JP3075180B2

JP3075180B2 - 感震装置

Info

Publication number: JP3075180B2
Application number: JP13805896A
Authority: JP
Inventors: 康裕梅景; 謙三黄地; 行夫長岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 2000-08-07
Anticipated expiration: 2016-05-31
Also published as: JPH09318763A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスメータやガス
遮断装置などに設置されて地震を検出する感震装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の感震装置は、特開平３−１
０５２２１号公報のようなものが知られていた。以下、
その方法について図１４を参照しながら説明する。

【０００３】図１４に示すように、振動変位を検知する
振動スイッチとしての磁歪パルス素子１と、前記磁歪パ
ルス素子１が振動を検出した時に電源回路２の電源を投
入して歪抵抗素子３と信号処理部４を起動して振動を検
出する構成となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では、振動スイッチでは振動のレベルが検出困難で
あり、所定振動レベル以上の時に電源投入することが難
しく誤動作が多くなることと、小さい振動レベルでも電
源が投入されるため電池の消耗が速いという課題があっ
た。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、振動信号を検出する振動検出手段と、前記
振動信号から地震か否かを判別する地震判別手段と、こ
の地震判別手段の結果を出力する出力手段と、前記振動
検出手段への駆動用電力を供給する電力供給手段と、前
記振動信号に応じて逐次電力供給を制御する電力供給制
御手段を備えた構成とした。

【０００６】上記発明によれば、振動検出手段への電力
供給を逐次振動レベルに応じて間欠的にオンオフ制御を
することで消費電力を大幅に抑制することができるとと
もに、突発的な振動を見逃すことなく検出することがで
きる。そして、オン制御時の振動検出手段の信号レベル
によって振動の大きさを検出することができるので、所
定レベル以上の時のみ、振動信号の地震判別手段を実行
させることができるので消費電力を大幅に低減すること
ができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、振動信号を検出する振
動検出手段と、前記振動信号から地震か否かを判別する
地震判別手段と、この地震判別手段の結果を出力する出
力手段と、前記振動検出手段への駆動用電力を供給する
電力供給手段と、前記振動信号に応じて逐次電力供給を
制御する電力供給制御手段を備えることで、消費電力を
大幅に抑制することができるとともに、突発的な振動を
見逃すことなく検出することができる。

【０００８】また、振動信号の振動レベルに応じて電力
供給のオン時間またはオフ時間を制御する電力供給制御
手段を備えた構成とした。

【０００９】さらに、振動信号の振動レベルに応じて電
力供給のオフ時間を逐次制御する電力供給制御手段を備
えた構成とした。そして、振動検出手段への電力供給を
間欠的にオンオフ制御をすることで消費電力を大幅に抑
制することができ、かつオン制御時の振動検出手段の信
号レベルによって振動の大きさを検出することができる
ので、所定レベル以上の時のみ振動信号の地震判別手段
を実行させることができるので消費電力を大幅に低減す
ることができるのである。そして、逐次オフ時間を制御
することで高周波数の信号も抜けを生じることなく確実
に検出することができる。

【００１０】また、振動信号の振動レベルが所定レベル
以上になった時、電力供給のオフ時間を短く制御する電
力供給制御手段を備えたものである。そして、振動レベ
ルが大きくなった時にはオフ時間を短くすることで大き
な振動波形を逃さず検出することができ、地震の判定を
精度よくおこなうことができるのである。

【００１１】また、振動信号の振動レベルが所定レベル
以上になった時、電力供給のオン時間を長く制御する電
力供給制御手段を備えたものである。そして、振動レベ
ルが大きくなった時にはオン時間を長くすることで、振
動波形を逃さず、かつ詳細に連続波形として検出するこ
とができ、地震の判定を精度よくおこなうことができ
る。

【００１２】また、オフ時間をランダムに変動制御する
電力供給制御手段を備えたものである。そして、ランダ
ムにオフ時間を変動制御することで周期的なノイズ振動
の影響による誤動作を除去することができるのである。

【００１３】また、振動検出手段を搭載する防振手段を
備えたものである。そして、機械的な防振手段で高周波
数の振動を除去することで、地震の特徴である低周波数
を精度よく検出することができる。そして、電気回路に
よるアナログフィルターでは、フィルターによる遅延が
あり電源のオンオフ制御困難であるが、機械的防振手段
を用いると電源のオン・オフ制御を実現することができ
低消費電力化ができるのである。

【００１４】さらに、演算によって振動信号をフィルタ
リングする演算フィルター手段を備えたものである。そ
して、検出した振動信号波形を数学的にフィルタリング
して高周波数の振動を除去することで、地震の特徴であ
る低周波数を精度よく検出するとともに、電源のオンオ
フ制御も実現することができ低消費電力化することがで
きるのである。

【００１５】また、ＤＣ成分から検出できる振動検出手
段を備えたものである。また、ＤＣ成分の信号レベルに
より振動検出手段が転倒したことを検知する転倒判別手
段を備えたものである。そして、長時間信号の振動変動
がないが何等かの信号が発生している場合は、転倒と判
定して転倒検知を行うことができるのである。

【００１６】また、流路を流れる流体の流量検出手段
と、前記流量検出手段の流量情報によって電力供給のオ
ン時間またはオフ時間を制御する電力供給制御手段を備
えたものである。

【００１７】また、第１の所定流量値以上の時、オフ時
間を短くする電力供給制御手段を備えたものである。そ
して、流路に第１の所定流量値以上、流体が流れている
時にはオフ時間を短くして振動の検知を詳細に行って地
震の発見の確立を向上することができるのである。

【００１８】また、第２の所定流量値以下の時、オフ時
間を長くする電力供給制御手段を備えたものである。そ
して、第２の所定流量以下の時は流れが少ないので地震
等が発生しても被害が少ないとこからオフ時間を長くし
て電力消費を抑制することができる。

【００１９】また、複数個の振動検出手段と、複数個の
振動検出手段のうち１個の振動検出手段への電力供給を
オン・オフ制御しながら振動レベルを監視し、前記振動
レベルが所定値以上になった時に、他の振動検出手段へ
の電力供給をオフからオンに制御する電力供給制御手段
を備えたものである。そして、複数個の振動検出手段に
おいても１個の振動検出手段のみに電力を供給ことで電
力消費を抑制することができるのである。

【００２０】また、複数個の振動検出手段と、複数個の
振動検出手段への電力供給を各１個ずつ順番にオンオフ
制御を繰り返す電力供給制御手段を備えたものである。
そして、１個ずつ順番に振動検出手段を動作させること
でどの方向の振動も検出することができるのである。

【００２１】また、電力供給は少なくとも３秒に１回以
上おこなう電力供給制御手段を備えたものである。そし
て、３秒に１回以上電力供給することで高周波数の振動
も逃すことなく検出することができるのである。

【００２２】以下、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。（実施例１）図１は本発明の実施例１の感震装置のブロック図であ
る。

【００２３】図１において、５は振動加速度センサ、６
は増幅器、７は地震判別種段、８は出力手段、９は電力
供給制御手段、１０は電力供給手段としての電池であ
る。

【００２４】次に動作、作用について説明する。本発明
の感震装置は、図２に示すように、電力供給制御手段に
よってオン時間Ｓ１とオフ時間Ｔ１を制御して、振動加
速度センサ５と増幅器６への電力供給を制御するもので
ある。例えば、オン時間（例えば、Ｓ１＝１ｍｓ）の時
の振動加速度センサ５の振動レベルを検出して、そのレ
ベルａ（単位：ガル）に対応したオフ時間Ｔ２を設定す
る。すなわち、Ｔ２＝Ｔ１−Δｔ＊ａとするのである
（例えば、Ｔ１＝０．１、Δｔ＝０．０００６）。そし
て、Ｔ２後に再びオンとして振動レベルを検出して同様
の動作を繰り返すのである。ここで、Ｔｎ＝Ｔ１−Δｔ
＊ａとする。なお、図２では正の振動レベルだけを検知
しているように見えるが、実際には、振動レベルは、振
動加速度レベルの絶対値を用いて行うことで正負どちら
の振動にも対応できるものである。

【００２５】また、オン時間の時の振動加速度センサ５
の振動レベルが８０ガル以上の時は、オン時間Ｓ２を長
時間続けて振動波形を連続して計測する。（例えば、Ｓ
２＝１０秒）そして、同時に地震判別手段にも電力を供
給して計測した振動波形から地震か衝撃かを判別するの
である。

【００２６】判定の結果、地震であると判定された時の
み出力手段に電力が供給され、出力手段であるガス遮断
弁などが駆動されるものである。

【００２７】このように、常に振動レベルに応じて電力
供給を逐次制御することで、振動が低レベルの時はオフ
時間を長くする長時間間隔で計測を行うので電池の消耗
を大幅に抑制することができると共に、振動レベルに対
応して逐次オフ時間を制御しているので、地震のように
突然大きな振動が発生しても、逐次オフ時間を短くして
短時間間隔で振動レベルを計測するので見逃すことがな
い。また、振動レベルが震度５相当の８０ガルとなった
ところでオン時間を長時間に設定し振動波形を詳細に計
測することで、震度５相当の振動時のみ通電するので電
池の消耗をより少なくすることができるのである。

【００２８】また、振動レベルが所定レベル以上になっ
たときには、オフ時間を短くする方法でもほぼ同様の効
果が得られる。例えば図３に示すように、震度４相当の
２５ガル以上になった時には、オフ時間Ｔ４を５０ｍｓ
とすることでより細かく振動波形を監視することができ
るので、振動を詳細に計測することができる。そして、
特定のオフ時間を設定することができるので、オフ時間
を十分に短くしておけば、急激に変動した場合でも検出
漏れを少なくすることができるし、時間変更を頻繁に制
御しなくてよいので電力供給制御手段による電池の消耗
をより少なくすることができる。以上、オフ時間の逐次
制御について説明したが、同様にオン時間を逐次制御す
る場合は、オン時間Ｓ１、Ｓ２のように振動加速度レベ
ルに応じて電力を通電する時間を制御して行なう。そし
て、必要な時に電力供給を行ない不要な電力浪費を制限
して低消費電力とすることができる。

【００２９】また、図４に示すように、振動レベルによ
ってオフ時間を設定するときに、振動信号に関係なく電
力のオフ時間をランダムに設定することで、周期的なノ
イズ信号の影響による誤動作を除去することもできる。

【００３０】さらに、図５に示すように、振動加速度セ
ンサ５をバネ１１のような防振手段の上に搭載すること
で、検出される振動信号は低周波数の信号のみとなり、
高周波数の振動ノイズ信号を除去することができので、
精度よく判別することができるとともに、電気回路のフ
ィルターを使用しなくてよいので、フィルターによる遅
延が生じず電力供給のオンオフ制御が可能になり、電池
の消耗を低減することができるのである。

【００３１】ここで、防振手段は電気回路基板１２の上
に載せ、その上に振動加速度センサ５を載せる構成とし
たが、図６のように、電気回路基板１２を防振手段であ
るバネ１１で防振してもよいことは明白である。ここ
で、１３は感震器を収納するガスメータのケースであ
る。

【００３２】また、防振手段を用いないときは、図７の
ように構成する。すなわち、振動信号をＡ／Ｄ変換器１
５を通してデジタル信号にした後、ソフト的にデジタル
フィルター１４で演算によってフィルタリングすると、
高周波成分を除去することができる。そして、機械的防
振手段と同様に、精度よく判別することができるととも
に、電気回路のフィルターを使用しなくてよいので、フ
ィルターによる遅延が生じずオンオフ制御が可能にな
り、電池の消耗を低減することができる。

【００３３】さらに、ＤＣ成分から検出できる振動加速
度センサを用いれば、振動信号をＡ／Ｄ変換器１５を通
してデジタル信号にした後、ソフト的にデジタルフィル
ター１４で演算によってＤＣ成分を求めて傾斜または転
倒の判別が行なえる。例えば、図８に示すように、長時
間信号レベルありの状態が継続したとき、振動加速度セ
ンサが傾斜または転倒していると判定して、その出力信
号を出力することができる（例えば、Ｔ＝１秒）。ここ
で、信号レベルありの状態とは、信号レベルがほとんど
変動しない状態で、かつ信号がゼロではない状態のこと
を言う。これにより、ガスメータの転倒時にはガス流を
停止させることができ、間違ったガス流量計測を行うこ
とがない。

【００３４】なお、電力供給は少なくとも、３秒に１回
以上行うこととして、振動検出に漏れがないようにし
た。ここでは、０．１０１秒に１回監視しているので、
サンプリング定理から、約５Ｈｚの振動波形までは検知
することができるのである。そして、振動がない状態で
も０．１０１秒に１回は監視することができ、超時間に
わたって電力供給が行なわれないような不安全な状態に
はならない。

【００３５】（実施例２）図９は本発明の実施例２の感震装置を示すブロック図で
ある。実施例１と異なる点は、流路を流れる流体の流量
計測手段１６と、流量計測手段１６の流量信号によって
電力供給を制御する電力供給制御手段１７を備えたもの
である。

【００３６】次に動作、作用について説明する。本発明
の感震装置は、図１０に示すように第１の所定流量Ｑ１
以上の時は、オフ時間Ｔ２を短くするようにした。すな
わち、流量が所定値Ｑ１以上に流れているときは、監視
を厳しくする必要があるのでオフ時間Ｔ２を短くするの
である。

【００３７】また、Ｑ１から第２の所定流量Ｑ２の時
は、オフ時間Ｔ３を長くすることとした。すなわち、流
量がない場合は、それほど頻繁に監視する必要がないの
で、オフ時間Ｔ３を長くすることができるのである。こ
のようにして、電池の消耗を極力低減して長寿命化を図
ることができる。ここで、流量Ｑ２以下の時はオフ時間
をＴ１とし、Ｔ１＞Ｔ３＞Ｔ２の関係になるように設定
することで、大流量時の振動監視の強化と、低消費電力
を両立することができる。

【００３８】このように、流量情報に応じて監視間隔を
制御することで、安全を十分に確保しつつ、電池の長寿
命化を実現することができるのである。

【００３９】（実施例３）図１１は本発明の実施例３の感震装置を示すブロック図
である。実施例１と異なる点は、２個の振動検出手段で
ある振動加速度センサ５、１８と、２個の振動加速度セ
ンサ５、１８への電力供給を制御する電力供給制御手段
１９を備えたものである。ここで、２０は地震判別手段
である。

【００４０】次に動作、作用について説明する。本発明
の感震装置は、図１２に示すように２個の振動加速度セ
ンサ５、１８と、２個の振動加速度センサのうち１個の
振動検出手段５と増幅器６への電力供給をオンオフ制御
（制御パルスＡ）しながら振動レベルを監視し、前記振
動レベルが所定値以上になった時に、他の振動加速度セ
ンサ１８への電力供給をオフからオンに制御（制御パル
スＢ）する電力供給制御手段を備えたのである。

【００４１】そして、２個の振動加速度センサを有して
水平２方向の振動を検出する場合でも、１個の振動加速
度センサ５のみをオンオフ制御して監視し、他方の振動
加速度センサ１８は、監視している振動加速度センサ５
の振動レベルが所定値以上になるまでオフの状態とする
ことで、２個の振動加速度センサを用いた場合でも、消
費電力を少なくすることができるのである。

【００４２】また、図１３に示すように２個の振動加速
度センサ５、１８と、２個の振動加速度センサ５、１８
への電力供給を各１個ずつ順番にオン・オフ制御を交互
に繰り返す構成とした。

【００４３】そして、順番にオン・オフ制御を行ってい
くことで、１方向の振動だけを監視しているのではな
く、２方向の振動を監視することができるので、確実に
どの方向からの振動も検出することができ、かつどちら
か一方の振動加速度センサはオフの状態になっているの
で、消費電力を少なくすることができる。

【００４４】このように、複数個の振動検出手段を用い
ても１個ずつ電力を供給することで電力消耗を抑制する
ことができ、かつどの方向の振動検出も確実に行うこと
ができるのである。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の感震装置に
よれば、次の効果が得られる。

【００４６】振動検出手段の振動信号の振動レベルに応
じて電力供給を逐次制御する電力供給制御手段を備える
ことによって、振動が低レベルの時は長時間間隔で計測
を行い電池の消耗を大幅に抑制することができると共
に、振動レベルに対応して逐次電力供給を制御している
ので、地震のように突然大きな振動が発生しても見逃す
ことがない。また、振動レベルが震度５相当の８０ガル
となったところでオン時間を長時間設定し振動波形を詳
細に計測することで、震度５相当の振動時のみ通電する
ので電池の消耗が少なくすることができる効果がある。

【００４７】そして、オフ時間を振動信号に関係なくラ
ンダムに設定することで、周期的なノイズ信号の影響に
よる誤動作を除去することができる。

【００４８】そして、防振手段の上に搭載することで、
高周波数の振動ノイズ信号を除去することができので、
精度よく判別することができるとともに、オン・オフ制
御が可能になり、電池の消耗を低減することができる。
そして、ソフト的にデジタルフィルター１４でフィルタ
リングすることによって、フィルターによる遅延が生じ
ずオンオフ制御が可能になり電池の消耗を低減すること
ができる。

【００４９】また、ＤＣ成分が、長時間信号レベルあり
の状態が連続して継続したとき、振動加速度センサが傾
斜または転倒していると判定することができる。

【００５０】そして、流量情報に応じて監視間隔を制御
することで、安全を十分に確保しつつ、電池の長寿命化
を実現することができるのである。

【００５１】さらに、複数個の振動検出手段を用いても
１個ずつ電力を供給することで電力消耗を抑制すること
ができ、かつどの方向の振動検出も確実に行うことがで
きるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の感震装置のブロック図

【図２】同感震装置の動作を説明するタイミングチャー
ト

【図３】同感震装置の別の動作を説明するタイミングチ
ャート

【図４】同感震装置のさらに別の動作を説明するタイミ
ングチャート

【図５】同感震装置の側面図

【図６】同感震装置の別の側面図

【図７】本発明の実施例１の別の感震装置のブロック図

【図８】同感震装置の動作を説明するタイミングチャー
ト

【図９】本発明の実施例２を示す感震装置のブロック図

【図１０】同感震装置の動作を説明するタイミングチャ
ート

【図１１】本発明の実施例３の感震装置のブロック図

【図１２】同感震装置の動作を説明するタイミングチャ
ート

【図１３】同感震装置の別の動作を説明するタイミング
チャート

【図１４】従来の感震装置の構成図

【符号の説明】

５、１８振動加速度センサ７、２０地震判別手段８出力手段９、１７、１９電力供給制御手段１０電池１１防振手段１４デジタルフィルター１６流量計測手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−105221（ＪＰ，Ａ) 特開平８−77475（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−83181（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01V 1/18 G01F 3/22 G01H 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】振動信号を検出する振動検出手段と、前記
振動信号から地震か否かを判別する地震判別手段と、地
震判別手段の結果を出力する出力手段と、前記振動検出
手段へ駆動用電力を供給する電力供給手段及び、振動信
号の振動レベルに応じて電力供給を逐次制御する電力供
給制御手段を備えた感震装置。
【請求項２】振動信号の振動レベルに応じて電力供給の
オン時間またはオフ時間を逐次制御する電力供給制御手
段を備えた請求項１記載の感震装置。
【請求項３】振動信号の振動レベルに応じて電力供給の
オフ時間を逐次制御する電力供給手段を備えた請求項２
記載の感震装置。
【請求項４】振動信号の振動レベルが所定レベル以上に
なった時、電力供給のオフ時間が短くなるように逐次制
御する電力供給制御手段を備えた請求項２記載の感震装
置。
【請求項５】振動信号の振動レベルが所定レベル以上に
なった時、電力供給のオン時間が長くなるように逐次制
御する電力供給制御手段を備えた請求項２記載の感震装
置。
【請求項６】オフ時間をランダムに変動制御する電力供
給制御手段を備えた請求項２記載の感震装置。
【請求項７】振動検出手段を搭載する防振手段を備えた
請求項１から６のいずれか１項に記載の感震装置。
【請求項８】演算によって振動信号をフィルタリングす
るデジタルフィルター手段を備えた請求項１から７のい
ずれか１項に記載の感震装置。
【請求項９】ＤＣ成分から検出できる振動検出手段を備
えた請求項１記載の感震装置。
【請求項１０】ＤＣ成分の信号レベルにより振動検出手
段が転倒したことを検知する転倒判別手段を備えた請求
項９記載の感震装置。
【請求項１１】流路を流れる流体の流量検出手段と、前
記流量検出手段の流量情報によって電力供給のオン時間
またはオフ時間を制御する電力供給制御手段を備えた請
求項１記載の感震装置。
【請求項１２】第１の所定流量値以上の時、オフ時間を
短くする電力供給制御手段を備えた請求項１１記載の感
震装置。
【請求項１３】第２の所定流量値以下の時、オフ時間を
長くする電力供給制御手段を備えた請求項１１記載の感
震装置。
【請求項１４】複数個の振動検出手段と、複数個の振動
検出手段のうち１個の振動検出手段への電力供給をオン
・オフ制御しながら振動レベルを監視し、前記振動レベ
ルが所定値以上になった時に、他の振動検出手段への電
力供給をオフからオンに制御する電力供給制御手段を備
えた請求項１記載の感震装置。
【請求項１５】電力供給は少なくとも３秒に１回以上お
こなう電力供給制御手段を備えた請求項１から１３のい
ずれか１項に記載の感震装置。