しろありNo.167

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47Termite Journal 2017.1 No.167図14　マイクロホン単体・集音器付感度比較写真７　シロアリ摂食音測定状況写真８　マイクロホン式シロアリ検知器外観図15　パラボラ集音器付マイクロホン測定例　パラボラ集音器付マイクロホンを使用したシロアリ摂食音の測定状況と測定例をそれぞれ写真７, 図15に示す。‐20‐1001020304010100感度(dB)周波数(kHz)単体および集音器付の特性比較単体の20kHzを0dBとして表示単体特性集音器特性感度差パラボラ付マイクロホンAEセンサマイクロホン測定距離960mmシロアリ試験木材　図15の測定例では, 木材表面のAEセンサがシロアリ摂食音を検知した時点から, 2.8ms後（距離960mmに相当）にマイクロホンで検知していることがわかる。２） MEMSマイクロホンの採用　マイクロホンは本開発のキーデバイスである。製品に採用したマイクロホンは, ICチップ上に振動板を構成したもので, MEMS（Micro Electric Mechanical System）と称される半導体である。検証用に使用したマイクロホンCO-100Kに比べてS/N比は６dB程度低いものの, 同等の帯域を有し, 環境性能に優れ, かつ, 価格は１/1000程度と実用性に優れている。３） 製品概要　マイクロホン式シロアリ検知器は, パラボラ集音器付マイクロホンと検知器本体から構成され, 外観を写真８, 回路構成を図16に示す。マイクロホンで検出したシロアリ摂食音の超音波信号はマイクロホンユニットに内蔵された１段目の増幅器で40dB（100倍）増幅され, さらに検出器本体の２段目増幅器で40dB増幅される。不要な帯域を制限する周波数フィルタ（20kHz〜70kHz）も備えている。増幅素子は最新の低雑音ICを採用し, ノイズ特性に留意している。増幅された超音波信号出力は16bit ADコンバータでデジタル化されデジタル信号処理される。デジタル信号処理IC（FPGA）は入力データが閾値を越えたかどうか判定し, 結果をマイクロコントローラに転送する。(b)木材960mm前方マイクロホン摂食音時間波形(a)木材表面AEセンサ摂食音時間波形(c)マイクロホン摂食音時間波形拡大(d)マイクロホン摂食音周波数スペクトラム2.8ms×346m/s=960mm時間軸拡大