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音響式測定装置及び音響式測定方法 コモンズ

国内特許コード P120006557
整理番号 08010AA
掲載日 2012年1月30日
出願番号 特願2009-138030
公開番号 特開2010-286255
登録番号 特許第5521145号
出願日 平成21年6月9日(2009.6.9)
公開日 平成22年12月24日(2010.12.24)
登録日 平成26年4月18日(2014.4.18)
発明者
  • 鳥越 一平
出願人
  • 国立大学法人 熊本大学
  • リオン株式会社
発明の名称 音響式測定装置及び音響式測定方法 コモンズ
発明の概要 【課題】精度よく特性を合わせたマイクロホンを用いることなく被測定対象の体積、表面積、リークなどの測定を行うことができる音響式測定装置及び音響式物理量方法を提供すること。
【解決手段】基準容器10内を駆動手段30により音響的に駆動すると共に被測定対象Mを収納した被測定容器20内を駆動手段40により音響的に駆動して、基準容器10内の圧力と被測定容器20内の圧力との間の差圧ゼロになるように駆動手段30及び駆動手段40をそれぞれ駆動する駆動信号Sig1,Sig2を制御する。そして、このときの基準容器10と被測定容器20の音響インピーダンスの比又はそれに対応する値に基づいて、被測定対象Mの体積、表面積、リークなどを測定する。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要



従来から音響インピーダンスを利用して被測定対象の表面積、体積、リーク、変位、速度などの物理量の測定値を測定する方法及び装置が提案されている。





例えば、下記特許文献1には、容器の音響インピーダンスが容器の内表面積によって変化する現象を利用して被測定対象の表面積を測定する音響式表面積測定装置が提案されている。この音響式表面積測定装置は、基準容器と被測定容器とに交番的体積変化を差動的に与えるスピーカーと、基準容器及び被測定容器のそれぞれの内部の圧力変化を検出する複数のマイクロホンと、これらのマイクロホンから出力される信号間の位相差を測定する信号処理部とを備えており、被測定容器に被測定対象を入れたときの位相差により被測定対象の表面積を算出するものである。





また、下記特許文献2には、容器の音響インピーダンスが容器容積によって変化する現象を利用して、被測定対象の容積ないしは体積を測定する音響式体積測定装置が提案されている。この音響式体積測定装置は、基準容器と被測定容器とに交番的体積変化を差動的に与えるスピーカーと、基準容器及び被測定容器のそれぞれの内部の圧力変化を検出する複数のマイクロホンと、これらのマイクロホンから出力される信号レベルの比(圧力変化の大きさ)を測定する信号処理部とを備えており、被測定容器に標準物を入れたときの圧力変化の大きさの比と、被測定容器に被測定対象を入れたときの圧力変化の大きさの比とから、標準物と被測定対象との体積差を求めるものである。





また、下記特許文献3には、容器の音響インピーダンスが容器のリークによって変化することを利用して被測定対象のリークを測定する音響式リーク測定装置が提案されている。この音響式リーク測定装置は、リークを測定すべき被測定容器に音響的に結合される基準容器と、被測定容器内の空気と基準容器内の空気とを差動的に駆動するスピーカーと、被測定容器と基準容器のそれぞれの内部の音圧を検出するマイクロホンとを備えており、マイクロホンの出力信号をとり込んでこれらの信号の間の位相差により被測定容器のリークを測定するものである。

産業上の利用分野



本発明は、音響インピーダンスを利用して被測定対象を測定する技術に関わる。

特許請求の範囲 【請求項1】
基準容器と、
被測定対象をその一部の構成とする被測定容器と、
前記基準容器内及び前記被測定容器内をそれぞれ音響的に駆動する複数の駆動手段と、
前記基準容器内と前記被測定容器内との差圧を検出する差圧センサと、
前記複数の駆動手段をそれぞれ駆動する複数の駆動信号のうち少なくとも一つの駆動信号を前記差圧センサで検出する差圧がゼロになるように制御し、このときの前記駆動信号の状態に基づいて、前記基準容器と前記被測定容器との音響インピーダンス比又はその等価値を判定し、当該判定値から前記被測定対象の測定値を算出する信号処理部と、を備えることを特徴とする音響式測定装置。

【請求項2】
前記駆動信号は、正弦波信号であり、
前記信号処理部は、前記差圧がゼロの状態での前記駆動信号の振幅と位相に基づいて、複素数で表される前記音響インピーダンス比又はその等価値を判定することを特徴とする請求項1に記載の音響式測定装置。

【請求項3】
前記信号処理部は、前記駆動信号として、複数の周波数の正弦波信号を用いて、前記音響インピーダンスの周波数特性を検出し、前記音響インピーダンス又はその等価値に加え、前記音響インピーダンスの周波数特性に基づいて、前記被測定対象の測定値を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の音響式測定装置。

【請求項4】
前記信号処理部は、前記音響インピーダンスの周波数特性に基づいて、前記被測定容器の形状誤差を補正することを特徴とする請求項3に記載の音響式測定装置。

【請求項5】
基準容器を用いて被測定容器の少なくとも一部を構成する被測定対象を測定する音響式測定方法であって、
前記基準容器内を音響的に駆動する駆動手段と前記被測定容器内を音響的に駆動する駆動手段のうち少なくとも一つの駆動手段を駆動する駆動信号を制御して、前記基準容器内と前記被測定容器内との差圧をゼロにするステップと、
前記差圧がゼロの状態での前記駆動信号の振幅と位相に基づいて、前記基準容器と前記被測定容器との音響インピーダンス比又はその等価値を判定し、当該判定値から前記被測定対象の測定値を算出するステップと、を有することを特徴とする音響式測定方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009138030thum.jpg
出願権利状態 登録
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