(57)【要約】【課題】自然環境下のインフラサウンドの計測や防災面で利用するため、多点観測を狙った複数のセンサを設置し、多地点インフラサウンド観測網の確立を行うことを可能とする単純な構成で安価なインフラサウンド測定センサを提供すること。【解決手段】  開口部を有する容器と、該容器の開口部を覆うように展張されたシートと、該シート表面に取り付けられた圧電素子とからなるインフラサウンド測定センサとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する容器と、該容器の開口部を覆うように展張されたシートと、該シート表面に取り付けられた圧電素子とからなるインフラサウンド測定センサ。
【請求項２】
前記容器が、二重構造となっていることを特徴とする請求項１に記載のインフラサウンド測定センサ。
【請求項３】
前記シートには、アルミニウムが蒸着されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインフラサウンド測定センサ。
【請求項４】
前記容器には、ピンホールが設けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のインフラサウンド測定センサ。
【請求項５】
前記容器下面と前記シート上面には夫々固定板が配置され、前記シート上面の固定板には前記容器開口部の外縁部よりもひとまわり小さい切り抜き孔が設けられ、前記容器と前記シートが前記固定板により狭持されることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のインフラサウンド測定センサ。
【請求項６】
前記シート上面固定板と前記容器下面固定板には、夫々対応する位置に且つ前記容器開口部の外縁部外側に複数の貫通孔が形成され、複数の前記貫通孔にはボルトが挿通され、該ボルトにナットが締結されることにより前記容器と前記シートが前記２つの固定板の間に狭持されることを特徴とする請求項５に記載のインフラサウンド測定センサ。
【請求項７】
前記切り抜き孔は、前記容器開口部の内縁部よりもひとまわり大きいことを特徴とする請求項５または６に記載のインフラサウンド測定センサ。
【請求項８】
前記容器と前記シートとの間には、密封用パッキンが設けられていることを特徴とする請求項５〜７いずれかに記載のインフラサウンド測定センサ。
【請求項９】
前記シートと前記シート上面固定板との間には、弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項５〜８いずれかに記載のインフラサウンド測定センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火山噴火や雷等の自然現象、核実験等の人工爆発現象によって励起されるインフラサウンドを測定するセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
人の耳で聞き取れる音については個人差があるが、一般的に人間は、２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ程度の周波数の音波を聞き取る能力を持っているといわれている。この周波数範囲の音を「可聴音」と呼び、この範囲を超えた音になると、人の耳で捉えることができなくなる。その２０ｋＨｚ以上の高周波域の音を「ウルトラサウンド（超音波）」といい、２０Ｈｚ以下の低周波域の音を「インフラサウンド」という。
【０００３】
音波は高周波になるほど空気の粘性により強い減衰を受け、その減衰は、周波数の２乗に反比例をする。すなわち、１ｋＨｚの波が１ｍ伝わる時に受ける減衰は、０．１Ｈｚのインフラサウンドが１０万ｋｍ伝わる時に受ける減衰と同等であることから、インフラサウンドは空気の粘性による減衰を受けにくく長距離伝播を可能とする特性を持つ。
【０００４】
インフラサウンドは、火山噴火や雷等の自然現象、核実験等の人工爆発現象によって励起されることが知られている。前述した長距離伝播の特性を利用して、近年、火山噴火活動の監視や、核実験の監視などといった広域的な監視のために、インフラサウンドの観測が活用されている。インフラサウンドの到来方向、速度を求めるには３つ以上のセンサを配することで１観測点だけから求めることも可能ではあるが、音波源を特定するためには１観測点では困難であり、複数のセンサを使用した観測点を多地点に配置し総合的に音波源を特定することを必要とする。
【０００５】
インフラサウンドを測定する方法として、特許文献１には、受圧面の後方にチャンバーを設けることによって低周波領域の特性を大幅に向上させた低周波用コンデンサマイク型センサが提案されている。この低周波用コンデンサマイク型センサは、微小差の圧を計測するのに優れており、０．２Ｐａの分解能を有し、通常使用されるセラミックを利用した微気圧センサと比較して数倍の性能を持つものであり、微小な圧力を検出することができる。例えば、心拍の周波数である約１Ｈｚ、呼吸の周波数である約０．３Ｈｚを検知することができる。
【０００６】
しかしながら、低周波用コンデンサマイク型センサは、１台がセンサ単体だけで非常に高額であるため、低周波用コンデンサマイク型センサを多数設置することは困難である。それ故、多点観測を狙ったインフラサウンド測定センサの設置が進んでいないのが現状である。安価なインフラサウンド測定センサが開発されれば、多点観測を狙った複数のセンサを設置することができ、多地点インフラサウンド観測網の確立を行い、自然環境下におけるインフラサウンドの計測並びに防災面で利用することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２８１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、従来技術の問題点を解決すべきものであって、単純な構成で多地点にて複数台設置可能であり、従来のセンサと感度において遜色がないインフラサウンド測定センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、開口部を有する容器と、該容器の開口部を覆うように展張されたシートと、該シート表面に取り付けられた圧電素子とからなるインフラサウンド測定センサに関する。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記容器が、二重構造となっていることを特徴とする請求項１に記載のインフラサウンド測定センサに関する。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記シートには、アルミニウムが蒸着されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインフラサウンド測定センサに関する。
【００１２】
請求項４に係る発明は、前記容器には、ピンホールが設けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のインフラサウンド測定センサに関する。
【００１３】
請求項５に係る発明は、前記容器下面と前記シート上面には夫々固定板が配置され、前記シート上面の固定板には前記容器開口部の外縁部よりもひとまわり小さい切り抜き孔が設けられ、前記容器と前記シートが前記固定板により狭持されることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のインフラサウンド測定センサに関する。
【００１４】
請求項６に係る発明は、前記シート上面固定板と前記容器下面固定板には、夫々対応する位置に且つ前記容器開口部の外縁部外側に複数の貫通孔が形成され、複数の前記貫通孔にはボルトが挿通され、該ボルトにナットが締結されることにより前記容器と前記シートが前記２つの固定板の間に狭持されることを特徴とする請求項５に記載のインフラサウンド測定センサに関する。
【００１５】
請求項７に係る発明は、前記切り抜き孔は、前記容器開口部の内縁部よりもひとまわり大きいことを特徴とする請求項５または６に記載のインフラサウンド測定センサに関する。
【００１６】
請求項８に係る発明は、前記容器と前記シートとの間には、密封用パッキンが設けられていることを特徴とする請求項５〜７いずれかに記載のインフラサウンド測定センサに関する。
【００１７】
請求項９に係る発明は、前記シートと前記シート上面固定板との間には、弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項５〜８いずれかに記載のインフラサウンド測定センサに関する。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明によれば、開口部を有する容器と、該容器の開口部を覆うように展張されたシートと、該シート表面に取り付けられた圧電素子とからなるインフラサウンド測定センサであることから、インフラサウンドの到達によって容器周囲の圧力が変化し、容器内の圧力が変化しないことにより生じた差圧によって、容器開口部にシートを展張して形成された膜面が上下し、これにより圧電素子が圧力を検知し、インフラサウンドを測定することができる。容器とシートと圧電素子という単純な構成で安価なインフラサウンド測定センサとすることができるため、多地点にて複数台設置することが可能なインフラサウンド測定センサとすることができる。
【００１９】
請求項２に係る発明によれば、前記容器が二重構造となっていることから、容器に断熱性があり、容器外の温度が急激に変化した場合であったとしても、それに追随して容器内の温度が急激に変化するのを防止することができる。容器内の急激な温度変化を防止することができることから、容器内の圧力変化を防止することができるため圧電素子が反応するのを防止し、ノイズを低減することができる。
【００２０】
請求項３に係る発明によれば、前記シートにはアルミニウムが蒸着されていることから、シートの耐久性を向上させることができ、シートが破損するのを防止することができる。また、保温性を向上させることができるため、容器内の急激な温度変化を防止することができる。
【００２１】
請求項４に係る発明によれば、前記容器にはピンホールが設けられていることから、インフラサウンド測定センサが測定可能な周波数を調節することができる。また、容器内に緩やかな温度変化等が生じ、容器内の圧力が緩やかに変化したとしても、ピンホールから圧力が抜けるため、膜面が上下することがなく圧電素子が反応しないため、ノイズを低減することができる。
【００２２】
請求項５に係る発明によれば、前記容器下面と前記シート上面には夫々固定板が配置され、前記容器と前記シートが前記固定板により狭持されることから、容器とシートとの間をより確実に密封することができる。前記シート上面の固定板には前記容器開口部の外縁部よりもひとまわり小さい切り抜き孔が設けられることから、前記シート上面固定板が膜面と接触せず膜が上下するときに上面固定板の存在により妨げられることがないため、上面固定版が存在していたとしても圧電素子が圧力を検知することができ、インフラサウンドを測定することができる。また、容器開口部の縁と固定板によりシートが挟持され、容器とシートとの間をより確実に密封することができる。
【００２３】
請求項６に係る発明によれば、前記シート上面固定板と前記容器下面固定板には、夫々対応する位置に且つ前記容器開口部の外縁部外側に複数の貫通孔が形成され、複数の前記貫通孔にはボルトが挿通され、該ボルトにナットが締結されることから、少ない部品点数にて確実に容器とシートを狭持することができる。ボルトの長さを選択することによって、設置する際にボルトをインフラサウンド測定センサの脚にすることができる。
【００２４】
請求項７に係る発明によれば、前記切り抜き孔は前記容器開口部の内縁部よりもひとまわり大きいことから、シート上面固定板がシートを密封しつつ膜面をより広く確保することができ、インフラサウンド測定センサの感度を上げることができる。
【００２５】
請求項８に係る発明によれば、前記容器と前記シートとの間には密封用パッキンが設けられていることから、シートと容器との間に隙間が形成されるのを防止することができ、シートと容器をより確実に密封させることができる。シートと容器との間を確実に密封させることができるため、容器内の空気が容器外へ隙間から漏れることを防止することができ、容器内の圧力に比して容器周囲の空気圧の変化を確実に膜面に伝達することができ、インフラサウンド測定センサの信頼性を向上させることができる。
【００２６】
請求項９に係る発明によれば、前記シートと前記シート上面固定板との間には弾性部材が設けられていることから、上面に配置された固定板に切り抜き孔を開けた場合にバリ等が発生したとしても、固定板によって容器とシートを挟持したときにバリの部分が弾性部材で吸収され、寸法誤差を防止することができる。また、シートと固定板が直接接触することがないため、シートが破損するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明に係るインフラサウンド測定センサ１は、容器２とシート３と圧電素子４とからなる。
図１は、本発明に係るインフラサウンド測定センサの第１の実施形態の図である。
【００２８】
容器２の形状は、開口部２１を有していれば特に限定されず、色々な形状のものを使用することができる。有底円筒形状であってもよいし、有底多角筒形状でもよいが、開口部２１に後述するシート３を展張しやすくするため、有底円筒形状が好ましい。図１では、開口部２１と底部２２の面積が略同一である寸胴形状の容器２を使用しているが、開口部２１の面積が広く、底部２２の面積が狭い形状でもよく、逆に、開口部２１が狭く底部２２が広い形状でもよい。
容器２の開口部２１には、図２に示す通り縁部２３が幅をもって設けられていることが好ましい。容器２とシート３が接触する面積を多くすることにより後述するシート３を容器２の開口部２１に展張しやすくし、容器２の密閉性をより向上させることができるためである。縁部２３の幅は、１ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。
【００２９】
容器２の材質としては、容器２の形状が変化せず、容器２の容積が変化しないものを使用することができる。例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス、チタン、銅等の金属類、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ＡＢＳ樹脂等の硬質樹脂類等が好適に用いられる。一方、容器２の形状が変化するもの、例えば可撓性を有する軟質樹脂等を使用した場合、容器２内外の圧力の変化により容器２自体が膨張、収縮をし、膜面３１に圧力の変化が伝達されないことにより後述する圧電素子４が圧力の変化を検出できず、インフラサウンド測定センサ１がインフラサウンドを測定できない可能性があるため好ましくない。
【００３０】
容器２は、二重構造となっているのが好ましい。これにより容器２に断熱性があり、容器２外の温度が急激に変化したときであったとしても、それに追随して容器２内の空気が急激に膨張、収縮するのを防ぐことができ、後述する膜面２１が上下するのを防止することにより圧電素子４が反応するのを防止し、インフラサウンド測定センサ１が検出するノイズを低減することができるからである。
【００３１】
シート３は、容器２の開口部２１を覆うように取り付けられ、容器２を密封するように展張し、膜面３１を形成する。インフラサウンドにより容器２内外の圧力が変化し、それに伴って膜面３１が上下する。図１では、シート２を容器２の側面においてガムテープ等の粘着テープ２６を使用することにより固定しているが、容器２の縁部２３で両面テープを使用することによりシート２を固定する方法や、容器２の側面において紐等によって縛って固定する方法、その他接着剤を使用することにより固定する方法等がある。
【００３２】
シート３の材質は、インフラサウンドにより膜面３１が上下するものであれば特に限定はされないが、硬質樹脂フィルム、軟質樹脂フィルム等合成樹脂フィルムを使用することができ、アルミニウム箔等の金属シートも使用することができる。これらの中でも、アルミニウム蒸着塩化ビニルシート、アルミニウム蒸着ポリプロピレンシート等、市販の菓子の包装フィルムとして使用されているアルミニウムが蒸着されている樹脂フィルムの同等品を用いるのが好ましい。シートの耐久性を向上させることができ、シートが破損するのを防止することができるからである。加えて、容器内の急激な温度変化を防止することができるからである。
【００３３】
圧電素子４は、膜面３１の表面に取り付けられ、容器２内外の差圧の変化によって膜面３１が上下するのを検出する。圧電素子４としては、ピエゾケーブル、ピエゾフィルム等を使用することができるが、柔軟性があり感度が良いため、ピエゾフィルムを使用するのが好ましい。
【００３４】
図２の通り、容器２の側面にはピンホール５が設けられるのが好ましい。ピンホール５が設けられることにより、インフラサウンド測定センサが測定可能な周波数を調節することができるからである。また、容器２内に緩やかな温度変化等が生じ、容器２内の圧力が緩やかに変化したとしても、ピンホール５から圧力が抜けるため、膜面３１が上下することがなく圧電素子４が反応しないため、ノイズを低減することができる。
【００３５】
ピンホール５は、容器２に孔を開けてそこに管を通し、管と容器２の壁面の隙間を接着剤等で密封固定することによって設けられる。容器２に開ける孔の大きさは、管の外径よりもひとまわり大きい程度である。管の材質は特に限定されず、金属、合成樹脂等色々なものを使用することができるが、安定性、耐久性の面からステンレス管が好ましい。管の内径、管の長さ等は、容器２の容積、インフラサウンド測定センサ１に求められる検出感度、ノイズの低減等、その他色々な要因によって適宜設定される。例えば、インフラサウンド測定センサ１の感度を上げるためには、管の内径をより小さくし、ノイズを低減させる場合は、管の内径をより大きくする。また、管に撚った銅線等を挿入することによって、ピンホール５の見かけ上の内径（断面積）を事後的に減少させることができる。
【００３６】
本発明に係るインフラサウンド測定センサ１は、当該周波数帯域以上の局所的圧力変動によるノイズの低減のために、公知の図示しない減衰機内に配置される。圧電素子４から生じた信号は、図示しないアンプによって増幅され、その後図示しないＡＤボードへ入力しデジタル信号として図示しないパソコン内へと取り込まれる。パソコン内ではソフトウェアによって取り込まれたデータを相関解析し、インフラサウンドの到来方向と速度を計算して、インフラサウンドを測定する。
【００３７】
図３は、本発明に係るインフラサウンド測定センサの第２の実施形態の図である。図４は、本発明に係るインフラサウンド測定センサの第２の実施形態の分解構成図である。図５は、本発明に係るインフラサウンド測定センサを設置した状態の図である。第２の実施形態のインフラサウンド測定センサ１は、シート上面固定板６１と容器下面固定板６２によって挟持されている。以下、第２の実施形態について説明を行うが、第１の実施形態と同一の構成については、上記と同様であるため説明を省略する。
【００３８】
固定板６は、シート上面固定板６１と容器下面固定板６２とが対になっている。固定板６には容器２近傍であって、シート上面固定板６１と容器下面固定板６２の夫々対応する位置に複数の貫通孔６３が形成されている。図４では３箇所貫通孔６３がシート上面固定板６１と容器下面固定板６２に夫々に設けられているが、３箇所に限定されず４箇所以上でもよい。一方、２箇所以下であると、容器２を密封しにくくなるため好ましくない。シート上面固定板６１と容器下面固定板６２の貫通孔６３にボルト７を挿通し、ナット８で上下から締結することにより容器２とシート３が図３に示す通りシート上面固定板６１と容器下面固定板６２とにより狭持される。シート上面固定板６１と容器下面固定板６２をボルト７とナット８により締め付けを行うことができるため、容器２とシート３との間をより確実に密封することができる。
【００３９】
容器２とシート３との間には、図４に示す通り、さらにドーナツ形の密封用パッキン３２が設けられていることが好ましい。シート３と容器２との間に隙間が形成されるのを防止することができ、シート３と容器２をより確実に密封させることができるからである。シート３と容器２との間を確実に密封させることができるため、容器２内の空気が容器２外へ隙間から漏れることを防止することができ、容器２内の圧力に比して容器２周囲の空気圧の変化を確実に膜面３１に伝達することができ、インフラサウンド測定センサ１の信頼性を向上させることができる。
【００４０】
容器２と密封用パッキン３２との間の図２に示される縁部２３に、グリス、ワセリン等を塗布することが好ましい。密封用パッキン３２と容器２との間をより確実に密封することができるからである。
【００４１】
シート上面固定板６１には、容器２の開口部２１において、図２に示される容器２の開口部２１の外縁部２４よりひとまわり小さい切り抜き孔６４が設けられている。これにより、シート上面固定板６１が膜面３１と接触せず、膜面３１が上下するときにシート上面固定板６１の存在によりその動きが妨げられることがないため、シート上面固定版６１が存在していたとしても圧電素子４が圧力を検知することができ、インフラサウンドを測定することができる。また、容器２の開口部２１の縁部２３とシート上面固定板６１によりシート３が挟持されるため、容器２とシート３との間を密封することができる。
一方、容器２の開口部２１の外縁部２４よりも切り抜き孔６４が大きい場合は、開口部２１の面積が広く、底部２２の面積が狭いコップ状の容器２を使用した時にはシート上面固定板６１と容器下面固定板６２によって容器２と前記シート３を挟持することができず、好ましくない。
【００４２】
切り抜き孔６４は、図２に示される容器２の開口部２１の内縁部２５よりひとまわり大きいことが好ましい。シート上面固定板６１がシート３を密封しつつ膜面３１をより広く確保することができ、インフラサウンド測定センサ１の感度を上げることができるからである。
【００４３】
シート３とシート上面固定板６１との間には、図４の通りドーナツ形の弾性部材３３が設けられていることが好ましい。弾性部材３３が設けられていることにより、上面に配置された固定板に切り抜き孔を開けた場合にバリ等が発生したとしても、固定板によって容器とシートを挟持したときにバリの部分が弾性部材で吸収され、寸法誤差を防止することができる。また、シートと固定板が直接接触することがないため、シートが破損するのを防止することができる。
弾性部材３３の材質としては、天然樹脂、合成樹脂等を用いることができる。
尚、シート上面固定板６１に切り抜き孔６４を設ける際に、バリ等が発生せず、または発生したとしてもやすりがけ等により除去し、シート３を損傷する可能性がない場合は、当該弾性部材３３を省略することができる。
【００４４】
密封用パッキン３２、弾性部材３３にはシート上面固定板６１に設けられた切り抜き孔６４と同一の孔が設けられる。
シート３、密封用パッキン３２、弾性部材３３の容器２の開口部２１の縁部２３からはみ出る部分については、切り取ることが好ましい。はみ出る部分に触れるだけで、圧電素子４が反応し、ノイズを検出する可能性が高くなるからである。
【００４５】
本実施形態におけるインフラサウンド測定センサ１は、図５に示される通り、設置時には上下反転させ、シート上面固定板６１から突出したボルト７をセンサの脚として使用する。
【００４６】
以上、第２の実施形態については、シート上面固定板６１と容器下面固定板６２をボルト７とナット８とによって狭持する形態について説明を行ったが、ボルトとナットには限定されず、例えば、固定板６にはボルト７用の貫通孔６３は設けず、シート上面固定板６１と容器下面固定板６２の端部において複数箇所万力によって狭持することもできる。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例を示すことにより、本発明を明確に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されない。
【００４８】
（ピンホールの作成）
容器として開口部φ７．２ｃｍ、高さ６ｃｍ、容積１８０ｃｍ３の二重構造のステンレス製（内面不動態処理）の有底円筒形状のマグカップ（株式会社ユニフレーム社製）を使用した。容器の側面の高さ２ｃｍの位置にピンホール用の１ｍｍ程度の孔を開けた。ピンホール用の孔に４．７ｃｍの長さに切断したφ１．０６ｍｍ、厚み０．１８ｍｍのステンレス管ＳＵＳ３０４（株式会社ニラコ社製）を差し込んでステンレス管と壁面の隙間を接着剤で密封固定し、ピンホールとした。
【００４９】
（センサの作成）
市販されているアルミニウムが蒸着されたポリプロピレンシートを使用し、容器の開口部を覆う程度の大きさに切断した。密封用パッキンは、通常のゴム板（縦１０ｃｍ、横１０ｃｍ、厚さ０．５ｍｍ）を使用した。中央部には半径３．７ｃｍの孔を開け、シートと同一の大きさに切断することにより確実に密封用パッキンが容器の縁部に重なるようにドーナツ状にした。
容器の縁部に密封用パッキンを重ね、その上にシートを重ね、シートの上面には圧電素子として使用するピエゾフィルム（ＬＤＴ０２８Ｋ  株式会社東京センサ社製）をテープで固定した。
【００５０】
（固定板による狭持）
固定板として、縦１５ｃｍ、横１５ｃｍのアルミ板を２枚使用した。シート上面固定板は厚み３ｍｍ、容器下面固定板は厚み５ｍｍとした。固定板同士を重ね合わせて、容器を中心として容器と重ならない位置に、１２０°間隔で３箇所、ボルト用の６ｍｍの孔を開けた。シート上面固定板には、半径３．７ｃｍの切り抜き孔を開けた。
弾性部材として通常のゴム板（縦１０ｃｍ、横１０ｃｍ、厚さ０．５ｍｍ）を使用し、中央部には半径３．７ｃｍの孔を開け、シートと同一の大きさに切断することにより、容器の縁部に重なるようにドーナツ状にした。
容器下面固定板の下面から上面方向へ高さ１０ｃｍのＭ６サイズのボルトを３箇所挿通し、容器下面固定板の上面に容器を載置し、シートにさらに弾性部材を重ねた。その後、３箇所のボルトを貫通孔に通しつつシート上面固定板を弾性部材の上に重ねた。最後に、３箇所のボルトをナットによって締結し、一対の固定版によって、センサを狭持した。
【００５１】
（インフラサウンドの測定試験１）
本発明に係るインフラサウンド測定センサを公知の減衰機内に設置した後、該センサをアンプ、ＡＤボード、パソコンと接続し、東北大学大学院理学研究科附属地震・噴火予知研究観測センター建物屋上にて、インフラサウンドの測定を行った。比較例として、既存のコンデンサマイク型センサ（Ｃｈａｐａｒｒａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ社製）を用い、本発明に係るインフラサウンド測定センサと並行観測を行った。
本発明に係るインフラサウンド測定センサの測定結果を図６に、既存のコンデンサマイク型センサの測定結果を図７に夫々示す。
【００５２】
図６、図７の縦軸は時刻を表しており、当該測定日の午前０時から午前１０時３０分までの測定結果を示している。図６、図７における右側の図は０〜２０Ｈｚの全体像を示し、左側の図はその中から０〜２Ｈｚまでの部分を取り出して拡大表示したものである。図６に示される通り、本発明に係るインフラサウンド測定センサは、０．１Ｈｚ以下の低周波域の波の検出を行うことができる旨が確認できている（円で囲まれた部分）。一方、図７に示される通り、並行観測を行った既存センサにも同様、０．１Ｈｚ以下の低周波域の波の検出ができている（円で囲まれた部分）。この結果から、本発明に係るインフラサウンド測定センサは、既存のコンデンサマイク型センサと感度において遜色がないことがわかる。
尚、本発明に係るインフラサウンド測定センサは、既存センサと比べて、約３０分の１のコストで製作することができ、多地点にて複数台設置し観測網とすることを可能としている。
【００５３】
（インフラサウンド測定試験２）
本発明に係るインフラサウンド測定センサを公知の減衰機内に設置した後、該センサをアンプ、ＡＤボード、パソコンと接続し、独立行政法人宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）内之浦宇宙空間観測所（ＵＳＣ）にて、月探査機ＫＡＧＵＹＡ搭載Ｈ２Ａロケット１４号機の打ち上げ（ＪＡＸＡ種子島宇宙センター（ＴＮＳＣ）において１０時３１分０１秒に打ち上げ）に伴って励起されるインフラサウンドの測定を行った。比較例として、既存のコンデンサマイク型センサ（Ｃｈａｐａｒｒａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ社製）を２個用い、本発明に係るインフラサウンド測定センサと並行観測を行った。
測定結果を図８に示す。
【００５４】
図８は、２００７年９月１４日午前１０時３５分から１分間の観測データを示している。矢印で示す通り、１０時３５分３３秒付近にて、実施例、比較例ａ、ｂ共にインフラサウンドを検出していることがわかる（矢印部分）。ＪＡＸＡ種子島宇宙センター（ＴＮＳＣ）からＪＡＸＡ内之浦宇宙空間観測所（ＵＳＣ）までの地表距離は約９５．１ｋｍであり、当日の地上気温（２９．１℃）を仮定した音速（約３４９ｍ／ｓ）によって予想される到達時間（打ち上げから約４分３２秒後）と一致している。
従って、本発明に係るインフラサウンド測定センサは、既存のコンデンサマイク型センサと遜色なくインフラサウンドを測定することができることがわかる。
尚、比較例ａとｂは、隣接した設置位置にて同一の既存センサを使用している。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係るインフラサウンド測定センサは、インフラサウンド帯域における圧力波の長距離伝播性から、大規模な励起運動の場合には、大陸規模でのセンシングが可能である。即ち、本発明に係るインフラサウンド測定センサは、火山噴火や雷等の自然現象、核実験等の人工爆発現象を監視、測定するのに好適に使用することができる。
また、低周波振動センサとして当該帯域の環境計測にも用いることができる。特に高速鉄道等のトンネル突入時にトンネル出口側で発生する微気圧波は、新幹線やリニアモーターカーの高速化等において重要であり、可聴域のマイクロフォンに加えて本センサを併用したアレイ観測により高精度な環境計測が可能となると期待される。そのほか工場等周辺の低周波騒音の測定や大規模土砂災害等の監視にも好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係るインフラサウンド測定センサの第１の実施形態の図である。
【図２】容器にピンホールを設けた図である。
【図３】本発明に係るインフラサウンド測定センサの第２の実施形態の図である。
【図４】本発明に係るインフラサウンド測定センサの第２の実施形態の分解構成図である。
【図５】本発明に係るインフラサウンド測定センサを設置した状態の図である。
【図６】本発明に係るインフラサウンド測定センサの測定結果の図である。
【図７】既存センサの測定結果の図である。
【図８】Ｈ２Ａロケット１４号機の打ち上げによって励起されたインフラサウンドを測定した図である。
【符号の説明】
【００５７】
１      インフラサウンド測定センサ
２      容器
３      シート
４      圧電素子
５      ピンホール
６      固定板
３１    膜面
３２    密封用パッキン
３３    弾性部材
６１    シート上面固定板
６２    容器下面固定板
６４    切り抜き孔
【図１】
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【図２】
2009281892.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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