JPH05340798A - 振動危険度判定装置 - Google Patents
振動危険度判定装置Info
- Publication number
- JPH05340798A JPH05340798A JP15201692A JP15201692A JPH05340798A JP H05340798 A JPH05340798 A JP H05340798A JP 15201692 A JP15201692 A JP 15201692A JP 15201692 A JP15201692 A JP 15201692A JP H05340798 A JPH05340798 A JP H05340798A
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- JP
- Japan
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- vibration
- energy
- microcomputer
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- Pending
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】地震等による振動の危険度を確実に判定できる
ようにすることを目的とする。 【構成】振動の加速度を検出する加速度センサ１０の出
力に基づいて、マイクロコンピュータ２で所定周期当た
りの振動エネルギーを算出し、予め設定されている振動
エネルギーのレベルと比較して危険度を判定するするよ
うにしている。
ようにすることを目的とする。 【構成】振動の加速度を検出する加速度センサ１０の出
力に基づいて、マイクロコンピュータ２で所定周期当た
りの振動エネルギーを算出し、予め設定されている振動
エネルギーのレベルと比較して危険度を判定するするよ
うにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、エレベータや
車両等に付設されて地震時にそれらの管制を行う管制装
置などに好適な振動の危険度を判定する装置に関する。
車両等に付設されて地震時にそれらの管制を行う管制装
置などに好適な振動の危険度を判定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、エレベータや鉄道車両などに
は、運転中に地震などによる強い振動が加わった場合に
は、その振動を検知して運転や走行を停止させるといっ
た管制装置が備えられている。
は、運転中に地震などによる強い振動が加わった場合に
は、その振動を検知して運転や走行を停止させるといっ
た管制装置が備えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例では、単に振動の加速度のみを検知するもの
であり、振動の加速度が設定レベルを越えた場合には、
一律に危険であるとして運転や走行を停止させるように
しているが、実際には、同じ加速度であっても危険な状
態とならず、過剰動作になってしまうことがあるという
難点がある。
うな従来例では、単に振動の加速度のみを検知するもの
であり、振動の加速度が設定レベルを越えた場合には、
一律に危険であるとして運転や走行を停止させるように
しているが、実際には、同じ加速度であっても危険な状
態とならず、過剰動作になってしまうことがあるという
難点がある。
【０００４】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、地震等による振動の危険度を確実に判定でき
るようにすることを目的とする。
であって、地震等による振動の危険度を確実に判定でき
るようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
を達成するために、次のように構成している。
【０００６】すなわち、本発明は、振動の加速度を検出
する加速度センサと、前記加速度センサの出力に基づい
て、所定周期当たりの振動エネルギーを算出する手段
と、算出された振動エネルギーのレベルと予め設定され
ている振動エネルギーのレベルとに基づいて、危険度を
判定する手段とを備えている。
する加速度センサと、前記加速度センサの出力に基づい
て、所定周期当たりの振動エネルギーを算出する手段
と、算出された振動エネルギーのレベルと予め設定され
ている振動エネルギーのレベルとに基づいて、危険度を
判定する手段とを備えている。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、地震被害の度合いに対応す
る振動エネルギーを加速度から算出し、この振動エネル
ギーに基づいて、危険度を判定するので、加速度のみか
ら判定する従来例に比べて確実な判定が行える。
る振動エネルギーを加速度から算出し、この振動エネル
ギーに基づいて、危険度を判定するので、加速度のみか
ら判定する従来例に比べて確実な判定が行える。
【０００８】
【実施例】以下、図面によって本発明の実施例につい
て、詳細に説明する。
て、詳細に説明する。
【０００９】図１は、地震センサに本発明を適用したブ
ロック図である。
ロック図である。
【００１０】この実施例は、振動による加速度によって
容量が変化する加速度センサとしての容量センサ１０
と、この容量センサ１０の容量変化を対応する周波数に
変換するＣＲ発振回路５と、このＣＲ発振回路５の出力
を分周する分周器６と、この分周器６の出力に基づい
て、後述のように振動エネルギーを算出して危険度を判
定するマイクロコンピュータ２と、危険度が高いときに
警報信号を出力する出力部４と、設定部３とを備えてい
る。
容量が変化する加速度センサとしての容量センサ１０
と、この容量センサ１０の容量変化を対応する周波数に
変換するＣＲ発振回路５と、このＣＲ発振回路５の出力
を分周する分周器６と、この分周器６の出力に基づい
て、後述のように振動エネルギーを算出して危険度を判
定するマイクロコンピュータ２と、危険度が高いときに
警報信号を出力する出力部４と、設定部３とを備えてい
る。
【００１１】ＣＲ発振回路５は、後述の容量センサ１０
からなる容量変化部Ｃと、抵抗Ｒと、安定化抵抗Ｒｆ
と、インバータ７〜９とから構成されており、容量セン
サ１０の容量変化を、次式に示される関係で周波数ｆ0
（Ｈｚ）に変換して出力するものである。
からなる容量変化部Ｃと、抵抗Ｒと、安定化抵抗Ｒｆ
と、インバータ７〜９とから構成されており、容量セン
サ１０の容量変化を、次式に示される関係で周波数ｆ0
（Ｈｚ）に変換して出力するものである。
【００１２】ｆout＝１／（２.２ＣＲ） 加速度によって静電容量が変化する容量センサ１０は、
図２の分解斜視図および図３の断面図に示されるよう
に、ケース１１内に、固定電極１２が形成されたプリン
ト配線基板１３と、振動バネを有する可動電極１４と
を、スペーサ１５を介して収納し、カバー１６を取り付
けることにより構成される。この容量センサ１０におい
ては、振動により発生する加速度により、可動電極１４
が揺動し、この可動電極１４と固定電極１２との間の静
電容量Ｃ（ファラッド）は、次式によって与えられる。
図２の分解斜視図および図３の断面図に示されるよう
に、ケース１１内に、固定電極１２が形成されたプリン
ト配線基板１３と、振動バネを有する可動電極１４と
を、スペーサ１５を介して収納し、カバー１６を取り付
けることにより構成される。この容量センサ１０におい
ては、振動により発生する加速度により、可動電極１４
が揺動し、この可動電極１４と固定電極１２との間の静
電容量Ｃ（ファラッド）は、次式によって与えられる。
【００１３】Ｃ＝ε0・（Ｓ／ｄ） ここで、Ｓ：各電極の対向した面積 ｄ：電極間距離 ε0：誘電率 すなわち、可動電極１４が揺動することにより、電極間
に発生する容量が変化することになり、ＣＲ発振回路５
は、その容量変化に応じた周波数の信号を出力する。
に発生する容量が変化することになり、ＣＲ発振回路５
は、その容量変化に応じた周波数の信号を出力する。
【００１４】マイクロコンピュータ２は、周波数計測タ
イマ１７と、ＣＲ発振回路出力の基準周期（静止時の周
期）が予め記憶されている基準周期記憶部１８と、分周
されたＣＲ発振回路５の出力から振動の加速度の演算な
どを行う演算部１９と、後述のように振動エネルギーの
算出や危険度の判定などを行う制御部２０とを備えてい
る。
イマ１７と、ＣＲ発振回路出力の基準周期（静止時の周
期）が予め記憶されている基準周期記憶部１８と、分周
されたＣＲ発振回路５の出力から振動の加速度の演算な
どを行う演算部１９と、後述のように振動エネルギーの
算出や危険度の判定などを行う制御部２０とを備えてい
る。
【００１５】このマイクロコンピュータ２では、先ず、
分周されたＣＲ発振回路５の出力から振動加速度を次の
ようにして算出する。
分周されたＣＲ発振回路５の出力から振動加速度を次の
ようにして算出する。
【００１６】すなわち、ＣＲ発振回路５の出力は、図４
（Ａ）に示される静止時の基本周期Ｔに対して、容量セ
ンサ１０の電極が接近したとき（＋側に振動）は、図４
（Ｂ）に示されるようにＴ+となり、容量センサ１０の
電極が離れたとき（−側に振動）は、図４（Ｃ）に示さ
れるようにＴ-となり、振動加速度は、次式によって算
出される。
（Ａ）に示される静止時の基本周期Ｔに対して、容量セ
ンサ１０の電極が接近したとき（＋側に振動）は、図４
（Ｂ）に示されるようにＴ+となり、容量センサ１０の
電極が離れたとき（−側に振動）は、図４（Ｃ）に示さ
れるようにＴ-となり、振動加速度は、次式によって算
出される。
【００１７】＋側振動加速度（ΔＴ+）＝Ｔ+−Ｔ −側振動加速度（ΔＴ-）＝Ｔ-−Ｔ かかる演算を、周波数計測タイマ１７、演算部１９およ
び基準周期記憶部１８などによって行い、この加速度を
一定周期毎にサンプリングすることにより、例えば、図
５に示されるように、振動加速度を得ることができる。
び基準周期記憶部１８などによって行い、この加速度を
一定周期毎にサンプリングすることにより、例えば、図
５に示されるように、振動加速度を得ることができる。
【００１８】この実施例では、さらに、図６に示される
ように、サンプリングした振動加速度のデータの４点で
の移動平均処理を行って図７に示されるように、不要な
高周波成分をカットしている。なお、図６において、Ｘ
ｉは入力、Ｙｉは応答出力、Ｔは時間、Ｍ＝４である。
ように、サンプリングした振動加速度のデータの４点で
の移動平均処理を行って図７に示されるように、不要な
高周波成分をカットしている。なお、図６において、Ｘ
ｉは入力、Ｙｉは応答出力、Ｔは時間、Ｍ＝４である。
【００１９】この振動加速度のデータのサンプリング
は、振動周期が、１０Ｈｚ以下であって、かつ、設定加
速度の５％を越えた加速度が発生したときに行う。
は、振動周期が、１０Ｈｚ以下であって、かつ、設定加
速度の５％を越えた加速度が発生したときに行う。
【００２０】マイクロコンピュータ２は、このようにし
て得られる振動加速度から振動エネルギーを算出し、危
険度を判定するものであり、以下に、振動エネルギーの
算出について説明する。
て得られる振動加速度から振動エネルギーを算出し、危
険度を判定するものであり、以下に、振動エネルギーの
算出について説明する。
【００２１】例えば、図８に示される加速度波形から所
定周期、例えば、１／２周期当たりの振動エネルギー
は、次のようして求められる。
定周期、例えば、１／２周期当たりの振動エネルギー
は、次のようして求められる。
【００２２】加速度ａを１／２周期の期間に亘って積分
する、すなわち、１／２周期の加速度波形の面積を求め
ることによって、速度ｖを算出することができる。この
速度ｖと振動エネルギーＥとは、 Ｅ＝（１／２）・ｍｖ2 なる関係、すなわち、振動エネルギーは、速度の２乗と
比例関係がある。
する、すなわち、１／２周期の加速度波形の面積を求め
ることによって、速度ｖを算出することができる。この
速度ｖと振動エネルギーＥとは、 Ｅ＝（１／２）・ｍｖ2 なる関係、すなわち、振動エネルギーは、速度の２乗と
比例関係がある。
【００２３】そこで、速度と振動エネルギーとの換算
表、例えば、下記の表１を予め準備しておき、加速度お
よび周期から１／２周期当たりの振動エネルギーを算出
するものである。
表、例えば、下記の表１を予め準備しておき、加速度お
よび周期から１／２周期当たりの振動エネルギーを算出
するものである。
【００２４】
【表１】
【００２５】この実施例では、以上のようにして算出さ
れた１／２周期当たりの振動エネルギーを、予め設定さ
れているエネルギーレベル、例えば、１８２、８１と比
較し、前記各レベルを越えたときにき、対応する警報出
力を与えるようにしている。
れた１／２周期当たりの振動エネルギーを、予め設定さ
れているエネルギーレベル、例えば、１８２、８１と比
較し、前記各レベルを越えたときにき、対応する警報出
力を与えるようにしている。
【００２６】このように、地震被害の度合いに対応する
振動エネルギーを算出して危険度を判定するので、振動
の加速度のみで危険度を判定する従来例に比べて確実な
危険度の判定が行える。
振動エネルギーを算出して危険度を判定するので、振動
の加速度のみで危険度を判定する従来例に比べて確実な
危険度の判定が行える。
【００２７】しかも、従来例では、警報を出力するため
の加速度の設定レベルを、建物の高さに応じて異ならせ
る必要があったけれども、本発明では、警報を出力する
ための振動エネルギーの設定レベルは、建物の高さに拘
わらず、一定とすることができる。
の加速度の設定レベルを、建物の高さに応じて異ならせ
る必要があったけれども、本発明では、警報を出力する
ための振動エネルギーの設定レベルは、建物の高さに拘
わらず、一定とすることができる。
【００２８】なお、上述の実施例では、加速度センサと
して、容量センサを用いたけれども、本発明の他の実施
例として、電圧出力の加速度センサを使用し、該加速度
センサからの加速度に対応した出力電圧を増幅し、Ａ／
Ｄ変換してマイクロコンピュータに取り込むように構成
してもよい。
して、容量センサを用いたけれども、本発明の他の実施
例として、電圧出力の加速度センサを使用し、該加速度
センサからの加速度に対応した出力電圧を増幅し、Ａ／
Ｄ変換してマイクロコンピュータに取り込むように構成
してもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、加速度を
検出して所定周期当たりの振動エネルギーを算出して危
険度を判定するので、加速度のみから判定する従来例に
比べて確実な判定が行えることになる。
検出して所定周期当たりの振動エネルギーを算出して危
険度を判定するので、加速度のみから判定する従来例に
比べて確実な判定が行えることになる。
【図１】本発明が適用された実施例の全体構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】容量センサの分解斜視図である。
【図３】容量センサの断面図である。
【図４】振動のよる周波数の変化を示す波形図である。
【図５】振動加速度の波形図である。
【図６】移動平均処理を示す図である。
【図７】移動平均処理による加速度波形を示す図であ
る。
る。
【図８】加速度波形を示す図である。
２ マイクロコンピュータ ５ ＣＲ発振回路 １０ 容量センサ（加速度センサ）
Claims (1)
- 【請求項１】振動の加速度を検出する加速度センサと、 前記加速度センサの出力に基づいて、所定周期当たりの
振動エネルギーを算出する手段と、 算出された振動エネルギーのレベルと予め設定されてい
る振動エネルギーのレベルとに基づいて、危険度を判定
する手段と、 を備えることを特徴とする振動危険度判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15201692A JPH05340798A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 振動危険度判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15201692A JPH05340798A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 振動危険度判定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340798A true JPH05340798A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=15531221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15201692A Pending JPH05340798A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 振動危険度判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05340798A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1000099C2 (en) * | 1995-04-10 | 1996-10-11 | Johannes Abraham Ehrensperger | Safety system for domestic and industrial premises |
| JP2009098101A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Kajima Corp | 建物の被災の有無の判定方法 |
| JP2013242173A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Taisei Corp | 地震動の収束判定システム |
-
1992
- 1992-06-11 JP JP15201692A patent/JPH05340798A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1000099C2 (en) * | 1995-04-10 | 1996-10-11 | Johannes Abraham Ehrensperger | Safety system for domestic and industrial premises |
| JP2009098101A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Kajima Corp | 建物の被災の有無の判定方法 |
| JP2013242173A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Taisei Corp | 地震動の収束判定システム |
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