JPH0421083Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は地震等による振動を感知する地震感知
器の改良に関するものである。

［従来の技術及び発明が解決しようとする問題
点］ まず、地震の周波数について説明する。

一般に地震波の主成分の周波数は１〜10Hzにあ
ると言われているが、そのうち特に１〜５Hzの成
分が顕著である。第２図に昭和53年６月12日17時
14分に発生した宮城沖地震について、一例として
大船渡で観測された地震波のパワースペクトルを
示す。卓越振動数は２〜３Hz（2.4Hz）で、１〜
５Hzのパワーが大きい（図示しないが、フーリエ
スペクトルもほぼ同様な形状で１〜５Hz成分が多
い）。

又、電車、ダンプカー、建築工事及び回転機械
等種々の原因による地盤及び建物の微小振動は地
震波とは異なり外乱振動となるが、この外乱振動
は20Hz以上のものが多いが10Hz近傍のものも含ま
れているので誤動作防止の点より日本エレベータ
協会の耐震設計・施工指針の技術基準において
は、感知器の周波数特性として「普通級は１〜５
Hzの範囲でフラツト特性、精密級では0.1〜５Hz
の範囲でフラツト特性、５Hzを越える範囲では感
度は下降特性とすること」となつている。

上記のような地震の特性に対して、従来の地震
感知器としては、電気式の動電型やストレーンゲ
ージ型、圧電型、或いは機械式の重錘落下型など
が一般に用いられている。

第３図に、動電型地震感知器の構造の一例（垂
直方向感知器）を示す。この動電型地震感知器
は、永久磁石４により発生する磁束５の中を、お
もり２に固定されたコイル３が振動により上下に
動くと、コイル３の両端に電圧が発生し、この電
圧の大きさがコイル３の移動速度に比例すること
を利用して地震を感知するものである。なお、１
はおもり２を支持するばね系であり、６は磁路を
形成するヨークである。このばね系１の固有振動
数は、普通４Hz程度に取られているが、この方式
で周波数特性を前述のように５Hz以上で下降特性
とするのは難しく（ばね系の問題）、通常10Hz程
度以上で下降特性にしている。更に固有振動数
は、ばね系１やおもり２の精度に大きく影響を受
けるので、実際には、最終の工程で手加工により
おもりの重さ等を調整している。すなわち、この
動電型地震感知器は精度や調整の手間の点で問題
を有している。

また、ストレーンケージ型地震感知器は、スト
レーンケージ（歪ゲージ）をＸ，Ｙ方向に設置
し、これらの電気出力をベクトル合成して加速度
を求めるものであるが、歪ゲージ自身の周波数特
性は数ＫHzにも及ぶので、電気的フイルターで５
Hz以上を減衰させるようにしている。従つてスト
レーンケージ型の地震感知器はこのフイルターの
特性に大きく左右され、更にベクトル合成を行な
う為に掛算器等を必要とするなど、多くの誤差要
因を含んでおり信頼性の点で問題がある。なお、
圧電型地震感知器もベクトル合成方式を採用して
おり、同様の問題点を含んでいる。

第４図は、重錘落下型地震感知器の構造の一例
を示すものである。これは、静止状態では重錘
（鉄等の磁性体）１３が、ケース１０に固定され
た永久磁石１１に吸引されているが、ある一定以
上の振動が発生するとこの重錘１３が落下し、重
錘１３にはめ込まれているレバー１２が支点１５
を中心に矢印方向に回転することにより、マイク
ロスイツチ１４のアクチユエータ１４′を作動さ
せて地震を感知するものである。この方式は簡単
ではあるが、磁石の吸引力と重錘の重さの関係に
よつて、感知レベルが左右され、その調整が大変
であると同時に低い周波数（１Hz以下）では感知
しにくいという欠点があり、やはり精度や信頼性
の点で問題がある。このため、出願人は特願昭59
−88902号にて新しいタイプの地震感知器を提案
した。それは第５図及び第６図に示すように、円
柱状の容器３１に例えば水銀や油のような液体３
２を入れ、この容器３１の蓋には発光ダイオード
等の光源３４とこの容器３１内の光を受光する受
光素子３５を備えて、地震波により容器３１内の
液体３２が揺動すると、この液体表面の形状が変
わることによつて変化する容器３１内の輝度分布
を受光素子３５により電気信号に変換出力したも
のを信号処理部２１がこの出力信号２０ａの大き
さに応じて振動レベルを識別する新しいタイプの
地震感知器である。

即ち、この地震感知器は感知部２０の受光素子
３５から出力された容器３１内の輝度分布に応じ
た信号２０ａを交流増幅器２２により増幅し、コ
ンバレータ２３，２５等により複数のレベルの地
震を感知するものであるが、この感知特性に影響
を及ぼす要素としては、容器の形状、液体の種類
や量、発受光素子自体の特性など種々雑多なもの
が考えられ、とりわけ電源電圧変動、周囲温度変
化や経年変化等に起因する発光素子の発光量の変
動や受光素子の受光量の変動は感知部２０の出力
電圧２０ａの出力レベルを大きく変動させること
から、例えば第７図に示すように受光素子の直流
成分４１ａ（但しフイルタ４０と直流増幅器４１
を介した後の出力）が基準電圧器４２の指令する
一定の電圧指令４２ａに常に一致するように電流
制御部４４により発光素子３４に流れる電流を制
御して、あるいは、第８図に示すように受光素子
３５の出力信号２０ａにおける直流成分４１ａの
出力レベルに応じて利得調節器６１の増幅度を加
減して同一加速度で振動されるかぎり交流増幅器
２２′の出力信号２２′ａあるいは利得調節器６１
の出力信号６１ａ（何れも第５図における直流増
幅器２２の出力信号に対応する）を常に同一信号
にし、その後の信号処理で誤検出の恐れをなくし
ている。

しかし、発受光素子の極度の劣化や断線等が生
じれば、このような感度補正回路が付いていて
も、感知器の特性が極端に悪くなるため、補正不
可能なレベルになれば、それを外部から何らかの
形で確認できる装置が望まれる。

本考案は上記の点に鑑みなされたもので、容易
に感知器の異常状態のわかる故障報知装置を提供
することを目的とする。

［実施例］ 以下、第１図を用いて本考案の一実施例につい
て説明する。

図中、第８図と同一符号のものは同一のものを
示すが、７０はこれ以上の電圧でなければ補正機
能が十分働かない最低の基準値７０ａを出力する
基準電圧器、７１はリニアライザ６０の出力信号
６０ａと基準電圧器７０の出力信号７０ａとを比
較し、信号６０ａの方が小さくなつた場合には
Highレベル、信号６０ａの方が大きい場合には
Lowレベルの信号を出力するコンパレータ、７
２はコンパレータ７１がHighレベルの信号を出
力すれば点灯する表示装置（あるいは警報装置で
あつてもかまわない）で、感知器自体に取付けら
れている。

［考案の効果］ このような構成を追加すれば、周囲環境の変
化、経年変化など、地震感知器を使用する上にお
いて避けることのできない変動要因があつても通
常は十分その変動を吸収でき、その上万一補正不
能な状態に陥ればそれを直ちに報知するため、極
めて信頼性の高い地震感知器を得ることができ
る。

尚、以上の説明では、補正不可能なレベルを直
流成分４１ａが基準値以下になつた場合を例に挙
げて述べたが、極めて稀な故障形態としてレベル
が逆に大きくなる場合も考えられ、その場合のた
めに別の基準値を設けて、その基準値以上になれ
ば故障を報知するようにすることも簡単にできる
のは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成を示すブロツ
ク図、第２図は地震波のバワースペクトルの一例
を示す図、第３図は動電型地震感知器の構造の一
例を示す図、第４図は重錘落下型地震感知器の構
造の一例を示す図、第５図は新タイプの地震感知
器の一構成を示すブロツク図、第６図は新タイプ
の地震感知器の感知部の一例を示す構造断面図、
第７図及び第８図は感度補正装置の一例を示すブ
ロツク図である。 ２０……感知器、２１……信号処理部、２２，
２２′……交流増幅器、７１……コンパレータ、
３１……容器、３２……液体、３４……光源、３
５……受光素子、４０……フイルタ、７０……基
準電圧器、７２……表示灯。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 液体の入つた容器、該容器内を照射する光
   源、該容器内の光を受光し電気信号に変換する
   受光素子を備えた感知部と、該感知部の出力が
   所定値より大きいとき出力を発する信号処理部
   とからなる地震感知器を設け、前記受光素子の
   前記電気信号から直流成分を取り出すフイルタ
   を備えて、該直流成分に応じた感度補正をする
   感度補正付地震感知器において、 一定の基準値を出力する基準電圧器と、前記
   基準値と前記フイルタの前記直流成分とを比較
   し該直流成分が前記基準値以下のとき出力を発
   するコンパレータを備え、該コンパレータの出
   力が入力されると故障を報知する報知装置を設
   けたことを特徴とする感度補正付地震感知器の
   故障報知装置。 (2) 前記基準電圧器はこれ以上の電圧でなければ
   補正機能が十分働かない最低の基準値を出力す
   る装置であることを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の感度補正付地震感知器の
   故障報知装置。 (3) 前記報知装置は表示装置であることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項記載の感度
   補正付地震感知器の故障報知装置。 (4) 前記報知装置は警報装置であることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項記載の感度
   補正付地震感知器の故障報知装置。