JP2009014554A - Inclination angle detector - Google Patents

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Katsumi Yasuda
克己 安田
Toshio Miki
利夫 三木
Kazunari Kitachi
一成 北地
Nobuhiro Saito
伸浩 齋藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inclination angle detector for accurately detecting fluctuation in an inclination angle. <P>SOLUTION: In cases where the intensity of a magnetic field formed between the N pole 25a and S pole 25b of a magnet 25 changes owing a change in the temperature of the magnet 25, the value of an electric current flowing through a magnetic field correction coil 28 is adjusted according to the temperature of the magnet detected by a temperature sensor 50. By together using in this way the magnetic field formed by the magnet 25 and a magnetic field formed by the correction coil 28, the intensity of the magnetic field formed between the N pole 25a and S pole 25b can be made constant independently of the temperature of the magnet 25b. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば傾斜地の斜面傾きを計測するために利用される傾斜角度検出装置に関する。   The present invention relates to an inclination angle detection device used for measuring, for example, an inclination of an inclined land.

地滑り、崖崩れ、陥没等の地盤異常による土砂災害は、地域住民の生命や財産に甚大な被害を与えるため、地滑りを事前に検知して地域住民の避難に役立てることが望まれている。そこで、例えば地盤の傾斜角度を計測する地盤傾斜計等の各計測装置を地盤異常の起こりそうな観測地に設置すると共に、地盤異常による被害が及ばない場所にモニター装置を設置し、各計測装置で計測された観測情報を画面表示等して監視員に報知するようにしている。従って、監視員が観測情報に基づいて地盤異常が起こり易い状況になったと判断したときには、その旨を示す予測情報を地盤異常による被害が及びそうな地域の役場等の関係機関に報知し、関係機関が避難勧告や警告を行うことによって、被害の拡大を防止すると共に早期の復旧を実現するようにしている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−6775号公報(図2)
Sediment disasters caused by ground abnormalities such as landslides, landslides, and depressions cause enormous damage to the lives and property of local residents. Therefore, it is desired to detect landslides in advance and use them to evacuate local residents. Therefore, for example, each measuring device such as a ground inclinometer that measures the inclination angle of the ground is installed at an observation site where a ground abnormality is likely to occur, and a monitoring device is installed in a place where damage due to the ground abnormality does not occur. The observation information measured in is displayed on the screen and reported to the monitor. Therefore, when it is judged that the situation where ground abnormalities are likely to occur based on the observation information, the monitoring staff informs relevant organizations such as local government offices where the damage due to ground abnormalities is likely to occur. The organization provides evacuation advisories and warnings to prevent the spread of damage and realize early recovery (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laying-Open No. 2003-6775 (FIG. 2)

地盤傾斜計120としては、図5に示すように、互いに対向するN極125aとS極125bとを有する磁石125と、磁石125のN極125aとS極125bとの間に配置されており回転軸124を軸として回転可能な可動コイル123と、支持棒122を介して可動コイル123に連結された振子121と、振子121の位置を検出可能な振子位置検出器126とを備えているものがある。この地盤傾斜計120では、傾斜地の傾斜角度が変動すると、それに伴って振子121が移動し、その移動量に対応した回転量だけ可動コイル123が回転する。このとき、振子位置検出器126が振子121との距離を検出しており、その検出される距離が一定に維持されるように、可動コイル123に電流が流される。すると、磁石125のN極125aとS極125bとの間に形成された磁界における電磁力によって、可動コイル123が回転して、振子121の位置が所定位置に維持される。このときの可動コイル123に流れる電流値に基づいて、傾斜地の傾斜角度の変化量が検出される。   As shown in FIG. 5, the ground inclinometer 120 is disposed between a magnet 125 having an N pole 125 a and an S pole 125 b facing each other, and an N pole 125 a and an S pole 125 b of the magnet 125. There is provided a movable coil 123 that can rotate around a shaft 124, a pendulum 121 connected to the movable coil 123 via a support rod 122, and a pendulum position detector 126 that can detect the position of the pendulum 121. is there. In the ground inclinometer 120, when the inclination angle of the inclined ground fluctuates, the pendulum 121 moves accordingly, and the movable coil 123 rotates by the amount of rotation corresponding to the amount of movement. At this time, the pendulum position detector 126 detects the distance to the pendulum 121, and a current is passed through the movable coil 123 so that the detected distance is maintained constant. Then, the movable coil 123 is rotated by the electromagnetic force in the magnetic field formed between the N pole 125a and the S pole 125b of the magnet 125, and the position of the pendulum 121 is maintained at a predetermined position. Based on the current value flowing through the movable coil 123 at this time, the amount of change in the inclination angle of the inclined ground is detected.

ここで、磁石125のN極125aとS極125bとの間に形成される磁界の強さは、磁石125の温度によって変化することが多い。従って、磁石125の温度に関係なく、所定温度における磁石125の磁界の強さに基づく可動コイル123の電流値が制御される場合には、検出される傾斜角度の変化量に誤差が生じてしまう。また、磁石125のN極125aとS極125bとの間に形成される磁界の強さを温度に関係なく一定に維持するために、磁石125を電磁石で構成することも考えられるが、この場合には消費電力が著しく増加してしまうという問題がある。   Here, the strength of the magnetic field formed between the N pole 125 a and the S pole 125 b of the magnet 125 often varies depending on the temperature of the magnet 125. Therefore, when the current value of the movable coil 123 is controlled based on the strength of the magnetic field of the magnet 125 at a predetermined temperature regardless of the temperature of the magnet 125, an error occurs in the detected change amount of the tilt angle. . Further, in order to keep the strength of the magnetic field formed between the N pole 125a and the S pole 125b of the magnet 125 constant regardless of the temperature, it is conceivable that the magnet 125 is composed of an electromagnet. However, there is a problem that the power consumption is remarkably increased.

そこで、本発明の主な目的は、傾斜角度を精度良く検出することができる傾斜角度検出装置を提供することである。   Therefore, a main object of the present invention is to provide an inclination angle detection device that can detect an inclination angle with high accuracy.

課題を解決するための手段および発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

本発明の傾斜角度検出装置は、互いに対向するように配置されたN極及びS極を有し、前記N極と前記S極との間に磁界を形成する磁石と、前記N極及び前記S極の両方の周囲に設けられており、電流が流されることによって前記N極と前記S極との間に磁界を形成可能な磁界補正コイルと、前記磁界補正コイルに流れる電流値を調整する第1の電流調整手段と、被検出体の傾斜角度の変化量に応じた力を受ける移動可能な移動部材と、前記移動部材と対向するように配置されており、前記移動部材の位置を検出可能な位置検出センサと、前記移動部材と連結されており、前記N極と前記S極との間において前記移動部材の移動量に対応した量だけ移動する可動コイルと、前記可動コイルに流れる電流値を調整する第2の電流調整手段と、前記N極と前記S極との間に形成される磁界の強さが所定値になるように前記第1の電流調整手段を制御すると共に、被検出体の傾斜角度の変化に基づく回転方向と反対方向に前記位置検出センサで検出された前記移動部材の位置が一定となるように前記可動コイルを移動させるように前記第2の電流調整手段を制御する制御手段と、前記第2の電流調整手段での電流値の調整量から被検出体の傾斜角度の変化量を検出する傾斜角度検出手段とを備えている。   The tilt angle detecting device of the present invention has a north pole and a south pole arranged so as to face each other, a magnet for forming a magnetic field between the north pole and the south pole, the north pole and the south pole. A magnetic field correction coil provided around both of the poles and capable of forming a magnetic field between the N pole and the S pole by passing an electric current; and a current value flowing through the magnetic field correction coil is adjusted. 1 current adjustment means, a movable member that receives a force corresponding to the amount of change in the tilt angle of the detected object, and a position that faces the movable member, and can detect the position of the movable member A position detection sensor, a movable coil connected to the moving member and moving between the N pole and the S pole by an amount corresponding to the moving amount of the moving member, and a current value flowing through the movable coil A second current adjusting means for adjusting The first current adjusting means is controlled so that the strength of the magnetic field formed between the N pole and the S pole becomes a predetermined value, and is opposite to the rotation direction based on the change in the tilt angle of the detected object. Control means for controlling the second current adjusting means to move the movable coil so that the position of the moving member detected by the position detection sensor in a direction is constant; and the second current adjusting means Inclination angle detecting means for detecting the amount of change in the inclination angle of the detected object from the amount of adjustment of the current value at.

この構成によると、磁界補正コイルに流れる電流値を調整することによって、磁石のN極とS極との間に形成される磁界の強さを一定にすることができる。従って、磁石のN極とS極との間に形成される磁界の強さが例えば磁石の温度にしたがって変化する場合であっても、傾斜角度の変化量を精度良く検出することができる。また、磁石による磁界及び電磁石による磁界の両方を併用することによって、電磁石による磁界だけを利用する場合と比較して、消費電力が増加するのを抑制することができる。   According to this configuration, the intensity of the magnetic field formed between the north and south poles of the magnet can be made constant by adjusting the value of the current flowing through the magnetic field correction coil. Therefore, even when the strength of the magnetic field formed between the N pole and the S pole of the magnet changes according to the temperature of the magnet, for example, the change amount of the tilt angle can be detected with high accuracy. Moreover, by using both the magnetic field by a magnet and the magnetic field by an electromagnet, it can suppress that power consumption increases compared with the case where only the magnetic field by an electromagnet is utilized.

本発明の傾斜角度検出装置において、前記磁石の温度を検出する温度検出手段と、前記磁石の各温度と、前記N極と前記S極との間に形成される磁界の強さが所定値になるようにする場合に前記磁界補正コイルに流す電流値との関係を記憶する記憶手段とをさらに備えており、前記制御手段は、前記温度検出手段で検出される温度及び前記記憶手段に記憶された温度と電流値との関係に基づいて、前記N極と前記S極との間に形成される磁界の強さが所定値になるように前記第1の電流調整手段を制御してもよい。   In the tilt angle detection device of the present invention, the temperature detection means for detecting the temperature of the magnet, each temperature of the magnet, and the strength of the magnetic field formed between the N pole and the S pole become predetermined values. Storage means for storing a relationship with a current value to be passed through the magnetic field correction coil in order to achieve the control, and the control means stores the temperature detected by the temperature detection means and the storage means. Based on the relationship between the temperature and the current value, the first current adjusting means may be controlled so that the strength of the magnetic field formed between the N pole and the S pole becomes a predetermined value. .

この構成によると、傾斜角度検出装置が設置される環境温度によって、磁石の温度が変化して、N極とS極との間に形成される磁界の強さが変化した場合でも、磁界補正コイルに流れる電流値を調整することによって、磁石のN極とS極との間に形成される磁界の強さを一定にすることができる。従って、傾斜角度検出装置が設置される環境温度にかかわらず、傾斜角度の変化量を精度良く検出することができる。   According to this configuration, even when the magnet temperature changes due to the environmental temperature at which the tilt angle detection device is installed, and the strength of the magnetic field formed between the N pole and the S pole changes, the magnetic field correction coil By adjusting the value of the current flowing in the magnet, the strength of the magnetic field formed between the N pole and S pole of the magnet can be made constant. Therefore, it is possible to accurately detect the amount of change in the tilt angle regardless of the environmental temperature in which the tilt angle detection device is installed.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る地盤傾斜計を含む土砂災害事前感知警報システムの概略構成を示す図である。図2は、図1の土砂災害事前感知警報システムに含まれる観測局及び子局の配置の一例を示す図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a sediment disaster prior detection alarm system including a ground inclinometer according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of the arrangement of observation stations and slave stations included in the earth and sand disaster pre-detection alarm system of FIG.

土砂災害事前感知警報システムは、図1に示すように、地盤異常の危険性がある観測地10に設置されており、地盤異常の予測に使用される観測情報を検出する観測機器1と、観測情報を収集し、収集した観測情報に基づいて地盤異常の予測情報を求めると共に、これら予測情報および観測情報を送信する観測局2と、観測情報を収集し、収集した観測情報に基づいて地盤異常の予測情報を求めると共に、これら予測情報および観測情報を無線通信により観測局2に送信する子局3と、観測地10の地域住民への連絡機構4および地盤異常に対処する関係機関5に通信回線7を介して接続され、観測局2から送信された予測情報および観測情報を受信して連絡機構4および関係機関5に並列的に報知する監視局6とを有している。   As shown in FIG. 1, the earth and sand disaster pre-detection alarm system is installed in an observation site 10 where there is a risk of ground abnormality, and an observation device 1 for detecting observation information used for prediction of ground abnormality, Collecting information, obtaining prediction information for ground anomalies based on the collected observation information, and collecting observation information with observation station 2 that transmits these prediction information and observation information, and ground anomalies based on the collected observation information Communication information to the slave station 3 that transmits the prediction information and the observation information to the observation station 2 by wireless communication, the communication mechanism 4 to the local residents of the observation site 10, and the related organization 5 that deals with the ground abnormality. The monitoring station 6 is connected via a line 7 and receives prediction information and observation information transmitted from the observation station 2 and notifies the communication mechanism 4 and related organizations 5 in parallel.

観測地10内の地盤異常の危険箇所に設置される観測機器1は、地盤の傾斜角度を検出する地盤傾斜計11と、地盤の緯度、経度および高さ位置からなる位置情報を検出するGPS観測装置12と、地下水の水位を検出する地下水位計13と、地面から所定深度や所定長で形成された孔部の伸縮長を検出する孔内伸縮計14と、単位時間当たりの雨量を検出する雨量計15との少なくとも一種以上の組み合わせからなっている。そして、観測機器1は、各機器11〜15で検出された傾斜角度等の情報を観測情報として出力するように構成されている。   An observation device 1 installed at a dangerous place of ground abnormality in the observation place 10 includes a ground inclinometer 11 that detects the inclination angle of the ground, and GPS observation that detects position information including the latitude, longitude, and height position of the ground. A device 12, a groundwater level meter 13 for detecting the level of groundwater, an in-hole extensometer 14 for detecting the expansion / contraction length of a hole formed at a predetermined depth and a predetermined length from the ground, and a rainfall per unit time. It consists of at least one or more combinations with the rain gauge 15. And the observation apparatus 1 is comprised so that information, such as an inclination angle detected by each apparatus 11-15, may be output as observation information.

観測機器1は、観測局2や子局3にメタルケーブルからなる信号ケーブル16を介して直接的に接続されている。観測局2と子局3とは、無電LAN17の形態で接続されており、1台の観測局2に対して複数台の子局3がデータ通信可能にされている。   The observation device 1 is directly connected to the observation station 2 and the slave station 3 via a signal cable 16 made of a metal cable. The observation station 2 and the slave station 3 are connected in the form of a wireless LAN 17, and a plurality of slave stations 3 can communicate with one observation station 2.

観測局2は、図1に示すように、通信回線62を介して監視局6に接続されている。監視局6は、音声自動応答/通報装置64と情報監視端末装置65とプリンタ66とデータ蓄積装置67とデータ処理装置68とウエブサーバ69とを備えている。音声自動応答/通報装置64は、地域住民からの問い合わせに対して自動で地盤異常の予測情報等を提供可能になっている。また、情報監視端末装置65は、図2に示すように、各地に分散配置された観測局2から送信された観測情報や予測情報等の全情報を表示可能になっている。   As shown in FIG. 1, the observation station 2 is connected to the monitoring station 6 via a communication line 62. The monitoring station 6 includes an automatic voice response / notification device 64, an information monitoring terminal device 65, a printer 66, a data storage device 67, a data processing device 68, and a web server 69. The automatic voice response / notification device 64 can automatically provide ground abnormality prediction information in response to inquiries from local residents. In addition, as shown in FIG. 2, the information monitoring terminal device 65 can display all information such as observation information and prediction information transmitted from the observation stations 2 distributed in various places.

また、データ蓄積装置67は、大容量のデータを記録可能なディスクアレイや磁気テープ等からなっており、各地の観測局2から収集された観測情報や予測情報等を記録可能になっている。データ処理装置68は、監視局6全体の動作を制御する機能を有すると共に、各地の観測局2から収集された観測情報や予測情報に基づいて広域的な予測情報や長期的な予測情報を求める機能を有している。ウエブサーバ69は、データ処理装置68での処理結果や観測情報、各地の観測局2からの予測情報を通信回線7を介してインターネット上に公開するようになっている。   The data storage device 67 is composed of a disk array or a magnetic tape capable of recording a large amount of data, and can record observation information and prediction information collected from the observation stations 2 in various places. The data processing device 68 has a function of controlling the overall operation of the monitoring station 6 and obtains wide-area prediction information and long-term prediction information based on observation information and prediction information collected from the observation stations 2 in various places. It has a function. The web server 69 publishes processing results and observation information in the data processing device 68 and prediction information from the observation stations 2 in various places on the Internet via the communication line 7.

監視局6には、一般回線70を介して地域住民の携帯電話71や固定電話72、ファクシミリ装置73に接続されており、地域住民から送信された目撃情報や前兆情報、災害情報を受信可能にされている。また、一般回線70は、音声自動応答/通報装置64に接続可能にされており、地域住民は、音声で地盤異常の予測情報等を聞き出すことが可能になっている。   The monitoring station 6 is connected to a local resident's mobile phone 71, fixed telephone 72, and facsimile machine 73 via a general line 70, and can receive sighting information, precursor information, and disaster information transmitted from the local resident. Has been. The general line 70 can be connected to the automatic voice response / notification device 64, and the local residents can hear the prediction information of ground abnormalities by voice.

また、監視局6は、ISDN回線や光ケーブル回線、多重無線回線等の通信回線7を介して関係機関5に接続されている。なお、この監視局6と関係機関5との接続形態は、インターネット上の公開された信号網を介して連絡可能にされていてもよいし、専用線等のように閉鎖された信号網を介して連絡可能にされていてもよい。観測地に近隣の関係機関5としては、避難所や公民館、郵便局等がある。これらの関係機関5には、パソコン等の情報端末74や電話75、ファクシミリ装置76、情報掲示板77等の報知装置が備えられている。   The monitoring station 6 is connected to the related organization 5 via a communication line 7 such as an ISDN line, an optical cable line, or a multiple radio line. It should be noted that the connection form between the monitoring station 6 and the related organization 5 may be made possible via a public signal network on the Internet or via a closed signal network such as a dedicated line. May be contacted. There are evacuation centers, public halls, post offices, etc. as related organizations 5 in the vicinity of the observation site. These related organizations 5 are provided with information terminals 74 such as a personal computer, a notification device such as a telephone 75, a facsimile machine 76, and an information bulletin board 77.

そして、これらの報知装置は、監視局6からの指令や情報を関係機関5が受けたときに、災害情報や避難情報、避難/安否情報、負傷者情報を表示等して地域住民に報知可能になっている共に、平常時においても観測情報を表示可能になっている。また、観測地から遠隔の関係機関5としては、国や県、官庁等の監督官庁、関係市町村等があり、これらの関係機関5は、監視局6からの予測情報に基づいて被害の範囲や程度を把握し、復旧の準備作業を行うようになっている。   These notification devices can notify local residents by displaying disaster information, evacuation information, evacuation / safety information, injured information, etc. when the related organization 5 receives instructions and information from the monitoring station 6. The observation information can be displayed even in normal times. In addition, as the related organizations 5 remote from the observation site, there are national governments, prefectures, regulatory agencies such as government offices, related municipalities, etc., and these related organizations 5 determine the extent of damage based on the prediction information from the monitoring station 6 We know the degree and are preparing for recovery.

また、監視局6には、一般回線70を介して据え付け式の非常用子局78aが接続されている。非常用子局78aは、地盤異常の起こる可能性が高い場合に作動され、地域住民が所持するパソコン79や携帯電話80に接続可能にされている。さらに、監視局6および非常用子局78aには、携帯型の携帯電話80やパソコン79が非常用子局78bとして接続可能にされている。そして、これらの非常用子局78a・78bは、予測情報や被害情報等を双方向に送受信可能にされている。さらに、監視局6には、連絡機構4が接続されている。連絡機構4は、戸別受信機81や屋外拡声装置82、広報車両83、情報表示板84等からなっている。   Further, a stationary emergency slave station 78 a is connected to the monitoring station 6 via a general line 70. The emergency slave station 78a is activated when there is a high possibility of a ground abnormality, and can be connected to a personal computer 79 or a mobile phone 80 owned by a local resident. Furthermore, a portable mobile phone 80 and a personal computer 79 can be connected to the monitoring station 6 and the emergency slave station 78a as an emergency slave station 78b. These emergency slave stations 78a and 78b are capable of bidirectionally transmitting and receiving prediction information and damage information. Further, a communication mechanism 4 is connected to the monitoring station 6. The communication mechanism 4 includes a door-to-door receiver 81, an outdoor loudspeaker 82, a public information vehicle 83, an information display board 84, and the like.

次に、地盤傾斜計11の概略構成について、図3を参照して説明する。図3は、地盤傾斜計の概略構成を示す図である。   Next, a schematic configuration of the ground inclinometer 11 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the ground inclinometer.

地盤傾斜計11は、図3に示すように、傾斜角度検出機構20と、制御部30とを有している。   As shown in FIG. 3, the ground inclinometer 11 includes an inclination angle detection mechanism 20 and a control unit 30.

傾斜角度検出機構20は、振子21と、振子21と支持棒22を介して連結された可動コイル23と、可動コイル23の近傍に配置された磁石25と、振子21に近接して配置された振子位置検出器26とを有している。   The tilt angle detection mechanism 20 is disposed in the vicinity of the pendulum 21, the movable coil 23 connected to the pendulum 21 via the support rod 22, the magnet 25 disposed in the vicinity of the movable coil 23, and the pendulum 21. And a pendulum position detector 26.

磁石25は、略円筒形状を有しており、その円周の一部が切断されている。そして、磁石25の一端部であるN極25aと他端部であるS極25bとの間には、磁界が形成されている。また、磁石25の上面には、磁石25の温度を検出可能な温度センサ50が取り付けられている。温度センサ50は、制御部30に接続されている。   The magnet 25 has a substantially cylindrical shape, and a part of its circumference is cut. A magnetic field is formed between the N pole 25a that is one end of the magnet 25 and the S pole 25b that is the other end. A temperature sensor 50 capable of detecting the temperature of the magnet 25 is attached to the upper surface of the magnet 25. The temperature sensor 50 is connected to the control unit 30.

ここで、磁石25のN極25aの周囲及びS極25bの周囲には、磁界補正コイル28が設けられている。磁界補正コイル28の両端部は、第1電流調整部40に接続されている。従って、第1電流調整部40が制御されることによって、磁界補正コイル28に電流が流れると、磁界補正コイル28は磁石25のN極25aとS極25bとの間に磁界を形成する。   Here, a magnetic field correction coil 28 is provided around the N pole 25 a and the S pole 25 b of the magnet 25. Both end portions of the magnetic field correction coil 28 are connected to the first current adjustment unit 40. Therefore, when a current flows through the magnetic field correction coil 28 by controlling the first current adjustment unit 40, the magnetic field correction coil 28 forms a magnetic field between the N pole 25 a and the S pole 25 b of the magnet 25.

つまり、磁界補正コイル28に電流が流れていない場合には、磁石25のN極25aとS極25bとの間には、磁石25による磁界だけが形成される。一方、磁界補正コイル28に電流が流れている場合には、磁石25のN極25aとS極25bとの間には、磁石25による磁界と、磁界補正コイル28による磁界との両方が形成される。   That is, when no current flows through the magnetic field correction coil 28, only the magnetic field by the magnet 25 is formed between the N pole 25a and the S pole 25b of the magnet 25. On the other hand, when a current flows through the magnetic field correction coil 28, both the magnetic field by the magnet 25 and the magnetic field by the magnetic field correction coil 28 are formed between the N pole 25 a and the S pole 25 b of the magnet 25. The

可動コイル23は、磁石25のN極25aとS極25bとの間に配置されており、回転軸24を軸として回転可能に支持されている。回転軸24は、磁石25の軸方向に平行になるように配置されている。可動コイル23の両端部は、第2電流調整部41に接続されている。従って、第2電流調整部41が制御されることによって、可動コイル23に電流が流れると、磁石25のN極25aとS極25bとの間に形成される磁界における電磁力によって、可動コイル23が回転する。   The movable coil 23 is disposed between the N pole 25a and the S pole 25b of the magnet 25, and is supported rotatably about the rotation shaft 24. The rotating shaft 24 is disposed so as to be parallel to the axial direction of the magnet 25. Both ends of the movable coil 23 are connected to the second current adjustment unit 41. Therefore, when a current flows through the movable coil 23 by controlling the second current adjusting unit 41, the movable coil 23 is generated by an electromagnetic force in a magnetic field formed between the N pole 25a and the S pole 25b of the magnet 25. Rotates.

振子21は、可動コイル23の回転軸24に対して垂直に設けられた支持棒22に支持されており、可動コイル23と共に回転軸24を軸として回転可能になっている。ここで、振子21は、地盤の傾斜角度が変化した場合に、その傾斜角度の変化量に対応した力を受け、回転軸24を軸として移動しようとする。   The pendulum 21 is supported by a support rod 22 provided perpendicular to the rotating shaft 24 of the movable coil 23, and can be rotated together with the movable coil 23 about the rotating shaft 24. Here, when the inclination angle of the ground changes, the pendulum 21 receives a force corresponding to the change amount of the inclination angle and tries to move around the rotation shaft 24.

振子位置検出器26は、振子21に対向するように配置されており、振子21の位置つまり振子21との間の距離を検出する。振子位置検出器26は、制御部30に接続されている。   The pendulum position detector 26 is arranged so as to face the pendulum 21, and detects the position of the pendulum 21, that is, the distance to the pendulum 21. The pendulum position detector 26 is connected to the control unit 30.

制御部30は、温度検知部31と、調整電流記憶部32と、振子位置検知部33と、電流制御部34と、傾斜角度検出部35とを有している。   The control unit 30 includes a temperature detection unit 31, an adjustment current storage unit 32, a pendulum position detection unit 33, a current control unit 34, and an inclination angle detection unit 35.

温度検知部31は、温度センサ50からの検出信号に基づいて、磁石25の温度を検知する。   The temperature detector 31 detects the temperature of the magnet 25 based on the detection signal from the temperature sensor 50.

調整電流記憶部32は、磁石25のN極とS極との間の磁界の強さを所定値に維持する場合に、表1に示すように、温度検知部31で検知される磁石25の各温度と、磁界補正コイル28に流す電流値との関係を記憶している。   When the intensity of the magnetic field between the N pole and the S pole of the magnet 25 is maintained at a predetermined value, the adjustment current storage unit 32 has the magnet 25 detected by the temperature detection unit 31 as shown in Table 1. The relationship between each temperature and the value of the current flowing through the magnetic field correction coil 28 is stored.

Figure 2009014554
Figure 2009014554

ここで、温度検知部31で検知される磁石25の各温度と、磁界補正コイル28に流す電流値との関係について、図4(a)〜図4(c)を参照して説明する。図4(a)は、磁石の温度と、磁界の強さとの関係を示すグラフである。図4(b)は、磁石の温度と、そのときの補正値との関係を示すグラフである。図4(c)は、磁界補正コイルに流れる電流値と、磁界補正コイルが形成する磁界の強さとの関係を示すグラフである。   Here, the relationship between each temperature of the magnet 25 detected by the temperature detector 31 and the value of the current flowing through the magnetic field correction coil 28 will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (c). FIG. 4A is a graph showing the relationship between the temperature of the magnet and the strength of the magnetic field. FIG. 4B is a graph showing the relationship between the temperature of the magnet and the correction value at that time. FIG. 4C is a graph showing the relationship between the current value flowing through the magnetic field correction coil and the strength of the magnetic field formed by the magnetic field correction coil.

本実施の形態では、図4(a)に示すように、磁石25の温度がT0のときに、磁石25のN極25aとS極25bとの間に形成される磁界の強さがA0である場合であって、磁石25の温度が上昇するにしたがって、磁界の強さが小さくなる場合について考える。つまり、磁石25の温度がT0においてA0であった磁界の強さは、温度T1ではA1に、温度T2ではA2に、・・・、温度TnではAnに小さくなる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4A, when the temperature of the magnet 25 is T0, the strength of the magnetic field formed between the N pole 25a and the S pole 25b of the magnet 25 is A0. Consider a case where the strength of the magnetic field decreases as the temperature of the magnet 25 increases. That is, the magnetic field intensity at which the temperature of the magnet 25 was A0 at T0 is reduced to A1 at temperature T1, A2 at temperature T2,..., And An at temperature Tn.

このような温度特性を有する磁石25において、温度に関係なく、磁石25のN極25aとS極25bとの間に形成される磁界の強さをA0に維持するためには、磁界補正コイル28に電流を流すことによって、磁石25の各温度において、図4(b)に示すような強さの磁界を形成する必要がある。   In the magnet 25 having such temperature characteristics, in order to maintain the strength of the magnetic field formed between the N pole 25a and the S pole 25b of the magnet 25 at A0 regardless of the temperature, the magnetic field correction coil 28 is used. It is necessary to form a magnetic field having a strength as shown in FIG.

また、図4(c)に示すように、磁界補正コイル28に流れる電流値と、磁界補正コイル28によって形成される磁界の強さとの間には、比例関係がある。従って、補正コイル28によって図4(b)に示す強さの磁界を形成するためには、磁石25の温度がT1においてI1の電流を流す必要があり、温度T2ではI2、・・・、温度TnではInの電流を流す必要があることが分かる。このようにして、磁石25の各温度と、磁界補正コイル28に流す電流値との関係を示す表1が得られる。   Further, as shown in FIG. 4C, there is a proportional relationship between the value of the current flowing through the magnetic field correction coil 28 and the strength of the magnetic field formed by the magnetic field correction coil 28. Therefore, in order to form the magnetic field having the strength shown in FIG. 4B by the correction coil 28, it is necessary to pass the current I1 when the temperature of the magnet 25 is T1, and when the temperature T2, I2,. It can be seen that the current of In needs to flow in Tn. In this way, Table 1 showing the relationship between each temperature of the magnet 25 and the current value flowing through the magnetic field correction coil 28 is obtained.

振子位置検知部33は、振子位置検出器26からの検出信号に基づいて、振子21の所定位置からの移動量を検知する。   The pendulum position detector 33 detects the amount of movement of the pendulum 21 from a predetermined position based on the detection signal from the pendulum position detector 26.

電流制御部34は、磁界補正コイル28を流れる電流値を調整する第1電流調整部40を制御する。つまり、電流制御部34は、温度検知部31で検知された磁石25の温度において、磁石25のN極25aとS極25bとの間に形成される磁界の強さを所定値に維持するために磁界補正コイル28に流す必要がある電流が流れるように第1電流調整部40を制御する。   The current control unit 34 controls the first current adjustment unit 40 that adjusts the value of the current flowing through the magnetic field correction coil 28. That is, the current control unit 34 maintains the strength of the magnetic field formed between the N pole 25a and the S pole 25b of the magnet 25 at a predetermined value at the temperature of the magnet 25 detected by the temperature detection unit 31. The first current adjustment unit 40 is controlled so that a current that needs to flow through the magnetic field correction coil 28 flows.

また、電流制御部34は、可動コイル23を流れる電流値を調整する第2電流調整部41を制御する。つまり、電流制御部34は、振子位置検知部33で検出された振子21の所定位置からの移動量に基づいて、振子21を所定位置に戻すために、可動コイル23に流れる電流値を調整する第2電流調整部41を制御する。従って、可動コイル23は、地盤の傾斜角度の変化に基づく回転方向と反対方向に、振子21の受ける力に対応した力を発生する。   Further, the current control unit 34 controls the second current adjustment unit 41 that adjusts the value of the current flowing through the movable coil 23. That is, the current control unit 34 adjusts the value of the current flowing through the movable coil 23 to return the pendulum 21 to the predetermined position based on the amount of movement of the pendulum 21 from the predetermined position detected by the pendulum position detection unit 33. The second current adjustment unit 41 is controlled. Therefore, the movable coil 23 generates a force corresponding to the force received by the pendulum 21 in the direction opposite to the rotation direction based on the change in the inclination angle of the ground.

傾斜角度検出部35は、第2電流調整部41の電流値の調整量に基づいて、地盤の傾斜角度の変化量を検出する。   The inclination angle detection unit 35 detects the amount of change in the inclination angle of the ground based on the adjustment amount of the current value of the second current adjustment unit 41.

以上説明したように、本実施の形態の地盤傾斜計11においては、その装置が設置される環境温度によって、磁石25の温度が変化して、N極25aとS極25bとの間に形成される磁界の強さが変化した場合でも、磁界補正コイル28に流れる電流値を調整することによって、磁石25のN極25aとS極25bとの間に形成される磁界の強さを一定にすることができる。従って、地盤傾斜計11が設置される環境温度にかかわらず、傾斜角度の変化量を精度良く検出することができる。また、磁石25による磁界及び磁界補正コイル28による磁界の両方を併用することによって、電磁石による磁界だけを利用する場合と比較して、消費電力が増加するのを抑制することができる。   As described above, in the ground inclinometer 11 according to the present embodiment, the temperature of the magnet 25 changes depending on the environmental temperature in which the device is installed, and is formed between the N pole 25a and the S pole 25b. Even when the strength of the magnetic field changes, the value of the current flowing through the magnetic field correction coil 28 is adjusted to make the strength of the magnetic field formed between the N pole 25a and the S pole 25b of the magnet 25 constant. be able to. Therefore, regardless of the environmental temperature at which the ground inclinometer 11 is installed, the amount of change in the inclination angle can be detected with high accuracy. Moreover, by using both the magnetic field by the magnet 25 and the magnetic field by the magnetic field correction coil 28, it is possible to suppress an increase in power consumption compared to the case of using only the magnetic field by the electromagnet.

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述の実施の形態では、温度を測定して磁界の強さが一定となるように補正を行っているが、磁界を測定する磁界センサを温度センサの代わりに設け、この磁界センサ出力が一定となるようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、磁石25の温度が変化することによって、磁石25のN極25aとS極25bとの間に形成される磁界の強さが変化する場合について説明しているが、その他の理由によって、磁石25のN極25aとS極25bとの間に形成される磁界の強さが変化する場合でも、本実施の形態と動揺の効果を得ることができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made as long as they are described in the claims. For example, in the above-described embodiment, the temperature is measured and correction is performed so that the strength of the magnetic field is constant. However, a magnetic field sensor that measures the magnetic field is provided instead of the temperature sensor, and the output of the magnetic field sensor is It may be made constant. In the above-described embodiment, the case is described where the strength of the magnetic field formed between the N pole 25a and the S pole 25b of the magnet 25 changes as the temperature of the magnet 25 changes. Even if the strength of the magnetic field formed between the N pole 25a and the S pole 25b of the magnet 25 changes due to other reasons, the present embodiment and the effect of shaking can be obtained.

本発明の実施の形態に係る地盤傾斜計を含む土砂災害事前感知警報システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the earth and sand disaster prior detection alarm system containing the ground inclinometer which concerns on embodiment of this invention. 図1の土砂災害事前感知警報システムに含まれる観測局及び子局の配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of arrangement | positioning of the observation station and slave station which are included in the earth and sand disaster prior detection warning system of FIG. 本発明の実施の形態に係る地盤傾斜計の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the ground inclinometer which concerns on embodiment of this invention. 図4(a)は、磁石の温度と、磁界の強さとの関係を示すグラフである。 図4(b)は、磁石の温度と、そのときの補正値との関係を示すグラフである。 図4(c)は、磁界補正コイルに流れる電流値と、磁界補正コイルが形成する磁界の強さとの関係を示すグラフである。FIG. 4A is a graph showing the relationship between the temperature of the magnet and the strength of the magnetic field. FIG. 4B is a graph showing the relationship between the temperature of the magnet and the correction value at that time. FIG. 4C is a graph showing the relationship between the current value flowing through the magnetic field correction coil and the strength of the magnetic field formed by the magnetic field correction coil. 従来の地盤傾斜計の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the conventional ground inclinometer.

符号の説明Explanation of symbols

11 地盤傾斜計
20 傾斜角度検出機構
21 振子
23 可動コイル
25 磁石
26 振子位置検出器
28 磁界補正コイル
30 制御部
31 温度検知部
32 調整電流値記憶部
33 振子位置記憶部
34 電流制御部
35 傾斜角度検出部
50 温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Ground inclination meter 20 Inclination angle detection mechanism 21 Pendulum 23 Movable coil 25 Magnet 26 Pendulum position detector 28 Magnetic field correction coil 30 Control part 31 Temperature detection part 32 Adjustment current value memory | storage part 33 Pendulum position memory | storage part 34 Current control part 35 Inclination angle Detector 50 Temperature sensor

Claims (2)

互いに対向するように配置されたN極及びS極を有し、前記N極と前記S極との間に磁界を形成する磁石と、
前記N極及び前記S極の両方の周囲に設けられており、電流が流されることによって前記N極と前記S極との間に磁界を形成可能な磁界補正コイルと、
前記磁界補正コイルに流れる電流値を調整する第1の電流調整手段と、
被検出体の傾斜角度の変化量に応じた力を受ける移動可能な移動部材と、
前記移動部材と対向するように配置されており、前記移動部材の位置を検出可能な位置検出センサと、
前記移動部材と連結されており、前記N極と前記S極との間において前記移動部材の移動量に対応した量だけ移動する可動コイルと、
前記可動コイルに流れる電流値を調整する第2の電流調整手段と、
前記N極と前記S極との間に形成される磁界の強さが所定値になるように前記第1の電流調整手段を制御すると共に、被検出体の傾斜角度の変化に基づく回転方向と反対方向に前記位置検出センサで検出された前記移動部材の位置が一定となるように前記可動コイルを移動させるように前記第2の電流調整手段を制御する制御手段と、
前記第2の電流調整手段での電流値の調整量から被検出体の傾斜角度の変化量を検出する傾斜角度検出手段とを備えていることを特徴とする傾斜角度検出装置。
A magnet having a north pole and a south pole arranged so as to face each other, and forming a magnetic field between the north pole and the south pole;
A magnetic field correction coil provided around both the N pole and the S pole, and capable of forming a magnetic field between the N pole and the S pole by passing a current;
First current adjusting means for adjusting a current value flowing through the magnetic field correction coil;
A movable member that receives a force corresponding to the amount of change in the tilt angle of the detected object;
A position detection sensor arranged to face the moving member and capable of detecting the position of the moving member;
A movable coil connected to the moving member and moving by an amount corresponding to the moving amount of the moving member between the N pole and the S pole;
Second current adjusting means for adjusting a current value flowing through the movable coil;
The first current adjusting means is controlled so that the strength of the magnetic field formed between the N pole and the S pole becomes a predetermined value, and the rotation direction based on the change in the tilt angle of the detected object Control means for controlling the second current adjusting means so as to move the movable coil so that the position of the moving member detected by the position detection sensor is constant in the opposite direction;
An inclination angle detecting device comprising: an inclination angle detecting means for detecting an amount of change in the inclination angle of the detected object from an adjustment amount of the current value in the second current adjusting means.
前記磁石の温度を検出する温度検出手段と、
前記磁石の各温度と、前記N極と前記S極との間に形成される磁界の強さが所定値になるようにする場合に前記磁界補正コイルに流す電流値との関係を記憶する記憶手段とをさらに備えており、
前記制御手段は、前記温度検出手段で検出される温度及び前記記憶手段に記憶された温度と電流値との関係に基づいて、前記N極と前記S極との間に形成される磁界の強さが所定値になるように前記第1の電流調整手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の傾斜角度検出装置。




Temperature detecting means for detecting the temperature of the magnet;
A memory for storing the relationship between each temperature of the magnet and the value of the current that flows through the magnetic field correction coil when the intensity of the magnetic field formed between the N pole and the S pole is set to a predetermined value. And further comprising means,
Based on the temperature detected by the temperature detection means and the relationship between the temperature stored in the storage means and the current value, the control means is a magnetic field strength formed between the N pole and the S pole. 2. The tilt angle detection apparatus according to claim 1, wherein the first current adjusting unit is controlled such that the first current adjusting unit has a predetermined value. 3.




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