JP4413073B2 - 電気回路の異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気回路を形成したガラス、板材、合成樹脂板等の板状物の破壊を検出する電気回路の異常検出装置に関するものであり、例えば、防犯システムに使用されるものである。

従来のガラス破壊等の異常検出装置として、特許文献１には、１つの保安領域に２つの異なる侵入検出器を設け、その一方はガラス破壊検出器と帯域通過フィルタを含むガラス破壊検出装置、他方は圧力検出器と帯域通過フィルタとを含む圧力変動検出装置としている。これら２つの検出装置の検出器は、単一の感知素子によって形成してもよいものである。２つの検出装置は、特定の周波数帯域でアドレスされた時のみに警報信号が発せられる。

特許文献１は、ガラス破壊検出器と帯域通過フィルタを含むガラス破壊検出装置と、他方は圧力検出器と帯域通過フィルタとを含む圧力変動検出装置によって、誤動作の発生を防止するものであるが、例えば、ガラスの面積及び体積が相違すると、振動周波数が相違し、装置を標準化すると、信頼性が高い検出は期待できなかった。

また、従来技術では、ガラスの面積及び体積が相違すると、振動周波数が相違し、装置を標準化すると、信頼性が高い検出は期待できなかったことから、特許文献２は、ガラスが破壊されたときに発生する音波を音波検出手段により検出し、この検出した音波波形を方形波検出手段により解析して方形波の有無を判定し、ガラス破壊時に特有な方形波の有無によりガラスの破壊を検出することにより、ガラス破壊時にそれを確実に検出している。なお、他のノイズとなる音波は、当該方形波を含まないため、ガラスの破壊に至らない単なる衝突の場合のようなノイズ音を検出しても、それによって誤報をすることを極めて少なくしている。

しかし、特許文献２についても、ガラスの面積及び体積が相違すると、振動周波数が相違し、装置を標準化すると、信頼性が高い検出は期待できなかった。

特許文献３については、ガラスの振動を検出する振動検出手段と、振動検出手段の出力信号から５０ｋＨｚ以下の信号成分を抽出する抽出手段と、この抽出手段の出力信号のパターン中に、所定の信号の空白期間が出現することを検出すると、ガラス破壊検出信号を出力するパターン検出手段とから構成し、所定の信号の空白期間を検出することによって、他の原因によるガラス破壊時の振動により誤検出を防止し、かつ、短時間でその判定を可能としている。
特開平６−２０１６４号公報 特開平１０−３２６３８５号公報 特開平１０−３３２４７６号公報

ところが、特許文献３の技術思想では、ガラスカッターによりガラスが破壊されたことを、確実に、しかも他の破壊と区別して検出できるガラス破壊検出装置であり、検出する周波数が特定されているために、検出はガラスカッターによるガラス破壊に限られていた。

したがって、特許文献３は、ガラスの面積及び体積、また、ガラスの破壊方法に左右されるという問題点を解消することができなかった。

そこで、本発明は、ガラス等の板状物の材質、その面積及び体積が相違しても、また、ガラス等の板材の破壊方法に関係なく、板状物の破壊を検出できる電気回路の異常検出装置の提供を課題とするものである。

請求項１にかかる電気回路の異常検出装置は、板状物に対して環状に導電体を形成されてなる電気回路と、所定間隔毎にパルスを発生するパルス発生回路と、前記パルス発生回路から発生されたパルスを前記電気回路に誘導させ、前記パルスの立ち上がり及び／または立ち下がりで発生する振動波形を所定の時間間隔でサンプリングするサンプリング回路と、前記サンプリング回路でサンプリングされた信号を記憶する記憶回路と、前記記憶回路に記憶した過去のサンプリング値と新たに検出したサンプリング値を比較する比較回路と、前記比較回路で比較した結果が所定の閾値以上のとき、異常出力を発生する異常出力回路を具備するものである。

ここで、板状物としては、ガラス板、合成樹脂板、木材板等からなる板状の物であればよい。通常、電気回路は絶縁性の合成樹脂製の透明シートの面に導電性インキで配線をループ状に印刷したもので、ガラス板、合成樹脂板、木材板等の特定の面に貼り合わせて使用される。ガラス板の場合、絶縁物からなる透明シートの面に導電性インキで配線をループ状に印刷した電気回路を一面に貼り合わせたもの、電気回路を２枚のガラス板でサンドイッチ状に挟んだものとして実施できる。

また、電気回路は、絶縁性の合成樹脂製の透明シートに導電体をループ状に形成したものであればよく、印刷または蒸着等の公知のプリント基板の形成技術が使用できる。電気回路の導電体を環状に形成するのは、１重または２重以上とすることができる。

所定間隔毎にパルスを発生するパルス発生回路は、通常、非安定のマルチバイブレータが使用され、１／１０秒〜１／２秒に１０ｍｓ〜１００ｍｓの１パルスを発生させている。即ち、パルス休止期間を長くして、電力消費を少なくし、比較的高い周波数の使用によって、パルスの立ち上がりまたは立ち下がりで誘導によって発生する振動波形を発生しやすくしている。非安定のマルチバイブレータの出力は、上記値に限定されるものではなく、設置状態によっては、１／１００秒〜２秒に０．１ｍｓ〜１ｍｓの１パルスを発生させてもよい。

パルス発生回路から発生されたパルスを電気回路に誘導させるとは、電磁誘導を生じさせるのが望ましいが、静電誘導とすることもできる。しかし、電磁誘導と静電誘導は、基本的に分離できるものでないが、積極的に電磁誘導を使用すると、環状の電気回路の断線検出が極めて容易になる。

また、サンプリング回路は、パルスの立ち上がり及び／または立ち下がりで発生する振動波形を所定の時間間隔でサンプリングするものであるが、理論的には、パルスの立上がりと立ち下がりで発生する振動波形は、その間に回路異常がない限り同一になるから、いずれを選択してもよい。同時に、両者の比較でもその間の異常検出は可能である。サンプリング幅は、経験則によって設定されるが、一般的に、振動波形の半波長毎に複数回検出できるのが望ましい。勿論、半波長のピーク値付近で１回以上検出するのが望ましい。

前記サンプリング回路でサンプリングされた信号を記憶する記憶回路は、Ｃ−Ｒ回路からなるアナログ的に記憶してもよいし、サンプリングした値をＡ／Ｄ変換してデジタル的に記憶してもよい。

また、記憶回路に記憶した過去のサンプリング値と新たに検出したサンプリング値を比較する比較回路は、アナログ回路であれば、オペアンプ等によって比較回路を構成することができる。デジタル回路であれば、減算回路、比較回路等を使用することができる。

そして、比較回路で比較した結果が所定の閾値以上のとき、異常出力を発生する異常出力回路は、比較回路で比較した結果が所定の閾値以上のときに、スイッチングトランジスタまたはリレーをオン・オフする回路であればよい。勿論。所定の出力を音または可視光、紫外線、赤外線光、電波として出力してもよい。

上記サンプリング回路は、振動波形の立ち上がり及び／または立ち下がりから所定の時間経過後にサンプリングを開始するものであり、立ち上がり及び／または立ち下がりという電流の急変時点でタイミングを開始するから、振動波形のサンプリングが、振動波形の半波長毎に、半波長内に１回以上検出できるタイミングを正確に得ることができる。

請求項２にかかる電気回路の異常検出装置の比較回路は、前記指数関数的に減衰する振動波形の１パルスに付き複数回のサンプリング値を比較するものである。ここで、パルスの立ち上がり及び／または立ち下がりで発生する振動波形は、複数の振動を伴うものであるから、所定の時間間隔で複数回サンプリングすることにより、振動波形の確認が信頼性の高いものとすることができる。特に、振動波形の半波長毎に１回以上検出できるのが望ましい。

請求項３にかかる電気回路の異常検出装置の電気回路は、ガラス板に貼り合わせた透明シート(フィルム)に形成されたものであるから、透明シートに電気回路を形成するだけで、合わせガラス等が容易に形成できる。また、合成樹脂板についても同様に貼り合わせることができる。

請求項４にかかる電気回路の異常検出装置の電気回路の端部の一部と、前記パルス発生回路と、前記サンプリング回路と、前記記憶回路と、前記比較回路と、前記異常出力回路とは、板状物を取り付けたフレームに内蔵したものであるから、外部から電気回路の異常検出装置の存在が確認し難くなり、窓、扉等に配設しても違和感がない。板状物を取り付けたフレームに外付けしたものでは、外部から電気回路の異常検出装置の存在が確認できるが、ガラス板、合成樹脂板、木材板等の板状物の電気回路との誘導が安定して行なわれる。

請求項５にかかる電気回路の異常検出装置の前記電気回路は、導電体を透明に形成したものであるから、ガラス板に貼り合わせても、透明感に違和感がないので自然なガラスと認識される。

請求項１にかかる電気回路の異常検出装置は、所定間隔毎にパルスを発生するパルス発生回路から発生されたパルスを、板状物に対して環状に導電体を形成された電気回路に誘導させ、前記パルスの立ち上がり及び／または立ち下がりで発生する振動波形を所定の時間間隔でサンプリングし、それを記憶回路に記憶する。前記記憶回路に記憶した過去のサンプリング値と新たに検出したサンプリング値を比較回路で比較し、前記比較回路で比較した結果が所定の閾値以上のとき、異常出力を発生するものである。

したがって、板状物の電気回路をたたく等の急激に金属材料の接近変化が生ずると、または、電気回路が切断されると、それによって、それまでの電磁誘導によるインダクタンスが変化し、過去のサンプリング値と新たに検出したサンプリング値を比較回路で比較すると、両者間に違いが発生する。その違いが所定の閾値以上のとき、異常出力を発生し、警報出力をするものである。

このとき、外気温の変化においては、所定のサンプリング間隔で導電体の抵抗値の変化は少ないから、殆んど無視できる。また、金属を電気回路に近づけた場合においても、所定のサンプリング間隔で急激な電磁誘導の変化とするには、通常の人為的に接近する程度では検出されないから、誤動作が発生しない。

特に、電気回路は、印刷または蒸着等の公知のプリント基板の形成技術が使用でき、廉価に製造できる。また、板状物としては、ガラス、合成樹脂、木材、新建材、壁材に配設できるから、用途の自由度が高い。

また、所定間隔毎にパルスを発生するパルス発生回路によって、監視するものであるから、常に低い電力消費によって監視ができ、電池による監視が容易になる。そして、サンプリング回路は、パルスの立ち上がり及び／または立ち下がりで発生する振動波形を所定の時間間隔でサンプリングするものであるから、信頼性の高い検出が容易になる。

したがって、板状物としてガラス等の板材の材質に左右されず、その面積及び体積が相違しても、また、ガラス等の板状物の破壊方法に関係なく、板状物の破壊を検出できることになる。

上記サンプリング回路は、振動波形の立ち上がり及び／または立ち下がりから所定の時間経過後にサンプリングを開始するものであるから、立ち上がり及び／または立ち下がりという電流の急変時点でタイミングを開始するから、振動波形のサンプリングの開始点の誤差が少なくなり、振動波形の半波長毎に、または半波長内に１回以上サンプリングする場合でも、検出するタイミングを正確に得ることができる。

請求項２にかかる電気回路の異常検出装置の比較回路は、前記指数関数的に減衰する振動波形の１パルスに付き複数回のサンプリング値を比較するものであるから、請求項１の効果に加えて、所定の時間間隔で複数回サンプリングすることにより、振動波形の確認が信頼性の高いものとすることができ、検出した情報がより信頼性の高いものとなる。

請求項３にかかる電気回路の異常検出装置の電気回路は、ガラス板に貼り合わせた透明シートに形成されたものであるから、請求項１または請求項２に記載の効果に加えて、透明シートに電気回路を形成するだけで、防犯ガラス等の合わせガラスが容易に形成できる。また、合成樹脂板または木材板についても同様に貼り合わせることができる。

請求項４にかかる電気回路の異常検出装置の電気回路の端部の一部と、前記パルス発生回路と、前記サンプリング回路と、前記記憶回路と、前記比較回路と、前記異常出力回路とは、前記板状物を取り付けたフレームに内蔵させたものであるから、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、外部から電気回路の異常検出装置の存在が確認し難くなり、窓、扉等に配設しても違和感がない。

請求項５にかかる電気回路の異常検出装置の前記電気回路は、導電体を透明に形成したものであるから、請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の効果に加えて、ガラス板に貼り合わせても、透明感に違和感がないので自然なガラスと認識される。

［実施の形態］
次に、本発明にかかる実施の形態の電気回路の異常検出装置について、図を用いて説明する。

図１は本発明の実施の形態の電気回路の異常検出装置を使用した引き戸の正面説明図、また、図２（ａ）はガラス板に透明シートの面に導電性インキで配線をループ状に印刷した電気回路を一面に貼り合わせた断面図、図２（ｂ）はガラス板に透明シートの両面に導電性インキで配線をループ状に印刷した電気回路を貼り合わせた防犯ガラスの断面図である。図３は本発明の実施の形態の電気回路の異常検出装置で使用する電化回路の正面説明図、そして、図４は本発明の実施の形態の電気回路の異常検出装置の全体構成のブロック図である。更に、図５は本発明の実施の形態の電気回路の異常検出装置の通常状態の信号処理の波形説明図、図６は本発明の実施の形態の電気回路の異常検出装置の異常状態の信号処理の波形説明図である。図７は本発明の実施の形態の電気回路の異常検出装置の設置状態を示す要部斜視図である。

図において、本発明の実施の形態の電気回路の異常検出装置は、建具等に電気回路を配設されることにより使用される。

ここで、板状物１０としては、図２（ａ）に示すように、ガラス板１１が用いられ、そこに導電性インキで配線をループ状に印刷した電気回路２０を形成した絶縁性の合成樹脂製の透明シート１２が貼り合わされている。

防犯ガラスの場合、図２（ｂ）に示すように、透明シート１２の面に導電性インキで配線をループ状に印刷した電気回路２０を２枚のガラス板１１ａとガラス板１１ｂでサンドイッチ状に挟んだものとして実施できる。

電気回路２０は、絶縁性の合成樹脂製の透明シート１２に導電体をループ状に形成したものであればよく、印刷または蒸着等の公知のプリント基板の形成技術が使用できる。電気回路２０の導電体を環状に形成するのは、１重または２重以上とすることができる。

具体的には、図３に示すように構成される。図３（ａ）は絶縁性の合成樹脂製の透明シート１２に導電体を矩形状にジグザグ状部２０ａにし、全体としてループ状に形成したものである。これは窓全体の破壊或いは一部を金属で破壊する場合の検出用として使用される。電磁誘導は、上辺方向に並行する導線２０ｄによって行われる。特に、上辺方向に並行する導線２０ｄによって電磁誘導を起こさせるものであるから、窓に使用した場合でも、窓の若干開放した場合でも、その検出ができる。当然、設置誤差が大きくても、対応が可能となる。

図３(ｂ)は絶縁性の合成樹脂製の透明シート１２に導電体を矩形状にジグザグ状部２０ａとし、全体としてループ状に形成したものである。これは窓全体の破壊或いは一部を金属で破壊する場合の検出用として使用される。電磁誘導は、最上部左角の円弧状部２０ｃによって行われる。特に、最上部左角の円弧状部２０ｃによって電磁誘導を起こさせるものであるから、窓に使用した場合、窓の施錠条件のみ、その検出ができるように設定できる。

図３（ｃ）は絶縁性の合成樹脂製の透明シート１２に導電体を鍵が位置する付近のみに、部分的に矩形状のジグザグ状部２０ｂとし、全体としてループ状に形成したものである。これは窓の鍵付近の破壊或いは一部を金属で破壊する場合の検出用として使用される。電磁誘導は、最上部左角の円弧状部２０ｃによって行われる。特に、最上部左角の円弧状部２０ｃによって電磁誘導を起こさせるものであるから、窓に使用した場合、窓の施錠条件のみ、その検出ができる。また、電磁誘導は、上辺方向に並行する導線２０ｄによっても行うことができる。特に、上辺方向に並行する導線２０ｄによって電磁誘導を起こさせる場合は、設置誤差が大きくても、検出が可能となる。

図３（ｄ）は絶縁性の合成樹脂製の透明シート１２に導電体を鍵が位置する付近のみに、部分的に矩形状のジグザグ状部２０ｂとし、全体としてループ状に形成したものである。これは窓の鍵付近の破壊或いは一部を金属で破壊する場合の検出用として使用される。電磁誘導は、最上部左角の円弧状部２０ｃによって行われる。特に、最上部左角の円弧状部２０ｃによって電磁誘導を起こさせるものであるから、窓に使用した場合、窓の施錠条件のみ、その検出ができる。

板状物として、ガラス板以外のもの、例えば、合成樹脂板、木材板等からなる板状の物でも同様に構成される。また、電気回路２０は、絶縁性の合成樹脂製の透明シート１２に導電体をループ状に形成したものであればよく、印刷または蒸着等の公知のプリント基板の製造技術が使用できる。電気回路２０の導電体を環状に形成するのは、１重に限られるものではなく、２重以上とすることができる。

一般に、板状物１０としては、図１に示すように、建具に装着される。具体的には、板状物１０が上縁３１ａと下縁３１ｂと左右立て縁３１ｃ及び３１ｄに装着される。図１の実施の形態の場合には、板状物１０としては、図２（ａ）に示すように、ガラス板１１が用いられ、そこに導電性インキで配線をループ状に印刷した電気回路２０を形成した絶縁性の合成樹脂製の透明シート１２が貼り合わされているが、上辺から突出するタグ部１３が形成されており、そこに円弧状部２１によって電磁誘導を起こさせるものである。

この実施の形態のように、透明シート１２にタグ部１３を形成し、そこに電気回路２０の円弧状部２１を形成すると、コイルヘッド５２をそこに接合でき、大きな電磁誘導が期待でき、かつ、電気回路の異常検出装置の全体構造が上縁３１ａ、下縁３１ｂ、左右立て縁３１ｃまたは３１ｄに装着自在となる。

パルス発生回路５１は、所定間隔毎にパルスを発生する非安定のマルチバイブレータで、通常、１／１０秒〜１／２秒に１０ｍｓ〜１００ｍｓの１パルスを発生させているが、本発明を実施する場合には、このパルス波形に限定されるものではない。即ち、本実施の形態においては、パルス休止期間を長くすることにより、電力消費を少なくし、かつ、比較的高い周波数の使用によって、パルスの立上がり及び／または立ち下がりで発生する振動波形を発生しやすくしている。

パルス発生回路５１から発生されたパルスを電気回路２０に誘導させるには、円弧状部２１の径に近似したコイルを形成したコイルヘッド５２が使用される。このコイルヘッド５２はコイルの巻数Ｎ、パルス電流Ｉの積によって電磁誘導の強さを出すものであるから、コイルヘッド５２と円弧状部２１の距離等によってコイルの巻数Ｎ、パルス電流Ｉが決定される。なお、図３（ａ）及び図３（ｃ）のように、上辺方向に並行する導線２０ｄによって電磁誘導を起こさせる場合は、コイルのように巻回されないので、パルス電流を大きくする必要がある。

パルス発生回路５１から電気回路２０への誘導は、電磁誘導を前提に説明したが、静電誘導とすることもできる。特に、本発明を実施する場合には、電磁誘導と静電誘導は、基本的に分離できるものでないので、積極的に電磁誘導を使用すると、環状の電気回路の断線検出が極めて容易になるという特徴を有する。

また、サンプリング回路５３は、所定のフィルタを介して、振動成分のみを検出し、パルスの立ち上がりまたは立ち下がりで発生する振動波形でトリガをかけ、所定の時間経過後にサンプリングを開始し、特定のサンプリング幅だけサンプリングする。理論的には、パルスの立ち上がりと立ち下がりで発生する振動波形は、その間に電気回路２０に回路異常がない限り同一になるから、いずれを選択してもよい。サンプリング幅は、経験則によって設定されるが、一般的に、振動波形の半波長毎に複数回検出できるのが望ましい。勿論、半波長のピーク値付近で１回以上検出するのが望ましい。

サンプリング回路５３でサンプリングされた信号を記憶する記憶回路５４は、サンプリング毎にＣ−Ｒ回路からなるアナログ的に記憶してもよいし、サンプリングした値をＡ／Ｄ変換してデジタル的に記憶してもよい。

また、記憶回路５４に記憶した過去のサンプリング値と新たに検出したサンプリング値を比較する比較回路５５は、アナログ回路であれば、オペアンプ等によって比較器を構成することができる。デジタル回路であれば、減算器、比較器等を使用することができる。

そして、比較回路５５で比較した結果が所定の閾値以上のとき、異常出力を発生する異常出力回路５６は、比較回路５５で比較した結果が所定の閾値以上のときに、スイッチングトランジスタまたはリレーをオン・オフする回路であればよい。勿論。所定の出力を音または可視光、紫外線、赤外線光、電波として出力してもよい。

本実施の形態の電気回路の異常検出装置は、図７に示すように設置される。即ち、本実施の形態の電気回路の異常検出装置は、電気回路２０の端部の一部と、パルス発生回路５１と、サンプリング回路５３と、記憶回路５４と、比較回路５５と、異常出力回路５６とは、板状物を取り付けた建具のフレームとなる上縁３１ａにハウジング６０に内蔵させて取付けたものである。外部から本実施の形態の電気回路の異常検出装置の存在が確認し難くなり、かつ、窓、扉等の開閉についても支障がなく、窓、扉等に配設しても違和感がない。

勿論、ハウジング６０を露出構造とすることもできる。勿論、板状物を取り付けた建具のフレームとなる上縁３１ａにハウジング６０を外付けするものでもよい。外部から本実施の形態の電気回路の異常検出装置の存在が確認できるが、電気回路２０とコイルヘッド５２との位置が固定でき、安定した動作が期待できる。好ましくは、ハウジング６０を露出構造とする場合、ガラス板側にハウジング６０を外付けし、その厚みを建具のフレームとなる上縁３１ａの厚み以下とすると、窓、扉等の開閉についても支障がなくなる。

また、本実施の形態の電気回路の異常検出装置は、電力消費が極端に少ないので、室内側または室内側の照明から電力を得るように、太陽電池をハウジング６０の露出面に貼り付けたり、或いはガラス板の一部の面に貼り付けて使用すると、電池の消耗を極端に少なくすることができる。特に、オフィスでは夜間の監視体制のみが警報設定となり、省エネ設計が可能となる。

次に、図５及び図６を用いて、本実施の形態の電気回路の異常検出装置の異常状態の信号処理について説明する。

図５のパルス発生回路５１の出力は、無負荷出力の場合にはパルスＥ1となる。ここでは高周波振動が発生していない。円弧状部２１にコイルヘッド５２が近似して電磁誘導の結合関係が密になると、パルス発生回路５１の出力は負荷状態となり、パルスＥ2となる。パルス発生回路５１の出力のパルスＥ2から、高周波振動のみをコンデンサ等のフィルタを介して抽出すると、誘導による振動信号Ｅ3のみを抽出できる。ここで、パルスの立ち上がりでトリガをかけ、時限t1の後、サンプリング幅ｔ2の間だけサンプリングするサンプリング信号Ｅ4を発生し、記憶回路５４にその振幅値Ｓ1を記憶する。次いで、パルスの立ち上がりから時限t3の後、サンプリング幅ｔ2の間だけサンプリングし、記憶回路５４にその振幅値Ｓ2を記憶する。このようにしてサンプリング値Ｅ5を記憶する

この１回目のパルスＰ1の後に、２回目のパルスＰ2の場合も、電気回路２０のインダクタンスが変化しなければ、同一波形が発生する。したがって、異常出力回路５６は、記憶回路５４の１回目のパルスＰ1の振幅値Ｓ1と振幅値Ｓ2が、２回目のパルスＰ2の振幅値Ｓ11と振幅値Ｓ12が略同一と判断し、異常出力Ｅ6を発生しない。

図６において、パルス発生回路５１の無負荷出力の場合にはパルスＥ1で、円弧状部２１にコイルヘッド５２が近似して電磁誘導の結合関係が密にあるとき、パルス発生回路５１の出力は負荷状態となり、パルスＥ2となる。パルス発生回路５１の出力から、高周波振動のみをコンデンサ等のフィルタを介して抽出すると、誘導による振動信号Ｅ3のみを抽出できる。

ここで、パルスの立ち上がりでトリガをかけ、時限t1の後、サンプリング幅ｔ2の間だけサンプリングするサンプリング信号Ｅ4を発生し、記憶回路５４にサンプリングした振幅値Ｓ1のサンプリング値Ｅ5を記憶する。次いで、パルスの立ち上がりから時限t3の後、サンプリング幅ｔ2の間だけサンプリングし、記憶回路５４にその振幅値Ｓ2を記憶する。なお、本発明を実施する場合の高周波振動の検出は、コイルヘッド５２の電圧検出または電流検出のいずれでもよい。

この１回目のパルスＰ1の後に、２回目のパルスＰ2を発生する間に、板状物が破壊されたり、金属が異常に接近していると、電気回路２０のインダクタンスが変化し、誘導による振動信号Ｅ3が発生する。図６の場合は、電気回路２０が断線して無負荷になった事例である。パルス発生回路５１の出力は負荷状態となり、パルスＥ2には振動が重畳されないから、記憶回路５４にサンプリングした振幅値Ｓ11のサンプリング値Ｅ5、振幅値Ｓ12のサンプリング値Ｅ5は共にゼロとなる。

したがって、異常出力回路５６は、記憶回路５４の１回目のパルスＰ1の振幅値Ｓ1と振幅値Ｓ2が、２回目のパルスＰ2の振幅値Ｓ11と振幅値Ｓ12が略ゼロとなり、比較結果が所定の閾値以上となり、異常出力Ｅ6を発生しない。なお、金属を近づけることにより、インダクタンスが増加すると、サンプリング値が振動周波数のシフトによって、大きくなったり、小さくなったり変化する。

本実施の形態の電気回路の異常検出装置は、ガラス板１１、合成樹脂板、木材板等からなる板状物に対して環状に導電体を形成された電気回路２０と、所定間隔毎にパルスＰ1，Ｐ2を発生するパルス発生回路５１と、パルス発生回路５１から発生されたパルスＰ1，Ｐ2を電気回路２０に誘導させ、パルスＰ1，Ｐ2の立上がりまたは立ち下がりで発生する振動波形を所定の時間間隔でサンプリングするサンプリング回路５３と、サンプリング回路５３でサンプリングされた信号を記憶する記憶回路５４と、記憶回路５４に記憶した過去のサンプリング値と新たに検出したサンプリング値を比較する比較回路５５と、比較回路５５で比較した結果が所定の閾値以上のとき、異常出力を発生する異常出力回路５６とを具備するものである。

所定間隔毎にパルスを発生するパルス発生回路５１から発生されたパルスＰ1，Ｐ2を、板状物に対して環状に導電体を形成された電気回路２０に誘導させ、パルスＰ1，Ｐ2の立ち上がりまたは立ち下がりで発生する振動波形を所定の時間間隔でサンプリング回路５３でサンプリングし、それを記憶回路５４に記憶する。記憶回路５４に記憶した過去のサンプリング値と新たに検出したサンプリング値を比較回路５５で比較し、比較回路５５で比較した結果が所定の閾値以上のとき、異常出力を発生するものである。

したがって、板状物の電気回路２０をたたく等の急激な金属材料の接近変化が生ずると、または、電気回路２０が切断されると、それによって、それまでの電磁誘導によるインダクタンスが変化し、過去のサンプリング値と新たに検出したサンプリング値を比較回路５５で比較すると、両者間に違いが発生する。その違いが所定の閾値以上のとき、異常出力を発生し、警報等を動作させるものである。このとき、外気温の変化においては、所定のサンプリング間隔で導電体の抵抗値の変化は少ないから、殆んど無視できる。また、金属を電気回路２０に近づけた場合においても、所定のサンプリング間隔で急激な電磁誘導の変化とするには、通常の人為的に接近する程度では検出されないから、誤動作が発生しない。

また、所定間隔毎にパルスを発生するパルス発生回路５１によって、監視するものであるから、常に低い電力消費によって監視ができ、電池によっての監視が容易になる。そして、サンプリング回路５３は、パルスの立ち上がりまたは立ち下がりで発生する振動波形を所定の時間間隔でサンプリングするものであるから、信頼性の高い検出が容易になる。

したがって、板状物としてガラス等の板材の材質に左右されず、その面積及び体積が相違しても、また、ガラス等の板状物の破壊方法に関係なく、板状物の破壊を検出できることになる。

本実施の形態の電気回路の異常検出装置の比較回路５５は、１パルスに付き複数回のサンプリング値を比較するものである。このように、パルスの立ち上がりまたは立ち下がりで発生する振動波形は、複数の振動を伴うものであるから、所定の時間間隔で複数回サンプリングすることにより、指数関数的に減衰する振動波形の確認が信頼性の高いものとすることができる。したがって、本発明を実施する場合には、振動波形の半波長毎に１回以上検出できるのが望ましい。

本実施の形態の電気回路の異常検出装置のサンプリング回路５３は、パルスの立ち上がりまたは立ち下がりから所定の時間経過後にサンプリングを開始するものであるから、振動波形のサンプリングが、振動波形の半波長毎に、半波長内に１回以上検出できるタイミングを得ることができる。

本実施の形態の電気回路の異常検出装置のサンプリング回路５３は、振動波形の立ち上がりまたは立ち下がりから所定の時間経過後にサンプリングを開始するものであり、立ち上がりまたは立ち下がりという電流の急変時点でタイミングを開始するから、振動波形のサンプリングが、振動波形の半波長毎に、半波長内に１回以上検出できるタイミングを正確に得ることができる。

本実施の形態の電気回路の異常検出装置は、ガラス板１１に貼り合わせた透明シート１２からなるフィルムに形成されたものであるから、透明シート１２からなるフィルムに電気回路２０を形成するだけで、合わせガラス等が容易に形成できる。また、合成樹脂板についても同様に貼り合わせることができる。

本実施の形態の電気回路の異常検出装置の電気回路２０の端部の一部と、パルス発生回路５１と、サンプリング回路５３と、記憶回路５４と、比較回路５５と、異常出力回路５６とは、板状物を取り付けた上縁３１ａ、下縁３１ｂ、立て縁３１ｃ，３１ｄ等の建具のフレームに内蔵させたものであるから、外部から電気回路の異常検出装置の存在が確認し難くなり、窓、扉等に配設しても違和感がない。

本実施の形態の電気回路の異常検出装置の電気回路２０は、導電体を透明に形成したものであるから、ガラス板に貼り合わせても、透明感に違和感がないので自然なガラスと認識される。

なお、上記実施の形態では、電気回路の異常検出装置の出力監視形態を特定していないが、個々の異常信号を室内単位の窓、ドアに設置し、それら室内単位の情報を中央または警備会社で集合させ、本実施の形態の電気回路の異常検出装置の各表示を行い、異常監視システムとして使用することができる。また、高価な商品を販売しているショウウインドウ等では、壁面または天井等に配設することもできる。

また、上記実施の形態では、電気回路の異常検出装置の板状物は、絶縁性の合成樹脂製の透明シート１２に導電体を矩形状にジグザグ状部２０ａにし、全体としてループ状に形成したものであるが、本発明を実施する場合には部分的または全体的な面として形成できるものであればよい。特に、本実施の形態では、コイルヘッド５２に対応する円弧状部２０ｃによって電磁誘導を起こさせるものであるが、高周波振動を継続させる場合または振幅を大きくする場合には、コイルヘッド５２の中心及び／または円弧状部２０ｃの中心に磁性体を設けるのが望ましい。

図１は本発明の実施の形態の電気回路の異常検出装置を使用した引き戸の正面説明図である。 図２（ａ）はガラス板に透明シートの面に導電性インキで配線をループ状に印刷した電気回路を一面に貼り合わせた断面図、図２（ｂ）はガラス板に透明シートの両面に導電性インキで配線をループ状に印刷した電気回路を貼り合わせた防犯ガラスの断面図である。 図３は本発明の実施の形態の電気回路の異常検出装置で使用する電化回路の正面説明図である。 図４は本発明の実施の形態の電気回路の異常検出装置の全体構成のブロック図である。 図５は本発明の実施の形態の電気回路の異常検出装置の通常状態の信号処理の波形説明図である。 図６は本発明の実施の形態の電気回路の異常検出装置の異常状態の信号処理の波形説明図である。 図７は本発明の実施の形態の電気回路の異常検出装置の設置状態を示す要部斜視図である。

１１ ガラス板
１２ 透明シート
２０ 電気回路
５１ パルス発生回路
５２ コイルヘッド
５３ サンプリング回路
５４ 記憶回路
５５ 比較回路
５６ 異常出力回路

Claims (5)

1. 板状物に対して環状に導電体を形成してなる電気回路と、
   所定間隔毎にパルスを発生するパルス発生回路と、
   前記パルス発生回路から発生されたパルスを前記電気回路に誘導させ、指数関数的に減衰する振動波形の立ち上がり及び／または立ち下がりから所定の時間経過後にサンプリングを開始し、前記パルスの立ち上がり及び／または立ち下がりで発生する前記振動波形を所定の時間間隔でサンプリングするサンプリング回路と、
   前記サンプリング回路でサンプリングされた信号を記憶する記憶回路と、
   前記記憶回路に記憶した過去のサンプリング値と新たに検出したサンプリング値を比較する比較回路と、
   前記比較回路で比較した結果が所定の閾値以上のとき、異常出力を発生する異常出力回路と
   を具備することを特徴とする電気回路の異常検出装置。
2. 前記記憶回路に記憶した過去のサンプリング値と新たに検出したサンプリング値を比較する比較回路は、前記指数関数的に減衰する振動波形の１パルスに付き複数回のサンプリング値を比較することを特徴とする請求項１に記載の電気回路の異常検出装置。
3. 前記電気回路は、ガラスに貼り合わせた透明シートに形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気回路の異常検出装置。
4. 前記電気回路の端部の一部と、前記パルス発生回路と、前記サンプリング回路と、前記記憶回路と、前記比較回路と、前記異常出力回路とは、板状物を取り付けた建具の縁に内蔵または取付けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の電気回路の異常検出装置。
5. 前記電気回路は、導電体を透明に形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の電気回路の異常検出装置。

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