CN110546533A - 感震传感器及地震判定方法 - Google Patents
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Abstract
提供能够抑制在感震传感器中将噪声误判定为地震而误输出切断信号的情况的技术。一种感震传感器，具备：地震判定部，在测定到的加速度超过了规定的阈值的情况下，从省电模式转移到功耗更大的测定模式，基于在之后的判定期间内测定到的加速度判定是否地震发生；以及指标计算部，在地震判定部判定为发生了地震的情况下，在判定期间后的地震处理期间内计算表示地震的规模的指标值，在地震处理期间内，在所述指标值为阈值以上的情况下，输出切断信号，该感震传感器还具备：继续地震判定部，基于在地震处理期间内测定到的加速度判定是否地震发生；以及切断判定部，在继续地震判定部判定为未发生地震的情况下，无论指标值如何，都不输出切断信号。
Description
技术领域
本发明涉及感震传感器及地震判定方法。
背景技术
在如当地震发生时用于切断燃气和电气的感震传感器这样，设置于例如仪表箱等中且由电池驱动的装置的情况下，特别希望降低待机功率。但是，使用微控制器的感震传感器能够通过运算处理获得用于评价地震的规模的指标值，而另一方面，与以往利用的通过振动而通电气的机械式感震传感器相比，功耗往往变得更大。另外，根据设置装置的环境，由人为的振动引起的噪声也被测定，并且测定到的噪声的程度也是各种各样的。并且，若将这样的噪声反复误检测为地震，则感震传感器的功耗会增大。
与之相关地，提出了如下的技术，即，感震传感器在从省电模式转移到测定模式之后进行地震判定，在判定为不是地震的情况下恢复为省电模式，在该感震传感器中，通过对测定到的加速度进行滤波，去除噪声分量来提高判定的精度(例如，专利文献1)。
在上述感震传感器的处理中，在检测到规定以上的加速度的情况下，从省电模式转移到测定模式进行地震判定，在判定为不是地震的情况下，恢复为省电模式，另一方面，在判定为发生了地震的情况下，计算表示地震的规模的评价指标，如果地震的规模为一定以上，则进行通知外部装置、关联设备等的处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-15604号公报
发明内容
发明要解决的课题
以往，基于传感器刚从省电模式转移到测定模式之后的振动，判定感震传感器测定到的摇晃是地震还是噪声。但是，如上所述，有时会将因人为的振动等产生的生活振动引起的脉冲状的冲击误判定为地震。另外，在发生这样的误判定的情况下，如果表示地震的规模的评价指标的值是一定值以上，则有时会将地震的规模当作一定规模以上而向外部装置或关联设备误输出用于切断燃气和电气等能源的供给的切断信号。
本发明是鉴于上述那样的问题而提出的，其目的在于，提供能够抑制在感震传感器中将噪声误判定为地震而误输出切断信号的情况的技术。
用于解决课题的手段
本发明的感震传感器，具备：测定部，测定加速度；地震判定部，基于在规定的判定期间内测定到的所述加速度，判定是否发生了地震；以及指标计算部，在所述地震判定部判定为发生了地震的情况下，在所述判定期间后的地震处理期间计算表示地震的规模的指标值，在所述地震处理期间内，在所述指标计算部计算到的指标值为规定的阈值以上的情况下，向附设的外部装置或关联设备输出用于切断动作的切断信号，其特征在于，所述感震传感器还具备：继续地震判定部，基于在所述地震处理期间内测定到的所述加速度，判定是否发生了地震；以及切断判定部，在所述继续地震判定部判定为未发生地震的情况下，无论所述指标值如何，都不输出所述切断信号。
在此，在以往的感震传感器中，在地震判定部判定为发生了地震的情况下，在判定期间后的地震处理期间内，由指标计算部计算表示地震的规模的指标值。并且，在计算出的指标值为规定的阈值以上的情况下，例如向感震传感器所连接的外部装置或关联设备侧输出切断信号，外部装置或关联设备基于该信号切断电气和燃气等。相对于此，在本发明中，继续地震判定部在地震判定用的判定期间内暂时判定为发生了地震，在转移到地震处理期间后还继续判定是否发生了地震。并且，在继续地震判定部在地震处理期间内判定为未发生地震的情况下，切断判定部无论指标值如何都不输出切断信号。
若这样，在判定期间内将地震以外的噪声误判定为地震而转移到地震处理期间的情况下，与指标计算部计算指标值并行地继续判定是否发生了地震，在地震处理期间内判定为未发生地震的情况下，无论指标值如何，都不输出切断信号。其结果是，能够抑制感震传感器将由其他原因引起的噪声误判定为地震从而向外部装置、关联设备输出切断信号的情况，能够更确切地抑制关联设备的动作被切断的情况。此外，本发明可以应用于如下的感震传感器，即，在所述测定部测定到的加速度超过规定的阈值的情况下，从省电模式转移到功耗比该省电模式的功耗大的测定模式，所述规定的判定期间是转移到所述测定模式后的期间。
另外，在本发明中，所述地震判定部及继续地震判定部的判断基准可以是下述的a至l中的任一基准：a.加速度值；b.加速度值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；c.根据加速度计算的响应速度值、速度值；d.响应速度值或速度值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；e.根据加速度值计算的位移值；f.位移值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；g.根据加速度计算的SI(谱强度：SpectrumIntensity)值；h.SI(谱强度：Spectrum Intensity)值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；i.峰值频率；j.在将规定的区间的上述a至i的值与规定的阈值相比较的情况下的大小关系；k.上述a至i的值超过阈值的次数是连续几次、或者在指定次数中有几次满足了条件；l.上述a至k的任意的组合。此外，规定的区间可以是地震判定及冲击判定的整个区间，也可以是更小的单位。另外，该区间可以是恒定值，也可以是变动值。例如作为变动值的例子，可以始终计算加速度值的差分，将从+变为-的点到下一次从+变为-的点设为区间。另外，不仅比较阈值，还可以根据超过该阈值的次数是连续几次、或者指定次数中有几次满足了条件来判断。另外，还可以通过FFT等频谱频率分解，根据频率特性的比较进行判断。
另外，在本发明中，所述继续地震判定部的判断基准与所述地震判定部的判断基准可以设为相同的判断基准。由此，在地震处理期间内也能够继续进行相同的地震判定。另外，所述继续地震判定部的判断基准与所述地震判定部的判断基准也可以设为不同的判断基准。由此，例如地震判定部为了安全，在是因生活振动引起的冲击的情况下也判定为发生地震，继续地震判定部将因生活振动引起的冲击判定为是噪声而不是发生地震等，能够利用地震判定部和继续地震判定部的组合，自由度更高且精度良好地进行判定。
另外，在本发明的特征在于，在所述继续地震判定部判定为未发生地震的情况下，所述切断判定部以上位系统能够对表示是非地震原因的切断信号的意思进行判断的形式，输出所述切断信号。在此，作为上位系统判断表示是非地震原因的切断信号的意思的方法，例如可以以与因地震而产生的切断输出不同的模式输出切断输出本身，也可以使得通过读取感震传感器的内部信息能够辨别是因地震而产生的还是非因地震而产生的。可以将非地震的表现具体化为冲击或噪声。由此，能够以与感震传感器的处理独立的方式，决定在继续地震判定部检测到例如基于规定的生活振动的冲击的情况下接收了切断信号的外部装置或关联设备侧的处理。其结果是，作为系统整体能够以更高的自由度构建处理内容。
另外，本发明也可以是一种地震判定方法，包括：地震判定步骤，基于在规定的判定期间内测定到的所述加速度，判定是否发生了地震；以及指标计算步骤，在所述地震判定步骤中判定为发生了地震的情况下，在所述判定期间后的地震处理期间内计算表示地震的规模的指标值，在所述地震处理期间内计算出的指标值为规定的阈值以上的情况下，输出将关联设备的动作切断的切断信号，其特征在于，所述地震判定方法还包括：继续地震判定步骤，基于在所述地震处理期间内测定到的所述加速度，判定是否发生了地震；以及切断判定步骤，在所述继续地震判定步骤中判定为未发生地震的情况下，无论所述指标值如何，都不输出所述切断信号。
在该情况下，本发明可以应用于如下的地震判定方法，即，在测定到的加速度超过规定的阈值的情况下，从省电模式转移到功耗比该省电模式的功耗大的测定模式，所述规定的判定期间是转移到所述测定模式后的期间。
另外，本发明的上述地震判定方法也可以是，其特征在于，所述地震判定步骤及所述继续地震判定步骤中的判断基准是下述的a至l中的任一基准：a.加速度值；b.加速度值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；c.根据加速度计算的响应速度值、速度值；d.响应速度值或速度值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；e.根据加速度值计算的位移值；f.位移值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；g.根据加速度计算的SI(谱强度：Spectrum Intensity)值；h.SI(谱强度：SpectrumIntensity)值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；i.峰值频率；j.在将规定的区间的上述a至i的值与规定的阈值相比较的情况下的大小关系；k.上述a至i的值超过阈值的次数是连续几次、或者在指定次数中有几次满足了条件；l.上述a至k的任意的组合。在此，规定的区间可以是地震判定及冲击判定的整个区间，也可以是更小的单位。另外，其区间可以是恒定值，也可以是变动值。例如作为变动值的例子，可以始终计算加速度值的差分，将从+变为-的点到下一次从+变为-的点设为区间。另外，不仅比较阈值，还可以根据超过该阈值的次数是连续几次或者指定次数中有几次满足了条件来判断。另外，还可以通过FFT等频谱频率分解，根据频率特性的比较进行判断。
另外，本发明的上述的地震判定方法也可以是，其特征在于，所述继续地震判定步骤的判断基准和所述地震判定步骤的判断基准相同。
另外，本发明的上述的地震判定方法也可以是，其特征在于，在所述继续地震判定步骤中判定为未发生地震的情况下，在所述切断判定步骤中，以上位系统能够对表示是非地震原因的切断信号的意思进行判断的形式，输出所述切断信号。在此，作为上位系统对表示是非地震原因的切断信号的意思进行判断的方法，例如可以以与地震的切断输出不同的模式输出切断输出本身，也可以使得通过读取感震传感器的内部信息辨别是因地震而产生的还是非因地震而产生的。可以将非地震的表现具体化为冲击或噪声。
此外，用于解决课题的手段所述的内容能够在不脱离本发明的课题和技术思想的范围内尽可能地组合。
发明效果
根据上述发明，能够更确切地抑制在感震传感器中将噪声误判定为地震而误输出切断信号的情况。
附图说明
图1是示出感震传感器的一个例子的装置结构图。
图2是示出感震传感器的一个例子的功能框图。
图3是用于说明在本实施方式中测定的加速度和阈值的图。
图4是示出感震传感器的以往的感震处理的一个例子的处理流程图。
图5是本发明的实施例1的感震传感器的功能框图。
图6是示出本发明的实施例1的感震传感器的感震处理的一个例子的处理流程图。
图7是示出本发明的实施例1的地震处理和继续地震判定处理的一个例子的处理流程图。
图8是示出在检测到由脉冲状的冲击产生的加速度的情况下实施例1的感震传感器的动作的图。
图9是示出本发明的实施例2的地震判定处理的一个例子的处理流程图。
图10是示出在检测到由脉冲状的冲击产生的加速度时执行实施例1的地震判定处理的情况和执行实施例2的地震判定处理的情况下的感震传感器的动作的图。
图11是示出在地震处理中检测到由脉冲状的冲击产生的加速度时执行实施例1的继续地震判定处理的情况和执行实施例2的继续地震判定处理的情况下的感震传感器的动作的图。
图12是示出地震判定处理的地震判定的条件的变化的图。
图13是用于说明在地震判定处理中判定为是因生活振动引起的脉冲状冲击的条件的图。
图14是用于说明地震判定处理中的地震判定的条件及动作的图。
图15是示出未设定省电模式的情况的感震传感器的感震处理的一个例子的处理流程图。
图16是示出在未设定省电模式的情况下检测到由脉冲状的冲击产生的加速度时地震判定处理中的感震传感器的动作的图。
图17是示出在未设定省电模式的情况下在继续地震判定处理中检测到由脉冲状的冲击产生的加速度时感震传感器的动作的图。
具体实施方式
＜实施例1＞
下面，一边参照附图一边说明本发明的实施例1的感震传感器。但是，下面说明的实施例示出的是感震传感器的一个例子，本发明的感震传感器不限于下面的结构。
〔装置结构〕
图1是示出本实施例的感震传感器的一个例子的装置结构图。感震传感器1具有加速度传感器11、微控制器12、存储部13、输出部14和输入部15。加速度传感器11例如是使用压电元件的加速度传感器或检测电极间的静电容量的加速度传感器。此外，加速度传感器11测定(也称为“采样”)到的加速度被输出至微控制器12。微控制器12例如是通用的集成电路，以规定的周期获取加速度传感器11测定的加速度，基于加速度检测地震的发生，或者计算表示地震的规模的指标值。
另外，微控制器12根据状况以活动模式或睡眠模式这样的不同的形式进行动作。睡眠模式是指如下的动作形式，即，微控制器12通过一边接受中断一边停止命令的执行，或者停止时钟的供给等限制功能的方式进行动作，，由此与活动模式相比，降低功耗。微控制器12在活动模式下，进行判定所检测到的振动是地震还是噪声的判定处理，或者计算表示地震的规模的指标值。
存储部13是RAM(随机存取存储器，Random Access Memory)等暂时存储单元或EPROM(可擦除可编程只读存储器：Erasable Programmable Read Only Memory)等非易失性存储器，存储部13例如保持测定到的加速度和地震判定用的阈值等。此外，存储部13也可以是内置有加速度传感器11或微控制器12的存储器。另外，输出部14例如是微控制器12具有的输出端子。例如在判定为发生了地震的情况下，微控制器12经由输出部14向其他装置输出表示地震发生、其规模的信息。另外，输入部15是微控制器12具有的输入端子。微控制器12可以经由输入部15接受例如未图示的开关的操作、来自其他装置的命令的输入等。此外，可以在加速度传感器11与微控制器12之间设置未图示的高通滤波器，来去除重力分量。另外，微控制器12可以将加速度传感器11测定的加速度变换为以规定的偏移为基准的加速度的绝对值并进行处理。
〔功能结构〕
以下，图2是示出以往的感震传感器1的一个例子的功能框图。感震传感器1具有加速度测定部101、加速度存储部102、起动判定部103、基准值存储部104、地震判定部105、评价指标计算部106、输出部107、偏移调整部108、判定存储部109及滤波部110。此外，图1所示的加速度传感器11或微控制器12基于规定的程序进行动作，由此实现加速度测定部101、起动判定部103、地震判定部105、评价指标计算部106、偏移调整部108及滤波部110。另外，由图1的存储部13实现加速度存储部102、基准值存储部104及判定存储部109。此外，至少地震判定部105和评价指标计算部106通过微控制器12以活动模式进行动作来实现。另外，输出部107通过图1的微控制器12及输出部14基于规定的程序进行动作来实现。
加速度测定部101以规定的周期测定加速度。此外，加速度测定部101通常以比较低的速率(即，比较大的测定周期)反复测定加速度。此外，在进行这样的低速采样的情况下，微控制器12基本上以睡眠模式进行动作。将这样的功耗小的动作状态也称为“待机状态”或“省电模式”。换言之，所说的“待机状态”是进行低速采样的动作状态，此时，微控制器12以功能受限制的睡眠模式进行动作，所以可以抑制功耗。
另外，加速度测定部101在检测到比在基准值存储部104中预先设定的阈值大的振动的情况下，以比低速采样时更高的速率(即，比较小的周期)反复测定加速度。在进行这样的高速采样时，微控制器12以睡眠模式或活动模式进行动作。此外，在地震判定部105和评价指标计算部106进行处理的情况下，微控制器12以活动模式进行动作。将这样的高速采样时的动作状态也称为“测定模式”，动作状态从省电模式向测定模式的转移也称为“起动”。换言之，“测定模式”是进行高速采样的动作状态，此时如果微控制器12存在以功能受限制的睡眠模式进行动作的情况，则也存在以能够以最大限度的计算能力进行动作的活动模式进行动作的情况。在测定模式下，通过采样周期变短，另外微控制器12从睡眠模式转移到活动模式，由此功耗变得比省电模式大。
滤波部110对加速度测定部101测定到的加速度值进行滤波处理，将滤波后的加速度保持于加速度存储部102。在本实施方式中，滤波部110是作为所谓的数字滤波器进行动作的。滤波的具体方法能够采用已有的技术。滤波部110例如能够计算加速度的绝对值的移动平均值，由此发挥作为低通滤波器的功能。
另外，加速度存储部102保持加速度测定部101测定到的加速度值或滤波部110滤波后的加速度值。起动判定部103对加速度测定部101测定到的加速度值与在基准值存储部104中保持的起动阈值进行比较，在加速度值超过起动阈值的情况下，从省电模式起动到测定模式。另外，地震判定部105使用加速度测定部101以测定模式测定到的加速度和在基准值存储部104中预先设定的阈值，判定测定到的加速度是表示地震还是噪声。在本实施例中，在起动判定部103检测到超过起动阈值的加速度后，地震判定部105定义单个或多个判定期间，并在每一个判定期间进行处理。
在地震判定部105判定为是地震的情况下，评价指标计算部106计算表示地震的规模的评价指标。例如，作为地震评价指标，计算SI(谱强度，Spectrum Intensity)值。并且，输出部107将计算出的SI值输出至外部装置。另外，在外部装置中，可以在基于SI值判定为是规定规模以上的规模的地震的情况下，进行例如切断如燃气、电气这样的能源的供给的处理。
另一方面，在地震判定部105判定为振动是噪声的情况下，偏移调整部108进行所谓的偏移调整。在本实施例中，将随着传感器随时间变化而发生的测定值的变化量、随着温度变化而发生的测定值的变化量、在设置的传感器的姿势因某种原因而倾斜的情况下重力加速度相对于传感器的方向变化而发生的测定值的变化量等所测定出的加速度所包括的噪声分量称为偏移分量。偏移调整部108例如计算被判定为是噪声的加速度的最大值及最小值的中央值、加速度的平均值作为偏移分量。
图3是用于说明在本实施方式中测定的加速度、偏移分量及阈值的图。关于图3的曲线图，纵轴表示加速度的大小，横轴表示时间的经过。如图3的(1)所示，在测定到用粗实线表示的振动的情况下，偏移分量能够作为例如用单点划线表示的加速度的平均值而求出。所计算出的偏移分量被存储于基准值存储部104，并被用于由起动判定部103执行的起动判定和由地震判定部105执行的地震判定中。另外，如图3的(2)、(3)所示，在测定到用粗实线表示的振动的情况下，如用虚线所示的那样，阈值被规定为相对于偏移分量的相对值。
〔感震处理〕
图4是示出利用上述以往的感震传感器1的以往的感震处理的一个例子的处理流程图。利用感震传感器1的感震处理是以如下的方式进行的处理，即，在检测到规定加速度以上的加速度的情况下，从待机状态(省电模式)转移到测定模式进行地震判定处理，在判定为发生了地震的情况下，再转移到地震处理，如果地震的规模是一定规模以上，则向关联设备输出切断信号。本例程在感震传感器1中持续地反复执行。当执行本例程时，首先在S101中，初始设定在基准值存储部104中存储且在感震处理中使用的阈值(基准值)的值等。若S101的处理结束，则进入S102。在S102中，维持待机状态。更具体地说，感震传感器1的加速度测定部101以省电模式测定加速度。在待机状态下，加速度测定部101进行低速采样。若S102的处理结束，则进入S103。在S103中，感震传感器1的起动判定部103判定是否起动(即，转移到测定模式)。
在本步骤中，在S102中测定的加速度为图3所示的阈值(也称为“起动阈值”)以下的情况下(S103：否)，处理返回S102，继续处于待机状态(省电模式)。在此，起动阈值例如是50gal那样的表示加速度的值，在S101中被初始设定且保持于基准值存储部104。另一方面，在S102的待机状态下测定的加速度大于图3所示的阈值的情况下(S103：是)，加速度测定部101转移到S104的地震判定处理(测定模式)。此外，如图3的(2)及(3)所示，起动阈值是以偏移为基准的相对的值。另外，在地震判定处理(测定模式)中，加速度测定部101进行高速采样。
另外，在S104的地震判定处理中，加速度测定部101在地震判定处理(测定模式)中以高速采样测定加速度，滤波部110对测定到的加速度进行上述的滤波处理，将结果值存储于加速度存储部102，并且评价指标计算部106开始计算规定的评价指标。此外，可以是由微控制器12转移到活动模式执行滤波，也可以是在微控制器12保持睡眠模式不变的状态下由加速度传感器11执行滤波。此外，在地震判定处理中，滤波不是必需的。此外，S104的处理相当于以往的地震判定步骤。
另外，此时，作为评价指标，例如开始计算SI值。SI值是指，地震评价指标的一个例子，并被认为与建筑物受到的损坏程度相关。此外，在之后的步骤中，感震传感器1的输出部107将计算出的评价指标输出至其他装置。具体地说，能够利用下面的式子(1)求出SI值。
数学式1
上述的SI值是，由刚性大的构造物的固有周期即0.1秒～2.5秒之间的速度响应频谱的积分值的平均值作为表示地震运动的破坏力的指标。此外，Sv是速度响应频谱，T是周期，h是衰减常数。
若在S104的地震判定处理中经过规定的判定期间，则进入S105。在S105中，判定是否发生了地震。更具体地说，地震判定部105判断在S104的地震判定处理中测定到的加速度值是否满足规定的条件。例如在判定期间内测定到的加速度的最大值与最小值的差为100gal以上的情况下，地震判定部105判断为发生了地震。
在S105中判断为发生了地震的情况下(S105：是)，进入S107的地震处理。另一方面，在S105中判断为未发生地震的情况下(S105：否)，进入S106的偏移处理。在该偏移处理中，感震传感器1的偏移调整部108调整前述的偏移。在本步骤中，作为偏移，例如求出在图3的(1)中用单点划线表示的加速度的平均值。通过这样来调整阈值的基准。若S106的处理结束，则返回S102的待机状态。
在S107中，感震传感器1的评价指标计算部106计算表示地震的规模的评价指标。此外，在对评价指标进行计算时，微控制器12以活动模式动作。评价指标能够计算上述的式(1)的SI值。并且，在此处计算出的评价指标大于阈值的情况下，判定为发生预定强度以上的地震，并向附设有感震传感器1的外部装置(未图示)输出评价指标(SI值)。然后，从该外部装置输出用于切断燃气和电气等能源的供给的切断信号，来切断燃气和电。若S107的处理结束，则进入S108。此外，在S107的处理中计算SI值的步骤相当于指标计算步骤。(该指标计算步骤可以包括地震判定处理中的SI值的计算步骤。)
在S108中，判定地震处理期间是否结束。该地震处理期间是预先在S101中初始设定的期间，例如可以是120sec这样的期间。在S108中判定为地震处理期间还未结束的情况下，返回S107的处理之前，继续地震处理。另一方面，在S108中判定为地震处理期间结束的情况下，进入S109。在S109中，地震处理结束，SI值的计算也停止，SI值被重置。若S109的处理结束，则本例程的处理暂时结束。
但是，在上述那样的以往的感震处理中，在地震处理中不进行地震判定，所以存在如下的情况，即，例如即使在地震判定处理的判定错误的情况、在地震处理时地震平息的情况下，在SI值因噪声而变大时，也输出切断信号。
相对于此，在图5中示出本实施例的感震传感器21的功能框图。本实施例的感震传感器21与图2所示的感震传感器1的不同点在于，在感震传感器21中具有：继续地震判定部201，在转移到地震处理后，也继续判定加速度是由地震引起的还是由其他噪声引起的；以及切断判定部202，即使在转移到地震处理且SI值超过阈值的情况下，在继续地震判定部201判定为该振动不是由地震引起的而是由噪声引起的情况下，不向外部装置(未图示)输出SI值，不向外部装置输出切断信号。
在图6中示出由本实施例的感震传感器21进行的感震处理的处理流程。本过程与图4所示的感震处理的处理流程的不同点在于，取代S107的地震处理，而进行S117的地震处理和继续地震判定处理。
在图7中示出将S117的处理进一步详细分解的处理流程。如图7所示，当开始进行S117的“地震处理和继续地震判定处理”时，首先，在S121中，根据加速度值由评价指标计算部106计算SI值等地震评价指标。此外，在计算SI值的情况下，微控制器12以活动模式进行动作，基于式(1)进行计算。若S121的处理结束，则进入S122。在S122中，判定在S120中计算出的SI值等地震评价指标是否满足预先决定的阈值。在S122中判定为SI值等地震评价指标为阈值以上的情况下，判断为是大小为预定强度以上的振动，并因此进入S123。另一方面，在判定为SI值等地震评价指标小于阈值的情况下，判断为振动本身小于预定强度，没有大到需要切断关联设备的程度，并因此进入S125。
在S123中，与S105同样地再一次判定是否发生了地震。更具体地说，地震判定部105判定加速度值是否满足规定的条件。例如在判定期间内测定到的加速度的最大值与最小值的差为100gal以上的情况下，地震判定部105判定为发生了地震。在该情况下，继续地震判定处理中的判断基准与地震判定处理中的判断基准相同。在S123中判定为发生了地震的情况下，进入S124。另一方面，在判定为未发生地震的情况下，进入S125。
在S124中向外部装置(未图示)输出切断信号。另一方面，在S125中不输出切断信号。若S124或S125的处理结束，则地震处理和继续地震判定处理结束，进入图6的S108。
如以上那样，根据本实施例，在地震判定处理的结果是判定为发生地震而转移到地震处理之后，通过继续地震判定处理继续进行地震判定。并且，即使在地震处理中判定为SI值等地震评价指标为阈值以上的情况下，在继续地震判定处理中判定为未发生地震的情况下，不向外部装置输出切断信号。由此，能够在更长的期间内继续进行地震判定，能够更确切地抑制在实际未发生地震的状况下输出切断信号的情况。此外，在本实施例的地震处理和继续地震判定处理中判定为不是地震的情况下，可以转移到待机状态，也可以转移到偏移处理状态。或者，可以返回至地震判定，也可以继续进行地震判定，还可以继续实施地震处理。
在上述的实施例1中，作为一个例子，在判定期间测定到的加速度的最大值与最小值的差为100gal以上的情况下，地震判定部105判断为发生了地震。但是，地震判定的判断基准不限于上述情况。例如。除了最大值与最小值的差之外，也可以使用在规定期间内测定到的加速度或其滤波值的平均值、平均值与方差值(或标准偏差值)的和、方差值、累计值、变化率、频率、频谱、积分值、SI值、最大加速度值、响应速度值、最大速度值、最大位移量。即，能够采用与在各判断期间内测定到的加速度对应的各种各样的值。并且，在求出的值和规定的阈值满足规定的大小关系的情况下，判定为是地震。
另外，在采用平均值与方差值的和的情况下，例如在将标准偏差设为σ时，可以将σ乘以规定的系数得到的值作为方差值来处理。若这样，则在检测到按照正态分布的噪声成分的情况下，能够抑制因噪声引起的起动。此外，累计值可以设为将以规定的采样周期测定到的加速度相加得到的值或将加速度的绝对值相加得到的值。频率例如可以求出峰值频率是否为规定的频率(例如，1Hz等)。也可以在频谱的规定的周期带的频谱强度和规定的阈值满足规定的大小关系的情况下，判定为是地震。另外，例如也可以是通过加减乘除将2个以上的上述值组合而成的值。
＜实施例2＞
下面，说明本发明的实施例2。
在此，在实施例1中在为了判定地震发生而实施的以往的地震判定处理中考虑如下的情况，即，在检测到不是因地震那样的连续的振动引起的脉冲性的冲击，而是检测到因人为的振动等引起的脉冲性的冲击的情况下，也设为地震发生，结果在地震处理中输出切断信号。
图8是示出实施例1的感震处理对于脉冲状的冲击的响应的状态的图。如图8的(a)，在待机状态下仅一次检测到脉冲性的冲击的情况下，暂时转移到地震判定处理(测定模式)，但是在地震判定处理中的判定期间内没有判定为发生地震，所以当地震判定处理结束时返回至待机状态。但是，如图8的(b)所示，在多次检测到脉冲性的冲击的情况下，有时会在地震处理中输出切断信号。即，在待机状态、从待机状态转移到的地震判定处理、从地震判定处理进一步转移后的地震处理中，检测到脉冲性的冲击的情况下，有时在地震处理中SI值为阈值以上，且在继续地震判定处理中也判定为发生地震。
在本实施例中，设为即使在上述那样多次检测到脉冲性的冲击的情况下，也进行以下那样的处理，以避免误判定为地震发生。
本实施例的感震处理的流程本身与图6所示的实施例1的感震处理等同。但是，在本实施例中，地震判定处理S104、判定是否发生地震的判定处理S105、S117中的地震处理和继续地震判定处理的处理内容不同。在图9中示出本实施例的地震判定处理的详细流程。
在本实施例的感震处理中，当从待机状态转移到测定模式开始进行地震判定处理时，首先，进入S210，在判定期间内判定是否检测到700gal以上的加速度。在此，在判定期间内判定为未检测到700gal以上的加速度的情况下(S210：否)，判定为不是因生活振动引起的冲击，并因此进入S213。另一方面，在S210中，在判定期间内判定为检测到700gal以上的加速度的情况下，判断为存在检测到因生活振动引起的冲击的可能性，并因此进入S211。
在S211中，在判定期间内，判定是否在检测到700gal以上的加速度之后连续10次以上检测到±50gal以下的加速度。在此，在判定为在检测到700gal以上的加速度之后连续10次以上检测到±50gal以下的加速度的情况下(S211：是)，加速度的波形为在一定大小以上的大脉冲之后急剧收敛的波形，并判定为是因生活振动引起的脉冲性的冲击，因此进入S212。另一方面，在检测到700gal以上的加速度之后的10次检测中的至少1次以上检测到大于±50gal的加速度的情况下(S211：否)，不判断为是因生活振动引起的脉冲性的冲击，并因此进入S213。
在S212的处理中，以在判定期间内检测到的加速度是因生活振动引起的脉冲性的冲击为前提，将生活振动标志设定为T。若S212的处理结束，则进入S213。在S213中，判定是否经过了判定期间。在此，在判定为还未经过判定期间的情况下(S213：否)，返回至S210的处理之前，继续检测由地震冲击产生的加速度，并且继续判断是否为生活振动。另一方面，在S213中判定为经过了判定期间的情况下(S213：是)，进入S214。
在S214中，判定生活振动标志是否被设定为T。在此，在判定为生活振动标志被设定为T的情况下(S214：是)，判断为所检测到的加速度是因生活振动引起的，并因此进入S215。另一方面，在判定为生活振动标志未被设定为T的情况下(S214：否)，判断为具有发生地震的可能性，并因此进入S216。
在S215中，之前计算出的SI值的值被重置。若S215的处理结束，则进入S217。在S216中，判定在判定期间内检测到的加速度的最大值减去最小值得到的差分是否为100gal以上。在此，在为肯定判定的情况下，判断为发生了地震，并因此转移到地震处理。另一方面，在为否定判定的情况下，判断为未发生地震，并因此进入S218，在进行偏移处理后，返回初始设定的处理。
另外，在S217中，也判定在判定期间内检测到的加速度的最大值减去最小值得到的差分是否为100gal以上。在此，在为肯定判定的情况下，虽然判定为是因生活振动引起的，但是由于检测到大的加速度，所以返回至S210的处理之前，进一步继续进行地震判定处理。另一方面，在S217中为否定判定的情况下，判断为未发生地震，并因此进入S218，在进行了偏移处理之后，返回至初始设定的处理。
图10示出在执行实施例1的地震判定处理的情况和执行本实施例的地震判定处理的情况下，当反复检测到脉冲状的冲击时的动作。图10的(a)示出实施例1的地震判定处理，图10的(b)示出执行本实施例的地震判定处理的情况下的感震传感器的动作。如图10的(a)所示，在执行实施例1的地震判定处理的情况下，以待机状态检测到脉冲性的冲击，由此转移到测定模式，在判定期间内进一步检测到脉冲性的冲击，由此判定为发生了地震。并且，存在如下的危险，即，在地震处理中计算出的SI值超过阈值，进而在继续地震判定处理中判定为发生了地震，所以输出切断信号。
另一方面，在执行本实施例的地震判定处理的情况下，在反复检测到脉冲性的冲击的期间，在多个判定期间内反复进行地震判定处理，在没有检测到脉冲性的冲击的时刻，返回至待机状态。
而且，如图11所示，即使假设转移到地震处理，也在检测到脉冲状的冲击波形的情况下，在继续地震判定处理中判定为因生活振动引起的冲击。并且，即使SI值满足切断条件也不输出切断信号，强制结束地震处理，返回至待机状态。此外，在切断判定部202进行了不输出切断信号的处理之后，继续地震判定部201不是必需返回至待机状态，也可以保持原样地继续进行地震处理和继续地震判定处理。此外，在本实施例中，继续地震判定部201在转移到地震处理之后还继续判定是否满足判定存储部109的条件的处理，相当于继续地震判定步骤。另外，在基于SI值等地震评价指标是大小为一定大小以上的地震且被继续地震判定部201视为地震的情况下，切断判定部202输出切断信号，在基于SI值等地震评价指标是大小为一定大小以上的地震且不被继续地震判定部201视为地震的情况下，切断判定部202不输出切断信号的处理，相当于切断判定步骤。
此外，在图9所示的地震冲击判定处理中，使用如下的3个条件：(1)检测到的加速度是否为700gal以上；(2)在检测到700gal以上的加速度之后，是否连续10次检测到±50gal以下的加速度；(3)在判定期间中检测到的加速度的最大值减去最小值得到的差分是否为100gal以上。并且，根据是否满足这些条件，判断是继续进行地震冲击判定处理，还是转移到地震处理，还是返回至待机处理。但是，本发明并不限于必需使用(1)～(3)全部的条件进行上述判断的处理。此外，(2)在检测到700gal以上的加速度之后，是否连续10次检测到±50gal以下的加速度这一条件的含义是，检测到在大脉冲后急剧收敛那样的波形作为冲击。
在图12中示出，在根据上述(1)检测到的加速度是否为700gal以上这一条件的采用与否和地震判定的判定期间是否反复多次，变更地震判定处理中的判定条件的情况下的变化。如下所示，关于本发明，除了以地震判定的判定期间反复多次为前提的感震处理以外，以在地震判定的判定期间限于一次的感震处理中也能够应用为前提。
在图12中的第1象限的模式、即判定期间反复执行且采用700gal以上的条件的模式中，在最初的判定期间内检测到700gal以上的最大加速度且在判定期间内检测到的加速度的最大值减去最小值得到的差分小于100gal，而且在检测到700gal以上的最大加速度之后连续10次以上检测到±50gal以下的加速度的情况下，判定为是因生活振动引起的脉冲状冲击。并且，在是因生活振动引起的脉冲状冲击的情况下，反复进行地震判定。另外，在是因生活振动引起的脉冲状冲击的情况下，暂时将SI值重置。
在图12中的第2象限的模式、即判定期间有一次且采用700gal以上的条件的模式中，在最初的判定期间内检测到700gal以上的最大加速度且之后连续10次以上检测到±50gal以下的加速度的情况下，判定为因生活振动引起的脉冲状冲击，返回至待机状态。上述的两个条件比在判定期间内检测到的加速度的最大值减去最小值得到的差分小于100gal这一条件优先。
在图12中的第3象限的模式、即判定期间有一次且不采用700gal以上的条件的模式中，在最初的判定期间内检测到的加速度的最大值减去最小值得到的差小于100gal，或者连续10次以上检测到±50gal以下的加速度的情况下，判定为因生活振动引起的脉冲状冲击，返回至待机状态。但是，在检测到的加速度的最大值减去最小值得到的差分小于100gal且连续10次以上检测到±50gal以下的加速度的情况下，不更新偏移值(不进行偏移处理)。
在图9的第4象限的模式、即判定期间反复执行且不采用700gal以上的条件的模式中，在最初的判定期间内检测到的加速度的最大值减去最小值得到的差分小于100gal且连续10次以上检测到±50gal以下的加速度的情况下，判定为因生活振动引起的脉冲状冲击。并且，在是因生活振动引起的脉冲状冲击的情况下，反复进行地震判定。另外，在是因生活振动引起的脉冲状冲击的情况下，将SI值暂时重置。
此外，在上述的实施例2中，也可以取代(1)～(3)的地震判定处理中的判定条件，而如图13的(a)所示使用以下的2个判定条件：(4)在判定期间中检测到的加速度的最大值减去最小值得到的差分是否为100gal以上；(5)是否以0.04sec以下的周期检测到500gal以上的加速度。
另外，在上述的地震冲击处理中，如图13的(b)所示，可以在检测到脉冲状的冲击之后检测到恒周期性的加速度的情况下，将该加速度判定为基于生活振动的冲击及振动。
如图13的(b)所示，在本实施例中，关于在检测到脉冲状的冲击之后连接有恒周期性的波形的波形，例如在发生人为的振动时，设想产生脉冲状的冲击，之后接续进行基于感震传感器的设置环境的固有频率的恒频振动的情况。另外，设想在发生了某一程度的振动的状态下，由人为的振动产生脉冲状的振动的情况。
如图14所示，该情况的判定条件是：(4)在判定期间中检测到的加速度的最大值减去最小值得到的差分是否为100gal以上；(6)当前判定期间内的加速度的最大值和最小值的差分、与上个判定期间内的加速度的最大值和最小值的差分的差是否＞-50gal；(7)当前判定期间的1/3期间内的加速度的最大值和最小值、与上个1/3期间内的加速度的最大值和最小值之差是否＞0gal。并且，在第1～2个判定期间内，在满足(4)且(6)或者满足(4)且(7)的情况下，判定为地震发生，在第3个以后的判定期间内，在满足(4)且(6)的情况下，判定为地震发生。
而且，在该例子中，在判定为地震发生的判定期间的最后检测到加速度的恒周期波形的情况下，判断为这是因生活振动引起的冲击及振动，并转移到下个判定期间。另外，在判定为地震发生的判定期间的最后没有检测到加速度的恒周期波形的情况下，直接确定地震发生的判定并转移到地震处理。
此外，在上述的实施例的条件等中使用的数值只不过是一个例子，能够在与发明的宗旨一致的范围内适当变更。
例如，本发明也能够应用于未设定省电模式的感震传感器。在该情况下，在上述的实施例中，不需要“执行省电模式的处理，在省电模式下测定的加速度超过阈值的情况下，从省电模式转移到测定模式”的处理。在图15中示出未设定省电模式的情况的感震传感器中的感震处理的流程图的一个例子。在该情况下，与图6所示的感震处理的流程图相比，可知省略了维持待机状态的S102的处理和感震传感器1的起动判定部103判定是否起动的S103的处理。即，在图15的感震处理中，总是实施地震判定处理，在S105中暂时判定为发生了地震，并转移到地震处理及继续地震判定处理之后，又判定为例如是人为的冲击而不是地震的情况下，中断地震处理。在此，各地震判定的期间可以是一样的，也可以变化。
另外，在图16中示出在未设定省电模式的情况下反复检测到脉冲状的冲击时的感震传感器的动作。图16的(a)相当于图10的(a)所示的实施例1的地震判定处理，图16的(b)相当于执行图10的(b)所示的实施例2中的地震判定处理的情况下的感震传感器的动作。在图16中，若与图10所示的处理相比，则从待机状态(省电模式)进行起动判定并转移到地震判定处理(测定模式)的处理被省略，直接进行地震判定处理。
在图16的(a)中，在地震判定的判定期间内检测到脉冲性的冲击，在判定期间内进一步检测到脉冲性的冲击，由此判定为发生了地震。在该情况下，在地震处理中计算出的SI值超过阈值，而且在继续地震判定处理中也判定为发生了地震，所以输出切断信号。另一方面，在执行16的(b)所示的地震判定处理的情况下，在反复检测到脉冲性的冲击的期间，不输出切断信号，在多个判定期间内反复进行地震判定处理，在没有检测到脉冲性的冲击的时刻，也还继续进行地震判定处理。
另外，在图17中示出在未设定省电模式的情况下在继续地震判定处理中检测到由脉冲状的冲击产生的加速度时的感震传感器的动作。这相当于在设定有省电模式的情况下的图11的动作。在图17中，与图11所示的处理相比，从待机状态(省电模式)进行起动判定的处理被省略，直接执行地震判定处理。在图17的(a)所示的例子中，在继续地震判定处理中检测到脉冲状的冲击波形的情况下，可能输出切断信号。另一方面，在图17的(b)所示的例子中，在继续地震判定处理中检测到脉冲状的冲击波形的情况下，在继续地震判定处理中判定为是因生活振动引起的冲击。并且，即使SI值满足切断条件也不输出切断信号，强制结束地震处理，返回至地震判定处理。
标号说明
1 感震传感器
11 加速度传感器
12 微控制器
13 存储部
14 输出部
15 输入部
101 加速度测定部
102 加速度存储部
103 起动判定部
104 基准值存储部
105 地震判定部
106 评价指标计算部
107 输出部
108 偏移调整部
109 判定存储部
110 滤波部
201 继续地震判定部
202 切断判定部
Claims (10)
1.一种感震传感器，具备：
测定部，测定加速度；
地震判定部，基于在规定的判定期间内测定到的所述加速度，判定是否发生了地震；以及
指标计算部，在所述地震判定部判定为发生了地震的情况下，在所述判定期间后的地震处理期间计算表示地震的规模的指标值，
在所述地震处理期间内，在所述指标计算部计算到的指标值为规定的阈值以上的情况下，向附设的外部装置或关联设备输出用于切断动作的切断信号，
其特征在于，所述感震传感器还具备：
继续地震判定部，基于在所述地震处理期间内测定到的所述加速度，判定是否发生了地震；以及
切断判定部，在所述继续地震判定部判定为未发生地震的情况下，无论所述指标值如何，都不输出所述切断信号。
2.根据权利要求1所述的感震传感器，其特征在于，
在所述测定部测定到的加速度超过规定的阈值的情况下，从省电模式转移到功耗比该省电模式的功耗大的测定模式，
所述规定的判定期间是转移到所述测定模式后的期间。
3.根据权利要求1或2所述的感震传感器，其特征在于，
所述地震判定部及继续地震判定部的判断基准是下述的a至l中的任一基准：
a.加速度值；
b.加速度值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；
c.根据加速度计算的响应速度值、速度值；
d.响应速度值或速度值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；
e.根据加速度值计算的位移值；
f.位移值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；
g.根据加速度计算的SI(谱强度：SpectrumIntensity)值；
h.SI(谱强度：Spectrum Intensity)值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；
i.峰值频率；
j.在将规定的区间的上述a至i的值与规定的阈值相比的情况下的大小关系；
k.上述a至i的值超过阈值的次数是连续几次、或者在指定次数中有几次满足了条件；
l.上述a至k的任意的组合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的感震传感器，其特征在于，
所述继续地震判定部的判断基准与所述地震判定部的判断基准相同。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的感震传感器，其特征在于，
在所述继续地震判定部判定为未发生地震的情况下，所述切断判定部以上位系统能够对表示是非地震原因的切断信号的意思进行判断的形式，输出所述切断信号。
6.一种地震判定方法，包括：
地震判定步骤，基于在规定的判定期间内测定到的所述加速度，判定是否发生了地震；以及
指标计算步骤，在所述地震判定步骤中判定为发生了地震的情况下，在所述判定期间后的地震处理期间内计算表示地震的规模的指标值，
在所述地震处理期间内计算出的指标值为规定的阈值以上的情况下，输出将关联设备的动作切断的切断信号，
其特征在于，所述地震判定方法还包括：
继续地震判定步骤，基于在所述地震处理期间内测定到的所述加速度，判定是否发生了地震；以及
切断判定步骤，在所述继续地震判定步骤中判定为未发生地震的情况下，无论所述指标值如何，都不输出所述切断信号。
7.根据权利要求6所述的地震判定方法，其特征在于，
在测定到的加速度超过规定的阈值的情况下，从省电模式转移到功耗比该省电模式的功耗大的测定模式，
所述规定的判定期间是转移到所述测定模式后的期间。
8.根据权利要求6或7所述的地震判定方法，其特征在于，
所述地震判定步骤及所述继续地震判定步骤中的判断基准是下述的a至l中的任一基准：
a.加速度值；
b.加速度值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；
c.根据加速度计算的响应速度值、速度值；
d.响应速度值或速度值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；
e.根据加速度值计算的位移值；
f.位移值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；
g.根据加速度计算的SI(谱强度：Spectrum Intensity)值；
h.SI(谱强度：Spectrum Intensity)值的最大值、最小值、最大值与最小值的差、平均值、平均值与方差值的和、方差值、累计值、变化率、频谱强度、积分值；
i.峰值频率；
j.在将规定的区间的上述a至i的值与规定的阈值相比的情况下的大小关系；
k.上述a至i的值超过阈值的次数是连续几次、或者在指定次数中有几次满足了条件；
l.上述a至k的任意的组合。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的地震判定方法，其特征在于，
所述继续地震判定步骤中的判断基准和所述地震判定步骤中的判断基准相同。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的地震判定方法，其特征在于，
在所述继续地震判定步骤中判定为未发生地震的情况下，
在所述切断判定步骤中，以上位系统能够对表示是非地震原因的切断信号的意思进行判断的形式，输出所述切断信号。
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