JPH02107912A

JPH02107912A - 傾斜角発信器

Info

Publication number: JPH02107912A
Application number: JP26031088A
Authority: JP
Inventors: Toru Shinmen; 新免　徹
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1988-10-15
Filing date: 1988-10-15
Publication date: 1990-04-19
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: JP2706675B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、電柱や鉄塔、その他の構築物、あるいは大型
の産業機械等のような構造物の傾きを検出して、危険の
防止や、各種システムの管理を行うため、使用して有用
な傾斜角発信器に関するものである。

〈従来の技術〉従来、電柱や鉄塔等のような構築物の場合、老巧化や災
害、あるいは地盤性下等により、経時的にあるいは突然
大きく傾き、危険な状態になることがある。従って、こ
のような現象を、的確に把握し、保守することは、災害
等の防止上、是非とも必要とされることである。

また、大型クレーンやパワーショベル等の産業機械の場
合にあっても、地盤が軟弱であったり、あるいは足場が
脆弱である場合、突然大きく傾き、転倒事故に至ったり
することがある。従って、やはり、このような現象を、
的確に把握し、制御することは、安全作業上から、是非
とも必要とされることである。

〈発明が解決しようとする課題〉ところが、現在までのところ、上述したような構築物や
構造物等にあっては、傾きの検出管理は殆ど行われてい
ない。

と言うのは、航空機やロケット等のような高級な制御シ
ステムの場合、現在、姿勢制御が実施されているが、こ
れらの場合、コストを度外視しても必要不可欠のもので
あるのに対して、上記した電柱や鉄塔等の構築物、ある
いは大型産業機械等の場合には、今のところ、導入に適
した傾斜角発信器、すなわち小型で低コスト、さらに取
扱い易いの簡便な手頃な装置が提供されていないからと
、考えられる。

本発明は、このような従来の実情の鑑みてなされたもの
であり、その目的とすることろは、簡便な傾斜角発信器
を提供することにより、上記構築物や構造物への低コス
トでの設置を可能にぜんとするものである。

〈課題を解決するための手段〉か＼る目的を達成する本発明の傾斜角発信器は、シリコ
ンを素材とした半導体加速度センサで、被取付体に設置
され、前記加速度センサに作用する重力を検出すること
により、前記被取付体の傾きを検出する傾斜角検出セン
サと、該検出センサの検出信号を離間した部分に伝送す
るのに適した信号形式に変調する変調部を有する処理回
路（送信器）とからなるものである。

〈作用〉本装置では、構築物や構造物等の被取付体の傾きが傾斜
角検出センサにより、的確に検出され、この検出出力が
送信器（処理回路）によって、外部に伝送される。この
ため、簡単に被取付体の傾斜を検出し、監視することが
できる。

〈実施例〉第１図は本発明に係る傾斜角発信器の機能を概念的に示
したブロック図であり、■は電源部、■は傾斜角検出セ
ンサを有するセンサ部、■はセンサからの信号を増幅す
る増幅部、■はこの増幅した検出信号を離間した部分に
伝送するのに適した信号形式に変調する変調部である。

このように構成される本発明の傾斜角発信器の一実施例
をより具体的に示すと、第２図の如くである。

図中、１は種々の構築物や構造物等の被取付体に設置さ
れるセンサ部■の傾斜角検出センサ、２はこの検出セン
サ１からの検出信号を処理して、この検出信号を離間し
た部分に伝送する処理回路で、上記増幅部■、変調部■
を含む一種の送信器である。

本領斜角検出センサ１は、重力の作用により被取付体の
傾きを検出できるものであれば、原則的に使用可能であ
るが、例えば第２図に示した如きシリコンを素材とした
半導体加速度センサの使用が好ましい。この加速度セン
サ１は、例えば、シリコン基板１０１等の中央部を、梁
部１０２を介して延びた重り部１０３を残してくりぬき
、この重り部１０３の動きをフリーにすると共に、梁部
１０２の上面等に歪みゲージ回路１０４を設けてなる。

これを、最近の半導体製造技術等により製造すれば、極
めて小型の簡単な半導体素子として得られる。

この傾斜角検出センサ１には、第２図において明らかよ
うに、例えば外部の電源３から、給電線ｆ、〜２、およ
びダイオード５、定電圧ダイオード６、オペアンプ７等
からなる定電流回路４を通じて、駆動電流が供給される
。なお、この外部電源３は、センサチップと略直結した
太陽電池（日中給電と蓄電用）と蓄電池（夜間給電用）
とを組合せた装置系で代用させること等もできる。

この傾斜角検出センサ１からの傾斜角検出信号は、オペ
アンプ９、オペアンプ１０からなる増幅回路８により増
幅され、この増幅信号はオフセット回路１１のオペアン
プ１２に入力される。このオフセット回路１１では、例
えば可変抵抗１３により、被取付体の正常時（非傾斜時
）の出力を適宜値に調整する。このオフセット回路１１
のオペアンプ１２からの出力は、被取付体の傾きに対応
した比例値として出力され、電流変調回路１４のトラン
ジスタ１５のベースに入力されるため、被取付体の傾き
に対応した傾斜角信号（例えば危険信号等）が、外部の
信号線１３に伝送される。

本発明の傾斜角検出センサ１による傾斜角検出の例を示
すと、第４図（八’）　、（Ｂ）〜第５図（Ａ）、（Ｂ
）の如くである。つまり、例えば被取付体Ａの上面に傾
斜角検出センサ１を水平に設置した場合（第４図（Ａ）
）、センサ１の重り部１０３には垂直の重力Ｇが作用す
るわけであるが、被取付体Ａが傾くと、重力ＧのＧ′成
分のみがセンサｌに有効に働くことになり、この相違が
梁部１０２の歪みゲージにより検出され、被取付体Ａの
傾きが検出される。また、被取付体Ａの側面に傾斜角検
出センサ１を垂直に設置した場合（第５図（八））、セ
ンサ１の重り部１０３に作用する重力Ｇは有効成分を持
たないが、被取付体Ａが傾くと、重力成分Ｇ′が作用す
るようになり（第５図（Ｂ））、この相違が梁部１０２
の歪みゲージにより検出され、被取付体Ａの傾きが検出
される。

この被取付体Ａが、電柱や鉄塔等のような構築物の場合
には、上記信号線Ｉ！、３を適宜管理局に集め、モニタ
するとよい。なお、多数の被取付体Ａ・・・に設置した
場合には、適宜弁別手段を傾斜角発信器および管理局側
装置に組み込むようにするとよい。

また、被取付体Ａが、大型クレーンやパワーショベル等
の産業機械の場合には、上記信号線１３からの信号によ
り、ブザ等を鳴らして警報したり、あるいは警告灯を点
灯させたり、さらにはこれらを併用するとよい。

なお、本発明では、信号の処理回路２は上記第２図の実
施例のものに限定されず、傾斜角検出センサ１からの検
出信号に対応して、何らかの信号を外部に伝送するもの
であれば、他の回路であってもかまわない。また、信号
線１３による有線方式に限らず、処理回路２の変更によ
り、無線方式とすることも可能である。また、第３図の
右上の鎖線部分に示したように基板１０１を延設し、こ
の延設部分１０５に上記処理回路２を一体あるいは別体
として設置することもできる。

〈発明の効果〉以上の説明から明らかなように本発明によれば、電柱や
鉄塔、その他の構築物、あるいは大型の産業機械等のよ
うな構造物の傾きを検出するにおいて、採用し易い、小
型で低コストな優れた傾斜角発信器を提供することがで
き、この装置の設置によって、被取付体の危険の防止や
、各種システムの管理を効果的に行うことができる。特
に、被取付体の傾き方向が予め分かっているものについ
ては、有効である。また、同一被取付体に複数個の本領
斜角発信器を設置して、被取付体の多次元的な傾きを把
握することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る傾斜角発信器の機能を概念的に示
したブロック図、第２図本発明に係る傾斜角発信器の一
実施例を示した概略結線図、第３図は第２図の装置で用
いる傾斜角検出センサの一例を示した部分欠截斜視図、
第４図（Ａ）　、（Ｂ）〜第５図（Ａ）　、（Ｂ）は傾
斜角検出センサの被取付体への設置状態と傾斜時の作用
を示した各概略説明図である。図中、 ■・・・ ■・・・１・・・２・・・Ａ・・・・センサ部、・変調部、・傾斜角検出センサ、・処理回路、・被取付体、第４図（Ａ）＼第５図（Ａ） Δ 第図（Ｂ）第５図（Ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

　シリコンを素材とした半導体加速度センサで、被取付
体に設置され、前記半導体加速度センサに作用する重力
を検出することにより、前記被取付体の傾きを検出する
傾斜角検出センサと、該検出センサの検出信号を離間し
た部分に伝送するのに適した信号形式に変調する変調部
を有する処理回路とからなる傾斜角発信器。