JPH0420819A

JPH0420819A - 振動計

Info

Publication number: JPH0420819A
Application number: JP12486990A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Ishihara; 守石原
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-05-15
Filing date: 1990-05-15
Publication date: 1992-01-24
Anticipated expiration: 2013-08-06
Also published as: JP2784246B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は非接触浮上構造を用いた振動計に関するもので
ある。

（従来の技術）振動計を検出及び拡大方法によって分類すると機械式、
光学式、電気式に分類され、最近では電気式が多く利用
されてきている。電気式では機械振動を電気量として取
出し、その後の操作をすべて電気的方法で行なうもので
、小型で高感度のものを得やすい特徴がある。従来型ピ
ックアップの例を第５図および第６図に示す。

（発明が解決しようとする問題点）上記の従来の振動計では、一般にはバネなどの弾性体で
支持された重錘を振動検出の基準点として利用している
。しかし、この場合には弾性体の設定位置、材質、バネ
定数、減衰特性等を詳細に考慮する必要がある。また、
周波数レベルによって振動検出用のピックアップを変え
る必要があり、かつ、一般には一ケ所にセットされたピ
ックアップからは一方向の振動しか測定できないことな
どの問題がある。

本発明は非接触で浮上する構造を用いることにより、重
錘を支持する弾性体を全く不要とした振動計を得て、測
定精度の向上、装置の単純化、測定位置の自由度拡大を
はかることを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、上記問題点を解決するために、軸方向にピー
クを持つ残留磁場を形成した円筒状超電導体内に、永久
磁石や磁性体などの磁性を有する部材を非接触浮上させ
、円筒状超電導体内部の磁場の強さおよび又は磁場分布
の変化量・速度・加速度の測定手段を備え、振動物体の
上に載置して測定する振動計である。

（作用）本発明の装置を図面に基づいて説明する。本発明の装置
で使用する円筒状超電導体における超電に製法を示すよ
うなビスマス系超電導材料などが用いられる。もちろん
、このほかの超電導材料でも要求される性能を満たせば
用いることができる。

超電導体を円筒状に形成する方法としては粉末焼結法、
厚膜法、薄膜法はかの公知の手段があるが、中間加圧す
ることで臨界電流密度、ピン止め能力などの性能向上が
はかれる材料については、冷間静水圧プレスなどで適宜
に加圧処理する。

このようにして円筒状に形成された超電導体は、超電導
体内に磁束が侵入するほどに強力な永久磁石と組み合わ
せて用いるか、または、円筒状超電導体に残留磁場を形
成させて用いる。超電導体に残留磁場を形成させるには
、外部から磁場を印加する必要がある。外部磁場の印加
の方法としては、円筒状超電導体を冷却して超電導状態
にし、超電導体内部に侵入するほどの強い外部磁場を印
加した後に外部磁場を取り除くことにより超電導体内に
磁場をトラップさせて残留磁場を形成する方法、常電導
状態で外部磁場を印加しながら冷却することにより超電
導状態とした後に外部磁場を取り除いて残留磁場を形成
させる方法などがある。

外部磁場としては電磁石と永久磁石のいずれを用いても
、目的とする強さの磁場を印加できればよい。また、外
部磁場の印加は目的にあえば円筒体の内、外いずれから
でも構わない。このようにして超電導体に外部磁場を印
加することによって超電導体に残留磁場を形成する。

第２図は残留磁場が形成された円筒状超電導体を示す。

第２図（ｃ）は円筒状超電導体１１の軸の中心部ＡＡ−
の磁場の強さを示す。第２図（ａ）は第２図（Ｃ）に示
された磁場分布のピーク位置の直径方向の磁場の強さを
示すグラフである。

このような残留磁場が形成されている円筒状超電導体の
中に永久磁石１２を入れた場合を第３図に示す。永久磁
石１２は残留磁場のピークの位置において非接触で浮上
する。第３図（ａ）、（Ｃ）はこのときのＣＣ−１ＤＤ
一部分における磁場の強さの測定例である。この測定さ
れた円筒状超電導体１１の内部磁場分布は、円筒状超電
導体１１と永久磁石１２が各々に有する磁場の組合せで
生じたものである。円筒状超電導体１１と永久磁石１２
の位置が変われば、円筒状超電導体１１の内部磁場分布
は当然変化する。

従って永久磁石１２を内部に浮上させた円筒状超電導体
１１を振動している物体１３の上に載置すると、円筒状
超電導体１１に振動が伝わり、内部磁場分布が変化する
。

また、低周波で永久磁石１２と円筒状超電導体１１が同
期する場合でも、同一位置での磁場の強さは変化する。

この磁場分布および、又は磁場の強さの変化１働速度・
加速度を図示されていないセンサーでとらえれば、振動
計としての役割を果たすことができる。

以上の説明では円筒状超電導体の内部に浮上させるもの
として永久磁石を用いたが、適当な磁性を有するもので
あれば浮上可能であり、使用することができる。

（実施例）第１図は本発明の装置の基本構成を示す図である。残留
磁場が形成された円筒状超電導体１の中に、永久磁石２
が非接触で浮上している。円筒状超電導体内部には磁場
及び磁場の変化をとり出すためのセンサーが取り付けら
れている。ここではセンサーとしてホール素子３を用い
ており、三軸方向で任意の位置にセットされている。ホ
ール素子３の取り付は部は円筒状超電導体に直接セット
するケース、自由空間にセットするケース、磁石３にセ
ットするケース又は非磁性体のガイド４を用いて位置調
整するケースがある。

なお、ガイド４は円筒状超電導体１に取り付け、そこに
ホール素子３をつけるケースもある。センサーは目的に
応じて位置及び数が決定される。

上記のピックアップを振動を測定する対象物である振動
物体５の上にセットする。この場合、磁気センサーとし
てホール素子を用いているが、他の磁気センサー例えば
、ガウスメータ、ピックアップマイル等を利用すること
も可能である。

（応用）本発明の振動計は、地震計、重力計、はかり、位置検出
器など種々の分野への応用が可能である。

［発明の効果コ本発明の振動計によれば、重錘を支持する弾性体が不要
なので構造が簡単になる。また、永久磁石ないしは磁性
体を入れ替えるだけで測定周波数レベルを容易にかえら
れる。さらに、３軸方向の振動が、１つのピックアップ
で測定できるなどの顕著な効果が認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置の説明図、第２図は残
留磁場が形成されている円筒状超電導体とその内部磁場
を示す図、第３図は第２図に示す状態にある円筒状超電
導体の内部に永久磁石を浮上させたときの円筒状超電導
体とその内部磁場を示す図、第４図は振動物体の上に円
筒状超電導体を載置したときの説明図、第５図および第
６図は従来の振動計の説明図、第７図はビスマス系超電
導材料の製法の一例を示す図である。１．１１・・・円筒状超電導体、２．１２・・・永久磁
石、３・・・ホール素子、４・・・ガイド、５．１３・
・・振動物体、２１．２５・・・重錘、２２・・・ばね
、２３・・・コイル、２４・・・永久磁石、２６・・・
圧電素子（ばね）復代理人　弁理士　豊田正雄第１図冨２図（ａ）（ｂ）（Ｃ）第５図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軸方向にピークを持つ残留磁場を形成した円筒状
超電導体内に磁性を有する部材を非接触浮上させ、前記
円筒状超電導体内部の磁場の強さおよび又は磁場分布の
変化量・速度・加速度の測定手段を備えたことを特徴と
する振動計。