JP3543474B2

JP3543474B2 - 感震装置

Info

Publication number: JP3543474B2
Application number: JP04160096A
Authority: JP
Inventors: 康裕梅景
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1996-02-28
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2016-02-28
Also published as: JPH09229757A

Description

【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１−１３３１９８号公報のようなものが知られていた。以下、その構成について図１０と図１１を参照しながら説明する。
【０００３】
図１０と図１１に示すように、地震計１は比較的堅固な土台の上に設置され、地震による揺れを検出して地震信号（ａ）を出力する。そして、応答スペクトル算出回路２は、地震信号の応答スペクトル（ｂ）を算出し、そのレベルおよび周期の計算結果を出力する。そして、基準値設定回路３は応答スペクトルのピーク値およびそのピーク値を示す周期を判定するための基準値を、建築物の振動の減衰定数および固有周期を基に設定し、基準ピーク値ｓ、下限周期Ｐｌ、上限周期Ｐｕを出力する構成とされていた。
【０００４】
上記構成において、判定回路４は、応答スペクトル算出回路２の計算結果から、基準値設定回路３からの下限周期Ｐｌと上限周期Ｐｕの間のピーク値と基準ピーク値ｓとの比較を行い、地震計１が計測した揺れが警報を発するべきものかどうかを判定している。ここで、５は警報信号出力端子である。
【０００５】
【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、基準値設定回路の基準値はあらかじめ設定されたものであり、堅固に設置される地震計では条件が安定しているのでよいが、設置状態が大きく異なるガスメータやガス遮断装置に設置される感震装置では誤動作が多くなるという課題があった。また、所定周期内のピーク値のレベルが所定の基準を満たすときに地震であると判定しているが、ピークが緩やかな場合でも地震と判定される場合があり、所定周期を設定している意味がなくランダム的な振動の場合に誤動作を生じるという課題があった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するもので、ガスメータなどの設置状態を考慮して振動波形を判定することで地震振動の判定精度を向上することを主の目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の感震装置においては、振動検出手段と衝撃発生手段と、ガスの供給を遮断するガス遮断手段と、前記振動検出手段と前記ガス遮断手段とを取り付ける躯体と、前記躯体を設置した後前記ガス遮断手段を駆動したときに生じる振動によって前記躯体を振動させたときの振動情報を記憶する記憶装置と、記憶装置に記憶された振動情報と実際に計測された振動の振動情報とを比較することによって計測振動が地震か否かを判定する地震判定手段とを備えている。
【０００８】
この本発明によれば地震振動の判定精度を向上することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の手段は、振動を検出する振動検出手段と、ガスの供給を遮断するガス遮断手段と、前記振動検出手段と前記ガス遮断手段とを取り付ける躯体と、前記躯体を設置した後前記ガス遮断手段を駆動したときに生じる振動によって前記躯体を振動させたときの振動情報を記憶する記憶装置と、前記記憶装置に記憶された振動情報と実際に計測された振動の振動情報とを比較することによって計測振動が地震か否かを判定する地震判定手段とを備えた構成とした。
【００１０】
また、第２の手段は、躯体を設置した後に強制的に発生させる振動によって検出された振動波形から前記躯体の設置されている固有振動数を演算する固有振動数演算装置と、前記固有振動数を記憶する記憶装置とを備えた構成とした。
【００１１】
また、第３の手段では、躯体を設置した後にガスを供給するためにガス遮断手段を開弁すると、開弁時の弁振動の振動情報から自動的に固有振動数を計測する構成とした。
【００１２】
また、第４の手段では、最新の固有振動数に記憶装置の内容を更新して逐次学習していく構成とした。
【００１３】
また、第５の手段では、２方向以上の振動加速度を検出する振動検出手段を備え、各方向ごとの固有振動数を計測する構成とした。
【００１４】
さらにまた、第６の手段では、固有振動数の計測が正規に完了したかどうかを確認する表示装置を備えた構成とした。
【００１５】
そしてまた、第７の手段では、固有振動数の計測が不完全である場合、再測定時の衝撃発生のレベルを表示する表示装置を備えた構成とした。さらに、第９の手段では、所定の固有振動数以外の場合は自動的に複数回再測定を実施する構成とした。
【００１６】
本発明は上記構成によって、第１の手段によれば、ガス供給を遮断するガス遮断手段の動作振動によって衝撃発生手段を兼ねることで感震装置の簡素化を図ることができる。
【００１７】
さらに、第２の手段によれば、振動検出手段の設置状態を固有振動数を用いて評価し衝撃波形と地震波形の判定精度を向上することができる。
【００１８】
また、第３の手段によれば、ガス遮断手段を開弁する時に自動的に固有振動数を計測して固有振動数の計測の自動化を図ることができる。
【００１９】
そして、第４の手段によれば、計測した固有振動数は最新の内容に逐次更新することで設置状態が経年変化しても対応できるようにすることができる。
【００２０】
また、第５の手段によれば、２方向以上の振動加速度を計測することで判定の精度を向上することができる。
【００２１】
さらに、第６の手段によれば、固有振動数の測定が正規に行われたかどうかを表示して感震器が確実に設置されたことを確認することができる。
【００２２】
そして、第７の手段によれば、不完全な固有振動数の測定の場合に再測定を行うときの衝撃発生の振動レベルを表示してノイズレベルが高い設置場所でも測定できるようにすることができる。
【００２３】
また、第８の手段によれば、不完全な固有振動数の測定の場合は自動的に複数回再測定を行うことで設置作業者にわずらわしさを感じさせないようにすることができる。
【００２４】
以下、本発明の第１の実施例の感震装置をガスメータに使用した場合について、図１から図６を参照して説明する。
【００２５】
図１と図２に示すように、振動を検出する振動検出手段としての振動加速度センサ６と、ガスの供給を遮断するガス遮断手段としてのガス遮断弁７と、振動加速度センサ６とガス遮断弁７とを取り付ける躯体８と、躯体８を設置した後にガス遮断弁７を衝撃発生手段として駆動して躯体８を振動させる構成とした。そして、そのときの振動を振動加速度センサ６で検出し、固有振動数演算装置９で固有振動数を計算する。その固有振動数を記憶装置１０に記憶して地震か否かを地震判定手段１１で判定する基準に用いる構成とした。ここで、１２は設定値記憶装置、１３は比較器、１４は表示装置、１５は流量計測部、１６は圧力計測部、１７はガス流路、１８はガス遮断弁復帰スイッチ、１９はマイコンとその周辺回路部である。
【００２６】
このような構成において、感震装置を搭載したガスメータ２０は図３に示すように、地中から飛び出した２本のガス配管２１にぶら下がるように設置されている。その結果、非常に不安定で振動しやすい状態にあり、子供のボール遊びなどでボールが衝突した場合にも、振動加速度センサ６が振動を検出する。この時の振動は、ガス配管２１とガスメータ２０で構成される振動系の固有振動で振動を行うと考えられる。一方、地震による振動は地面２２が振動するものであるので、ガス配管２１とガスメータ２０が同時に振動し固有振動はあまり発生しない。よって、この固有振動を事前に測定しておけば、ボールの衝突による振動か地震による振動かが判定できるのである。
【００２７】
ここで、図４に固有振動を測定するロジックのフローチャートを示す。まず、ガス遮断弁７を開弁すると、弁２３はバネ２４の駆動力によって弁座２５に当たるので、ガスメータ２０の躯体８全体が振動させられることになる。この時の振動を振動加速度センサ６が検出し、そのデータで固有振動数演算装置９が振動周波数を演算する。その演算結果から、ピーク周波数を選出し固有振動数を確定するのである。そして、所定の範囲の振動数でかつピークレベルであれば、固有振動と判定し記憶装置１０に記憶する。また、ピークレベルが所定の範囲でない場合は、再度振動計測をやり直すこととする。ここで、所定の範囲とは、次のようにして判定することとする。
【００２８】
図５に示すような計測された振動の周波数特性から、ピーク周波数ｆ０を割り出し、その前後の周波数ｆ１、ｆ２を求める。ここで、ｆ１＝ｆ０−Δｆ、ｆ２＝ｆ０＋Δｆとする。そして、ピークの鋭さをＱとして、Ｑ＝［Ａ（ｆ０）−ａ（ｆ１）］／［２＊Δｆ］を計算する。この時、Ｑ≧Ｑ０であれば所定の範囲とし、Ｑ＜Ｑ０ならば再計測とする。また、再計測の時に、先ほどの計測データがＡ（ｆ０）≦Ａ０ならば、振動が小さいので表示装置に「低い」と表示させる。そして、所定範囲であれば、その固有振動数と振動レベルを記憶装置に記憶するものである。
【００２９】
ここで、「低い」と表示された場合は、ガス遮断弁だけの振動では振動レベルが小さく、設置場所の周りの振動レベルにマスクされていると考えられるので、外部から強制的に手動で振動を与えることとする。そして、低くないのに計測がうまくできていない場合は、自動的に複数回固有振動数の計測を行い、その平均値を採用するものとする。また、Ｑ０、Ａ０は設定値記憶装置に記憶しておくものである。さらに、図６に示すように、設置場所の周辺のノイズが高くレベルは高いが、ピークが鋭くない場合は、上記判定基準によって所定外データとして再測定が行われる。
【００３０】
このようにガスメータの設置条件が測定できれば、以降は振動加速度センサで所定レベル以上の振動が検知されるまで待機する。そして、所定レベル以上の振動加速度が観測されれば、その固有振動数とそのレベルを演算し、その結果と記憶装置に記憶されている固有振動数データとを比較する。ここで、比較の結果データが一致した場合は、衝撃と判定し再び待機状態に戻る。また、比較の結果が一致しない場合は、地震と判定してガス遮断弁を閉弁して再開を待つように待機するものである。
【００３１】
以上のように、振動加速度センサを含むガスメータの設置状態を考慮して振動波形を判定することで地震振動の判定精度を向上することができる。そして、ガス遮断弁の動作振動によって衝撃発生手段を代用することで感震装置の簡素化が行える。さらに、ガス遮断弁を開弁する時に自動的に固有振動数を計測することで固有振動数の計測の自動化を図ることができる。また、計測した固有振動数は最新の内容に記憶装置の記憶を逐次更新することで設置状態が経年変化しても対応できるようにすることができる。そして、固有振動数の測定が正規に行われたかどうかを表示して感震器が確実に設置されたことを確認することができ、誤動作を低減することができる。また、不完全な固有振動数の測定の場合に再測定を行うが、そのときの衝撃発生の振動レベルを表示してノイズなどの影響で何度も測定できないことがないようにすることができる。さらに、不完全な固有振動数の測定の場合は自動的に複数回再測定を行うことで設置作業者にわずらわしさを感じさせないようにすることができる。
【００３２】
次に第２の実施例について図７を用いて説明する。上記第１の実施例と同一構造で、かつ同一作用をする部分には同一符号を付して詳細な説明は略し、異なる部分を中心に説明する。
【００３３】
図７に示すように、振動加速度センサ２６、２７をメータ正面方向と側面方向に配置してそれぞれの方向の振動加速度を測定する構成とした。
【００３４】
上記構成によれば、図５に示すような周波数特性が、正面方向、側面方向において測定することが可能となり、より精度よく固有振動が測定できる。すなわち、ガスメータは２本のガス配管に支持されて設置されているため、正面方向および側面方向で固有振動が異なる。そして、地震の震源地の方向によっては振動の方向が異なるので、ガスメータが揺らされる方向も異なってくる。よって、１方向で振動加速度を測定していては、他方の方向から来た振動の場合は固有振動での判別は困難になるが２方向の固有振動を計測して比較すれば非常に精度の高い地震判定が行えるのである。
【００３５】
次に第３の実施例について図８を用いて説明する。前述では振動検出手段として振動加速度センサを用いたが、図８に示すような従来の鋼球式の感震器２８でも同様に、ガス遮断弁を開弁したときの衝撃波形を記憶しておき、記憶波形と計測波形を比較することで、地震か否かの判定を行うことができる。この場合は、固有振動数の演算は困難になるので図９に示すような電気信号のオン／オフ波形のパターン比較で行うこととする。ここで、２９は鋼球、３０は受け皿、３１はケース、３２は接点スイッチ、３３はリード線である。
【００３６】
さらに、ガス遮断弁開弁時に限らず、ガス遮断弁が閉止したときの振動によってガスメータ設置状態の固有振動を求めることも可能である。そして、地震の判定だけでなく、ガス遮断弁の振動によって得られた振動を基に、ガスメータがしっかりと設置されているかどうかを判定することも可能である。
【００３７】
以上説明したように本発明の実施例を総括的に述べれば、次の効果が得られる。
【００３８】
ガスメータを含む感震装置の設置状態を考慮して振動波形を判定することで地震振動の判定精度を向上することができる。
【００３９】
また、ガス供給を遮断するガス遮断手段の動作振動によって衝撃発生手段を兼ねることで感震装置の簡素化を図ることができる。
【００４０】
また、振動検出手段の設置状態を固有振動数を用いて評価し衝撃波形と地震波形の判定精度を向上することができる。
【００４１】
また、ガス遮断手段を開弁する時に自動的に固有振動数を計測して固有振動数の計測の自動化を図ることができる。
【００４２】
また、計測した固有振動数は最新の内容に逐次更新することで設置状態が経年変化しても対応できるようにすることができる。
【００４３】
また、２方向以上の振動加速度を計測することでどの方向の地震にも対応でき判定の精度を向上することができる。
【００４４】
また、固有振動数の測定が正規に行われたかどうかを表示して感震器が確実に設置されたことを確認することができる。
【００４５】
また、不完全な固有振動数の測定の場合に再測定を行うがそのときの衝撃発生の振動レベルを表示してノイズレベルが高い設置場所でも測定できるようにすることができる。
【００４６】
また、不完全な固有振動数の測定の場合は自動的に複数回再測定を行うことで設置作業者にわずらわしさを感じさせないようにすることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の第１の手段の感震装置によれば、ガス供給を遮断するガス遮断手段の動作振動によって衝撃発生手段を兼ねることで感震装置の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す感震装置のブロック図
【図２】同装置の構成図
【図３】同装置の設置例を示す構成図
【図４】同装置の計測ロジックを示すフローチャート
【図５】同装置の周波数と振動レベルの関係を示す他の特性図
【図６】同装置の計測波形データを示す感震装置の特性図
【図７】本発明の第２の実施例を示す感震装置の構成図
【図８】本発明の第３の実施例を示す感震装置の構成図
【図９】同装置の波形データを示す特性図
【図１０】従来の感震装置のブロック図
【図１１】同装置の計測データを示す特性図
【符号の説明】
６振動加速度センサ（振動検出手段）
７ガス遮断弁（衝撃発生手段）
８躯体
９固有振動数演算装置
１０記憶装置
１１地震判定手段
１４表示装置

Claims

振動を検出する振動検出手段と、ガスの供給を遮断するガス遮断手段と、前記振動検出手段と前記ガス遮断手段とを取り付ける躯体と、前記躯体を設置した後前記ガス遮断手段を駆動したときに生じる振動によって前記躯体を振動させたときの振動情報を記憶する記憶装置と、前記記憶装置に記憶された振動情報と実際に計測された振動の振動情報とを比較することによって計測振動が地震か否かを判定する地震判定手段とを備えた感震装置。
躯体を設置した後強制的に発生させる振動によって検出された振動波形から前記躯体の設置されている固有振動数を演算する固有振動数演算装置と、前記固有振動数を記憶する記憶装置とを備えた請求項１記載の感震装置。
躯体を設置した後ガスを供給するためにガス遮断手段を開弁すると、開弁時の弁振動の振動情報から自動的に固有振動数を計測する請求項１または２記載の感震装置。
最新の固有振動数に記憶装置の内容を更新して逐次学習していく請求項１、２または３記載の感震装置。
２方向以上の振動加速度を検出する振動検出手段を備え、各方向ごとの固有振動数を計測する請求項１から４のいずれか１項記載の感震装置。
固有振動数の計測が正規に完了したかどうかを確認する表示装置を備えた請求項２、３、４または５記載の感震装置。
固有振動数の計測が不完全である場合、再測定時の衝撃発生のレベルを表示する表示装置を備えた請求項６記載の感震装置。
所定の固有振動数以外の場合は自動的に複数回再測定を実施する請求項６または７記載の感震装置。