JPH06233376A - 水中受波器の振動雑音低減方式 - Google Patents
水中受波器の振動雑音低減方式Info
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- JPH06233376A JPH06233376A JP1975093A JP1975093A JPH06233376A JP H06233376 A JPH06233376 A JP H06233376A JP 1975093 A JP1975093 A JP 1975093A JP 1975093 A JP1975093 A JP 1975093A JP H06233376 A JPH06233376 A JP H06233376A
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Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 すべての振動源から受波器の架台設置点へ伝
搬してくる全振動を受波器自身の加速度成分から検出
し、架台設置点から受波器までの振動雑音の伝達関数を
推定する方式をとることにより、振動雑音の推定精度を
上げ、雑音低減効果を向上させ得る水中受波器の振動雑
音低減方式を提供する。 【構成】 架台に設置する水中受波器の振動雑音低減方
式において、加速度抑制型水中受波器を配置し、この水
中受波器から音響成分Ｙと加速度成分Ｘを検出し、この
加速度成分Ｘを振動雑音推定手段３２へ入力し、その出
力の推定振動雑音Ｘ* を音響成分Ｙから減算し、推定信
号音Ｙ* を求める。推定信号音Ｙ* は次の演算ステップ
のために振動雑音推定手段３２へフィードバックし、逐
次演算を行う。
搬してくる全振動を受波器自身の加速度成分から検出
し、架台設置点から受波器までの振動雑音の伝達関数を
推定する方式をとることにより、振動雑音の推定精度を
上げ、雑音低減効果を向上させ得る水中受波器の振動雑
音低減方式を提供する。 【構成】 架台に設置する水中受波器の振動雑音低減方
式において、加速度抑制型水中受波器を配置し、この水
中受波器から音響成分Ｙと加速度成分Ｘを検出し、この
加速度成分Ｘを振動雑音推定手段３２へ入力し、その出
力の推定振動雑音Ｘ* を音響成分Ｙから減算し、推定信
号音Ｙ* を求める。推定信号音Ｙ* は次の演算ステップ
のために振動雑音推定手段３２へフィードバックし、逐
次演算を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水中音響計測装置の架
台に設置され、架台の振動に対して水中受波器の振動雑
音を低減する振動雑音低減方式に関するものである。
台に設置され、架台の振動に対して水中受波器の振動雑
音を低減する振動雑音低減方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、水中音響計測装置の内部には変圧
器やモーター等の振動源があり、振動源から発する振動
は、装置の構造物を伝搬し、架台を振動させ、架台に設
置された水中受波器の振動雑音となる。水中受波器の振
動雑音低減は、この様な環境で成されており、図５にそ
の水中受波器の振動雑音低減方式の構成図を示す。
器やモーター等の振動源があり、振動源から発する振動
は、装置の構造物を伝搬し、架台を振動させ、架台に設
置された水中受波器の振動雑音となる。水中受波器の振
動雑音低減は、この様な環境で成されており、図５にそ
の水中受波器の振動雑音低減方式の構成図を示す。
【０００３】図５において、Ｘ1 ，Ｘ2 ，…Ｘn は振動
源に取り付けられた加速度計の出力、Ｙは架台に設置さ
れた受波器の出力である。Ｙ* は推定信号音であり、１
１は推定信号音Ｙ* と加速度計の出力Ｘ1 ，Ｘ2 ，…Ｘ
n から受波器の振動雑音を推定する振動雑音推定手段で
ある。Ｘ* はその推定結果の推定振動雑音である。振動
雑音推定手段１１は、一般には、加速度計の出力Ｘ1 ，
Ｘ2 ，…Ｘn それぞれに振動源から受波器までの伝達関
数に相当する重み係数を掛け、その総和を推定振動雑音
Ｘ* とし、推定信号音Ｙ* と推定振動雑音Ｘ* の差の最
小となる重み係数を最小二乗法で求める方法を取ってい
る。そして、Ｙ* ＝Ｙ−Ｘ* の演算で推定信号音Ｙ* を
求め、他方、次の演算ステップのために、振動雑音推定
手段１１へフィードバックする逐次演算方式になってい
る。
源に取り付けられた加速度計の出力、Ｙは架台に設置さ
れた受波器の出力である。Ｙ* は推定信号音であり、１
１は推定信号音Ｙ* と加速度計の出力Ｘ1 ，Ｘ2 ，…Ｘ
n から受波器の振動雑音を推定する振動雑音推定手段で
ある。Ｘ* はその推定結果の推定振動雑音である。振動
雑音推定手段１１は、一般には、加速度計の出力Ｘ1 ，
Ｘ2 ，…Ｘn それぞれに振動源から受波器までの伝達関
数に相当する重み係数を掛け、その総和を推定振動雑音
Ｘ* とし、推定信号音Ｙ* と推定振動雑音Ｘ* の差の最
小となる重み係数を最小二乗法で求める方法を取ってい
る。そして、Ｙ* ＝Ｙ−Ｘ* の演算で推定信号音Ｙ* を
求め、他方、次の演算ステップのために、振動雑音推定
手段１１へフィードバックする逐次演算方式になってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の振
動雑音低減方式は、変圧器やモーター等の振動源に取り
付けられた加速度計の出力を基に受波器に伝搬する振動
雑音を推定する方式である。しかしながら、水中音響計
測装置には、変圧器やモーター等の振動源以外に、装置
の構成物、例えば、梁、鉄板等の自由振動も受波器の振
動雑音となっている。これらの振動源全てに加速度計を
設置し、モニタすることはほとんど不可能である。
動雑音低減方式は、変圧器やモーター等の振動源に取り
付けられた加速度計の出力を基に受波器に伝搬する振動
雑音を推定する方式である。しかしながら、水中音響計
測装置には、変圧器やモーター等の振動源以外に、装置
の構成物、例えば、梁、鉄板等の自由振動も受波器の振
動雑音となっている。これらの振動源全てに加速度計を
設置し、モニタすることはほとんど不可能である。
【０００５】第２の従来例として、受波器のごく近くに
水中加速度計を設置し、架台振動をモニタし、振動雑音
低減を行う方式があるが、この方式は水中音響計測装置
への取り付け部品が増加するという欠点がある。これは
受波器を多数配列する場合、重要な問題となる。従来の
方式が振動源から受波器までの振動雑音の伝達関数を推
定する方式であるのに対し、本発明は、すべての振動源
から受波器の架台設置点へ伝搬してくる全振動を、受波
器自身の加速度成分から検出し、架台設置点から受波器
までの振動雑音の伝達関数を推定する方式をとることに
より、振動雑音の推定精度を上げ、雑音低減効果を向上
させ得る水中受波器の振動雑音低減方式を提供すること
を目的とする。
水中加速度計を設置し、架台振動をモニタし、振動雑音
低減を行う方式があるが、この方式は水中音響計測装置
への取り付け部品が増加するという欠点がある。これは
受波器を多数配列する場合、重要な問題となる。従来の
方式が振動源から受波器までの振動雑音の伝達関数を推
定する方式であるのに対し、本発明は、すべての振動源
から受波器の架台設置点へ伝搬してくる全振動を、受波
器自身の加速度成分から検出し、架台設置点から受波器
までの振動雑音の伝達関数を推定する方式をとることに
より、振動雑音の推定精度を上げ、雑音低減効果を向上
させ得る水中受波器の振動雑音低減方式を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、架台に設置する水中受波器の振動雑音低
減方式において、加速度抑制型水中受波器を配置し、こ
の水中受波器から音響成分と加速度成分を検出し、その
音響成分と加速度成分から振動雑音を推定し、音響成分
から推定した振動雑音を除去するようにしたものであ
る。
成するために、架台に設置する水中受波器の振動雑音低
減方式において、加速度抑制型水中受波器を配置し、こ
の水中受波器から音響成分と加速度成分を検出し、その
音響成分と加速度成分から振動雑音を推定し、音響成分
から推定した振動雑音を除去するようにしたものであ
る。
【０００７】
【作用】上記したように、一般に架台に設置された水中
受波器の出力は、外部から到来する信号音と架台振動に
よる振動雑音が合成されたものである。振動雑音は、架
台の振動が受波器を振動させて生じる加速度成分と、振
動する架台が発する放射音成分からなる。
受波器の出力は、外部から到来する信号音と架台振動に
よる振動雑音が合成されたものである。振動雑音は、架
台の振動が受波器を振動させて生じる加速度成分と、振
動する架台が発する放射音成分からなる。
【０００８】この加速度成分の出力を抑制する加速度抑
制型受波器が開発されている。加速度抑制型受波器は加
速度成分を抑制し、音響成分、すなわち信号音と放射音
成分（振動雑音）を出力とする構造になっている。上記
したように、本発明は、この加速度抑制型受波器の出力
を、音響成分と加速度成分に分離し、音響成分と加速度
成分から放射音成分（振動雑音）を推定し、音響成分か
ら放射音成分を除き、信号音を推定することができる。
制型受波器が開発されている。加速度抑制型受波器は加
速度成分を抑制し、音響成分、すなわち信号音と放射音
成分（振動雑音）を出力とする構造になっている。上記
したように、本発明は、この加速度抑制型受波器の出力
を、音響成分と加速度成分に分離し、音響成分と加速度
成分から放射音成分（振動雑音）を推定し、音響成分か
ら放射音成分を除き、信号音を推定することができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す水
中受波器の振動雑音低減方式を説明する構成図、図２は
本発明の実施例を示す架台に設置された加速度抑制型水
中受波器の側面断面図、図３はその加速度抑制型水中受
波器の透視平面図である。
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す水
中受波器の振動雑音低減方式を説明する構成図、図２は
本発明の実施例を示す架台に設置された加速度抑制型水
中受波器の側面断面図、図３はその加速度抑制型水中受
波器の透視平面図である。
【００１０】図２及び図３において、２１ａ，２１ｂは
ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等を材料とする円板形
の圧電振動子であり、この圧電振動子２１ａ，２１ｂは
厚み方向に分極されており、円板の両面には正負の電極
が形成されている。２２は金属円板よりなる中立板で、
圧電振動子２１ａ，２１ｂは接着等により中立板２２に
強固に固定されている。２３ａ〜２３ｄは４本の金属の
支持棒であり、これらの支持棒２３ａ〜２３ｄは螺着等
により中立板２２に強固に固定されると共に、その先端
部は架台２６に固定されている。２４は防水のためモー
ルド成型された防水ゴムである。２５は圧電振動子２１
ａ，２１ｂに接続された４芯の防水ケーブルであり、２
チャンネルの出力とする。通常の使用では、圧電振動子
２１ａ，２１ｂを防水ゴム２４の中で直列、又は並列に
接続し、２芯の防水ケーブルで１チャンネルの出力とし
ている。
ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等を材料とする円板形
の圧電振動子であり、この圧電振動子２１ａ，２１ｂは
厚み方向に分極されており、円板の両面には正負の電極
が形成されている。２２は金属円板よりなる中立板で、
圧電振動子２１ａ，２１ｂは接着等により中立板２２に
強固に固定されている。２３ａ〜２３ｄは４本の金属の
支持棒であり、これらの支持棒２３ａ〜２３ｄは螺着等
により中立板２２に強固に固定されると共に、その先端
部は架台２６に固定されている。２４は防水のためモー
ルド成型された防水ゴムである。２５は圧電振動子２１
ａ，２１ｂに接続された４芯の防水ケーブルであり、２
チャンネルの出力とする。通常の使用では、圧電振動子
２１ａ，２１ｂを防水ゴム２４の中で直列、又は並列に
接続し、２芯の防水ケーブルで１チャンネルの出力とし
ている。
【００１１】このような構造の加速度抑制型水中受波器
においては、到来する音響成分に対しては、圧電振動子
２１ａ，２１ｂに同相の機械的な歪が発生し、架台２６
の振動による加速度に対しては、支持棒２３ａ〜２３ｄ
を介して中立板２２に伝搬され、圧電振動子２１ａ，２
１ｂは中立板２２に固定されているため、逆相の機械的
歪が発生する。
においては、到来する音響成分に対しては、圧電振動子
２１ａ，２１ｂに同相の機械的な歪が発生し、架台２６
の振動による加速度に対しては、支持棒２３ａ〜２３ｄ
を介して中立板２２に伝搬され、圧電振動子２１ａ，２
１ｂは中立板２２に固定されているため、逆相の機械的
歪が発生する。
【００１２】以下、本発明の水中受波器の振動雑音低減
方式について、図１を参照しながら説明する。図１にお
いて、３１ａ，３１ｂはＡ／Ｄ変換器であり、これらの
Ａ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂより、出力Ｉａ，Ｉｂが得
られる。２チャンネルの出力は、音響成分に対しては同
相であり、加速度成分に対しては逆相となる。
方式について、図１を参照しながら説明する。図１にお
いて、３１ａ，３１ｂはＡ／Ｄ変換器であり、これらの
Ａ／Ｄ変換器３１ａ，３１ｂより、出力Ｉａ，Ｉｂが得
られる。２チャンネルの出力は、音響成分に対しては同
相であり、加速度成分に対しては逆相となる。
【００１３】したがって、Ｉａ＋Ｉｂの演算により、音
響成分を分離することができ、Ｉａ−Ｉｂの演算によ
り、加速度成分を分離することができる。Ｙは音響成
分、Ｘは加速度成分である。加速度成分Ｘは振動雑音推
定手段３２へ入力され、その出力の推定振動雑音Ｘ* を
音響成分Ｙから減算し、推定信号音Ｙ* を求める。そし
て、推定信号音Ｙ* は次の演算ステップのために、振動
雑音推定手段３２へフィードバックし、逐次演算を行
う。
響成分を分離することができ、Ｉａ−Ｉｂの演算によ
り、加速度成分を分離することができる。Ｙは音響成
分、Ｘは加速度成分である。加速度成分Ｘは振動雑音推
定手段３２へ入力され、その出力の推定振動雑音Ｘ* を
音響成分Ｙから減算し、推定信号音Ｙ* を求める。そし
て、推定信号音Ｙ* は次の演算ステップのために、振動
雑音推定手段３２へフィードバックし、逐次演算を行
う。
【００１４】次に、本発明の水中受波器の振動雑音低減
方式の動作フローを図４を参照して概括的に説明する。 （１）ステップに示すように、前記した加速度抑制型
水中受波器を配置する。加速度抑制型水中受波器は加速
度成分を抑制し、音響成分、すなわち信号音と放射音成
分（振動雑音）を出力する。
方式の動作フローを図４を参照して概括的に説明する。 （１）ステップに示すように、前記した加速度抑制型
水中受波器を配置する。加速度抑制型水中受波器は加速
度成分を抑制し、音響成分、すなわち信号音と放射音成
分（振動雑音）を出力する。
【００１５】（２）ステップに示すように、その加速
度抑制型水中受波器から音響成分と加速度成分を検出す
る。 （３）ステップに示すように、音響成分と加速度成分
から振動雑音を推定する。 （４）ステップに示すように、音響成分から推定した
振動雑音を除去する。
度抑制型水中受波器から音響成分と加速度成分を検出す
る。 （３）ステップに示すように、音響成分と加速度成分
から振動雑音を推定する。 （４）ステップに示すように、音響成分から推定した
振動雑音を除去する。
【００１６】（５）ステップに示すように、音響成分
から推定した振動雑音が除去された推定信号音を得る。 （６）ステップに示すように、次の演算が必要であれ
ば、ステップへ戻り、次の演算ステップを実行する。
その場合、推定信号音は次の演算ステップのために振動
雑音推定手段へフィードバックし、逐次演算を行う。
から推定した振動雑音が除去された推定信号音を得る。 （６）ステップに示すように、次の演算が必要であれ
ば、ステップへ戻り、次の演算ステップを実行する。
その場合、推定信号音は次の演算ステップのために振動
雑音推定手段へフィードバックし、逐次演算を行う。
【００１７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００１８】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。 （１）従来方式では、振動源の加速度の検出数に制限が
あるのに対し、受波器の加速度を検出すれば、すべての
振動源から伝搬してくる全振動をモニタすることにな
り、振動雑音成分の推定精度を上げることができる。
よれば、次のような効果を奏することができる。 （１）従来方式では、振動源の加速度の検出数に制限が
あるのに対し、受波器の加速度を検出すれば、すべての
振動源から伝搬してくる全振動をモニタすることにな
り、振動雑音成分の推定精度を上げることができる。
【００１９】（２）従来方式では、振動源から受波器ま
での機械的伝搬と音響的伝搬を介し、複雑な伝搬経路の
伝達関数の推定を行うようにしているのに対して、本発
明では、架台の振動面から受波器までの音響的伝搬のみ
の伝達関数を推定するようにしている。したがって、本
発明の水中受波器の振動雑音低減方式では、図１の音響
成分Ｙには加速度成分が除かれているので、伝達関数は
架台の振動による放射音成分のみの推定となり、伝搬の
メカニズムが単純となる。
での機械的伝搬と音響的伝搬を介し、複雑な伝搬経路の
伝達関数の推定を行うようにしているのに対して、本発
明では、架台の振動面から受波器までの音響的伝搬のみ
の伝達関数を推定するようにしている。したがって、本
発明の水中受波器の振動雑音低減方式では、図１の音響
成分Ｙには加速度成分が除かれているので、伝達関数は
架台の振動による放射音成分のみの推定となり、伝搬の
メカニズムが単純となる。
【００２０】（３）更に、受波器は架台表面に近接して
いることから、受波器に到来する放射音は主に近傍の架
台振動面から発する放射音と考えて良い。つまり、簡単
には、架台表面から発生している放射音を平面波とみな
し、放射音成分を概算することができる。架台表面の振
動を並進振動とみなすことができず、屈曲振動とみなす
必要がある場合、放射効率から振動雑音の概算を補正す
ることができる。
いることから、受波器に到来する放射音は主に近傍の架
台振動面から発する放射音と考えて良い。つまり、簡単
には、架台表面から発生している放射音を平面波とみな
し、放射音成分を概算することができる。架台表面の振
動を並進振動とみなすことができず、屈曲振動とみなす
必要がある場合、放射効率から振動雑音の概算を補正す
ることができる。
【００２１】（４）受波器を多数配列する場合、近傍の
受波器の加速度成分をモニタし、到来する放射音成分を
推定すれば、推定精度を上げ、雑音低減の向上を図るこ
とができる。 （５）受波器のごく近くに水中加速度計を設置する従来
方法では、水中音響計測装置への取り付け部品が増加す
るという欠点があるが、本発明の水中受波器の振動雑音
低減方式では、受波器の設置は簡素化され、防水ケーブ
ルも４芯ケーブルを使用すれば１本となり、最小限の実
装となる。これは、受波器を多数配列する場合、有利と
なり利点がある。
受波器の加速度成分をモニタし、到来する放射音成分を
推定すれば、推定精度を上げ、雑音低減の向上を図るこ
とができる。 （５）受波器のごく近くに水中加速度計を設置する従来
方法では、水中音響計測装置への取り付け部品が増加す
るという欠点があるが、本発明の水中受波器の振動雑音
低減方式では、受波器の設置は簡素化され、防水ケーブ
ルも４芯ケーブルを使用すれば１本となり、最小限の実
装となる。これは、受波器を多数配列する場合、有利と
なり利点がある。
【図１】本発明の実施例を示す水中受波器の振動雑音低
減方式を説明する構成図である。
減方式を説明する構成図である。
【図２】本発明の実施例を示す架台に設置された加速度
抑制型水中受波器の側面断面図である。
抑制型水中受波器の側面断面図である。
【図３】本発明の実施例を示す加速度抑制型水中受波器
の透視平面図である。
の透視平面図である。
【図４】本発明の水中受波器の振動雑音低減方式の動作
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】従来の水中受波器の振動雑音低減方式の構成図
である。
である。
２１ａ，２１ｂ 円板形の圧電振動子 ２２ 中立板 ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ 支持棒 ２４ 防水ゴム ２５ 防水ケーブル ２６ 架台 ３１ａ，３１ｂ Ａ／Ｄ変換器 ３２ 振動雑音推定手段
Claims (1)
- 【請求項１】 架台に設置する水中受波器の振動雑音低
減方式において、 （ａ）加速度抑制型水中受波器を配置し、 （ｂ）該水中受波器から音響成分と加速度成分を検出
し、 （ｃ）該音響成分と加速度成分から振動雑音を推定し、 （ｄ）音響成分から推定した振動雑音を除去することを
特徴とする水中受波器の振動雑音低減方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1975093A JPH06233376A (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 水中受波器の振動雑音低減方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1975093A JPH06233376A (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 水中受波器の振動雑音低減方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06233376A true JPH06233376A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=12008022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1975093A Withdrawn JPH06233376A (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 水中受波器の振動雑音低減方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06233376A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009194535A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Oki Electric Ind Co Ltd | 音響測定用受波器 |
| JP2021066285A (ja) * | 2019-10-21 | 2021-04-30 | 株式会社大林組 | 建設機械の水中制御システム |
-
1993
- 1993-02-08 JP JP1975093A patent/JPH06233376A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009194535A (ja) * | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Oki Electric Ind Co Ltd | 音響測定用受波器 |
| JP2021066285A (ja) * | 2019-10-21 | 2021-04-30 | 株式会社大林組 | 建設機械の水中制御システム |
| JP2023129568A (ja) * | 2019-10-21 | 2023-09-14 | 株式会社大林組 | 建設機械の水中制御システム |
| JP2023129569A (ja) * | 2019-10-21 | 2023-09-14 | 株式会社大林組 | 建設機械の水中制御システム |
| JP2023129567A (ja) * | 2019-10-21 | 2023-09-14 | 株式会社大林組 | 建設機械の水中制御システム |
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