JPH02107914A

JPH02107914A - 傾斜角発信器

Info

Publication number: JPH02107914A
Application number: JP26031288A
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

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
ステムの場合には、現在、傾き検出システムの導入が図
られているが、これらの場合、傾き検出システムが少々
コスト高でも、十分採算が合うのに対して、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
と、２次元歪み検出センサ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すると共
に、構築物や構造物の傾きを多次元的に把握せんとする
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、被取付
体に設置され、当該被取付体の複数方向の傾きを検出す
る２次元歪み検出センサと、該検出センサの検出信号を
処理して外部（離間した部分）に伝送する処理回路とか
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２方向の傾
きが２次元歪み検出センサにより、的確に検出され、こ
の検出出力が処理回路によって、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一実施例を示した
ものである。

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２次元歪み検出センサ、２はこれらの検出センサ１
からの検出信号を処理する処理回路である。

本２次元歪み検出センサ１は、傾斜角検出センサとして
、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２次元加速度セン
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
の中央部に、底面側に凹みを設ける等して、ダイヤフラ
ム盤１０２を形成し、このダイヤフラム盤１０２の底面
から重り部１０３を垂下させ、この重り部１０３の動き
をフリーにすると共に、ダイヤフラム盤１０２の上面等
の複数箇所には歪みゲージ回路１０４．１０４．１０５
．１０５が設けてなる。この歪みゲージ回路は互いに対
向する一対の回路１０４．１０４または１０５．１０５
を互いに直行するように配置するとよい。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２次元歪み検出センサ１には、第１図において明ら
かように、例えば各一対の歪みゲージ回路１０４．１０
４および１０５．１０５に対応した２系統の回路系があ
る。そして、このセンサ１には、例えば外部の電源３か
ら、給電線Ｉ！、１〜２、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
用させること等も可能である。

この検出センサ１からの各傾斜角検出信号は、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１
２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、演算回路１６に入力される。この演算回路１６で
は、上記２系統からの出力を受け、被取付体の傾き成分
（ベクトル）が演算され、例えば、一方は傾きの大きさ
信号として、また他方は方向信号として、２系統のトラ
ンジスタ１５からなる電流変調回路１４に入力され、夫
々の信号がコレクタ電流の形で、外部の信号線！１、Ｉ
！、３　′に伝送される。

本発明の２次元歪み検出センサ１による傾斜角検出の例
を示すと、第２図において、センサ１の重り部１０３が
垂下する形で、当該センサ１を被取付体に水平に取り付
ける。この水平に取付けた状態では、重り部１０３に垂
直の重力が作用するわけであるが、被取付体が傾くと、
水平時の重力とは異なった重力が作用するようになる。

このとき、傾く方向によって、各一対の歪みゲージ回路
１０４．１０４と１０５．１０５とでは、その歪み量が
相違するため、この相違により、傾きの大きさ、その方
向が検出される。

そして、上記被取付体が、電柱や鉄塔等のような構築物
の場合には、上記信号線！３．１３　′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！１．１３　′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１図の実
施例のものに限定されず、２次元歪み検出センサ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。従って
、例えば、上記演算回路１６の変更により、いずれか一
方の歪みゲージ回路対が被取付体の一方の傾斜角を検出
した場合、１本の信号線Ｉ！、３を通じて、傾斜角信号
（例えば、傾斜の大きさ信号のみ）を取り出すようにす
ることもできる。また、信号線ｆ３、Ｌ　　′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２図の検出センサ１の
基板部分の一部上記処理回路２を、一体あるいは別体と
して設置することもできる。

また、上記実施例では、２次元歪み検出センサ１を、傾
斜角検出センサとして、用いたが、これに限定されず、
２次元の歪みを検出するその他の用途にも使用すること
が可能である。

〈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、特に、この傾斜角発信器の設置によって、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。

また、２次元歪み検出センサにより、被取付体の多次元
的な傾きを把握することができる。

【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一実施例を示した
概略結線図、第２図は本発明の傾斜角発信器に使用され
る２次元歪み検出センサの概略を示した部分欠截斜視図
である。図中、１・・・・・・２次元歪み検出センサ、２・・・・・・
処理回路、１０１・・・・基板、１０２・・・・ダイヤフラム盤、１０３・・・・重り部、１０４・・・・歪みゲージ回路、１０５・・・・歪みゲージ回路、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　被取付体に設置され、当該被取付体の複数方向
の傾きを検出する２次元歪み検出センサと、該検出セン
サの検出信号を処理して外部に伝送する処理回路とから
なる傾斜角発信器。
（２）　前記２次元歪み検出センサが半導体２次元加速
度センサである請求項１記載の傾斜角発信器。