JP2002098582A - 感震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出された振動が地震によるものであるか否
かを簡単かつ安価に判別する。 【解決手段】 振動により感震器２から出力されるオン
・オフ信号に基づいて、判別手段３により、地震による
振動であるか否かを判別する。判別手段３を、計時部
４、計数部及び判別部８で構成する。計時部４により、
前記感震器２から出力されるオン・オフ信号の周期を順
次計時する。計数部５，６により、計時部４で順次計時
される周期の変動時間が設定時間以下となる連続回数を
計数する。判別部８により、計数部５，６での計数値が
設定回数未満であれば地震による振動であると判別す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は感震装置、特にガス
メータに設けた感震器からのオン・オフ信号に基づいて
地震による振動であるか否かを判別する感震装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、感震装置として、感震器からの信
号のオン時間及びオフ時間の変動状態を監視し、その変
動量の平均値が、規定値以上であれば地震による振動で
あり、規定値未満であれば衝撃による振動であると判別
するものが公知である（特許第２６９９４０３号公報参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記感
震装置では誤動作が多い。すなわち、感震器は内部の硬
球が振動してスイッチをオン・オフさせる構造となって
いる。このため、衝撃による振動の初期・中期・末期で
硬球の振動状態が相違し、初期及び末期の出力が不規則
となる。したがって、このような不規則な出力をも含め
て平均値を算出すると、衝撃による振動であるにも拘わ
らず、地震であると誤判別され易くなる。

【０００４】また、前記感震装置ではアルゴリズムが複
雑である。すなわち、感震器からの信号のオン時間及び
オフ時間の変動量の平均値を算出するためのマイクロコ
ンピュータの処理は複雑である。このため、高性能で高
価なマイクロコンピュータが必要となる。特に、振動の
初期及び末期の不規則な出力による悪影響を排除しよう
とすれば、益々処理が複雑となり、より一層高価なマイ
クロコンピュータが必要となる。

【０００５】そこで、本発明は、検出された振動が地震
によるものであるか否かを簡単かつ安価に判別すること
のできる感震装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、振動によりオン・オフ信号を
出力する感震器と、該感震器から出力されるオン・オフ
信号に基づいて地震による振動であるか否かを判別する
判別手段とを備えた感震装置において、前記判別手段
は、前記感震器から出力されるオン・オフ信号の周期を
順次計時する計時部と、該計時部で順次計時される周期
の変動時間が設定時間以下となる連続回数を計数する計
数部と、該計数部で計数される連続回数が設定回数未満
であれば地震による振動であると判別する判別部とで構
成したものである。

【０００７】この構成により、衝撃による振動であれ
ば、振動中期に計時部で順次計時される周期の変動時間
が連続的に設定時間以下となるので、地震による振動で
あると誤判別されることがなくなる。また、計時部で順
次計時される周期の変動時間が設定値以下となる連続回
数が設定回数以上となるか否かを判断するだけであるの
で、判別手段に於ける処理が簡素化され、安価な構成と
することが可能となる。

【０００８】前記判別手段は、さらに、前記感震器から
のオン信号の入力により判別処理を開始し、オフ信号の
入力が所定時間以上となることにより判別処理を停止す
る判別時期決定部を備えてもよい。また、判別処理は、
感震器からのオン信号の入力による判別処理の開始から
一定時間だけ行うようにしてもよい。

【０００９】前記判別手段は、さらに、前記感震器から
の出力のうち、第２の設定オフ時間以上のオフ時間をそ
れぞれ間に持つ第２の設定オン時間以上のオン時間であ
るオン信号の回数を計数する第２の計数部を備え、前記
判別部は、前記計数部での計数値が設定回数未満である
と共に、前記第２の計数部での計数値が第２の設定回数
以上である場合にのみ地震による振動であると判別する
と、地震による振動であるのか否かを、さらに正確に判
別することができる。

【００１０】前記判別手段は、さらに、前記計時部で順
次計時される周期が、第３の設定時間以上となる回数を
計数する第３の計数部を備え、前記判別部は、前記計数
部での計数値が設定回数未満であると共に、前記第２の
計数部での計数値が第２の設定回数以上であり、かつ、
前記第３の計数部での計数値が第３の設定回数以上の場
合にのみ地震による振動であると判別すると、より一層
正確に判別することができる。

【００１１】前記感震器を、振動レベルの違いに応じて
動作する２種類以上で構成すると、地震の強度の違いを
も検出することが可能となる点で好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態を添
付図面に従って説明する。図１は、本実施形態に係る感
震装置のブロック図である。この感震装置は、ガスメー
タ１内に設けられる２種類の感震器２ａ，２ｂと、各感
震器２ａ，２ｂから出力されるオン・オフ信号に基づい
て、検出された振動が地震によるものであるか否かを判
別する判別ユニット３とで構成されている。

【００１３】感震器２ａ，２ｂは共に、振動によりケー
シング内に収容した硬球が移動し、その上方に設けた蓋
部を介してスイッチがオン・オフする従来周知の構造で
ある。一方の感震器２ａは、ガス漏れ等の危険度がかな
り高い大型の地震による振動に基づく加速度が硬球に作
用することによりオン・オフ信号を出力する。残る感震
器２ｂは、前記感震器２ａよりも小さな加速度が硬球に
作用することによりオン・オフ信号を出力する。

【００１４】判別ユニット３は、計時部４、第１計数部
５、第２計数部６、判別時期決定部７、及び判別部８を
備える。ここでは、判別ユニット３には安価なカスタム
ＩＣを使用している（マイクロコンピュータを使用する
ことも可）。

【００１５】前記計時部４は、前記感震器２ａ，２ｂか
ら出力されるオン・オフ信号の各周期の時間を計時す
る。すなわち、オン信号の立ち上りから次のオン信号の
立ち上りまでの経過時間を測定する。

【００１６】前記第１計数部５は、計時部４で順次計時
される周期の変動時間Ｓが第１設定時間Ｔ１以下となる
連続回数Ｎ１を計数する。すなわち、ある１周期Ｔ
_nと、次の１周期Ｔ_n+1との時間差の絶対値（変動時間
Ｓ：｜Ｔ_n−Ｔ_n+1｜）を算出し、この絶対値が連続して
第１設定時間Ｔ１以下となる連続回数Ｎ１を計数する。

【００１７】前記第２計数部６は、感震器２ａ，２ｂか
らの信号のオン時間Ｔ_ONが第２設定オン時間Ｔ２_ON以上
となり、オフ時間Ｔ_OFFが第２設定オフ時間Ｔ２_OFF以上
となる回数をそれぞれ計数する。

【００１８】前記判別時期決定部７は、判別処理の開始
及び停止時期を決定する。すなわち、判別処理の開始時
期を感震器２ａ，２ｂからのオン信号の入力があったか
否かにより決定し、停止時期をオフ信号の入力が所定時
間経過したか否かにより決定する。

【００１９】前記判別部８は、以下に詳述するように、
第１計数部５で計数される連続回数Ｎ１が第１設定回数
Ｋ１未満であると共に、第２計数部６で計数される回数
Ｎ２が第２設定回数Ｋ２以上である場合にのみ地震によ
る振動であると判別し、又、各感震器２ａ，２ｂからの
出力に基づいて地震の強度を判別する。なお、第１設定
時間Ｔ１、第２設定オン時間Ｔ２_ON、第２設定オフ時間
Ｔ_OFF、第１設定回数Ｋ１、及び第２設定回数Ｋ２は、
予め実験等により地震と衝撃とを適切に判別可能な値を
求めておく。

【００２０】次に、前記構成からなる感震装置の動作
（振動判別処理）について、図４のフローチャートに従
って説明する。感震器２ａ，２ｂからオン信号の入力が
あれば（ステップＳ１）、計時部４により、感震器２ａ
又は２ｂから出力されるオン・オフ信号の周期、及び、
オン信号又はオフ信号の時間（オン時間Ｔ_ON又はオフ時
間Ｔ_OFF）を計時する（ステップＳ２）。

【００２１】ところで、感震器２ａ，２ｂが設けられる
ガスメータ１は、地震により振動する場合と、衝撃すな
わちガスメータ１に物が当たる等により振動する場合と
がある。地震による振動波形は、例えば、図２（ａ）に
示すように変化し、感震器２ａ，２ｂから出力されるオ
ン・オフ信号は図２（ｂ）に示すようにランダムなもの
となる。一方、衝撃による振動波形は、図３（ａ）に示
すように減衰する規則正しいものであり、感震器２ａ，
２ｂから出力されるオン・オフ信号も図３（ｂ）に示す
ように出力されるはずであるが、実際には図３（ｃ）に
示すように振動初期及び振動末期に大きく変動する。

【００２２】そこで、第１計数部５により、ある１周期
Ｔ_nと、次の１周期Ｔ_n+1との時間差の絶対値（変動時間
Ｓ：｜Ｔ_n−Ｔ_n+1｜）を算出し（ステップＳ３）、この
変動時間Ｓが第１設定時間Ｔ１以下となったか否かを判
断する（ステップＳ４）。

【００２３】前記図３（ｃ）に示すように、衝撃による
振動に基づいて出力されるオン・オフ信号であれば、振
動初期には不規則であるが、振動中期に安定し、変動時
間Ｓが連続的に第１設定時間Ｔ１以下となる。そこで、
変動時間Ｓが第１設定時間Ｔ１以下となれば、その連続
回数Ｎ１を計数し（ステップＳ５）、第１設定時間Ｔ１
を超えればクリアする（ステップＳ６）。

【００２４】そして、連続回数Ｎ１が第１設定回数Ｋ１
以上であるか否かを判断する（ステップＳ７）。連続回
数Ｎ１が第１設定回数Ｋ１以上であれば、振動が衝撃に
よるものであると判断する（ステップＳ１３）。一方、
連続回数Ｎ１が第１設定回数Ｋ１未満であれば、第２計
数部６により、感震器２ａ又は２ｂからの出力のうち、
第２設定オフ時間Ｔ２_OFF以上となるオフ信号（オフ時
間Ｔ_OFF）をそれぞれ間に持つオン信号（オン時間
Ｔ_ON）が第２設定オン時間Ｔ２_ON以上であるか否かを判
断する（ステップＳ８）。そして、そのようなオン信号
の時間（オフ時間Ｔ_ON）が第２設定オン時間Ｔ２_ON以上
である回数Ｎ２を計数する（ステップＳ９）。

【００２５】前記ステップＳ１〜Ｓ９までの処理は、感
震器２ａ又は２ｂから出力されるオフ信号が所定時間経
過して時間切れとなるまで、すなわち振動があるレベル
以下に低下するまで繰り返す（ステップＳ１０）。

【００２６】時間切れとなるまでに、ステップＳ７で連
続回数Ｎ１が第１設定回数Ｋ１以上であると判断されな
ければ、続いて、前記ステップＳ９で計数した回数Ｎ２
が第２設定回数Ｋ２以上であるか否かを判断する（ステ
ップＳ１１）。回数Ｎ２が第２設定回数Ｋ２以上であれ
ば、地震であると判断する（ステップＳ１２）。しか
し、回数Ｎ２が第２設定回数Ｋ２未満であれば、たとえ
連続回数Ｎ１が第１設定回数Ｋ１未満であったとして
も、振動が衝撃によるものであると判断する（ステップ
Ｓ１３）。

【００２７】このように、前記実施形態に係る振動判別
処理によれば、第１設定時間Ｔ１以下となる変動時間Ｓ
の連続回数Ｎ１が第１設定回数Ｋ１未満であるか否か、
オン時間Ｔ_ONが第２設定オン時間Ｔ２_ONを超えている回
数Ｎ２が第２設定回数Ｋ２以上であるか否かの判断を行
うだけでよいので、アルゴリズムが簡略化され、判別ユ
ニット３にそれ程性能を要求されることもなく、安価な
カスタムＩＣを使用することが可能となる。また、連続
回数Ｎ１が第１設定回数Ｋ１未満であるか否かのみなら
ず、オン時間Ｔ_ONが第２設定オン時間Ｔ２_ONを超えてい
る回数Ｎ２が第２設定回数Ｋ２以上であるか否かの判断
を行うようにしたので、感震器２ａ，２ｂの鋼球の慣性
力や鋼球とケーシング等との摩擦力が原因で、オン時間
Ｔ_ONが長くなった場合の誤判別を防止することができ
る。

【００２８】その後、各感震器２ａ，２ｂからの出力毎
に、地震によるものであるのか、衝撃によるものである
のかが判断されれば、次表に従って最終的な判断を行う
（ステップＳ１４）。

【００２９】

【表１】

【００３０】これによれば、より小さな加速度で動作す
る感震器２ａにより、地震に基づくものであるか否かを
判別し、大きな加速度で動作する感震器２ｂにより、地
震の強度を判別するようにしているので、感震器を１つ
だけ設ける場合に比べてより一層正確な判別が可能とな
る。また、さらに感度の異なる感震器を設けることで、
震度階をも検出させることも可能である。

【００３１】なお、前記実施形態では、第１計数部５及
び第２計数部６での計数結果によって地震によるものか
否かの判別を行うようにしたが、さらに第１計時部５で
計時された各周期の時間が第３設定時間以上となる回数
を計数する第３計数部を設けて次のような判別を行うよ
うにしてもよい。

【００３２】すなわち、第３計数部でオン・オフ信号の
各周期の時間が第３設定時間以上であるか否かを判断
し、第３設定時間以上となる回数を計数する。計数は、
感知器２ａ又は２ｂからオン信号の入力が開始されてか
ら一定時間経過するまで、あるいはオフ信号が所定時間
以上続くまで行う。その結果、回数が第３設定回数以上
であれば、第１設定時間Ｔ１以下となる変動時間Ｓの連
続回数Ｎ１が第１設定回数Ｋ１未満であると共に、オン
信号又はオフ信号の時間（オン時間Ｔ_ON又はオフ時間Ｔ
_OFF）が所定時間を超える回数Ｎ２が第２設定回数Ｋ２
以上であることを条件に、地震による振動であると判断
する。一方、前記２条件を満足していても、オン・オフ
信号の周期が第３設定時間以上となる回数が第３設定回
数未満であれば、衝撃による振動であると判断する。

【００３３】これによれば、地震により振動する場合と
衝撃により振動する場合とで、周期の長さが相違する点
に着目することにより、感震器２ａ，２ｂからの出力周
期が短くなる場合や、ガスメータ１が不規則に振動する
場合であっても、振動が衝撃によるものか地震によるも
のかを適切に判断することが可能となる。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、感震器から出力されるオン・オフ信号の各周
期の変化時間が設定時間以下となる連続回数に基づい
て、検出された振動が地震によるものであるか否かを判
別するようにしたので、複雑な処理を必要とすることな
く、的確に判別することができ、装置自体も安価に構成
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態に係る感震装置のブロック図であ
る。

【図２】 地震による振動波形（ａ）、そのときの感震
器の出力波形（ｂ）、及び変動時間の推移（ｃ）を示す
グラフである。

【図３】 衝撃による振動波形（ａ）、そのときの感震
器の理想的な出力波形（ｂ）、そのときの実際の出力波
形（ｃ）、及び変動時間の推移（ｄ）を示すグラフであ
る。

【図４】 図１に示す感震装置の動作を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１…ガスメータ ２…感震器 ３…判別ユニット ４…計時部 ５…第１計数部 ６…第２計数部 ７…判別時期決定部 ８…判別部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠原 賢二 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不 動堂町801番地 オムロン株式会社内 (72)発明者 下元 康司 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不 動堂町801番地 オムロン株式会社内 Ｆターム(参考） 2G064 AB19 BA02 BB11 BB21 BB61 CC13 CC61

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動によりオン・オフ信号を出力する感
   震器と、 該感震器から出力されるオン・オフ信号に基づいて地震
   による振動であるか否かを判別する判別手段とを備えた
   感震装置において、 前記判別手段は、前記感震器から出力されるオン・オフ
   信号の周期を順次計時する計時部と、該計時部で順次計
   時される周期の変動時間が設定時間以下となる連続回数
   を計数する計数部と、該計数部で計数される連続回数が
   設定回数未満であれば地震による振動であると判別する
   判別部とで構成したことを特徴とする感震装置。
2. 【請求項２】 前記判別手段は、さらに、前記感震器か
   らのオン信号の入力により判別処理を開始し、オフ信号
   の入力が所定時間以上となることにより判別処理を停止
   する判別時期決定部を備えたことを特徴とする請求項１
   に記載の感震装置。
3. 【請求項３】 前記判別手段は、さらに、前記感震器か
   らの出力のうち、第２の設定オフ時間以上のオフ時間を
   それぞれ間に持つ第２の設定オン時間以上のオン時間で
   あるオン信号の回数を計数する第２の計数部を備え、前
   記判別部は、前記計数部での計数値が設定回数未満であ
   ると共に、前記第２の計数部での計数値が第２の設定回
   数以上である場合にのみ地震による振動であると判別す
   ることを特徴とする請求項１又は２に記載の感震装置。
4. 【請求項４】 前記判別手段は、さらに、前記計時部で
   順次計時される周期が、第３の設定時間以上となる回数
   を計数する第３の計数部を備え、前記判別部は、前記計
   数部での計数値が設定回数未満であると共に、前記第２
   の計数部での計数値が第２の設定回数以上であり、か
   つ、前記第３の計数部での計数値が第３の設定回数以上
   の場合にのみ地震による振動であると判別することを特
   徴とする請求項３に記載の感震装置。
5. 【請求項５】 前記感震器は、振動レベルの違いに応じ
   て動作する２種類以上で構成したことを特徴とする請求
   項１ないし４のいずれか１項に記載の感震装置。