器を深海まで吊り下げることにより、高水圧でかつ音波の反射等の影響を排除した測定環境を実現することが可能になる。また、通信用ケーブルの本数を削減することは、アーマーケーブル３の内部に予備的なケーブルを配置可能にするので、これがトラブル発生時の冗長性を向上し、ひいては装置全体の運用性や信頼性の向上に寄与する。
【００２４】
上述した実施形態では、主として吸音材の音響性能（反射音減衰性能）の測定について述べているが、プラットホームに搭載する音響測定器の構成を変更することにより、例えば音響透過性能等の他の音響性能の測定にも適用することが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、少なくとも通信用ケーブルおよび電源用ケーブルを束ねて内挿するとともに、これらケーブルの隙間に充填材を介在させ、外周にスチールワイヤ層からなる外装材を被覆したアーマーケーブルを介して船上からプラットホームを吊り下ろし、該プラットホームに複数組の音響測定器を搭載すると共に、プラットホームに複数組の音響測定器の切り換えを行う水中電子部を耐圧容器に内蔵して取り付け、該水中電子部に通信用ケーブルを接続したことにより、深海での高水圧下において低周波数帯域から高周波数帯域までの広範囲の周波数帯域について音響性能の測定を行うことができ、しかも複数個のサンプルについて測定作業を同一条件で効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる音響材性能測定装置の低周波数用のセッティングを示す側面図である。
【図２】図１の音響材性能測定装置の高周波数用のセッティングを示す要部側面図である。
【図３】図１の音響材性能測定装置に用いるアーマーケーブルの断面図である。
【図４】図１の音響材性能測定装置に用いる水中電子部のブロック図である。
【符号の説明】
１  台船
２  ウインチドラム
３  アーマーケーブル
１０  プラットホーム
１１  測定用治具
１２  音響測定器
１３  水中電子部
１４  センサ
ＭＡ，ＭＢ  受波器
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４  サンプル
ＳＡＬ，ＳＢＬ  低周波送波器
ＳＡＭ，ＳＢＭ  中周波送波器
ＳＡＨ，ＳＢＨ  高周波送波器
【図１】
0004027528.tif 000002
【図２】
0004027528.tif 000003
【図３】
0004027528.tif 000004
【図４】
0004027528.tif 000005