JPH0339621B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、熱、湿気、振動による性能低下、
破損は念することなく、高温雰囲気内の音響を検
出することができる高温雰囲気音響検出用センサ
に関する。

〔従来の技術〕

コンデンサ型マイクロホンは音響検出用センサ
として使用できるが、その使用条件は常温常湿に
限られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これは高温下において使用すると、マイクロホ
ンと１体に配置され、半導体等で構成されている
インピーダンス変換器が熱のため破壊されてしま
うからである。したがつて、高温下において使用
するためには、マイク本体とインピーダンス変換
器とを分離してマイク本体を高温部、インピーダ
ンス変換器を低温部に配置しなければならない。
また、マイク本体とインピーダンス変換器との分
離に伴う誘導雑音によるＳ／Ｎ低下を防止するた
め、マイク本体とインピーダンス変換器は近接配
置しなければならない。それ故、高温部に配置す
るマイク本体と低温部に配置するインピーダンス
変換器との結合を断熱構造にしなければならず、
また湿度による容量変化、電圧変化に伴う感度低
下、出力特性の不安定を防止するため、防湿構造
にしなければならない。

さらに、コンデンサ型マイクロホンの取付部に
は防振装置が設けられているが、その設計は、実
用可能な範囲内出来る限り、固有振動数を低く設
定し、信号検出帯域の不用な外部振動を減衰させ
Ｓ／Ｎを向上させている。しかし、プラント等の
音響検出用センサとして使用するためには使用個
所に固定しなければならず、低い振動数である地
震振動数とこの固有振動数が一致すると、共振を
起し、地震振動が小防幅でもコンデンサ型マイク
ロホンは大きく振動する。このため地震時に防振
装置からコンデンサ型マイクロホンが外れたり、
破損するおそれがある。したがつて、これを防止
するためには、固有振動数を地震振動数（１〜30
Hz）より大きく、信号検出帯域（500〜8000Hz）
より充分小さくする防振構造としなければならな
い。

しかしながら、従来にはこのような断熱、防
湿、防振構造を考慮し、具現化した技術は存在し
なかつた。

この発明は、このような従来の問題点を解決す
る目的でなされたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点を解決するための手段を、実施例に
対応する第１図、第２図を用いて以下説明する。
この発明は、シールパイプ２の１端部に取り付け
られたシールパイプジヨイント３に固定されてい
るマイク本体１と、１端部にばね受け５が、他端
部にケースホルダー６の１端部が固定されている
とともに、シールパイプ２が内部に配置されてい
て、１端面から前記シールパイプジヨイント３
が、他端面から前記シールパイプ２の他端が突出
している防振ケース４と、マイク本体１とばね受
け５との間に装着されている防振ばね７と、ばね
受け５とシールパイプジヨイント３との間に装着
されている防振ばね８と、１端部にシールパイプ
２の他端が、他端部にコネクターベース１２が固
定されている防湿カバー９と、インピーダンス変
換器１５およびインピーダンス変換器１５を内部
に収納するキヤツプケース１４の１端部が取り付
けられ、かつコネクターベース１２に固定されて
いる基板ホルダー１３と、１端がケースホルダー
６と同心円状に配置されている取付用基台１７
に、他端が防振ゴム２０を介してコネクターベー
ス１２に固定されている、複数のステー１６と、
１端がケースホルダー６の他端部に、他端がコネ
クターベース１２に固定されている、複数のステ
ー２４と、キヤツプケース１４の他端部に固定さ
れ、インピーダンス変換器１５の出力側に接続さ
れているコネクター２１と、シールパイプジヨイ
ント３、シールパイプ２、防湿カバー９、基板ホ
ルダー１３を通つて、マイク本体１とインピーダ
ンス変換器１５の入力側に接続されている信号線
２３とを備え、防振ゴム２０等の弾性部材を含
め、取付用基台１７によつて支持されているステ
ー１６等の支持部材の固有振動数を予想される振
動数外に選定し、マイク本体１等の高温部に配置
されている部材を耐熱材で構成したことを特徴と
する高温雰囲気音響検出用センサに関するもので
ある。

〔作 用〕

取付用基台１７を使用個所低温側に固定する
と、マイク本体１、シールパイプ２、防振ばね
７，８、防振ケース４、ケースホルダー６は高温
部に配置され、キヤツプケース１４、コネクター
ベース１２、防湿カバー９、防振ゴム２０、ステ
ー１６，２４は低温部に配置される。高温部から
低温部への熱伝導は複数のステー２４により遮断
され、また防湿カバー９により遮断される。信号
線２３は、シールパイプ２、防湿カバー９を通つ
てインピーダンス変換器１５に接続されているの
で外部の湿気の影響を受けない。取付用基台１７
からの外部振動は防振ゴム２０で大きく減衰さ
れ、減衰しきれずマイク本体１に伝搬した微振動
は防振ばね７，８で減衰される。また、防振ゴム
２０等の弾性部材を含め、取付用基台１７によつ
て支持されているステー１６等の支持部材は、防
振ゴム２０、防振ばね７，８のばね定数およびス
テー１６等の支持部材の重量から定まる固有振動
数が地震振動数より大きく、信号検出帯域より充
分小さい値に設定されているので、地震時に共振
を起こすこともなく、マイク本体１は外れたり、
破壊することがない。マイク本体１等の高温部に
配置されている部材は、耐熱材で構成されている
ので、高温によつて影響を受けない。

〔実施例〕

第１図、第２図はこの発明の一実施例を示す図
である。第１図、第２図において、１はマイク本
体、２はシールパイプ、３はシールパイプジヨイ
ントで、マイク本体１に一方を、シールパイプ２
に他方をねじ込まれており、マイク本体１とシー
ルパイプ２の１端はシールパイプジヨイント３を
介して固定されている。４は防振ケースで、１端
部にはばね受け５が、他端部にはケースホルダー
６がねじ込まれているとともにシールパイプ２が
貫通していて、１端面からシールパイプジヨイン
ト３が、他端面からシールパイプ２が突出してい
る。７，８は防振ばねで、防振ケース４の１端部
に装着されたものであり、具体的には、ばね受け
５を挾んでマイク本体１、シールパイプジヨイン
ト３に取り付けられている。防振ばね７，８はう
ず巻ばねで、左右対称に配置されている。９は防
湿カバーで、その１端部はシールパイプ２の他端
にスプリングホルダー１０とキヤツプ１１で取り
付けられ、その他端部はコネクターベース１２に
基板ホルダー１３でさし込まれている。１４はキ
ヤツプケースで、基板ホルダー１３に取り付けら
れているインピーダンス変換器１５を内部に収納
しているとともに基板ホルダー１３に取り付けら
れている。基板ホルダー１３はコネクターベース
１２にねじ止めされ、キヤツプケース１４は基板
ホルダー１３を介してコネクターベース１２に固
定されている。１６はステーで、その１端は取付
用基台１７にねじ止めされ、その他端はコネクタ
ーベース１２にセツトスクリユー１８、ナツト１
９により取り付けられた防振ゴム２０に固定され
ている。ステー１６は防振ゴム２０を介してコネ
クターベース１２に弾性固定されている。ステー
１６は120゜の間隔をもつて配置されている。２１
はコネクターで、コネクターキヤツプ２２にねじ
止めされ、コネクターキヤツプ２２をキヤツプケ
ース１４にねじ込むことによつてキヤツプケース
１４に収納されている。２３はマイク本体１から
の出力信号をインピーダンス変換器１５に導入す
る信号線で、シールパイプジヨイント３、シール
パイプ２、防湿カバー９、基板ホルダー１３を通
つてインピーダンス変換器１５の入力側に接続さ
れている。インピーダンス変換器１５の出力側は
コネクター２１の入力側に接続されている。２４
はステーで、その１端はケースホルダー６にねじ
止めされ、その他端は断熱ワツシヤ２５を介して
コネクターベース１２に固定されている。ステー
２４は120゜の間隔をもつて、かつステー１６の中
間に配置されている。ケースホルダー６と取付用
基台１７は同心円状に配置されているが、連結さ
れていない。

取付用基台１７を使用個所低温側、例えば原子
炉保温箱外壁に固定すると、マイク本体１、防振
ケース４等は保温箱内の高温部（300〜400℃）
に、防湿カバー９、インピーダンス変換器１５等
は低温部（50℃）に配置される。高温部に配置さ
れるマイク本体１等は耐熱材で構成されている。
したがつて、これらは、高温によつて影響を受け
ない。

高温部のケースホルダー６と低温部のコネクタ
ーベース１２はステー２４によつて連結されてい
るが、ステー２４として熱伝導率の低いステンレ
スが用いられ、その断面積はできるだけ小さく、
その長さはできるだけ長く形成されている。これ
は、熱伝導において単位時間に流れる熱量が熱伝
導率、断面積に比例し、長さに反比例するからで
ある。したがつて、ステー２４によつてケースホ
ルダー６からの熱伝導は遮断される。ステー２４
が複数配置され、かつ傾斜しているのは、断面積
を最小にしてケースホルダー６を支持する強度を
得るためである。

高温部のシールパイプ２と低温部のコネクター
ベース１２は防湿カバー９によつて連結されてい
るが、防湿カバー９として防振効果に影響のない
ようにばね定数の小さい耐熱性ゴムが用いられて
いる。防湿カバー９によつて、キヤツプケース１
４への湿気侵入が防止されているとともにシール
パイプ２からコネクターベース１２への熱伝導が
遮断される。マイク本体１、シールパイプ２は防
湿カバー９を介してコネクターベース１２から左
右移動自在に支持されている。

取付用基台１７からの外部振動は、ステー１６
防振ゴム２０を介してコネクターベース１２に伝
搬する。さらに防湿カバー９を介してシールパイ
プ２、シールパイプジヨイント３に伝搬し、同時
にステー２４を介してケースホルダー６、防振ケ
ース４、ばね受け５に伝搬し、最終的に防振ばね
７，８、マイク本体１に伝搬する。また、当然に
基板ホルダー１３、キヤツプケース１４等にも伝
搬する。しかし、防振ゴム２０等の弾性部材を含
め、取付用基台１７によつて支持されているステ
ー１６等の支持部材は、防振ゴム２０、防振ばね
７，８のばね定数およびステー１６等の支持部材
の重量から定まる固有振動数が地震振動数より大
きく、信号検出帯域より充分小さい値（40〜50
Hz）に設定しているので、この固有振動数より高
い振動成分は、まず防振ゴム２０で大きく減衰さ
れる（−30±10dB）。さらに、減衰しきれず伝搬
した微振動は防振ばね７，８で減衰される（−
5dB）。また、取付用基台１７によつて支持され
ているステー１６等の支持部材は、地震時、共振
が生ずることもなく、マイク本体１が外れたり、
破損することもない。

防振ゴム２０は、コネクターベース１２等全体
を弾性支持しており、この支持部分で大きく振れ
ないようにするため複数の防振ゴム２０全体とし
てばね定数が大きくなるよう、ばね定数が選定さ
れている。したがつて、地震等の低い周波数の振
動に対しても、全体がフラフラせず充分な強度を
保つことができる。防振器としてゴムを用いたの
は、金属ばねに比べて共振時の振幅が小さく、ま
た内部粘性により減衰効果も大きいことを考慮し
たものである。防振ばね７，８として金属ばねが
用いられ、防振ばね７，８は全体を支持するので
なく、軽量なマイク本体１のみを弾性支持すれば
よいので、細く弱いものでも充分な強度が保たれ
る。防振ばね７，８として金属ばねを用いたの
は、ゴムに比べてばね定数の決定が容易であり、
そのため固有振動数の設定が容易、かつ正確にで
きることを考慮したものである。防振ばね７，８
は左右対称に配置されているので、左右方向また
は上下方向どの方向にもばね定数がほとんど変化
せず、かつその組立も容易に行える。

以上の実施例では、ケースホルダー６と取付用
基台１７とは連結されておらず、ケースホルダー
６はステー２４を介してコネクターベース１２に
よつて支持されているが、第３図に示すように、
ケースホルダー６と取付用基台１７をねじ止めし
て、ケースホルダー６を取付用基台１７で支持
し、ケースホルダー６とコネクターベース１２と
の間のステーを省略してもよい。この場合、取付
用基台１７は高温になるので、低温部のコネクタ
ーベース１２への熱伝導を遮断すべく、ステー１
６は第１図におけるステー２４と同様に形成され
る。また、ステー１６はケースホルダー６、防振
カバー４を支持しないので、その機械的強度を軽
減することができる。取付用基台１７からの外部
振動は、ケースホルダー６系統とステー１６系統
に分れ、防振ばね７，８、防振ゴム２０で減衰さ
れる。

以上の実施例では、防振ばね７，８は防振ケー
ス４の１端部に装着されているが、第４図に示す
ように防振ばね８を防振ケース４の他端部に装着
してもよい。すなわちシールパイプ２の１端をマ
イク本体１に直接ねじ込み、マイク本体１とばね
受け５の間に防振ばね７を取り付け、シールパイ
プ２の他端に固定されたスプリングホルダー１１
とケースホルダー６との間に防振ばね８を取り付
けたものである。

以上の実施例では防湿カバー９の１端部は上向
きに出ており、他端部はコネクターベース１２と
基板ホルダー１３の間に差し込まれ、基板ホルダ
ー１３とコネクターベース１２とのねじ止めによ
りコネクターベース１２に固定されているが、第
５図に示すように、防湿カバー９、スプリングホ
ルダー１０、キヤツプ１１の形状を変えて、防湿
カバー９の１端部を下向きに出し、他端部をコネ
クターベース１２とベースキヤツプ２６の間に差
し込み、ベースキヤツプ２６とコネクターベース
１２とのねじ止めによりコネクターベース１２に
固定してもよい。なお、第５図において２７は断
熱ワツシヤ、２８は熱遮断用ステーで、複数設け
られている。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明において取
付用基台を使用個所低温側に固定すると、マイク
本体は高温部に、インピーダンス変換器は低温部
に配置され、高温部から低温部への熱伝導は、断
面積の小さいステーにより遮断されるので、イン
ピーダンス変換器の熱による性能低下を防止でき
る。また、信号線は、シールパイプ、防湿カバー
内に密封されてインピーダンス変換器に接続され
ているので、外部湿気の影響を受けず、湿気によ
る性能劣化を防止できる。さらに取付用基台から
の外部振動は防振ゴム、防振ばねによつて充分減
衰されるので、装置のＳ／Ｎを向上できる。さら
に装置の固有振動数は地震振動数より大きく設定
されているので、地震時共振は起らず、装置の破
損を防止できる。したがつて、この発明によれ
ば、熱、湿気、振動による性能低下、破損を懸念
することなく、高温雰囲気内の音響検出を行うこ
とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の一実施例を示す図
で第１図は半断面図、第２図は斜視図、第３図、
第４図、第５図はこの発明の他の実施例を示す半
断面図である。 １……マイク本体、２……シールパイプ、４…
…防振ケース、７，８……防振ばね、９……防湿
カバー、１２……コネクターベース、１５……イ
ンピーダンス変換器、１６……ステー、１７……
取付用基台、２０……防振ゴム、２３……信号
線、２４……ステー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シールパイプの１端部に取り付けられたシー
   ルパイプジヨイントに固定されているマイク本体
   と、１端部にばね受けが、他端部にケースホルダ
   ーの１端部が固定されているとともに、前記シー
   ルパイプが内部に配置されていて、１端面から前
   記シールパイプジヨイントが、他端面から前記シ
   ールパイプの他端が突出している防振ケースと、
   前記マイク本体と前記ばね受けとの間に装着され
   ている防振ばねと、前記ばね受けと前記シールパ
   イプジヨイントとの間に装着されている防振ばね
   と、１端部に前記シールパイプの他端が、他端部
   にコネクターベースが固定されている防湿カバー
   と、インピーダンス変換器および該インピーダン
   ス変換器を内部に収納するキヤツプケースの１端
   部が取り付けられ、かつ前記コネクターベースに
   固定されている基板ホルダーと、１端が前記ケー
   スホルダーと同心円状に配置されている取付用基
   台に、他端が防振ゴムを介して前記コネクターベ
   ースに固定されている、複数のステーと、１端が
   前記ケースホルダーの他端部に、他端が前記コネ
   クターベースに固定されている、複数のステー
   と、前記キヤツプケースの他端部に固定され、前
   記インピーダンス変換器の出力側に接続されてい
   るコネクターと、前記シールパイプジヨイント、
   前記シールパイプ、前記防湿カバー、前記基板ホ
   ルダーを通つて、前記マイク本体と前記インピー
   ダンス変換器の入力側に接続されている信号線と
   を備え、前記防振ゴム等の弾性部材を含め、前記
   取付用基台によつて支持されている前記ステー等
   の支持部材の固有振動数を予想される振動数外に
   選定し、マイク本体等の高温部に配置されている
   部材を耐熱材で構成したことを特徴とする高温雰
   囲気音響検出用センサ。