JP3440075B2 - 地震検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は例えばガス供給シ
ステムにおけるガバナ室などに設置された地震検出装置
に係り、特に３軸方向の加速度を検出する静電容量式セ
ンサと、この静電容量式センサの出力信号に基づいて演
算処理を行う演算処理回路とを防爆ケースに内蔵した地
震検出装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図６は静電容量式センサを示す断面図で
ある。図において、３１は静電容量式センサ３０を収容
した密閉容器である。この静電容量式センサ３０はシリ
コン製の下部ストッパ３０ａと、この下部ストッパ３０
ａ上に配置した台座３０ｂと、この台座３０ｂ上に配置
したシリコン製の可動電極３０ｃと、この可動電極３０
ｃ上に位置した上部電極（固定電極）３０ｄを備えてい
る。 【０００３】図７は上記可動電極３０ｃおよび上部電極
３０ｄの対向し合う面にそれぞれ設けられた導電体から
なる電極パターンを模式的に示す平面図であり、電極パ
ターンはＣ１〜Ｃ５に５分割されている。それぞれの電
極パターンはリード線３２を介して容器本体３１ａの外
面に設けられた外部接続端子３３に接続されている。可
動電極３０ｃにはその中心電極パターンＣ５の裏側（電
極３４が無い側）に振動特性を調整するために重錘体３
５が設けられ、この重錘体３５が台座３０ｂの中央に形
成された穴３６に配置されている。 【０００４】上記の各電極パターンＣ１〜Ｃ５は、図８
に示すように、それぞれ容量／電圧変換器３８ａ〜３８
ｅの入力側に接続され、容量／電圧変換器３８ａ，３８
ｃの出力側は減算回路としてのオペアンプ３９ａの入力
側に接続され、このオペアンプ３９ａの出力がＸ軸の出
力となっている。同様に、容量／電圧変換器３８ｂ，３
８ｄの出力側は減算回路としてのオペアンプ３９ｂの入
力側に接続され、このオペアンプ３９ｂの出力がＹ軸の
出力となっている。また、容量／電圧変換器３８ｅはそ
の出力がそのままＺ軸の出力となっている。なお、この
図８に示す回路は静電容量式センサ３０と一体のパッケ
ージに設けられているものが多いので、以下の説明では
両者をまとめて単に静電容量式センサ３０と呼ぶことも
ある。 【０００５】上記密閉容器３１の内部には、可動電極３
０ｃの振動特性を最適に調整するために、乾燥した反応
性の低いガス（窒素等）３７が減圧封入されている。す
なわち、可動電極３０ｃの振動に対する気流抵抗を小さ
くしている。静電容量式センサ３０の固有振動数は測定
しようとしている地震の周波数（約５０Ｈｚ程度以下）
よりも、大幅に高い周波数に設定してあるので、地震の
周波数を充分測定出来る構造となっている。 【０００６】次に動作について説明する。静電容量式セ
ンサ３０のＸ，Ｙ，Ｚ三軸方向を図７及び図１０に示
す。静電容量式センサ３０は地震の振動を受けると、振
動のＸ軸方向成分によって、重錘体３５が図９に示すよ
うに矢印Ｆｘ方向の力を受けて変位するため、上部電極
３０ｄに対する可動電極３０ｃの各電極パターンＣ１〜
Ｃ５の位置が変化し、各電極パターンＣ１〜Ｃ５と上部
電極３０ｄとの間における静電容量が変化する。 【０００７】この場合、電極パターンＣ１，Ｃ３に対応
する静電容量は、一方は大きく他方は小さく変化する。
また、電極パターンＣ２，Ｃ４に対応する静電容量は、
両者とも同じに変化する。電極パターンＣ５に対応する
静電容量は、ほとんど変化しない。 【０００８】従って、理想的には上記電極パターンＣ
１，Ｃ３に対応する静電容量を電圧に変換した容量／電
圧変換器３８ａ，３８ｃの出力は、オペアンプ３９ａで
減算処理されるとＣ１（又はＣ３）単独で容量が変化し
た量よりも２倍の感度出力となる。また、上記電極パタ
ーンＣ２，Ｃ４に対応する静電容量を電圧に変換した容
量／電圧変換器３８ｂ，３８ｄの出力は互いに等しいた
め、オペアンプ３９ｂで減算処理されると略零となる。
電極パターンＣ５に対応する静電容量を電圧に変換した
容量／電圧変換器３８ｅも、同様に略零の出力が得られ
る。この結果、Ｘ軸方向の加速度成分を検出できる。 【０００９】また、振動のＹ方向成分によって静電容量
センサ３０に上記と同等な作用が生じて、オペアンプ３
９ｂからのみ出力信号が得られ、オペアンプ３９ａ及び
容量／電圧変換器３８ｅからの出力信号は生じない。こ
の結果、Ｙ軸方向の加速度成分を検出できる。 【００１０】また、振動のＺ軸方向成分によって、重錘
体３５が矢印Ｆｚ方向の力を受けて変位するため、上部
電極３０ｄに対する可動電極３０ｃの各電極パターンＣ
１〜Ｃ５の位置が変化し、各電極パターンＣ１〜Ｃ５と
上部電極３０ｄとの間における静電容量が変化する。 【００１１】この場合、電極パターンＣ１〜Ｃ４に対応
する静電容量はすべて同じように変化し、電極パターン
Ｃ５に対応する静電容量も変化する。 【００１２】従って、上記電極パターンＣ１，Ｃ３，Ｃ
２，Ｃ４に対応する静電容量を電圧に変換した容量／電
圧変換器３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄの出力は、オ
ペアンプ３９ａ，３９ｂで減算処理されると略零とな
り、電極パターンＣ５に対応する静電容量を電圧に変換
した容量／電圧変換器３８ｅからのみある出力が得られ
る。この結果、Ｚ軸方向の加速度成分を検出できる。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】一般に静電容量式セン
サは個体毎の検出特性のばらつきが比較的大きいという
問題点を有している。従来の地震検出装置はこのような
静電容量式センサを搭載しているので、量産したときに
各個体毎に検出特性がばらついてしまうという課題があ
った。 【００１４】また、従来の地震検出装置は、主に次のよ
うな場合に、その検出特性が初期の状態から変化してし
まうことがあった。 （１）容器の密閉性が悪化して、内部のガス圧力が変化
したとき。 （２）材料の割れや剥離が生じて、重錘体を保持してい
る梁や重錘体の接合部の弾性特性が変化したとき。 （３）地震センサの傾きが変化し、重錘体に作用する重
力方向が初期位置から変化したとき。 しかしながら、地震検出装置は建物に固定設置された状
態で使用されているので、点検作業を行うために設置場
所に点検設備を持ち込んだり、あるいは点検設備を有す
る工場へ地震検出装置を移送したりすることには非常に
手間がかかるという問題点があった。 【００１５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、静電容量センサを用いても個体毎
の検出特性のばらつきが少ない地震検出装置を得ること
を目的とする。また、簡単な操作によって点検作業を的
確に行うことができ、設置場所においても点検作業が可
能な地震検出装置を得ることを目的とする。 【００１６】 【００１７】【課題を解決するための手段】 この発明に係る地震検出
装置は、固定電極と入力量に応じて変化する可動電極と
を有し減圧気体雰囲気中に密閉保存した静電容量式セン
サと、上記入力量に対して上記静電容量式センサから得
られた出力結果と該入力量との関係を記憶した記憶手段
と、外部からの指示に応じて、上記固定電極と可動電極
との間に周波数を変化させて交番波形の入力量を加え、
この入力量に対応する上記静電容量式センサからの出力
結果と上記記憶手段に記憶された該入力量に対応する出
力結果を対比判断する判断手段とを備えたものである。 【００１８】 【発明の実施の形態】この発明の実施の一形態を説明す
る。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による地
震検出装置を使用するガス供給システムの概略構成を示
す説明図である。図１において、１は防爆域を備えたガ
ス製造工場、２はガスタンク、３は高圧導管、４はガバ
ナ、５は防爆域を備えたガバナステーション、６は中圧
導管、７はガバナ、７ａは緊急遮断弁、８は監視室、９
および１０はガバナ４および緊急遮断弁７ａに緊急遮断
指示を供給する伝送線、１１は防爆域たるガバナ室、１
２は緊急遮断機能を有したガバナである。 【００１９】２０は静電容量式センサ３０と演算処理手
段４０を密閉保持した防爆ケースである。静電容量式セ
ンサ３０は前述の通り図６に示したように構成されてお
り、３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）計測が可能である。演算処理
手段４０は図２に示すように、静電容量式センサ３０に
切替えスイッチ４６を介して電圧を供給する電圧発生回
路４１および該静電容量式センサ３０からの出力を切替
えスイッチ４６を介して検出する検出回路４２、この検
出回路４２の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路４
３、このＡ／Ｄ変換回路４３の出力を処理するマイクロ
コンピュータ等の判断処理回路４４、この判断処理回路
４４の判断結果を記憶するＥ２ＰＲＯＭ等の記憶手段４
５を備えている。記憶手段４５には診断を実行するため
の診断プログラムが格納されており、外部からの診断開
始指令に応じて読み出され実行される。 【００２０】５０は演算処理手段４０から出力される検
出信号としてのデジタル信号（２値信号）を、ガバナ室
外壁面（非防爆域）に設けられた制御盤６０へ伝送する
検出信号の伝送線である。制御盤６０には振り子などを
利用してなる機械式地震センサ６１と、上記伝送線５０
を介して伝送されたデジタル信号と機械式地震センサ６
１からの出力信号との両方が規定値以上の時、ガバナ１
２を遮断する遮断信号６３を発生させる判定回路６２と
が設けられている。制御盤６０には診断スイッチ（図示
せず）が設けられており、保守作業者がこの診断スイッ
チを押すことにより、地震検出装置に診断開始指令を与
えて上記診断プログラムを実行させることができる。６
４は低圧導管、６５はガスを供給される家庭、６６はガ
スを供給される工場、７０は制御盤６０から演算処理手
段４０に指令信号を伝送する指令信号の伝送線である。
なお、通信手段（図示せず）を用いて遠隔にある監視室
８から地震検出装置へ診断開始指令を送信し、上記診断
プログラムを実行させることもできる。 【００２１】図３は静電容量式センサ３０に対する電圧
発生回路４１および検出回路４２の接続構成を示す図で
あり、可動電極３０ｃの分割された各電極パターンＣ１
〜Ｃ５および温度検出素子８０には、切替えスイッチ４
６を介して電圧発生回路４１および検出回路４２が接続
される。なお、図示例は説明の簡略化のために切替えス
イッチ４６として機械式スイッチを示したが、コンピュ
ータプログラムによるソフトウェア的な切替手段が用い
られることが多い。この切替えスイッチ４６は複数の接
点を有しており、上記診断プログラムの手順に従って特
定の接点が選択的に開閉されるようになっている。 【００２２】次に動作について説明する。 図１におい
て、静電容量式センサ３０が地震を検出すると、その検
出信号が切替えスイッチ４６，検出回路４２，Ａ／Ｄ変
換回路４３を介して演算処理手段４０の判断処理回路４
４に入力される。この判断処理回路４４ではＳＩ（Ｓｐ
ｅｃｔｒｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）値が算出され、こ
の算出値に基づいて緊急遮断指示を出力するか否かが判
定され、緊急遮断指示が出力されると、伝送線５０を介
して制御盤６０の判定回路６２に当該指示が入力され
る。一方、機械式地震センサ６１の出力も判定回路６２
に入力される。 【００２３】そして、判定回路６２には、演算処理手段
４０の判断処理回路４４からの指示信号と機械式地震セ
ンサ６１からの出力信号との両方が入力され、その両入
力がともに規定値以上であるときは遮断信号６３を発生
させ、これによりガバナ１２を遮断する。すなわち、低
圧導管６４へのガスの供給が緊急遮断され、ガス漏れに
よる被害の拡大や２次災害の発生を防止する。 【００２４】次に、地震検出装置の生産工程において実
施される校正作業（キャラクタリゼーション）について
述べる。この校正作業は静電容量式センサ３０の個体に
よるばらつきの影響を補正すると共に静電容量式センサ
３０の初期特性を記録するために行うものである。すな
わち、静電容量センサ３０に対して所定の入力（加速
度、診断用入力電圧）を与え、これに応じて静電容量セ
ンサ３０（検出回路４２）から出力される出力電圧との
関係を示すデータを記憶手段４５に記憶させる。ここで
記憶手段４５に記憶されるデータには二種類がある。第
一のデータは加速度とそれに対する出力電圧との関係を
示すデータであり、地震の検出に用いられるものであ
る。第二のデータは診断用入力電圧とそれに対する出力
電圧との関係を示すデータであり、専ら診断作業のため
に用いられるものである。第一のデータとは別に第二の
データを設けたのは、第一のデータを用いて診断を行お
うとすると静電容量式センサ３０に加速度を印加する必
要があり、固定設置されている地震検出装置を取り外さ
なければならない等の煩雑さが生じるからである。そこ
で、この発明の実施の形態においては、地震検出装置内
に電圧発生回路４１を予め設けておき、必要時に静電容
量センサ３０に所定の診断用入力電圧を印加し、その出
力を第二のデータと比較して診断を行うようにして、地
震検出装置を設置場所から取り外すことなく診断作業を
可能としたのである。なお、第一及び第二のデータとし
て計測したデータをそのまま記憶させておくことも可能
であるが、ここでは計測したデータからそれぞれの近似
式を導き出して記憶させるようにしている。 【００２５】１．第一のデータを記憶手段４５に記憶さ
せる工程を説明する。 回転や振動をさせることにより、または、重力（９８
０Ｇａ１の加速度が常に印加している）の印加角度を変
化させることにより、加速度を任意に変化させて印加で
きるように、静電容量式センサ３０と演算処理手段４０
を含んだ防爆ケース２０ごと架台に設置して恒温槽へ取
り付ける。加速度の印加方法は別の方法でも良い。外
部のコンピュータからの指示により、恒温槽温度を何点
か変化させながら、その各温度において、架台を回転し
印加加速度を変化させる。 演算処理手段４０内の判断処理回路４４は、外部のパ
ーソナルコンピュータ（図示せず）からの指示により、
温度（電圧）／出力特性（電圧）を正確に計測しなが
ら、温度検出素子８０で検出する温度を何点か（例え
ば、０，２５，５０℃）変化させながら印加加速度も変
化させる。静電容量式センサ３０のように検出特性が温
度の影響を受けやすいものを用いる場合には、このよう
に温度に関する特性データを計測しておくことが必要で
ある。 その入力量即ち印加加速度は、架台の回転角より正確
に求め、温度は、温度検出素子８０の出力電圧と静電容
量式センサ３０からの出力電圧である３９ａ（Ｘ軸）、
３９ｂ（Ｙ軸）、３８ｅ（Ｚ軸）を検出回路４２，Ａ／
Ｄ変換回路４３を通して、正確に求める。 そして、それらのデータから逆にその出力電圧と温度
から正確に加速度を求める下記の加速度関数式を外部コ
ンピュータで演算処理して求め、Ｅ２ＰＲＯＭ等の記憶
手段４５へ格納する。 このような〜の処理は工場の生産ラインの中で行
う。 【００２６】加速度関数式 Ｓα（加速度値）＝ｆ（αｘ、αｙ、αｚ，Ｔ） ただし、αｘはＸ軸方向の出力、αｙはＹ軸方向の出
力、αｚはＺ軸方向の出力、Ｔは温度である。 【００２７】以上の処理を行った加速度センサ（防爆ケ
ース２０，演算処理手段４０，静電容量式センサ３０等
の図２全体）を通常の地震検出に使用するときには、記
憶手段４５に格納された加速度関数式（第一のデータ）
に、静電容量式センサ３０の出力電圧と温度検出素子８
０の出力電圧を代入して、真の加速度を得ることがで
き、高精度の検出を達成できる。 【００２８】２．第二のデータを記憶手段４５に記憶さ
せる工程を説明する。 上記と同じシステムで実施する。外部コンピュータか
らの指示により、判断処理回路４４は切換えスイッチ４
６に切替指令を与え、目的の電極に電圧を印加できるよ
うに、また、静電容量式センサ３０の出力電圧を検出で
きるように、選択された切換えスイッチ４６の可動片を
白丸又は黒丸接点側に投入する。 電圧発生回路４１へ判断処理回路４４から指令を与
え、規定の電圧を発生させる。各電極への印加電圧は、
全電極の電圧が同じ場合もあり、個々の電極により異な
る場合もある。静電容量センサ３０は、可動電極３０ｃ
に設けられた電極パターンと上部電極３０ｄ（固定）に
設けられた電極パターンとが狭い隙間を隔てて対向した
構造になっているので、それぞれの電極に極性の異なる
（同じ）電圧を印加すると両極間に吸引力（反発力）が
発生し、可動電極３０ｃが上部電極３０ｄの方向（上部
電極３０ｄと反対の方向）へ変位して両極間の静電容量
が変化する。 検出回路４２へ判断処理回路４４から指令を出し、そ
のときの温度検出素子８０と静電容量式センサ３０の出
力を測定する。例えば、Ｔ１温度にて、Ｘ軸の自己診断
のキャラクタリゼーションを実施する場合、電極パター
ンＣ１にａ１電圧を、電極パターンＣ３にａ３電圧を印
加し、電極パターンＣ５またはリング片Ｃ６（または電
極パターンＣ２，Ｃ４）にて出力を検出する。これらの
測定を印加電圧を変え、数回測定する。更に交番電圧
（周波数、波形は適切なものを用いる）を印加し、その
周波数特性を測定する。即ち、ある印加電圧・波形で何
点かの周波数を変え、その出力電圧を測定しデータを取
る。 上記の手順を他の電極にも実施する。この場合、電圧
を変えることと電極を変える異に関しては、どちらを先
に実施しても良い。 【００２９】例えば、Ｔ１温度にて、Ｙ軸の自己診断を
実施する場合、電極パターンＣ２にａ２電圧を、電極パ
ターンＣ４にａ４電圧を印加し、電極パターンＣ５また
はリング片Ｃ６（または電極パターンＣ１，Ｃ３）にて
出力を検出する。また、例えば、Ｔ１温度にて、Ｚ軸の
自己診断を実施する場合、電極パターンＣ１にａ１電圧
を、電極パターンＣ４にａ４電圧を印加し、電極パター
ンＣ３にａ３電圧、電極パターンＣ２にａ２電圧を印加
し、電極パターンＣ５またはリング片Ｃ６にて出力を検
出する。また、通常は、測定用電極を逆に利用し、電圧
を印加するが、自己診断用電極を素子の中に用意してあ
る場合も全電極測定しておく。同様に交番電圧による周
波数特性を測定する。逆に電極パターンＣ５やリング片
Ｃ６にａ５電圧を印加し、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の出
力電圧３９ａ，３９ｂを測定しても良い。 【００３０】さらに、これらの工程を温度を例えば、
０，２５，５０℃と変化させながら測定しデータを取得
する。 上記〜の処理で取り込んだデータに基づき、温度
と印加電圧と静電容量式センサの出力電圧との関係から
自己診断出力関連式を求め、記憶手段４５に格納する。
以上〜までの処理を工場の生産ラインの中で行う。 【００３１】各軸の自己診断出力関数式 Ｓｘｃａｐ＝ｆ（ａ１，ａ２，Ｔ）：Ｘ軸自己診断用 Ｓｙｃａｐ＝ｆ（ｂ１，ｂ２，Ｔ）：Ｙ軸自己診断用 Ｓｚｃａｐ＝ｆ（ａ１，ａ２，ｂ１、ｂ２，Ｔ）：Ｚ軸
自己診断用 【００３２】次に、上記第二のデータを用いた地震検出
装置の自己診断（自動診断）について説明する。演算処
理手段４０の判断処理回路４４は制御盤６０から伝送線
７０を介して自己診断実施信号の供給を受けると、切換
スイッチ４６のうち特定の可動片（例えば電極パターン
Ｃ１，Ｃ３に接続された可動片）を診断側（白丸接点側
に投入）に切替選択するとともに、電圧発生回路４１を
起動させる。このため、静電容量式センサ３０の電極Ｃ
１，Ｃ３には、上記キャラクタリゼーション時と同じ電
圧が電圧発生回路４１より印加され、このときの静電容
量式センサ３０の電極パターンＣ５，リング片Ｃ６の出
力値を検出回路４２，Ａ／Ｄ変換回路４３を介して判断
処理回路４４に供給する。 【００３３】この場合、静電容量式センサ３０の各電極
パターンに対して直流だけの電圧印加では、静電容量式
センサの劣化を全て確実に検出することができない。そ
こで、１０Ｈｚ，３０Ｈｚのように周波数を変え、正弦
波交流、脈流、矩形波、三角波等の交番波形（予め第二
のデータとして記憶されているもの）の電圧を印加す
る。実施の形態では１０Ｈｚの正弦波の電圧を印加して
いる。 【００３４】判断処理回路４４は第二のデータと上記の
測定結果とを比較する。図４に静電容量式センサ３０の
初期特性の一例を示す。図４（ａ）は周波数スペクト
ル、（ｂ）は位相特性である。一方、気密性が低下した
場合の同特性をそれぞれ図５（ａ），（ｂ）に示す。こ
の例では比較的周波数の高いところでレベルの低下が発
生している。静電容量式センサ３０の劣化・故障の種類
や程度により、このように特性曲線の形状が変化するの
で、診断が可能となる。通常は、１〜３点位の周波数で
初期のデータと診断時のデータと差異を調べる。そこ
で、この特性の差異の大きさにより、軽故障や重故障や
使用不可等の判断を行い、各種警報信号を制御盤６０に
出力し、制御盤６０に設けた表示灯を点灯させて報知す
る。また、通信手段（図示せず）を用いて遠隔の監視室
８へ通報することも可能である。 【００３５】静電容量式センサ３０の温度依存性はその
検出出力に対して非常に大きく、その補償をする必要が
ある。然るに、予め生産工場において、様々な温度にお
ける特性データを測定し記憶しておくことにより検出出
力に対する温度の影響を排除できる。すなわち、自己診
断時での出力が小さくても、出力が変動した場合は、ド
リフトとして分離できる。また、この自己診断の工程を
判断処理回路４４で実施し、データ測定や演算や判断を
その判断処理回路４４で実施するため、作業員等による
判断ミス等が発生しないで、確実に判断でき、外部へ異
常信号（重故障や軽故障）として出力することができ
る。 【００３６】 【００３７】【発明の効果】 以上のように、この発明によれば、演算
処理手段は 制御盤から自己診断の信号を受けると、静電
容量式センサに交番波形（交流、脈流、矩形波、三角波
などを含む）の電圧を印加して自己診断を行い、この時
得られた測定結果と、予め求めた自己診断関数式に測定
温度と印加電圧を代入して求めた結果とを比較して静電
容量式センサの性能劣化を内部判断回路にて検出するよ
うに構成したので、簡単にかつ正確に静電容量式センサ
を検出精度が低下した状態（あるいは故障した状態）で
使用され続けることを防止することができ、高精度の地
震検出装置を維持することができる効果がある。
ステムにおけるガバナ室などに設置された地震検出装置
に係り、特に３軸方向の加速度を検出する静電容量式セ
ンサと、この静電容量式センサの出力信号に基づいて演
算処理を行う演算処理回路とを防爆ケースに内蔵した地
震検出装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図６は静電容量式センサを示す断面図で
ある。図において、３１は静電容量式センサ３０を収容
した密閉容器である。この静電容量式センサ３０はシリ
コン製の下部ストッパ３０ａと、この下部ストッパ３０
ａ上に配置した台座３０ｂと、この台座３０ｂ上に配置
したシリコン製の可動電極３０ｃと、この可動電極３０
ｃ上に位置した上部電極（固定電極）３０ｄを備えてい
る。 【０００３】図７は上記可動電極３０ｃおよび上部電極
３０ｄの対向し合う面にそれぞれ設けられた導電体から
なる電極パターンを模式的に示す平面図であり、電極パ
ターンはＣ１〜Ｃ５に５分割されている。それぞれの電
極パターンはリード線３２を介して容器本体３１ａの外
面に設けられた外部接続端子３３に接続されている。可
動電極３０ｃにはその中心電極パターンＣ５の裏側（電
極３４が無い側）に振動特性を調整するために重錘体３
５が設けられ、この重錘体３５が台座３０ｂの中央に形
成された穴３６に配置されている。 【０００４】上記の各電極パターンＣ１〜Ｃ５は、図８
に示すように、それぞれ容量／電圧変換器３８ａ〜３８
ｅの入力側に接続され、容量／電圧変換器３８ａ，３８
ｃの出力側は減算回路としてのオペアンプ３９ａの入力
側に接続され、このオペアンプ３９ａの出力がＸ軸の出
力となっている。同様に、容量／電圧変換器３８ｂ，３
８ｄの出力側は減算回路としてのオペアンプ３９ｂの入
力側に接続され、このオペアンプ３９ｂの出力がＹ軸の
出力となっている。また、容量／電圧変換器３８ｅはそ
の出力がそのままＺ軸の出力となっている。なお、この
図８に示す回路は静電容量式センサ３０と一体のパッケ
ージに設けられているものが多いので、以下の説明では
両者をまとめて単に静電容量式センサ３０と呼ぶことも
ある。 【０００５】上記密閉容器３１の内部には、可動電極３
０ｃの振動特性を最適に調整するために、乾燥した反応
性の低いガス（窒素等）３７が減圧封入されている。す
なわち、可動電極３０ｃの振動に対する気流抵抗を小さ
くしている。静電容量式センサ３０の固有振動数は測定
しようとしている地震の周波数（約５０Ｈｚ程度以下）
よりも、大幅に高い周波数に設定してあるので、地震の
周波数を充分測定出来る構造となっている。 【０００６】次に動作について説明する。静電容量式セ
ンサ３０のＸ，Ｙ，Ｚ三軸方向を図７及び図１０に示
す。静電容量式センサ３０は地震の振動を受けると、振
動のＸ軸方向成分によって、重錘体３５が図９に示すよ
うに矢印Ｆｘ方向の力を受けて変位するため、上部電極
３０ｄに対する可動電極３０ｃの各電極パターンＣ１〜
Ｃ５の位置が変化し、各電極パターンＣ１〜Ｃ５と上部
電極３０ｄとの間における静電容量が変化する。 【０００７】この場合、電極パターンＣ１，Ｃ３に対応
する静電容量は、一方は大きく他方は小さく変化する。
また、電極パターンＣ２，Ｃ４に対応する静電容量は、
両者とも同じに変化する。電極パターンＣ５に対応する
静電容量は、ほとんど変化しない。 【０００８】従って、理想的には上記電極パターンＣ
１，Ｃ３に対応する静電容量を電圧に変換した容量／電
圧変換器３８ａ，３８ｃの出力は、オペアンプ３９ａで
減算処理されるとＣ１（又はＣ３）単独で容量が変化し
た量よりも２倍の感度出力となる。また、上記電極パタ
ーンＣ２，Ｃ４に対応する静電容量を電圧に変換した容
量／電圧変換器３８ｂ，３８ｄの出力は互いに等しいた
め、オペアンプ３９ｂで減算処理されると略零となる。
電極パターンＣ５に対応する静電容量を電圧に変換した
容量／電圧変換器３８ｅも、同様に略零の出力が得られ
る。この結果、Ｘ軸方向の加速度成分を検出できる。 【０００９】また、振動のＹ方向成分によって静電容量
センサ３０に上記と同等な作用が生じて、オペアンプ３
９ｂからのみ出力信号が得られ、オペアンプ３９ａ及び
容量／電圧変換器３８ｅからの出力信号は生じない。こ
の結果、Ｙ軸方向の加速度成分を検出できる。 【００１０】また、振動のＺ軸方向成分によって、重錘
体３５が矢印Ｆｚ方向の力を受けて変位するため、上部
電極３０ｄに対する可動電極３０ｃの各電極パターンＣ
１〜Ｃ５の位置が変化し、各電極パターンＣ１〜Ｃ５と
上部電極３０ｄとの間における静電容量が変化する。 【００１１】この場合、電極パターンＣ１〜Ｃ４に対応
する静電容量はすべて同じように変化し、電極パターン
Ｃ５に対応する静電容量も変化する。 【００１２】従って、上記電極パターンＣ１，Ｃ３，Ｃ
２，Ｃ４に対応する静電容量を電圧に変換した容量／電
圧変換器３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄの出力は、オ
ペアンプ３９ａ，３９ｂで減算処理されると略零とな
り、電極パターンＣ５に対応する静電容量を電圧に変換
した容量／電圧変換器３８ｅからのみある出力が得られ
る。この結果、Ｚ軸方向の加速度成分を検出できる。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】一般に静電容量式セン
サは個体毎の検出特性のばらつきが比較的大きいという
問題点を有している。従来の地震検出装置はこのような
静電容量式センサを搭載しているので、量産したときに
各個体毎に検出特性がばらついてしまうという課題があ
った。 【００１４】また、従来の地震検出装置は、主に次のよ
うな場合に、その検出特性が初期の状態から変化してし
まうことがあった。 （１）容器の密閉性が悪化して、内部のガス圧力が変化
したとき。 （２）材料の割れや剥離が生じて、重錘体を保持してい
る梁や重錘体の接合部の弾性特性が変化したとき。 （３）地震センサの傾きが変化し、重錘体に作用する重
力方向が初期位置から変化したとき。 しかしながら、地震検出装置は建物に固定設置された状
態で使用されているので、点検作業を行うために設置場
所に点検設備を持ち込んだり、あるいは点検設備を有す
る工場へ地震検出装置を移送したりすることには非常に
手間がかかるという問題点があった。 【００１５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、静電容量センサを用いても個体毎
の検出特性のばらつきが少ない地震検出装置を得ること
を目的とする。また、簡単な操作によって点検作業を的
確に行うことができ、設置場所においても点検作業が可
能な地震検出装置を得ることを目的とする。 【００１６】 【００１７】【課題を解決するための手段】 この発明に係る地震検出
装置は、固定電極と入力量に応じて変化する可動電極と
を有し減圧気体雰囲気中に密閉保存した静電容量式セン
サと、上記入力量に対して上記静電容量式センサから得
られた出力結果と該入力量との関係を記憶した記憶手段
と、外部からの指示に応じて、上記固定電極と可動電極
との間に周波数を変化させて交番波形の入力量を加え、
この入力量に対応する上記静電容量式センサからの出力
結果と上記記憶手段に記憶された該入力量に対応する出
力結果を対比判断する判断手段とを備えたものである。 【００１８】 【発明の実施の形態】この発明の実施の一形態を説明す
る。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による地
震検出装置を使用するガス供給システムの概略構成を示
す説明図である。図１において、１は防爆域を備えたガ
ス製造工場、２はガスタンク、３は高圧導管、４はガバ
ナ、５は防爆域を備えたガバナステーション、６は中圧
導管、７はガバナ、７ａは緊急遮断弁、８は監視室、９
および１０はガバナ４および緊急遮断弁７ａに緊急遮断
指示を供給する伝送線、１１は防爆域たるガバナ室、１
２は緊急遮断機能を有したガバナである。 【００１９】２０は静電容量式センサ３０と演算処理手
段４０を密閉保持した防爆ケースである。静電容量式セ
ンサ３０は前述の通り図６に示したように構成されてお
り、３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）計測が可能である。演算処理
手段４０は図２に示すように、静電容量式センサ３０に
切替えスイッチ４６を介して電圧を供給する電圧発生回
路４１および該静電容量式センサ３０からの出力を切替
えスイッチ４６を介して検出する検出回路４２、この検
出回路４２の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路４
３、このＡ／Ｄ変換回路４３の出力を処理するマイクロ
コンピュータ等の判断処理回路４４、この判断処理回路
４４の判断結果を記憶するＥ２ＰＲＯＭ等の記憶手段４
５を備えている。記憶手段４５には診断を実行するため
の診断プログラムが格納されており、外部からの診断開
始指令に応じて読み出され実行される。 【００２０】５０は演算処理手段４０から出力される検
出信号としてのデジタル信号（２値信号）を、ガバナ室
外壁面（非防爆域）に設けられた制御盤６０へ伝送する
検出信号の伝送線である。制御盤６０には振り子などを
利用してなる機械式地震センサ６１と、上記伝送線５０
を介して伝送されたデジタル信号と機械式地震センサ６
１からの出力信号との両方が規定値以上の時、ガバナ１
２を遮断する遮断信号６３を発生させる判定回路６２と
が設けられている。制御盤６０には診断スイッチ（図示
せず）が設けられており、保守作業者がこの診断スイッ
チを押すことにより、地震検出装置に診断開始指令を与
えて上記診断プログラムを実行させることができる。６
４は低圧導管、６５はガスを供給される家庭、６６はガ
スを供給される工場、７０は制御盤６０から演算処理手
段４０に指令信号を伝送する指令信号の伝送線である。
なお、通信手段（図示せず）を用いて遠隔にある監視室
８から地震検出装置へ診断開始指令を送信し、上記診断
プログラムを実行させることもできる。 【００２１】図３は静電容量式センサ３０に対する電圧
発生回路４１および検出回路４２の接続構成を示す図で
あり、可動電極３０ｃの分割された各電極パターンＣ１
〜Ｃ５および温度検出素子８０には、切替えスイッチ４
６を介して電圧発生回路４１および検出回路４２が接続
される。なお、図示例は説明の簡略化のために切替えス
イッチ４６として機械式スイッチを示したが、コンピュ
ータプログラムによるソフトウェア的な切替手段が用い
られることが多い。この切替えスイッチ４６は複数の接
点を有しており、上記診断プログラムの手順に従って特
定の接点が選択的に開閉されるようになっている。 【００２２】次に動作について説明する。 図１におい
て、静電容量式センサ３０が地震を検出すると、その検
出信号が切替えスイッチ４６，検出回路４２，Ａ／Ｄ変
換回路４３を介して演算処理手段４０の判断処理回路４
４に入力される。この判断処理回路４４ではＳＩ（Ｓｐ
ｅｃｔｒｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）値が算出され、こ
の算出値に基づいて緊急遮断指示を出力するか否かが判
定され、緊急遮断指示が出力されると、伝送線５０を介
して制御盤６０の判定回路６２に当該指示が入力され
る。一方、機械式地震センサ６１の出力も判定回路６２
に入力される。 【００２３】そして、判定回路６２には、演算処理手段
４０の判断処理回路４４からの指示信号と機械式地震セ
ンサ６１からの出力信号との両方が入力され、その両入
力がともに規定値以上であるときは遮断信号６３を発生
させ、これによりガバナ１２を遮断する。すなわち、低
圧導管６４へのガスの供給が緊急遮断され、ガス漏れに
よる被害の拡大や２次災害の発生を防止する。 【００２４】次に、地震検出装置の生産工程において実
施される校正作業（キャラクタリゼーション）について
述べる。この校正作業は静電容量式センサ３０の個体に
よるばらつきの影響を補正すると共に静電容量式センサ
３０の初期特性を記録するために行うものである。すな
わち、静電容量センサ３０に対して所定の入力（加速
度、診断用入力電圧）を与え、これに応じて静電容量セ
ンサ３０（検出回路４２）から出力される出力電圧との
関係を示すデータを記憶手段４５に記憶させる。ここで
記憶手段４５に記憶されるデータには二種類がある。第
一のデータは加速度とそれに対する出力電圧との関係を
示すデータであり、地震の検出に用いられるものであ
る。第二のデータは診断用入力電圧とそれに対する出力
電圧との関係を示すデータであり、専ら診断作業のため
に用いられるものである。第一のデータとは別に第二の
データを設けたのは、第一のデータを用いて診断を行お
うとすると静電容量式センサ３０に加速度を印加する必
要があり、固定設置されている地震検出装置を取り外さ
なければならない等の煩雑さが生じるからである。そこ
で、この発明の実施の形態においては、地震検出装置内
に電圧発生回路４１を予め設けておき、必要時に静電容
量センサ３０に所定の診断用入力電圧を印加し、その出
力を第二のデータと比較して診断を行うようにして、地
震検出装置を設置場所から取り外すことなく診断作業を
可能としたのである。なお、第一及び第二のデータとし
て計測したデータをそのまま記憶させておくことも可能
であるが、ここでは計測したデータからそれぞれの近似
式を導き出して記憶させるようにしている。 【００２５】１．第一のデータを記憶手段４５に記憶さ
せる工程を説明する。 回転や振動をさせることにより、または、重力（９８
０Ｇａ１の加速度が常に印加している）の印加角度を変
化させることにより、加速度を任意に変化させて印加で
きるように、静電容量式センサ３０と演算処理手段４０
を含んだ防爆ケース２０ごと架台に設置して恒温槽へ取
り付ける。加速度の印加方法は別の方法でも良い。外
部のコンピュータからの指示により、恒温槽温度を何点
か変化させながら、その各温度において、架台を回転し
印加加速度を変化させる。 演算処理手段４０内の判断処理回路４４は、外部のパ
ーソナルコンピュータ（図示せず）からの指示により、
温度（電圧）／出力特性（電圧）を正確に計測しなが
ら、温度検出素子８０で検出する温度を何点か（例え
ば、０，２５，５０℃）変化させながら印加加速度も変
化させる。静電容量式センサ３０のように検出特性が温
度の影響を受けやすいものを用いる場合には、このよう
に温度に関する特性データを計測しておくことが必要で
ある。 その入力量即ち印加加速度は、架台の回転角より正確
に求め、温度は、温度検出素子８０の出力電圧と静電容
量式センサ３０からの出力電圧である３９ａ（Ｘ軸）、
３９ｂ（Ｙ軸）、３８ｅ（Ｚ軸）を検出回路４２，Ａ／
Ｄ変換回路４３を通して、正確に求める。 そして、それらのデータから逆にその出力電圧と温度
から正確に加速度を求める下記の加速度関数式を外部コ
ンピュータで演算処理して求め、Ｅ２ＰＲＯＭ等の記憶
手段４５へ格納する。 このような〜の処理は工場の生産ラインの中で行
う。 【００２６】加速度関数式 Ｓα（加速度値）＝ｆ（αｘ、αｙ、αｚ，Ｔ） ただし、αｘはＸ軸方向の出力、αｙはＹ軸方向の出
力、αｚはＺ軸方向の出力、Ｔは温度である。 【００２７】以上の処理を行った加速度センサ（防爆ケ
ース２０，演算処理手段４０，静電容量式センサ３０等
の図２全体）を通常の地震検出に使用するときには、記
憶手段４５に格納された加速度関数式（第一のデータ）
に、静電容量式センサ３０の出力電圧と温度検出素子８
０の出力電圧を代入して、真の加速度を得ることがで
き、高精度の検出を達成できる。 【００２８】２．第二のデータを記憶手段４５に記憶さ
せる工程を説明する。 上記と同じシステムで実施する。外部コンピュータか
らの指示により、判断処理回路４４は切換えスイッチ４
６に切替指令を与え、目的の電極に電圧を印加できるよ
うに、また、静電容量式センサ３０の出力電圧を検出で
きるように、選択された切換えスイッチ４６の可動片を
白丸又は黒丸接点側に投入する。 電圧発生回路４１へ判断処理回路４４から指令を与
え、規定の電圧を発生させる。各電極への印加電圧は、
全電極の電圧が同じ場合もあり、個々の電極により異な
る場合もある。静電容量センサ３０は、可動電極３０ｃ
に設けられた電極パターンと上部電極３０ｄ（固定）に
設けられた電極パターンとが狭い隙間を隔てて対向した
構造になっているので、それぞれの電極に極性の異なる
（同じ）電圧を印加すると両極間に吸引力（反発力）が
発生し、可動電極３０ｃが上部電極３０ｄの方向（上部
電極３０ｄと反対の方向）へ変位して両極間の静電容量
が変化する。 検出回路４２へ判断処理回路４４から指令を出し、そ
のときの温度検出素子８０と静電容量式センサ３０の出
力を測定する。例えば、Ｔ１温度にて、Ｘ軸の自己診断
のキャラクタリゼーションを実施する場合、電極パター
ンＣ１にａ１電圧を、電極パターンＣ３にａ３電圧を印
加し、電極パターンＣ５またはリング片Ｃ６（または電
極パターンＣ２，Ｃ４）にて出力を検出する。これらの
測定を印加電圧を変え、数回測定する。更に交番電圧
（周波数、波形は適切なものを用いる）を印加し、その
周波数特性を測定する。即ち、ある印加電圧・波形で何
点かの周波数を変え、その出力電圧を測定しデータを取
る。 上記の手順を他の電極にも実施する。この場合、電圧
を変えることと電極を変える異に関しては、どちらを先
に実施しても良い。 【００２９】例えば、Ｔ１温度にて、Ｙ軸の自己診断を
実施する場合、電極パターンＣ２にａ２電圧を、電極パ
ターンＣ４にａ４電圧を印加し、電極パターンＣ５また
はリング片Ｃ６（または電極パターンＣ１，Ｃ３）にて
出力を検出する。また、例えば、Ｔ１温度にて、Ｚ軸の
自己診断を実施する場合、電極パターンＣ１にａ１電圧
を、電極パターンＣ４にａ４電圧を印加し、電極パター
ンＣ３にａ３電圧、電極パターンＣ２にａ２電圧を印加
し、電極パターンＣ５またはリング片Ｃ６にて出力を検
出する。また、通常は、測定用電極を逆に利用し、電圧
を印加するが、自己診断用電極を素子の中に用意してあ
る場合も全電極測定しておく。同様に交番電圧による周
波数特性を測定する。逆に電極パターンＣ５やリング片
Ｃ６にａ５電圧を印加し、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の出
力電圧３９ａ，３９ｂを測定しても良い。 【００３０】さらに、これらの工程を温度を例えば、
０，２５，５０℃と変化させながら測定しデータを取得
する。 上記〜の処理で取り込んだデータに基づき、温度
と印加電圧と静電容量式センサの出力電圧との関係から
自己診断出力関連式を求め、記憶手段４５に格納する。
以上〜までの処理を工場の生産ラインの中で行う。 【００３１】各軸の自己診断出力関数式 Ｓｘｃａｐ＝ｆ（ａ１，ａ２，Ｔ）：Ｘ軸自己診断用 Ｓｙｃａｐ＝ｆ（ｂ１，ｂ２，Ｔ）：Ｙ軸自己診断用 Ｓｚｃａｐ＝ｆ（ａ１，ａ２，ｂ１、ｂ２，Ｔ）：Ｚ軸
自己診断用 【００３２】次に、上記第二のデータを用いた地震検出
装置の自己診断（自動診断）について説明する。演算処
理手段４０の判断処理回路４４は制御盤６０から伝送線
７０を介して自己診断実施信号の供給を受けると、切換
スイッチ４６のうち特定の可動片（例えば電極パターン
Ｃ１，Ｃ３に接続された可動片）を診断側（白丸接点側
に投入）に切替選択するとともに、電圧発生回路４１を
起動させる。このため、静電容量式センサ３０の電極Ｃ
１，Ｃ３には、上記キャラクタリゼーション時と同じ電
圧が電圧発生回路４１より印加され、このときの静電容
量式センサ３０の電極パターンＣ５，リング片Ｃ６の出
力値を検出回路４２，Ａ／Ｄ変換回路４３を介して判断
処理回路４４に供給する。 【００３３】この場合、静電容量式センサ３０の各電極
パターンに対して直流だけの電圧印加では、静電容量式
センサの劣化を全て確実に検出することができない。そ
こで、１０Ｈｚ，３０Ｈｚのように周波数を変え、正弦
波交流、脈流、矩形波、三角波等の交番波形（予め第二
のデータとして記憶されているもの）の電圧を印加す
る。実施の形態では１０Ｈｚの正弦波の電圧を印加して
いる。 【００３４】判断処理回路４４は第二のデータと上記の
測定結果とを比較する。図４に静電容量式センサ３０の
初期特性の一例を示す。図４（ａ）は周波数スペクト
ル、（ｂ）は位相特性である。一方、気密性が低下した
場合の同特性をそれぞれ図５（ａ），（ｂ）に示す。こ
の例では比較的周波数の高いところでレベルの低下が発
生している。静電容量式センサ３０の劣化・故障の種類
や程度により、このように特性曲線の形状が変化するの
で、診断が可能となる。通常は、１〜３点位の周波数で
初期のデータと診断時のデータと差異を調べる。そこ
で、この特性の差異の大きさにより、軽故障や重故障や
使用不可等の判断を行い、各種警報信号を制御盤６０に
出力し、制御盤６０に設けた表示灯を点灯させて報知す
る。また、通信手段（図示せず）を用いて遠隔の監視室
８へ通報することも可能である。 【００３５】静電容量式センサ３０の温度依存性はその
検出出力に対して非常に大きく、その補償をする必要が
ある。然るに、予め生産工場において、様々な温度にお
ける特性データを測定し記憶しておくことにより検出出
力に対する温度の影響を排除できる。すなわち、自己診
断時での出力が小さくても、出力が変動した場合は、ド
リフトとして分離できる。また、この自己診断の工程を
判断処理回路４４で実施し、データ測定や演算や判断を
その判断処理回路４４で実施するため、作業員等による
判断ミス等が発生しないで、確実に判断でき、外部へ異
常信号（重故障や軽故障）として出力することができ
る。 【００３６】 【００３７】【発明の効果】 以上のように、この発明によれば、演算
処理手段は 制御盤から自己診断の信号を受けると、静電
容量式センサに交番波形（交流、脈流、矩形波、三角波
などを含む）の電圧を印加して自己診断を行い、この時
得られた測定結果と、予め求めた自己診断関数式に測定
温度と印加電圧を代入して求めた結果とを比較して静電
容量式センサの性能劣化を内部判断回路にて検出するよ
うに構成したので、簡単にかつ正確に静電容量式センサ
を検出精度が低下した状態（あるいは故障した状態）で
使用され続けることを防止することができ、高精度の地
震検出装置を維持することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による地震検出装置を
使用するガス供給システムの概略構成を示す説明図であ
る。 【図２】演算処理手段の内部構成を示す回路ブロック図
である。 【図３】静電容量式センサに対する電圧発生回路および
検出回路の接続構成図である。 【図４】静電容量式センサを内蔵した密閉容器内が減圧
（５３３Ｐａ）された場合の入力電圧の周波数変化に対
するＬｏｇＭａｇおよび周波数変化に対する位相の特性
図である。 【図５】半導体静電容量式センサを内蔵した密閉容器内
が大気圧の場合の入力電圧の周波数変化に対するＬｏｇ
Ｍａｇおよび周波数変化に対する位相の特性図である。 【図６】静電容量式センサを示す断面図である。 【図７】静電容量式センサの電極の電極パターンを示す
平面図である。 【図８】静電容量式センサにＸ軸方向の加速度が加わっ
たときの検出動作を示す断面図である。 【図９】静電容量式センサのＺ軸方向の加速度が加わっ
たときの検出動作を示す断面図である。 【図１０】静電容量式センサの出力を判断する回路図で
ある。 【符号の説明】 １ ガス製造工場 ２ ガスタンク ３ 高圧導管 ４ ガバナ ５ ガバナステーション ６ 中圧導管 ７ ガバナ ７ａ 緊急遮断弁 ８ 監視室 ９ 緊急遮断指示を供給する伝送線 １０ 緊急遮断指示を供給する伝送線 １１ ガバナ室 １２ ガバナ ２０ 防爆ケース ３０ 半導体静電容量式センサ ３０ａ 下部ストッパ ３０ｂ 台座 ３０ｃ 可動電極 ３０ｄ 上部電極 ３１ 密閉容器 ３１ａ 容器本体 ３１ｂ 蓋体 ３２ リード線 ３３ 外部接続端子 ３４ 電極 ３５ 重錘体 ３６ 穴 ３７ ガス ３８ａ〜３８ｅ 容量／電圧変換器 ３９ａ，３９ｂ オペアンプ ４０ 演算処理手段 ４１ 電圧発生回路 ４２ 検出回路 ４３ Ａ／Ｄ変換回路 ４４ 判断処理回路 ４５ 記憶手段 ４６ 切替えスイッチ ５０ 検出信号の伝送線 ６０ 制御盤 ６１ 機械式地震センサ ６２ 判定回路 ６４ 低圧導管 ６５ ガスを供給される家庭 ６６ ガスを供給される工場 ７０ 指令信号の伝送線 ８０ 温度検出素子 Ｃ１〜Ｃ５ 電極パターン
使用するガス供給システムの概略構成を示す説明図であ
る。 【図２】演算処理手段の内部構成を示す回路ブロック図
である。 【図３】静電容量式センサに対する電圧発生回路および
検出回路の接続構成図である。 【図４】静電容量式センサを内蔵した密閉容器内が減圧
（５３３Ｐａ）された場合の入力電圧の周波数変化に対
するＬｏｇＭａｇおよび周波数変化に対する位相の特性
図である。 【図５】半導体静電容量式センサを内蔵した密閉容器内
が大気圧の場合の入力電圧の周波数変化に対するＬｏｇ
Ｍａｇおよび周波数変化に対する位相の特性図である。 【図６】静電容量式センサを示す断面図である。 【図７】静電容量式センサの電極の電極パターンを示す
平面図である。 【図８】静電容量式センサにＸ軸方向の加速度が加わっ
たときの検出動作を示す断面図である。 【図９】静電容量式センサのＺ軸方向の加速度が加わっ
たときの検出動作を示す断面図である。 【図１０】静電容量式センサの出力を判断する回路図で
ある。 【符号の説明】 １ ガス製造工場 ２ ガスタンク ３ 高圧導管 ４ ガバナ ５ ガバナステーション ６ 中圧導管 ７ ガバナ ７ａ 緊急遮断弁 ８ 監視室 ９ 緊急遮断指示を供給する伝送線 １０ 緊急遮断指示を供給する伝送線 １１ ガバナ室 １２ ガバナ ２０ 防爆ケース ３０ 半導体静電容量式センサ ３０ａ 下部ストッパ ３０ｂ 台座 ３０ｃ 可動電極 ３０ｄ 上部電極 ３１ 密閉容器 ３１ａ 容器本体 ３１ｂ 蓋体 ３２ リード線 ３３ 外部接続端子 ３４ 電極 ３５ 重錘体 ３６ 穴 ３７ ガス ３８ａ〜３８ｅ 容量／電圧変換器 ３９ａ，３９ｂ オペアンプ ４０ 演算処理手段 ４１ 電圧発生回路 ４２ 検出回路 ４３ Ａ／Ｄ変換回路 ４４ 判断処理回路 ４５ 記憶手段 ４６ 切替えスイッチ ５０ 検出信号の伝送線 ６０ 制御盤 ６１ 機械式地震センサ ６２ 判定回路 ６４ 低圧導管 ６５ ガスを供給される家庭 ６６ ガスを供給される工場 ７０ 指令信号の伝送線 ８０ 温度検出素子 Ｃ１〜Ｃ５ 電極パターン
─────────────────────────────────────────────────────
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(72)発明者 田久保 光
東京都渋谷区渋谷２丁目12番19号 株式
会社山武内
(72)発明者 清水 善久
埼玉県幸手市香日向２−26−３
(72)発明者 小金丸 健一
東京都練馬区桜台５−16−５
(56)参考文献 特開 平７−120499（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−164779（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−222484（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−331647（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−178957（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−223844（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−167891（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−32090（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−148234（ＪＰ，Ａ)
特開2001−221810（ＪＰ，Ａ)
特開2001−264355（ＪＰ，Ａ)
特開2001−330621（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01P 15/125
G01H 1/00
G01P 21/00
G01V 1/00
G01V 1/18
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】【請求項１】 固定電極と入力量に応じて変化する可動
電極とを有し減圧気体雰囲気中に密閉保存した静電容量
式センサと、上記入力量に対して上記静電容量式センサ
から得られた出力結果と該入力量との関係を記憶した記
憶手段と、外部からの指示に応じて、上記固定電極と可
動電極との間に周波数を変化させて交番波形の入力量を
加え、この入力量に対応する上記静電容量式センサから
の出力結果と上記記憶手段に記憶された該入力量に対応
する出力結果を対比判断する判断手段とを備えた地震検
出装置。
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| JP2001221810A (ja) * | 2000-02-08 | 2001-08-17 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 加速度センサの診断回路 |
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-
2000
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