JP3214140B2 - 地震センサ - Google Patents

地震センサ

Info

Publication number
JP3214140B2
JP3214140B2 JP5846293A JP5846293A JP3214140B2 JP 3214140 B2 JP3214140 B2 JP 3214140B2 JP 5846293 A JP5846293 A JP 5846293A JP 5846293 A JP5846293 A JP 5846293A JP 3214140 B2 JP3214140 B2 JP 3214140B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration
speed
earthquake
seismic intensity
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5846293A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06273222A (ja
Inventor
成章 平松
泰秀 西村
克幸 石井
佳敬 砂川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp filed Critical Omron Corp
Priority to JP5846293A priority Critical patent/JP3214140B2/ja
Publication of JPH06273222A publication Critical patent/JPH06273222A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3214140B2 publication Critical patent/JP3214140B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、地震を検出して震度階
に対応した震度データを出力する地震センサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の地震センサには、震度の判定を、
振動の加速度の大きさによって行うものがあるが、実際
の地震には、加速度が小さくても周期の長い振動のよう
に、地震被害が大きい場合があり、このため、加速度の
大きさで震度を判定する従来例では、震度の判定結果と
気象庁震度階とが対応しない場合があるという難点があ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の点に
鑑みて為されたものであって、震度の判定をより確実に
行えるようにした地震センサを提供することを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
【0005】すなわち、本発明は、振動の加速度を検出
する加速度検出手段と、マルチプレクサを介して与えら
れる振動の加速度に対応したパルスの数を計数する計数
部と、この計数部の出力を1/2周期の期間に亘って積
分することにより速度を算出する演算部とからなる速度
算出手段と、震度階の加速度に対応する予め定めた特定
周波数の基準波の速度と、前記速度算出手段で算出され
た速度とを比較して震度を判定する判定手段とを備えて
いる。
【0006】
【作用】上記構成によれば、震度階の加速度を、地震の
周波数分析に基づいて決定された特定周波数の基準波の
速度に予め変換しておき、検出された加速度に基づいて
算出された速度と、震度階に対応する前記予め定めた速
度とを比較して震度を判定するので、加速度の大きさで
判定していた従来例に比べて、地震被害の度合いに対応
した確実な判定が行える。
【0007】
【実施例】以下、図面によって本発明の実施例につい
て、詳細に説明する。
【0008】図1は、本発明の一実施例の地震センサの
ブロック図である。
【0009】この実施例の地震センサ15は、振動の加
速度を検出する加速度検出手段16と、マルチプレクサ
17を介して与えられる加速度検出手段16の出力に基
づいて、振動の速度を算出する速度算出手段18と、こ
の算出された速度に基づいて、後述のように震度を判定
する判定部19とを備えている。
【0010】加速度検出手段16は、振動による加速度
によって容量が変化する容量式の加速度センサSを、後
述のように互いに直交するX,Y,Zの3軸方向、すな
わち、水平2方向と垂直方向との各検知方向についてそ
れぞれ備えるとともに、各センサSの容量変化を対応す
る周波数にそれぞれ変換するCR発振回路20を備えて
いる。
【0011】各CR発振回路20は、加速度センサSの
容量変化部Cと、抵抗Rと、安定化抵抗Rfと、インバ
ータ21〜23とから構成されており、各加速度センサ
Sの容量変化を、周波数に変換して出力するものであ
る。
【0012】加速度によって静電容量が変化する加速度
センサSは、図2の外観斜視図および図3の内部構成の
断面図に示されるように、樹脂成型品のケース1と、振
動検出用の積層体2を組み込んだインナーケース3と、
これを押圧固定する皿バネ状の弾性体4と、外部出力用
端子5を有する端子台6とから構成されている。
【0013】前記ケース1は、浅い容器状のケース本体
1aと、これの開口部位に嵌合されてネジ7で結合され
るカバーケース1bとからなり、これらケース本体1a
およびカバーケース1bの少なくとも外面には磁性金属
によるメッキが施されてシールド機能が発揮されるよう
になっている。また、ケース本体1aには、その開口方
向と取付け方向を同じとするフランジ状の一対の取付け
部8aと、これと直交する一対の取付け部8bが形成さ
れている。
【0014】前記積層体2は、厚い円盤状の固定電極9
と、これに対向する薄い円盤状の可動電極10と、両電
極9,10の間に介在される樹脂製の絶縁材からなる薄
いリング状のスペーサ11とから構成されている。
【0015】前記インナーケース3は、この積層体2を
厚いリング状のスペーサ12を介して収納するインナー
ケース本体3aと、インナーケース本体3aに収納され
た積層体2の周縁を固定電極9側から支持するようにイ
ンナーケース本体3aの開口部位に嵌め込まれるインナ
ーカバー3bとからなる。
【0016】この加速度センサSにおいては、振動によ
り発生する加速度により、可動電極10が揺動し、この
可動電極10と固定電極9との間の静電容量が変化する
ものであり、CR発振回路20は、この容量変化に応じ
た周波数の信号を出力するものである。
【0017】この実施例では、早期に地震を検知できる
ように、加速度センサSを図4に示されるように、2組
の取付け部8a,8bが適宜使用されて同一の取付け板
18に互いに直交するX,Y,Zの3軸方向において取
付けられ、その直交する3軸方向の振動検出、したがっ
て、S波およびP波の検出が可能な構成とされている。
【0018】以上のように構成された加速度検出手段1
6の出力に基づいて、振動の速度を算出する速度算出手
段16は、図1に示されるようにマルチプレクサを介し
て与えられるX,Y,Z軸の振動の加速度に対応したパ
ルスの数を計数するカウンタからなる計数部24と、こ
の計数部24の出力を1/2周期の期間に亘って積分す
る、すなわち、1/2周期の加速度波形の面積を求める
ことによって、速度を算出する演算部25とから構成さ
れている。
【0019】この実施例では、演算部25および判定部
19は、マイクロコンピュータ26によって構成されて
いる。
【0020】判定部19は、演算部25で算出された振
動の速度から次のようにして震度を判定するものであ
る。
【0021】すなわち、気象庁の震度階は、加速度でそ
の境界が規定されており、本発明では、この震度階と振
動の速度とを対応させて震度を判定するものであり、こ
のため、震度階に対応する加速度を、以下の点に着目し
て速度に変換するものである。
【0022】実際の地震、例えば、図5に示される19
34年のエルセントロの地震を、周波数分析すると、図
6に示されるように、その周波数帯域は、10Hz以
下、特には、5Hz以下で際立っている。
【0023】そこで、この実施例では、周波数3Hzの
正弦波を基準波として、気象庁の震度階の加速度を、速
度に変換するようにしている。すなわち、図7の斜線部
分で示されるように、加速度を、周波数3Hzの正弦波
の1/2周期の速度に次式に従って変換するものであ
る。
【0024】速度=加速度振幅×周期/π=加速度振幅
/(π×周波数) このようにして予め算出された速度を、気象庁の震度階
および加速度とともに、表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】判定部19では、このようにして予め設定
されている震度階に対応した速度をしきい値とし、速度
算出手段18で算出された速度と比較して震度を判定す
るものである。
【0027】さらに、この実施例では、地震以外の振
動、例えば、物がぶつかった場合の衝撃による誤動作を
なくすために、演算部25は、加速度検出手段16の出
力に対応する計数部24の出力の変化が、予め定めた条
件を満たしたときには、地震以外の振動であるとして、
速度を一定時間に亘って0にして加速度検出手段16の
出力を除去する除去手段としての機能を備えている。
【0028】すなわち、この実施例では、図8に示され
るように、測定された連続した3点の加速度の値を、a
(k)、a(k+1)、a(k+2)としたときに、 {a(k+1)−a(k)}・{a(k+2)−a(k+1)}<0 … |a(k+1)−a(k)|>X1 … |a(k+2)ーa(k+1)|>X2 … 上記式、式および式のすべてを満たしたときに、
演算部25は、地震以外の振動であるとして、予め定め
た一定時間Tに亘って加速度の加算値、すなわち、速度
を0にして地震以外の振動を除去するものである。な
お、X1,X2は、予め定めた値である。
【0029】また、本発明の他の実施例として、式の
みが成立したときに、予め定めた一定期間Tに亘って速
度を0にするようにしてもよい。
【0030】次に、以上の構成を有する地震センサ15
の処理動作を図9のフローチャートに基づいて説明す
る。
【0031】先ず、初期化を行い(ステップn1)、マ
ルチプレクサ17を介してZ軸の振動に対応する加速度
センサSの出力を取り込み(ステップn2)、上述の
式〜式のすべてが成立するか否か、すなわち、地震以
外の振動であるか否かを判断し(ステップn3)、地震
以外の振動であるときには、Z軸の速度を一定時間に亘
って0にし(ステップn16)、Z軸速度を算出する
(ステップn4)。また、ステップn3において、地震
であると判断したときには、速度を0にすることなくZ
軸速度を算出し(ステップn4)、加速度波形を1/2
周期に亘って取り込んだか否かを判断する(ステップn
5)。
【0032】1/2周期に亘って取り込んだときには、
算出されたZ軸速度と、上述の表1の震度階に対応する
速度とに基づいて、Z軸の震度を算出してステップn7
に移る(ステップn6)。また、ステップn5におい
て、1/2周期に亘って加速度波形を取り込めないとき
には、ステップn7に移る。
【0033】ステップn7では、マルチプレクサ17を
介してX軸の振動に対応する加速度センサSの出力を取
り込み、地震以外の振動であるか否かを判断し(ステッ
プn8)、地震以外の振動であるときには、X軸の速度
を一定時間に亘って0にし(ステップn17)、Y軸の
振動に対応する加速度センサSの出力を取り込んでステ
ップn10に移る(ステップn9)。ステップn8にお
いて、地震であると判断したときには、X軸の速度を0
にすることなく、Y軸の振動に対応する加速度センサS
の出力を取り込んでステップn10に移る(ステップn
9)。
【0034】ステップn10では、地震以外の振動であ
るか否かを判断し、地震以外の振動であるときには、Y
軸の速度を一定時間に亘って0にし(ステップn1
8)、ステップn11に移り、地震であると判断したと
きには、ステップn11に移る。ステップn11では、
ベクトル演算を行ってX−Y合成を行い(ステップn1
1)、XーY速度を算出し(ステップn12)、加速度
波形を1/2周期に亘って取り込んだか否かを判断する
(ステップn13)。
【0035】1/2周期に亘って取り込んだときには、
算出されたXーY速度と、上述の表1の震度階に対応す
る速度とに基づいて、XYの震度を算出し(ステップn
14)、Z軸震度とXY震度の大きい方を震度データと
して送出する(ステップn15)。また、ステップn1
3において、1/2周期に亘って加速度波形を取り込め
ないときには、ステップn15に移る。
【0036】このようにして、加速度センサSの出力か
ら速度を算出し、この算出された速度と震度階に対応す
る予め定めた速度とを比較して震度を判定するので、加
速度の大きさで震度を判定していた従来例に比べて、地
震被害の度合いに対応した確実な判定が行える。
【0037】しかも、この実施例では、X,Y,Zの3
軸について、震度を監視するので、早期に地震を検知す
ることが可能となる。
【0038】なお、この実施例では、周波数3Hzの正
弦波を基準波として、気象庁の震度階の加速度を、速度
に変換したけれども、他の周波数、好ましくは、5Hz
以下の波を基準波として変換するようにしてもよい。
【0039】また、本発明の他の実施例として、容量式
の加速度センサSにおける寄生容量の影響をなくすため
に、加速度センサSの出力を次のようにして補正するよ
うにしてもよい。
【0040】すなわち、加速度センサSを、その検知方
向に対して、重力加速度がかからないように、垂直に配
置してその出力を測定し、次に、加速度センサSを傾け
て最大検知加速度に対応する重力加速度を与えた状態で
その出力を測定する。このようして測定される2つの測
定値から加速度センサSの出力曲線を算出し、この曲線
に基づいて、加速度センサSの出力が直線になるように
補正値を求め、このようにして求めた補正値を、RAM
やE2ROMなどの記憶手段に格納しておき、加速度セ
ンサSの出力を補正するようにしてもよい。
【0041】なお、上述の実施例では、加速度センサS
として、容量センサを用いたけれども、本発明の他の実
施例として、電圧出力の加速度センサを使用し、該加速
度センサからの加速度に対応した出力電圧を増幅し、A
/D変換してマイクロコンピュータに取り込むように構
成してもよい。
【0042】また、上述の実施例では、X,Y,Zの3
軸方向について震度を検出する構成としたけれども、本
発明の他の実施例として、3軸方向のいずれか1軸方向
のみの震度を検出するようにしてもよい。
【0043】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、加速度セ
ンサの出力から速度を算出し、この算出された速度と震
度階に対応する予め定めた速度とに基づいて、震度を判
定するので、加速度の大きさで震度を判定していた従来
例に比べて、地震被害の度合いに対応した確実な判定が
行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。
【図2】加速度センサの外観斜視図である。
【図3】加速度センサの内部構成を示す断面図である。
【図4】加速度センサの取り付け状態を示す図である。
【図5】地震の加速度波形を示す図である。
【図6】図5の地震の周波数分析を示す図である。
【図7】速度の算出を説明するための波形図である。
【図8】地震以外の振動の除去を説明するための加速度
波形を示す図である。
【図9】動作説明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
S 加速度センサ 16 加速度検出手段 18 速度算出手段 19 判定部
フロントページの続き (72)発明者 砂川 佳敬 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オムロン株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−8714(JP,A) 特開 平3−262929(JP,A) 特開 昭63−121718(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01H 1/00 G01P 7/00 G01V 1/28

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 振動の加速度を検出する加速度検出手段
    と、マルチプレクサを介して与えられる振動の加速度に対応
    したパルスの数を計数する計数部と、この計数部の出力
    を1/2周期の期間に亘って積分することにより速度を
    算出する演算部とからなる 速度算出手段と、 震度階の加速度に対応する予め定めた特定周波数の基準
    波の速度と、前記速度算出手段で算出された速度とを比
    較して震度を判定する判定手段と、 を備えることを特徴とする地震センサ。
  2. 【請求項2】 前記加速度検出手段は、互いに直交する
    X、Y、Zの3軸方向の振動の加速度をそれぞれ検出す
    る3つの加速度センサを含む前記請求項第1項に記載の
    地震センサ。
  3. 【請求項3】 前記加速度検出手段の出力の変化が、予
    め定めた条件を満たしたときには、地震以外の振動であ
    るとして、前記加速度検出手段の出力を除去する除去手
    段を備える前記請求項第1項または第2項に記載の地震
    センサ。
  4. 【請求項4】 前記加速度検出手段を構成する加速度セ
    ンサの出力曲線を直線に補正するための補正値が、予め
    格納された記憶手段を備える前記請求項第1項ないし第
    3項のいずれかに記載の地震センサ。
JP5846293A 1993-03-18 1993-03-18 地震センサ Expired - Fee Related JP3214140B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5846293A JP3214140B2 (ja) 1993-03-18 1993-03-18 地震センサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5846293A JP3214140B2 (ja) 1993-03-18 1993-03-18 地震センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06273222A JPH06273222A (ja) 1994-09-30
JP3214140B2 true JP3214140B2 (ja) 2001-10-02

Family

ID=13085100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5846293A Expired - Fee Related JP3214140B2 (ja) 1993-03-18 1993-03-18 地震センサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3214140B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018124222A (ja) * 2017-02-03 2018-08-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 感震装置及びこれを用いた保安装置
JP2020091167A (ja) * 2018-12-05 2020-06-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 感震センサ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06273222A (ja) 1994-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4467651A (en) Method for determining acceleration
WO2004025231A3 (en) Acoustic sensing device, system and method for monitoring emissions from machinery
US4352167A (en) Method of locating sound generation within enclosure
CN104048746A (zh) 便携式振动计中的振动传感器
JP4155889B2 (ja) 体動検出装置
JP3214140B2 (ja) 地震センサ
EP1769267B1 (en) Movement detection system and method
JPH0735646A (ja) リーフスプリングの特性測定装置
JPS55151237A (en) Detector for abnormality of bearing mechanism
JP3419232B2 (ja) 波数計数方法及びこれを用いた振動測定装置
JPS62194475A (ja) 静止誘導機器の内部放電監視装置
JP3024575B2 (ja) 圧力・振動検知装置
JPH06138019A (ja) 静摩擦係数検出方法及び静摩擦係数検出装置
JPS5825217B2 (ja) 電気動力計のトルク測定方法
JP2650935B2 (ja) 部分放電位置標定方法
JP2717334B2 (ja) 放射線測定器
JPH0682067B2 (ja) 地震検出装置
CN103728657B (zh) 用于地震检波器假频检测的方法
JPH09229757A (ja) 感震装置
JP4446625B2 (ja) 地震検出情報出力システム
JPH11287703A (ja) 振動検出部と振動検査装置
JPH02179470A (ja) 岩盤の性状測定方法および装置
CN112268643A (zh) 一种重量传感器
JP2000206263A (ja) 地震センサ
Koitabashi et al. Finite Element Method Simulation of a New One-Chip-Style Quartz Crystal Motion Sensor with Two Functions of Gyro and Acceleration Detection

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080727

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080727

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090727

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees