JPH0682067B2 - 地震検出装置 - Google Patents
地震検出装置Info
- Publication number
- JPH0682067B2 JPH0682067B2 JP61267682A JP26768286A JPH0682067B2 JP H0682067 B2 JPH0682067 B2 JP H0682067B2 JP 61267682 A JP61267682 A JP 61267682A JP 26768286 A JP26768286 A JP 26768286A JP H0682067 B2 JPH0682067 B2 JP H0682067B2
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- JP
- Japan
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- acceleration
- frequency
- earthquake
- vector sum
- vibration
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は地震検出装置に係わり、特に原子力発電所の原
子炉緊急停止系に用いるのに好適な地震検出装置に関す
る。
子炉緊急停止系に用いるのに好適な地震検出装置に関す
る。
原子力発電所では、地震による建物や機器の破壊から大
事故になる危険を防止するために、地震検出装置を設置
し、ある程度以上の地震を検出した時には原子炉緊急停
止（スクラム）を行うようにしている。このための従来
の装置としては、特開昭56−48523号に記載の様に、感
震器として磁界中に可動コイルを吊るしたものを用い、
そのコイルの誘起電圧が所定値よりも大きいときスクラ
ム信号を出力する構成としたものがある。また同様な構
成であるが、感震器が第２図に示すように、振子垂直６
が地震によつて点線のように変位するとマイクロスイツ
チ７がオンし、これを電気回路８へとり込んでスクラム
信号を出力するものがあつた。
事故になる危険を防止するために、地震検出装置を設置
し、ある程度以上の地震を検出した時には原子炉緊急停
止（スクラム）を行うようにしている。このための従来
の装置としては、特開昭56−48523号に記載の様に、感
震器として磁界中に可動コイルを吊るしたものを用い、
そのコイルの誘起電圧が所定値よりも大きいときスクラ
ム信号を出力する構成としたものがある。また同様な構
成であるが、感震器が第２図に示すように、振子垂直６
が地震によつて点線のように変位するとマイクロスイツ
チ７がオンし、これを電気回路８へとり込んでスクラム
信号を出力するものがあつた。
上記の感震器は、振動の加速度を検出するが、振動の周
波数によつてその検出の感度が第３図のように異なつて
いる。このために、地震の周波数に応じた感度の補正が
必要であるが、従来はこれがなされていない。一方、建
物の振動も周波数特性をもつているから、スクラム信号
を出力するための振動の閾値は、ゆれの大きい周波数ほ
ど大きめに設定するべきであるが、この点も従来装置で
は考慮されておらず、正確な地震強度の検出ができない
という欠点があつた。更に、多くの方向の地震を検出す
るには、各方向毎に感震器及びその出力をとり込む装置
を設けねばならなかつたが、これでは装置を多く必要と
し、またそれらの微細な調整に多くの手間を必要とする
という問題もあつた。
波数によつてその検出の感度が第３図のように異なつて
いる。このために、地震の周波数に応じた感度の補正が
必要であるが、従来はこれがなされていない。一方、建
物の振動も周波数特性をもつているから、スクラム信号
を出力するための振動の閾値は、ゆれの大きい周波数ほ
ど大きめに設定するべきであるが、この点も従来装置で
は考慮されておらず、正確な地震強度の検出ができない
という欠点があつた。更に、多くの方向の地震を検出す
るには、各方向毎に感震器及びその出力をとり込む装置
を設けねばならなかつたが、これでは装置を多く必要と
し、またそれらの微細な調整に多くの手間を必要とする
という問題もあつた。
本発明の目的は、感震器の周波数特性を補正でき、建物
の振動の周波数特性に見合つたスクラム信号発生の閾値
の設定が可能で、更に少ない装置でどの方向の振動をも
正確に検出できるようにした地震検出装置を提供するに
ある。
の振動の周波数特性に見合つたスクラム信号発生の閾値
の設定が可能で、更に少ない装置でどの方向の振動をも
正確に検出できるようにした地震検出装置を提供するに
ある。
上記の目的は、互いに直交する３方向の加速度を検出す
るため３個の加速度検出手段と、これらの手段の出力の
周波数スペクトルを求めるフーリエ変換手段と、求めた
周波数スペクトルを加速度検出手段の周波数特性に応じ
て補正する周波数特性補正手段と、該手段により補正さ
れた各検出器の出力スペクトルのベクトル和を算出して
地震の大きさの各周波数毎に求めるベクトル和手段と、
該ベクトル和が各周波数対応に設定された闘値をこえた
時にスクラム信号を出力する比較手段とを設けることに
より達成される。
るため３個の加速度検出手段と、これらの手段の出力の
周波数スペクトルを求めるフーリエ変換手段と、求めた
周波数スペクトルを加速度検出手段の周波数特性に応じ
て補正する周波数特性補正手段と、該手段により補正さ
れた各検出器の出力スペクトルのベクトル和を算出して
地震の大きさの各周波数毎に求めるベクトル和手段と、
該ベクトル和が各周波数対応に設定された闘値をこえた
時にスクラム信号を出力する比較手段とを設けることに
より達成される。
加速度検出器の周波数特性を補正するための補正関数
は、あらかじめ測定してメモリーに記憶しておけば、検
出器からの信号をリアルタイムで補正することができ
る。更に、加速度検出器の感度劣化等の特性の変化に
も、校正試験によつて補正関数を修正することにより対
応できる。周波数毎の閾値設定も、地震時の建物応答ス
ペクトルから事前に設定すればよく、これらによつて検
出器の特性及び建物の振動特性に応じた精度のよい地震
検出が可能になる。更に３軸方向の検出値のベクトル和
を算出して加速度の大きさを求め、これが設定閾値をこ
えたかどうかでスクラム信号を出すという構成であるの
で、３組の感震器を用いるだけでどの方向のゆれをも正
確に検出でき装置を簡単化できる。
は、あらかじめ測定してメモリーに記憶しておけば、検
出器からの信号をリアルタイムで補正することができ
る。更に、加速度検出器の感度劣化等の特性の変化に
も、校正試験によつて補正関数を修正することにより対
応できる。周波数毎の閾値設定も、地震時の建物応答ス
ペクトルから事前に設定すればよく、これらによつて検
出器の特性及び建物の振動特性に応じた精度のよい地震
検出が可能になる。更に３軸方向の検出値のベクトル和
を算出して加速度の大きさを求め、これが設定閾値をこ
えたかどうかでスクラム信号を出すという構成であるの
で、３組の感震器を用いるだけでどの方向のゆれをも正
確に検出でき装置を簡単化できる。
以下、本発明の実施例を第１図により説明する。水平２
方向、垂直１方向の加速度検出器1a〜1cは従来例で説明
した感震器でよく、要は加速度を検出できるものであれ
ばよい。これらの出力は演算部２へとりこまれる。演算
部２はマイクロコンピュータ等のデイジタル処理装置で
実現すればよく、まずとりこんだ信号を高速フーリエ変
換処理により周波数スペクトルαｘ（ｆ），αｙ
（ｆ），αｚ（ｆ）に分解する。次いで第３図で説明し
た検出器の周波数特性に基づき、このスペクトルが実際
の加速度となるように補正する補正係数Sx（ｆ）,Sy
（ｆ）,Sz（ｆ）を乗じて補正を行う。補正を終了する
と３方向の加速度をベクトル的に加え合わせ、３次元空
間中での加速度α（ｆ）を求める。これは α（ｆ）＝［｛αｘ（ｆ）・Sx（ｆ）｝２ ＋｛αｙ（ｆ）・Sy（ｆ）｝２ ＋｛αｚ（ｆ）・Sz（ｆ）｝２］1/2 …（１） によつてα（ｆ）を算出することである。この演算で求
めた加速度は、建て屋応答スペクトルに応じて定められ
た闘値とコンパレータで比較され、閾値を越えたときに
スクラム信号が出力される。演算部２内の校正用信号発
生部は、検出器の周波数特性の補正やコンパレータにお
ける比較の闘値の校正を容易に行えるようにするために
設けられている。
方向、垂直１方向の加速度検出器1a〜1cは従来例で説明
した感震器でよく、要は加速度を検出できるものであれ
ばよい。これらの出力は演算部２へとりこまれる。演算
部２はマイクロコンピュータ等のデイジタル処理装置で
実現すればよく、まずとりこんだ信号を高速フーリエ変
換処理により周波数スペクトルαｘ（ｆ），αｙ
（ｆ），αｚ（ｆ）に分解する。次いで第３図で説明し
た検出器の周波数特性に基づき、このスペクトルが実際
の加速度となるように補正する補正係数Sx（ｆ）,Sy
（ｆ）,Sz（ｆ）を乗じて補正を行う。補正を終了する
と３方向の加速度をベクトル的に加え合わせ、３次元空
間中での加速度α（ｆ）を求める。これは α（ｆ）＝［｛αｘ（ｆ）・Sx（ｆ）｝２ ＋｛αｙ（ｆ）・Sy（ｆ）｝２ ＋｛αｚ（ｆ）・Sz（ｆ）｝２］1/2 …（１） によつてα（ｆ）を算出することである。この演算で求
めた加速度は、建て屋応答スペクトルに応じて定められ
た闘値とコンパレータで比較され、閾値を越えたときに
スクラム信号が出力される。演算部２内の校正用信号発
生部は、検出器の周波数特性の補正やコンパレータにお
ける比較の闘値の校正を容易に行えるようにするために
設けられている。
第４図は、高速フーリエ処理の詳細な説明図である。通
常、高速フーリエ処理は、ある時間Ｔの間のデータを収
録してそれから高速フーリエ処理を行うが、この方法だ
とデータ入力からスクラム出力まで少なくとも時間Ｔだ
け遅れてしまい、スクラム地震計のように即応性を求め
られる計装には適さない。そこで即応性をはかるため、
本実施例においては第４図のように、前回のt1からt3の
間のデータを用いたとすると、これらを記憶しておき、
今回にはその内の最初のΔＴの間の分を捨て、その代わ
りに新しくΔＴ時間分のデータを付け加えてＴ時間分
（t2〜t4）のデータとし、これに対して高速フーリエ処
理を行う。この方法によると、ΔＴ時間ごとに高速フー
リエ処理が行われ、ある程度の即応性が実現できる。
常、高速フーリエ処理は、ある時間Ｔの間のデータを収
録してそれから高速フーリエ処理を行うが、この方法だ
とデータ入力からスクラム出力まで少なくとも時間Ｔだ
け遅れてしまい、スクラム地震計のように即応性を求め
られる計装には適さない。そこで即応性をはかるため、
本実施例においては第４図のように、前回のt1からt3の
間のデータを用いたとすると、これらを記憶しておき、
今回にはその内の最初のΔＴの間の分を捨て、その代わ
りに新しくΔＴ時間分のデータを付け加えてＴ時間分
（t2〜t4）のデータとし、これに対して高速フーリエ処
理を行う。この方法によると、ΔＴ時間ごとに高速フー
リエ処理が行われ、ある程度の即応性が実現できる。
第５図は比較のための閾値の説明図である。今同図
（ａ）のような加速度が検出器1a〜1cにより検出された
とすると、これらはフーリエ変換されたのち式（１）に
より補正され、ベクトル和が求められて、第５図（ｂ）
のようなスペクトルα（ｆ）として出力される。これに
対して閾値の方を同図のように建て屋応答スペクトルや
機器の耐震強度を考慮して定めておき、どこかの周波数
でα（ｆ）が闘値をこえたときにスクラム信号を出力す
る。ここで地震検出器を設置した場所の建て屋応答スペ
クトルは、２〜10Hzぐらいの周波数域において高い応答
倍率を有することが知られており、またこれ以上の周波
数の振動は地震では発生しない。従つてここでの設定闘
値は、建て屋応答スペクトルにほぼ比例した形で設定
し、かつ20Hz以上の高周波数加速度に対してはスクラム
をださないようにするとよい。これによつて地震以外の
振動及びノイズに対し、誤動作を防止することができ
る。
（ａ）のような加速度が検出器1a〜1cにより検出された
とすると、これらはフーリエ変換されたのち式（１）に
より補正され、ベクトル和が求められて、第５図（ｂ）
のようなスペクトルα（ｆ）として出力される。これに
対して閾値の方を同図のように建て屋応答スペクトルや
機器の耐震強度を考慮して定めておき、どこかの周波数
でα（ｆ）が闘値をこえたときにスクラム信号を出力す
る。ここで地震検出器を設置した場所の建て屋応答スペ
クトルは、２〜10Hzぐらいの周波数域において高い応答
倍率を有することが知られており、またこれ以上の周波
数の振動は地震では発生しない。従つてここでの設定闘
値は、建て屋応答スペクトルにほぼ比例した形で設定
し、かつ20Hz以上の高周波数加速度に対してはスクラム
をださないようにするとよい。これによつて地震以外の
振動及びノイズに対し、誤動作を防止することができ
る。
第６図は本実施例における検出範囲の説明図であつて、
今もしx,y,zの三方向の検出加速度のそれぞれに闘値ａ
を設けるという従来方法の場合は、第６図（ａ）の斜線
部内に加速度があればスクラム信号は出力されない。一
方本実施例では、第６図（ｂ）のように、斜線に示す球
状となる（或は、方向性に関し重みを考慮するならば、
球を重みのある方向に伸ばした形状となる）。両者を比
較すると明らかに、３次元における実加速度に対してあ
る閾値ａをとつた場合の第６図（ｂ）の方がスクラムに
対するマージンが少なく、より厳密に地震に対する保護
が行われる事がわかる。このことは２次元だけで加速度
を判定する場合にもあてはまる。即ち２次元だけの場合
は検出範囲が円筒状となり、ｚ方向に大きな加速度が来
た場合無保護となるので、本例のように３次元で検出す
べきである。
今もしx,y,zの三方向の検出加速度のそれぞれに闘値ａ
を設けるという従来方法の場合は、第６図（ａ）の斜線
部内に加速度があればスクラム信号は出力されない。一
方本実施例では、第６図（ｂ）のように、斜線に示す球
状となる（或は、方向性に関し重みを考慮するならば、
球を重みのある方向に伸ばした形状となる）。両者を比
較すると明らかに、３次元における実加速度に対してあ
る閾値ａをとつた場合の第６図（ｂ）の方がスクラムに
対するマージンが少なく、より厳密に地震に対する保護
が行われる事がわかる。このことは２次元だけで加速度
を判定する場合にもあてはまる。即ち２次元だけの場合
は検出範囲が円筒状となり、ｚ方向に大きな加速度が来
た場合無保護となるので、本例のように３次元で検出す
べきである。
本発明によれば下記の効果がある。
1.感震器を従来の20個から３個にへらせるので、感震器
が少なくてすみ、またそれらの校正の労力も大幅に減ら
すことができる。
が少なくてすみ、またそれらの校正の労力も大幅に減ら
すことができる。
2.感震器の周波数特性を補正し、また水平２方向及び垂
直１方向の加速度のベクトル和で判定を行うから、常に
正確な加速度でもつて判定を行える。
直１方向の加速度のベクトル和で判定を行うから、常に
正確な加速度でもつて判定を行える。
3.スクラム信号を出す閾値を建て屋応答スペクトルを考
慮して設定できるから、建物の特性に応じた検出範囲が
得られ、また地震以外のノイズによる誤動作を防止でき
る。
慮して設定できるから、建物の特性に応じた検出範囲が
得られ、また地震以外のノイズによる誤動作を防止でき
る。
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は従来の地
震加速度検出装置の説明図、第３図は加速度検出装置の
周波数特性例を示す図、第４図はフーリエ変換方法の説
明図、第５図は検出加速度と閾値の例を示す図、第６図
は検出範囲の説明図である。 1a〜1c……加速度検出器、２……演算部。
震加速度検出装置の説明図、第３図は加速度検出装置の
周波数特性例を示す図、第４図はフーリエ変換方法の説
明図、第５図は検出加速度と閾値の例を示す図、第６図
は検出範囲の説明図である。 1a〜1c……加速度検出器、２……演算部。
Claims (1)
- 【請求項１】対象物の互いに直交する方向の震動を検出
するための３個の加速度検出手段と、該手段の出力の周
波数スペクトルを求めるフーリエ変換手段と、該手段に
より求めた周波数スペクトルを上記加速検出手段の周波
数特性に応じて補正する補正手段と、該手段により補正
した各方向のスペクトル成分のベクトル和を算出して震
動の大きさを表す周波数スペクトルを求めるベクトル和
手段と、対象物の震動に対する応答特性に応じて各周波
数毎に定められた閾値を上記ベクトル和がこたえた時に
検出信号を出力する比較手段とを設けたことを特徴とす
る地震検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61267682A JPH0682067B2 (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 地震検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61267682A JPH0682067B2 (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 地震検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63121718A JPS63121718A (ja) | 1988-05-25 |
| JPH0682067B2 true JPH0682067B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=17448064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61267682A Expired - Lifetime JPH0682067B2 (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 地震検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682067B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0678876B1 (en) * | 1994-02-21 | 1998-04-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Soundness inspection apparatus and method for nuclear reactor fuel assembly |
| JPH1151759A (ja) * | 1997-08-01 | 1999-02-26 | Hokuriku Electric Ind Co Ltd | 簡易感震装置 |
| JP5033355B2 (ja) * | 2006-05-31 | 2012-09-26 | 株式会社日立製作所 | エレベーター装置 |
| JP6391338B2 (ja) * | 2014-07-18 | 2018-09-19 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 自動分析装置 |
| JP6224569B2 (ja) | 2014-10-22 | 2017-11-01 | トヨタ自動車株式会社 | 分散板 |
-
1986
- 1986-11-12 JP JP61267682A patent/JPH0682067B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63121718A (ja) | 1988-05-25 |
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