JP2015118065A - Seismometer - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seismometer capable of easily determining whether or not equipment failure occurs.SOLUTION: A seismometer includes: an acceleration sensor 11 for measuring acceleration due to a tremor, and for outputting the measured acceleration data; and a vibrator 14 for vibrating the acceleration sensor 11. The acceleration sensor 11 is configured to measure acceleration following three measurement axes perpendicular to each other, and the vibrator 14 is arranged to vibrate the accelerator sensor 11 in any direction of those three measurement axes. Also, the seismometer also includes a determination part for acquiring the acceleration data to be output from the acceleration sensor 11 when the vibrator 14 vibrates. The determination part is configured to determine equipment failure on the basis of the waveform of a vibration wave to be obtained from the acceleration data.

Description

本発明は、加速度センサにより地震の揺れを検出することのできる地震計に関し、特に振動器を備えることで障害試験を行うことのできる地震計に関する。   The present invention relates to a seismometer capable of detecting an earthquake shake by an acceleration sensor, and more particularly to a seismometer capable of performing a failure test by including a vibrator.

地震計は、従来、地震の研究など限定的な分野において用いられており、大掛かりで高価なものが多かった。一方で、近年、MEMS加速度センサが飛躍的に発展したこともあり、地震計を小型で低価格にすることが可能となってきた。これに加えて、構造損傷検知(SHM)が注目されていることで、一般のビルや建造物に比較的小型で安価な地震計を設置する需要の増加が予想される。このような加速度センサを用いた小型な地震計としては、例えば特許文献1に記載されているようなものがある。   Conventionally, seismometers are used in limited fields such as earthquake research, and many are large and expensive. On the other hand, in recent years, the MEMS acceleration sensor has been greatly developed, and it has become possible to make the seismometer small and inexpensive. In addition to this, structural damage detection (SHM) is attracting attention, and it is expected that there will be an increase in demand for installing relatively small and inexpensive seismometers in general buildings and buildings. As a small seismometer using such an acceleration sensor, there exists a thing as described in patent document 1, for example.

特開2011−202961号公報JP 2011-202961 A

従来の地震計は、研究者など地震その他の振動に精通した者によって使用されることが多かった。地震計は、地震以外の要因によっても振動波形を得ることがあるが、その振動波形が地震計の障害によるものか、あるいはそれ以外の要因によるものなのかは、各使用者の経験によって判別されていた。しかし、広く一般に地震計が用いられるようになると、使用者が必ずしも振動に精通しているとは限らない。このため、地震計によって得られた振動波形が、どのような要因によるものかを判別することが困難な場合も想定される。   Conventional seismometers are often used by researchers and other people familiar with earthquakes and other vibrations. Seismometers may obtain vibration waveforms due to factors other than earthquakes, but whether each vibration waveform is due to seismometer faults or other factors is determined by the experience of each user. It was. However, when seismometers are widely used in general, users are not always familiar with vibration. For this reason, it may be difficult to determine what causes the vibration waveform obtained by the seismometer.

地震計が振動波形を得る地震以外の要因としては、地震計の故障の他、地震計の取付不備や、計測地点特有の問題によるもの、建物の固有振動によるもの、あるいは他所での機械振動などのノイズ源によるものなどが考えられる。地震計が故障しているのであれば、製造者による修理または交換が必要となるが、それ以外の要因によるのであれば、使用者において要因に応じた対応が必要となる。したがって、振動波形が得られた要因について少なくとも故障によるものか、またはそれ以外の事由によるものかを簡易に判別する必要がある。   Factors other than earthquakes that cause seismometers to obtain vibration waveforms include faults in seismometers, improper installation of seismometers, problems specific to measurement points, natural vibrations of buildings, or mechanical vibrations elsewhere This may be due to noise sources. If the seismometer is out of order, repair or replacement by the manufacturer is necessary. If the seismometer is due to other factors, the user needs to respond according to the factor. Therefore, it is necessary to easily determine whether the cause of the vibration waveform is at least due to a failure or other reason.

本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、機器障害が生じているか否かを簡易に判別することが可能な地震計を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a seismometer that can easily determine whether or not a device failure has occurred.

前記課題を解決するため、請求項1の発明に係る地震計は、揺れによる加速度を計測し該計測した加速度データを出力する加速度センサを有する地震計において、
前記加速度センサを振動させる振動器を備えることを特徴として構成されている。
In order to solve the above-mentioned problem, the seismometer according to the invention of claim 1 is a seismometer having an acceleration sensor that measures acceleration due to shaking and outputs the measured acceleration data.
A vibrator that vibrates the acceleration sensor is provided.

請求項1に係る発明によれば、振動器によって振動があった場合の地震計の動作につき試験を行うことができ、得られた波形により機器障害の有無を判定することができる。   According to the invention which concerns on Claim 1, it can test about the operation | movement of a seismometer when there is a vibration with a vibrator, and can determine the presence or absence of an equipment failure with the obtained waveform.

また、請求項2の発明に係る地震計は、前記加速度センサは、互いに直交する三つの計測軸に沿う加速度を計測可能に構成され、前記振動器は、前記三つの計測軸のいずれの方向にも前記加速度センサを振動させるように配置されることを特徴として構成されている。   The seismometer according to the invention of claim 2 is configured such that the acceleration sensor can measure acceleration along three measurement axes orthogonal to each other, and the vibrator is in any direction of the three measurement axes. Is also arranged to vibrate the acceleration sensor.

請求項2に係る発明によれば、加速度センサを構成する全てのセンサについて試験を行うことが可能となる。   According to the invention which concerns on Claim 2, it becomes possible to test about all the sensors which comprise an acceleration sensor.

さらに、請求項3の発明に係る地震計は、前記振動器は、前記加速度センサが配置される基板上に実装されると共に、少なくとも直交する二軸方向に振動し、該振動する方向の一方は前記加速度センサの計測軸のうち一つの計測軸と同方向または該一つの計測軸に対し傾斜し、前記振動する方向の他方は前記加速度センサの計測軸のうち前記一つの計測軸と直交する二つの計測軸に対し傾斜するように配置されることを特徴として構成されている。   Furthermore, in the seismometer according to the invention of claim 3, the vibrator is mounted on a substrate on which the acceleration sensor is arranged, and vibrates in at least two orthogonal directions, and one of the vibrating directions is One of the measurement axes of the acceleration sensor is inclined in the same direction as the one measurement axis or with respect to the one measurement axis, and the other of the vibrating directions is perpendicular to the one measurement axis among the measurement axes of the acceleration sensor. It is configured so as to be inclined with respect to one measurement axis.

請求項3に係る発明によれば、振動波を計測するための三軸方向を振動成分として全て含む振動を、振動器によって与えることができる。   According to the invention which concerns on Claim 3, the vibration which contains all the three axial directions for measuring a vibration wave as a vibration component can be given with a vibrator.

さらにまた、請求項4の発明に係る地震計は、前記振動器が振動した際に前記加速度センサから出力される加速度データを取得する判定部をさらに備え、該判定部は、前記加速度データから得られる振動波の波形に基づき機器障害を判定することを特徴として構成されている。   Furthermore, the seismometer according to the invention of claim 4 further includes a determination unit that acquires acceleration data output from the acceleration sensor when the vibrator vibrates, and the determination unit is obtained from the acceleration data. The device failure is determined based on the waveform of the vibration wave generated.

請求項4に係る発明によれば、地震計内で機器障害の有無を判定して表示等することが可能となる。   According to the invention which concerns on Claim 4, it becomes possible to determine and display the presence or absence of an apparatus failure within a seismometer.

そして、請求項5の発明に係る地震計は、前記振動器が振動した際に前記加速度センサから出力される加速度データを、外部に設けられる判定部に送信する送信部をさらに備え、該判定部は、前記加速度データから得られる振動波の波形に基づき機器障害を判定することを特徴として構成されている。   The seismometer according to the invention of claim 5 further includes a transmission unit that transmits acceleration data output from the acceleration sensor to an external determination unit when the vibrator vibrates, and the determination unit Is configured to determine a device failure based on a waveform of a vibration wave obtained from the acceleration data.

請求項5に係る発明によれば、地震計の外部から機器障害の有無を判定して表示等することが可能となる。   According to the invention which concerns on Claim 5, it becomes possible to determine and display the presence or absence of an equipment failure from the outside of a seismometer.

また、請求項6の発明に係る地震計は、前記判定部は、前記加速度データから得られる振動波の振幅及び周波数に基づき機器障害を判定することを特徴として構成されている。   Further, the seismometer according to the invention of claim 6 is characterized in that the determination unit determines a device failure based on an amplitude and a frequency of a vibration wave obtained from the acceleration data.

請求項6に係る発明によれば、機器障害の有無及び問題発生の原因を判定することが可能となる。   According to the invention which concerns on Claim 6, it becomes possible to determine the presence or absence of an apparatus failure, and the cause of problem occurrence.

さらに、請求項7の発明に係る地震計は、前記振動器は振動数が可変となるように構成されてなることを特徴として構成されている。   Furthermore, the seismometer according to the invention of claim 7 is characterized in that the vibrator is configured such that the frequency is variable.

請求項7に係る発明によれば、振動器の振動数を変化させつつセンサの試験を行うことで、応答周波数特性から機器障害の有無を検出することができるようになる。   According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to detect the presence or absence of a device failure from the response frequency characteristics by testing the sensor while changing the vibration frequency of the vibrator.

本発明に係る地震計によれば、振動器により振動発生時の試験を行うことで、地震計の動作不良の原因が機器障害によるものか否かを、使用者の経験等によらず簡単に判別することができ、どのような対処が必要かを地震計に不慣れな使用者であっても判断できるようにすることができる。   According to the seismometer according to the present invention, it is possible to easily determine whether the cause of malfunction of the seismometer is due to equipment failure or not, regardless of the user's experience, etc. It is possible to make a determination, and even a user who is not familiar with seismometers can determine what kind of countermeasure is necessary.

本実施形態における地震計の斜視図である。It is a perspective view of the seismometer in this embodiment. 本体内に設けられる基板の平面図である。It is a top view of the board | substrate provided in the main body. 振動器の斜視図である。It is a perspective view of a vibrator. 振動器の正面図である。It is a front view of a vibrator. 本実施形態の地震計のブロック図である。It is a block diagram of the seismometer of this embodiment. 振動器が発生する振動の振動数の時間変化を表した図である。It is a figure showing the time change of the frequency of the vibration which a vibrator generates.

本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図1には、本実施形態における地震計の斜視図を示している。この地震計は、ビル等の建物の任意の箇所に設置固定されるものであり、地震による震動のデータを取得して出力することができるように構成されている。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, the perspective view of the seismometer in this embodiment is shown. This seismometer is installed and fixed at an arbitrary location of a building such as a building, and is configured to acquire and output vibration data due to an earthquake.

図1に示すように、地震計は、箱状に形成されてなる本体1と、本体1が載置される板状の固定面部2とを有してなり、固定面部2には建物に対して固定するための固定部3が設けられる。本体1の側面には、内部に納められる機器に指令を入力したり、あるいは振動のデータを出力するための入出力口4が形成されている。本実施形態では、入出力口4はLANポートとして構成されている。地震による震動を確実に検出するため、固定面部2は建物の壁面または床面などに対し当接して強固に取付けられる必要がある。   As shown in FIG. 1, the seismometer has a main body 1 formed in a box shape and a plate-like fixed surface portion 2 on which the main body 1 is placed. A fixing portion 3 is provided for fixing. On the side surface of the main body 1, an input / output port 4 is formed for inputting a command to a device housed therein or outputting vibration data. In the present embodiment, the input / output port 4 is configured as a LAN port. In order to reliably detect vibration caused by an earthquake, the fixed surface portion 2 needs to abut against the wall surface or floor surface of the building and be firmly attached.

図2には、本体1内に設けられる基板10の平面図を示している。基板10には地震計を構成する各種部品が実装されているが、図2にはそのうち代表的な部品のみを示している。地震計を構成する部品として、加速度センサ11と基準電圧源12及びAD変換器13が基板10上に配置されている。なお、本実施形態では加速度センサ11とAD変換器13が分かれているが、これらが一体となったデジタル出力センサであってもよい。   In FIG. 2, the top view of the board | substrate 10 provided in the main body 1 is shown. Various components constituting the seismometer are mounted on the substrate 10, but only representative components are shown in FIG. 2. The acceleration sensor 11, the reference voltage source 12, and the AD converter 13 are arranged on the substrate 10 as components that constitute the seismometer. Although the acceleration sensor 11 and the AD converter 13 are separated in the present embodiment, a digital output sensor in which these are integrated may be used.

加速度センサ11は、図2中に示すX軸方向の加速度を検出するX軸センサ11aと、Y軸方向の加速度を検出するY軸センサ11bと、Z軸方向の加速度を検出するZ軸センサ11cとを有している。図2中のX軸とY軸及びZ軸は、互いに直交する。すなわち、加速度センサ11は、互いに直交する三軸方向について、それぞれ加速度のデータを取得することができる。   The acceleration sensor 11 includes an X-axis sensor 11a that detects acceleration in the X-axis direction shown in FIG. 2, a Y-axis sensor 11b that detects acceleration in the Y-axis direction, and a Z-axis sensor 11c that detects acceleration in the Z-axis direction. And have. The X axis, Y axis, and Z axis in FIG. 2 are orthogonal to each other. That is, the acceleration sensor 11 can acquire acceleration data in three axial directions orthogonal to each other.

基板10上には、加速度センサ11を含め基板10全体を振動させることのできる振動器14が配置されている。振動器14は、振動モーターからなり、回転に伴って回転軸14bの軸方向と直交する平面方向に振動を与えることができる。この振動器14は、加速度センサ11の三つの計測軸のうち、X軸及びY軸に対して回転軸方向がそれぞれ45度の角度をなすように基板10上に配置されており、加速度センサ11により加速度データを正常に取得することができるか否かの試験のために用いられる。   A vibrator 14 that can vibrate the entire substrate 10 including the acceleration sensor 11 is disposed on the substrate 10. The vibrator 14 is composed of a vibration motor, and can provide vibration in a plane direction orthogonal to the axial direction of the rotation shaft 14b with rotation. The vibrator 14 is disposed on the substrate 10 so that the rotation axis direction of each of the three measurement axes of the acceleration sensor 11 forms an angle of 45 degrees with respect to the X axis and the Y axis. Is used for testing whether or not acceleration data can be acquired normally.

図3には振動器14の斜視図を、図4には振動器14の正面図を、それぞれ示している。これらの図に示すように振動器14は、基板10に載置固定される基部14aと、基部14aに対して回転する回転軸14bと、回転軸14bを偏芯させるように一体的に設けられる錘部14cとを有して構成されている。錘部14cによって、回転軸14bの重心は回転中心から偏芯しており、振動器14は回転軸14bの回転に伴って該回転軸14bの軸方向と直交する平面方向に振動を生じる。すなわち、振動器14は回転軸14bの軸方向と直交する二軸方向に振動する。   FIG. 3 shows a perspective view of the vibrator 14, and FIG. 4 shows a front view of the vibrator 14. As shown in these drawings, the vibrator 14 is integrally provided so as to decenter the base portion 14a placed and fixed on the substrate 10, the rotating shaft 14b rotating with respect to the base portion 14a, and the rotating shaft 14b. And a weight portion 14c. The center of gravity of the rotating shaft 14b is eccentric from the center of rotation by the weight portion 14c, and the vibrator 14 vibrates in a plane direction orthogonal to the axial direction of the rotating shaft 14b as the rotating shaft 14b rotates. That is, the vibrator 14 vibrates in two axial directions orthogonal to the axial direction of the rotating shaft 14b.

図2に示されているように、振動器14は加速度センサ11の計測軸のうちX軸及びY軸に対して回転軸方向がそれぞれ45度の角度をなすように傾斜配置されているので、振動器14の振動方向である二軸方向のうち一方がZ軸方向とすると、他方はX軸及びY軸に対して傾斜することとなるので、X軸方向の振動成分とY軸方向の振動成分のいずれも生じさせることができる。すなわち、加速度センサ11によって計測される三軸方向のいずれにも振動器14によって振動成分を生じさせることができる。これにより、X軸センサ11aとY軸センサ11b及びZ軸センサ11cのいずれについても、振動器14によって振動させ、加速度データを取得することができる。   As shown in FIG. 2, the vibrator 14 is inclined so that the rotation axis direction forms an angle of 45 degrees with respect to the X axis and the Y axis among the measurement axes of the acceleration sensor 11. If one of the two axial directions that are the vibration directions of the vibrator 14 is the Z-axis direction, the other is inclined with respect to the X-axis and the Y-axis, so the vibration component in the X-axis direction and the vibration in the Y-axis direction. Any of the components can be generated. That is, a vibration component can be generated by the vibrator 14 in any of the three axial directions measured by the acceleration sensor 11. Accordingly, any of the X-axis sensor 11a, the Y-axis sensor 11b, and the Z-axis sensor 11c can be vibrated by the vibrator 14, and acceleration data can be acquired.

図5には、本実施形態の地震計のブロック図を示している。この図に示すように、加速度センサ11を構成する各センサと並列にダミーセンサ11dが設けられている。ダミーセンサ11dからの出力は、オフセット補正及びノイズ除去のために用いられる。   FIG. 5 shows a block diagram of the seismometer of the present embodiment. As shown in this figure, a dummy sensor 11 d is provided in parallel with each sensor constituting the acceleration sensor 11. The output from the dummy sensor 11d is used for offset correction and noise removal.

X軸センサ11aとY軸センサ11b、Z軸センサ11c及びダミーセンサ11dは、それぞれ前置アンプ26に接続されている。各センサは、出力インピーダンスが高いため、インピーダンス変換が必要であり、前置アンプ26はそのインピーダンス変換を行うと共に、アンチエイリアスフィルタを構成する。各前置アンプ26は、それぞれAD変換器13に接続されており、加速度センサ11からの出力がデジタルデータとして出力される。AD変換器13には、高精度な基準電圧源12が接続される。   The X-axis sensor 11a, the Y-axis sensor 11b, the Z-axis sensor 11c, and the dummy sensor 11d are each connected to the preamplifier 26. Since each sensor has a high output impedance, impedance conversion is necessary, and the preamplifier 26 performs the impedance conversion and constitutes an antialiasing filter. Each preamplifier 26 is connected to the AD converter 13 and the output from the acceleration sensor 11 is output as digital data. A highly accurate reference voltage source 12 is connected to the AD converter 13.

加速度センサ11からの出力は、CPU20に入力される。CPU20には不揮発性のメモリ21が接続されている。メモリ21には、加速度センサ11を構成する各センサの感度補正値などが記憶されている。感度補正値は、工場出荷前に予め測定されているもので、各センサからの出力に対して適用される。また、CPU20は、LANネットワークコントローラを内蔵しており、LAN物理層用デバイスである入出力部22を介してLANネットワーク23に接続される。これにより、地震計は取得した加速度データを外部に送信することができると共に、外部からの指令により振動器14による試験等を行うことができる。なお、LANネットワーク23への接続には、無線LANなどを用いてもよい。   The output from the acceleration sensor 11 is input to the CPU 20. A nonvolatile memory 21 is connected to the CPU 20. The memory 21 stores sensitivity correction values of the sensors constituting the acceleration sensor 11 and the like. The sensitivity correction value is measured in advance before shipment from the factory, and is applied to the output from each sensor. The CPU 20 incorporates a LAN network controller and is connected to the LAN network 23 via the input / output unit 22 which is a LAN physical layer device. Thereby, the seismometer can transmit the acquired acceleration data to the outside, and can perform a test or the like by the vibrator 14 according to a command from the outside. Note that a wireless LAN or the like may be used for connection to the LAN network 23.

地震計には、振動器14を駆動するための電源または電流源24が設けられる。電源または電流源24は、ノイズ対策のため、地震計全体を動作させる装置電源から絶縁されたものが用いられる。電源または電流源24は、CPU20によって制御されるリレー25を介して振動器14に接続される。すなわち、振動器14の駆動は、CPU20によって制御される。振動器14を駆動することによる試験は、地震計自体に設けるスイッチ(図示しない)の操作により行うようにしてもよいし、LANネットワーク23を介して外部から指令することにより行うようにしてもよい。なお、リレー25の代わりに、半導体リレーやトランジスタ、FET、あるいはアナログスイッチなど、電気的な接続状態を切替可能なものであれば、別の種類の部品を採用してもよい。   The seismometer is provided with a power source or current source 24 for driving the vibrator 14. As the power source or current source 24, a power source or a current source 24 that is insulated from a device power source that operates the entire seismometer is used. The power source or current source 24 is connected to the vibrator 14 via a relay 25 controlled by the CPU 20. That is, the drive of the vibrator 14 is controlled by the CPU 20. The test by driving the vibrator 14 may be performed by operating a switch (not shown) provided in the seismometer itself, or may be performed by giving an external command via the LAN network 23. . Instead of the relay 25, another type of component may be employed as long as the electrical connection state can be switched, such as a semiconductor relay, a transistor, an FET, or an analog switch.

前述のように、振動器14はX軸センサ11aとY軸センサ11b、Z軸センサ11cのいずれも振動させることができるように配置されているので、CPU20の制御により振動器14が駆動されると、各センサから加速度データが出力され、CPU20では三軸方向の加速度データから振動波のデータを得る。この振動波のデータの波形、具体的には振動波の振幅及び周波数などに基づいて、機器障害の有無を判別する。その判定を行う判定部は、CPU20の機能として設けてもよいし、LANネットワーク23を介して接続された外部機器に設けてもよい。   As described above, since the vibrator 14 is arranged so that any of the X-axis sensor 11a, the Y-axis sensor 11b, and the Z-axis sensor 11c can vibrate, the vibrator 14 is driven by the control of the CPU 20. Then, acceleration data is output from each sensor, and the CPU 20 obtains vibration wave data from the acceleration data in the three-axis directions. Based on the waveform of the vibration wave data, specifically, the amplitude and frequency of the vibration wave, the presence / absence of a device failure is determined. The determination unit that performs the determination may be provided as a function of the CPU 20 or may be provided in an external device connected via the LAN network 23.

判定部においては、振動器14によって加速度センサ11で得られる本来の振動波データと、実際に得られた振動波データを比較して、機器障害の有無を検出する。例えば、実際に得られた振動波データの振幅が本来の振幅に比べて所定以下であった場合には、センサ感度の劣化による機器障害が発生していると判定する。また、振動波データの波形パターンがランダムになっているなど異常があった場合には、回路故障による機器障害が発生していると判定する。振動波データの振動周波数ピーク遷移により2倍等の高調波及び1/2等の低調波が検出される場合には、地震計の建物に対する固定に緩みが生じているためのものであって、機器障害ではないものと判定する。一方、実際に得られた振動波データが本来の振動波データのパターンと所定範囲内で一致する場合には、機器障害は発生していないものと判定する。また、振動器14は振動数を変化させることができるように構成されており、振動器14の振動数を変化させて加速度センサ11の試験を行うことにより、その応答周波数特性から機器障害の有無を判定することもできる。   In the determination unit, the original vibration wave data obtained by the acceleration sensor 11 by the vibrator 14 is compared with the actually obtained vibration wave data to detect the presence or absence of a device failure. For example, when the amplitude of the actually obtained vibration wave data is less than or equal to the original amplitude, it is determined that a device failure has occurred due to sensor sensitivity degradation. If there is an abnormality such as a random waveform pattern of vibration wave data, it is determined that a device failure has occurred due to a circuit failure. When a harmonic such as double and a subharmonic such as ½ are detected by vibration frequency peak transition of vibration wave data, the seismometer is loosely fixed to the building, It is determined that there is no equipment failure. On the other hand, if the actually obtained vibration wave data matches the original vibration wave data pattern within a predetermined range, it is determined that no device failure has occurred. Further, the vibrator 14 is configured to be able to change the vibration frequency, and by testing the acceleration sensor 11 by changing the vibration frequency of the vibrator 14, the presence / absence of equipment failure is determined from the response frequency characteristics. Can also be determined.

図6には、振動器14が発生する振動の振動数の時間変化を表した図を示している。図6(a)は、時間経過に伴い振動数が変化せず、一定の場合を表している。図6(b)は、時間経過に伴い振動数が徐々に大きくなるよう、連続的に変化させた場合を表している。この場合、応答周波数特性によってより詳細な障害の原因を判定することができる。図6(c)は、振動器14に対する電力供給をパルス状にして、振動を間欠的に行う場合を表している。この場合、省電力化を図ることができる。図6(d)は、振動器14に対する電極供給をパルス状にし、かつ、振動数が徐々に大きくなるように変化させた場合を表している。この場合、省電力化を図りつつ、応答周波数特性によってより詳細な障害の原因を判定することができる。   In FIG. 6, the figure showing the time change of the frequency of the vibration which the vibrator | oscillator 14 generate | occur | produces is shown. FIG. 6A shows a case where the frequency does not change with time and is constant. FIG. 6B shows a case where the frequency is continuously changed so that the frequency gradually increases with time. In this case, a more detailed cause of the failure can be determined based on the response frequency characteristic. FIG. 6C illustrates a case where the power supply to the vibrator 14 is pulsed and vibration is performed intermittently. In this case, power saving can be achieved. FIG. 6D illustrates a case where the electrode supply to the vibrator 14 is changed to a pulse shape and the frequency is gradually increased. In this case, it is possible to determine the cause of the failure in more detail based on the response frequency characteristic while saving power.

地震計内に判定部を設けた場合には、判定結果につき表示する表示部(図示しない)を本体に設けることで、使用者が簡易に判定結果を知ることができる。また、地震計の外部に判定部を設けた場合には、判定部を有する機器において、判定結果につき適宜表示を行うことができる。   When the determination unit is provided in the seismometer, the display unit (not shown) for displaying the determination result is provided in the main body, so that the user can easily know the determination result. In addition, when the determination unit is provided outside the seismometer, the determination result can be appropriately displayed on the device having the determination unit.

このように、振動器14を設けたことにより、加速度センサ11を実際に振動させての試験を簡単に行うことができ、それによって得られた振動波データに基づき、判定部で機器障害の有無及び動作不良の原因を判定することができる。このことによって、地震計に動作不良があった場合に、少なくともその原因が機器障害によるものか否かを、使用者の経験等によらず簡単に判別することができ、どのような対処が必要かを地震計に不慣れな使用者であっても判断することが可能となる。   Thus, by providing the vibrator 14, it is possible to easily perform a test by actually oscillating the acceleration sensor 11, and based on the vibration wave data obtained thereby, the determination unit determines whether there is a device failure. And the cause of the malfunction can be determined. As a result, when there is a malfunction in the seismometer, it is possible to easily determine whether the cause is due to equipment failure or not, regardless of the user's experience, etc. It is possible to judge even a user who is not familiar with seismometers.

また、振動器14の回転軸を、加速度センサ11のうち2つのセンサの計測軸方向と傾斜するように配置したことで、加速度センサ11によって計測する三軸方向にいずれにも振動成分を発生させることができ、全てのセンサについて試験を行うことができる。なお、本実施形態では振動器14の回転軸方向を、X軸とY軸に対しそれぞれ45度傾斜するように配置したが、それ以外の傾斜角度であってもよいし、また、Z軸に対して傾斜させるように配置してもよい。   Further, by arranging the rotation axis of the vibrator 14 so as to be inclined with respect to the measurement axis direction of two sensors of the acceleration sensor 11, vibration components are generated in any of the three axis directions measured by the acceleration sensor 11. And all sensors can be tested. In this embodiment, the rotational axis direction of the vibrator 14 is arranged so as to be inclined by 45 degrees with respect to the X axis and the Y axis, respectively, but other inclination angles may be used. You may arrange | position so that it may incline with respect.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。例えば、本実施形態では振動器14として振動モーターを用いたが、加速度センサ11に振動を与えることのできるものであれば、それ以外の振動を発生する機器であってもよい。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the application of the present invention is not limited to this embodiment, and can be applied in various ways within the scope of its technical idea. For example, although a vibration motor is used as the vibrator 14 in the present embodiment, any other device that generates vibration may be used as long as it can apply vibration to the acceleration sensor 11.

1 本体
2 固定面部
3 固定部
4 入出力口
10 基板
11 加速度センサ
11a X軸センサ
11b Y軸センサ
11c Z軸センサ
12 基準電圧源
13 AD変換器
14 振動器
14a 基部
14b 回転軸
14c 錘部
20 CPU
21 メモリ
22 入出力部
23 LANネットワーク
24 電源または電流源
25 リレー
26 前置アンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body 2 Fixed surface part 3 Fixed part 4 Input / output port 10 Board | substrate 11 Acceleration sensor 11a X-axis sensor 11b Y-axis sensor 11c Z-axis sensor 12 Reference voltage source 13 AD converter 14 Vibrator 14a Base 14b Rotating shaft 14c Weight part 20 CPU
21 Memory 22 Input / Output Unit 23 LAN Network 24 Power Supply or Current Source 25 Relay 26 Preamplifier

Claims (7)

揺れによる加速度を計測し該計測した加速度データを出力する加速度センサを有する地震計において、
前記加速度センサを振動させる振動器を備えることを特徴とする地震計。
In a seismometer having an acceleration sensor that measures acceleration due to shaking and outputs the measured acceleration data,
A seismometer comprising a vibrator for vibrating the acceleration sensor.
前記加速度センサは、互いに直交する三つの計測軸に沿う加速度を計測可能に構成され、前記振動器は、前記三つの計測軸のいずれの方向にも前記加速度センサを振動させるように配置されることを特徴とする請求項1記載の地震計。   The acceleration sensor is configured to measure acceleration along three measurement axes orthogonal to each other, and the vibrator is arranged to vibrate the acceleration sensor in any direction of the three measurement axes. The seismometer according to claim 1. 前記振動器は、前記加速度センサが配置される基板上に実装されると共に、少なくとも直交する二軸方向に振動し、該振動する方向の一方は前記加速度センサの計測軸のうち一つの計測軸と同方向または該一つの計測軸に対し傾斜し、前記振動する方向の他方は前記加速度センサの計測軸のうち前記一つの計測軸と直交する二つの計測軸に対し傾斜するように配置されることを特徴とする請求項2記載の地震計。   The vibrator is mounted on a substrate on which the acceleration sensor is arranged, and vibrates in at least two orthogonal directions. One of the vibrating directions is one of the measurement axes of the acceleration sensor. In the same direction or inclined with respect to the one measuring axis, the other of the vibrating directions is arranged so as to be inclined with respect to two measuring axes orthogonal to the one measuring axis among the measuring axes of the acceleration sensor. The seismometer according to claim 2. 前記振動器が振動した際に前記加速度センサから出力される加速度データを取得する判定部をさらに備え、該判定部は、前記加速度データから得られる振動波の波形に基づき機器障害を判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の地震計。   A determination unit that acquires acceleration data output from the acceleration sensor when the vibrator vibrates; and the determination unit determines a device failure based on a waveform of a vibration wave obtained from the acceleration data; The seismometer according to any one of claims 1 to 3. 前記振動器が振動した際に前記加速度センサから出力される加速度データを、外部に設けられる判定部に送信する送信部をさらに備え、該判定部は、前記加速度データから得られる振動波の波形に基づき機器障害を判定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の地震計。   The apparatus further includes a transmission unit that transmits acceleration data output from the acceleration sensor when the vibrator vibrates to a determination unit provided outside, and the determination unit converts the vibration wave waveform obtained from the acceleration data into a waveform. The seismometer according to any one of claims 1 to 3, wherein an equipment failure is determined based on the seismometer. 前記判定部は、前記加速度データから得られる振動波の振幅及び周波数に基づき機器障害を判定することを特徴とする請求項4または5記載の地震計。   The seismometer according to claim 4, wherein the determination unit determines a device failure based on an amplitude and a frequency of a vibration wave obtained from the acceleration data. 前記振動器は振動数が可変となるように構成されてなることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の地震計。
The seismometer according to claim 1, wherein the vibrator is configured to have a variable frequency.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106840241A (en) * 2017-01-07 2017-06-13 广州博冠光电技术有限公司 The calibration method and calibration system of a kind of axle sensor products of built-in MEMS six
CN107765295A (en) * 2017-11-22 2018-03-06 中国地震局地震预测研究所 The highly reliable seismic detector being made up of four measuring units
KR101872958B1 (en) 2017-06-30 2018-07-02 주식회사 대경산전 System for earthquake monitoring of distributing board
CN116164699A (en) * 2023-04-26 2023-05-26 中国科学院地质与地球物理研究所 Automatic identification method for azimuth angle of active source of planetary seismograph
JP7480016B2 (en) 2020-10-22 2024-05-09 日東工業株式会社 Vibration detection system for high voltage power receiving equipment

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5313967A (en) * 1976-07-26 1978-02-08 Oki Electric Ind Co Ltd Measuring method for characteristic of vibration gauge
JPS5744876A (en) * 1980-08-29 1982-03-13 Nec Corp Maintenance and controlling system for seismometer
JPS5855877A (en) * 1981-09-30 1983-04-02 Fujitsu Ltd Seismic telemeter observation and processing system
JPS645114U (en) * 1987-06-26 1989-01-12
JPH09222484A (en) * 1996-02-16 1997-08-26 Toshiba Corp Earthquake observation apparatus
JPH1151759A (en) * 1997-08-01 1999-02-26 Hokuriku Electric Ind Co Ltd Simple acceleration seismographic apparatus
JPH11271139A (en) * 1998-03-23 1999-10-05 Rion Co Ltd Vibration-measuring apparatus
JP2008302759A (en) * 2007-06-06 2008-12-18 Calsonic Kansei Corp Collision determination device
WO2012018118A1 (en) * 2010-08-05 2012-02-09 曙ブレーキ工業株式会社 False ore, and analysis system using same
US20120186351A1 (en) * 2011-01-25 2012-07-26 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Vibration Detecting Device
JP2013227829A (en) * 2012-04-27 2013-11-07 Hiisuto Kk Gate control apparatus and gate control system

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5313967A (en) * 1976-07-26 1978-02-08 Oki Electric Ind Co Ltd Measuring method for characteristic of vibration gauge
JPS5744876A (en) * 1980-08-29 1982-03-13 Nec Corp Maintenance and controlling system for seismometer
JPS5855877A (en) * 1981-09-30 1983-04-02 Fujitsu Ltd Seismic telemeter observation and processing system
JPS645114U (en) * 1987-06-26 1989-01-12
JPH09222484A (en) * 1996-02-16 1997-08-26 Toshiba Corp Earthquake observation apparatus
JPH1151759A (en) * 1997-08-01 1999-02-26 Hokuriku Electric Ind Co Ltd Simple acceleration seismographic apparatus
JPH11271139A (en) * 1998-03-23 1999-10-05 Rion Co Ltd Vibration-measuring apparatus
JP2008302759A (en) * 2007-06-06 2008-12-18 Calsonic Kansei Corp Collision determination device
WO2012018118A1 (en) * 2010-08-05 2012-02-09 曙ブレーキ工業株式会社 False ore, and analysis system using same
JPWO2012018118A1 (en) * 2010-08-05 2013-10-03 曙ブレーキ工業株式会社 Pseudo ore and analysis system using it
US20120186351A1 (en) * 2011-01-25 2012-07-26 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Vibration Detecting Device
JP2012168161A (en) * 2011-01-25 2012-09-06 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Oscillation detection apparatus
JP2013227829A (en) * 2012-04-27 2013-11-07 Hiisuto Kk Gate control apparatus and gate control system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106840241A (en) * 2017-01-07 2017-06-13 广州博冠光电技术有限公司 The calibration method and calibration system of a kind of axle sensor products of built-in MEMS six
KR101872958B1 (en) 2017-06-30 2018-07-02 주식회사 대경산전 System for earthquake monitoring of distributing board
CN107765295A (en) * 2017-11-22 2018-03-06 中国地震局地震预测研究所 The highly reliable seismic detector being made up of four measuring units
CN107765295B (en) * 2017-11-22 2023-07-28 中国地震局地震预测研究所 High-reliability seismometer composed of four measuring units
JP7480016B2 (en) 2020-10-22 2024-05-09 日東工業株式会社 Vibration detection system for high voltage power receiving equipment
CN116164699A (en) * 2023-04-26 2023-05-26 中国科学院地质与地球物理研究所 Automatic identification method for azimuth angle of active source of planetary seismograph
CN116164699B (en) * 2023-04-26 2023-06-27 中国科学院地质与地球物理研究所 Automatic identification method for azimuth angle of active source of planetary seismograph
US11899149B1 (en) 2023-04-26 2024-02-13 Institute Of Geology And Geophysics, The Chinese Academy Of Sciences Method for automatically identifying active source azimuth of planetary seismometer

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