JPH08285952A - 地震計 - Google Patents

地震計

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JPH08285952A
JPH08285952A JP8561295A JP8561295A JPH08285952A JP H08285952 A JPH08285952 A JP H08285952A JP 8561295 A JP8561295 A JP 8561295A JP 8561295 A JP8561295 A JP 8561295A JP H08285952 A JPH08285952 A JP H08285952A
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JP
Japan
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acceleration
accelerometer
seismometer
seismograph
accelerometers
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Application number
JP8561295A
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English (en)
Inventor
Yutaka Iijima
裕 飯島
Hidetoshi Sakka
秀敏 属
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Original Assignee
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 入力軸を傾斜することにより生成した重力加
速度を常時モニタすることにより動作状態を自己診断す
る信頼度の高い地震計を提供する。 【構成】 入力軸を直交する2軸に配列する2個の加速
度計1A 、1B により構成される加速度検出部1を具備
し、加速度計が検出した加速度を水平方向加速度にベク
トル合成する信号処理部2を具備し、水平方向加速度の
大きさに基づいて制御信号を生成する演算処理部3を具
備する地震計において、加速度計はその入力軸を水平方
向から傾斜して取り付け、入力軸を傾斜することにより
検出される重力加速度をモニタする自己診断部4を具備
する地震計。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、地震計に関し、特
に、地震が発生していない定常状態において地震計が正
常動作状態にあるか否かを自己診断する地震計に関す
る。
【0002】
【従来の技術】加速度計により構成される地震計の従来
例を図3を参照して説明する。加速度計により地震計を
構成する場合、加速度計は地面との間に相対移動なく取
り付け固定される。地震計の従来例は、加速度計をその
入力軸を水平にして地震計ケース8の基板水平面9に配
置取り付け、このケース8を水平にして地面に取り付け
固定しているところから、加速度計には水平方向加速度
は入力することができてこれを検出することはできる
が、重力加速度は入力されない。地震計を構成する部材
を含めて地震計が正常動作状態にあるか否かは、現実に
地震が発生して水平方向振動加速度が加速度計に入力し
ない限り地震計は積極的に動作している様には見えない
のである。従って、加速度計が正常であって地震計は正
常動作状態にあるにもかかわらず、これを常時判定診断
することはできなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、加速度計
をその入力軸を水平方向から傾斜して取り付けて地震計
の動作状態を自己診断する地震計を提供するものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】入力軸を直交する2軸に
配列する2個の加速度計1A 、1B により構成される加
速度検出部1を具備し、加速度計が検出した加速度を水
平方向加速度にベクトル合成する信号処理部2を具備
し、水平方向加速度の大きさに基づいて制御信号を生成
する演算処理部3を具備する地震計において、加速度計
はその入力軸を水平方向から傾斜して取り付け、入力軸
を傾斜することにより検出される重力加速度をモニタす
る自己診断部4を具備する地震計を構成した。
【0005】そして、加速度計の入力軸の取り付け傾斜
角度は重力加速度をモニタする5.7゜近傍の僅かの角
度である地震計を構成した。また、加速度計ハウジング
6はその底板水平面7を地震計ケース8の基板水平面9
から僅かに上向きに傾斜して取り付けられたものである
地震計を構成した。更に、入力軸を互に異にする3個以
上の加速度計1A 、1B 、1C により構成される加速度
検出部1を具備し、3個以上の加速度計が検出した加速
度を互に直交するX軸、Y軸およびZ軸の3軸の成分に
座標変換して水平方向振動加速度および鉛直方向加速度
を計算し、鉛直方向加速度から重力加速度を分離する座
標変換計算部5を具備し、座標変換して得られる振動加
速度の大きさに基づいて制御信号を生成する演算処理部
3を具備する地震計において、加速度計はその入力軸を
水平方向から傾斜して取り付け、重力加速度をモニタす
る自己診断部4を具備する地震計を構成した。
【0006】そして、3個以上の加速度計はこれらの入
力軸の取り付け傾斜角度を互に等しく取り付けられてい
る地震計を構成した。また、加速度計ハウジング6はそ
の底板水平面7を地震計ケース8の基板水平面9から上
向きに傾斜して取り付けられたものである地震計を構成
した。
【0007】
【実施例】この発明の実施例を図1ないし図3を参照し
て説明する。ここで、図1はこの発明の実施例を説明す
るブロック図である。図2はこの発明の実施例における
加速度計の取り付け方を説明する図である。図3は地震
計の斜視図である。1は加速度検出部であり、1A によ
り示される加速度計および1B により示される加速度計
の2個の加速度計により構成されている。2個の加速度
計は、実際は、その入力軸を直交する2軸に配列して加
速度計ハウジング6の底板水平面7に固定、収容されて
いる。そして、この加速度計ハウジング6を9により示
される地震計ケース8の基板水平面9に配置取り付け
る。この配置取り付けに際して、加速度計ハウジング6
は、その底板水平面7を地震計ケース8の基板水平面9
から僅かに角度θだけ上向きに傾斜した取り付け傾斜角
度で取り付けられる。この様に取り付けることにより、
結局、加速度計1A および加速度計1B は入力軸を地震
計ケース8の基板水平面9から僅かに角度θだけ上向き
に傾斜した取り付け傾斜角度で取り付けられたことにな
る。加速度計としては、サーボ型、帰還型その他振動周
波数が0以上の振動を測定することができるタイプの加
速度計を使用する。
【0008】以上の通りに基板水平面9に対して配置取
り付けられた加速度計1A および加速度計1B により構
成される加速度検出部1は、直交する2方向の水平方向
振動加速度を検出すると共に、加速度計は入力軸を水平
面から僅かに角度θだけ上向きに傾斜して取り付けてい
るので、鉛直方向の加速度をSIN θ分だけ検出すること
ができる。2は信号処理部であり、加速度検出部1の加
速度計1A および加速度計1B が検出した加速度を水平
全方向加速度にベクトル合成すると共に、鉛直方向の加
速度成分を計算する。この様にベクトル合成された水平
方向加速度に基づいて、水平全方向から到来する地震波
を検出すると共に、水平方向振動加速度を測定すること
ができる。更に、加速度計の入力軸を傾斜することによ
り検出することに到ったSIN θ分だけの重力加速度を計
算する。このSIN θ分だけの重力加速度は、地震による
鉛直方向の振動加速度と重力加速度とを合成したもので
あるから、これから重力加速度成分のみを分離する。と
ころで、地震による鉛直方向の振動加速度と重力加速度
とは、重力加速度の振動周波数が0であるところから両
者の周波数帯域は大きく異なり、鉛直方向の加速度から
重力加速度成分のみをフィルタにより容易に分離して取
り出すことができる。
【0009】3は演算処理部であり、信号処理部2にお
いて計算して取り出された水平方向の振動加速度成分に
基づいて一般に地震の大きさを示す地震のレベル、規模
その他の情報を演算処理し、各種の制御信号、例えば震
度4以上の地震が観測された場合は出入り口の扉を開放
するという様な信号を生成出力する。4は自己診断部で
あり、信号処理部2において計算して取り出された鉛直
方向加速度成分の内の重力加速度成分が入力され、これ
をモニターして地震計が正常動作状態にあるか否かを自
己診断することができる。
【0010】加速度計の入力軸を水平面から5.7°だ
け上向きに傾斜して基板水平面9に対して取り付けた場
合の重力加速度成分および振動加速度成分について、こ
れを数値的に説明する。先ず、信号処理部2において計
算される水平振動加速度成分に与える誤差についてみる
と、COS(5.7゜)=0.005であり、COS
(0゜)=1と比較して差異或は誤差は0.5%に過ぎ
ない。
【0011】従って、加速度計の入力軸の水平面となす
傾斜を5.7゜とした場合、地震計の測定結果を格別に
補正することなしにそのまま測定値としても実用上差し
支えない。そして、重力加速度成分のSIN5.7°分
は、重力加速度:Gの0.1Gとなる。自己診断部4に
おいては、モニターした値が0.1Gであることにより
地震計は正常動作状態にあるものと自己診断することが
できる。
【0012】そして、加速度計の入力軸を水平面から上
向きに傾斜して基板水平面9に対して取り付ける場合、
加速度計ハウジング6の底板水平面7を地震計ケース8
の基板水平面9から僅かに上向きに傾斜して取り付けて
いるが、この様にする方が、加速度計の入力軸を地震計
ケース8の基板水平面9に水平に取り付けておいて地震
計ケース8を上向きに傾斜して地面に取り付け固定する
のと比較して、取り付け固定が容易である。
【0013】この発明の他の実施例を図4および図5を
参照して説明する。ここで、図4はこの発明の他の実施
例を説明するブロック図である。図5はこの発明の他の
実施例における加速度計の取り付け方を説明する図であ
る。この実施例は、基板水平面9に対する入力軸の取り
付け傾斜角度を大きくして取り付た実施例である。1は
加速度検出部であり、1A により示される加速度計、1
B により示される加速度計および1C により示される加
速度計の3個の加速度計により構成されている。これら
3個の加速度計は、実際は、入力軸の向きを互に異にし
て3軸に配列して加速度計ハウジング6の底板水平面7
に固定、収容されている。そして、加速度計ハウジング
6は、その底板水平面7を基板水平面9から角度θだけ
上向きに傾斜して地震計ケース8の基板水平面9に配置
取り付けられている。この様に取り付けることにより、
結局、加速度計1A 、加速度計1B および加速度計1 C
は入力軸を基板水平面9から角度θだけ上向きに傾斜し
て取り付けられることになる。これら3個の加速度計は
互に同一の重力加速度が加わる様な空間配置とされると
好適である。即ち、これら3個の加速度計は基板水平面
9と入力軸のなす角度θを互に等しく基板水平面9に対
して取り付け固定されると好適である。加速度計として
は、サーボ型、帰還型その他振動周波数が0以上の振動
を測定することができるタイプの加速度計を使用する。
【0014】これら3個の加速度計は、それぞれ、地震
計ケース8の基板水平面9に対する入力軸の射影方向の
地震による水平方向振動加速度をCOS θ分だけ、および
鉛直方向振動加速度をSIN θ分だけ検出すると共に鉛直
方向の重力加速度をSIN θ分だけ検出する。5は座標変
換計算部であり、加速度検出部1の加速度計1A 、加速
度計1B および加速度計1C の3個が検出した加速度を
互に直交するX軸、Y軸およびZ軸の3軸の成分に座標
変換し、これらに基づいて水平方向加速度成分、鉛直方
向加速度成分にベクトル合成する。この様にベクトル合
成された水平方向加速度成分および鉛直方向加速度成分
に基づいて水平方向振動加速度および鉛直方向加速度を
検出、計算する。そして、地震による鉛直方向の振動加
速度と重力加速度とが合成されている鉛直方向加速度か
ら重力加速度成分のみを分離する。
【0015】3は演算処理部であり、座標変換計算部5
において座標変換演算処理して取り出された水平方向加
速度成分と鉛直方向加速度成分が入力され、これに基づ
いて、一般に地震の大きさを示す地震のレベル、規模そ
の他の情報を演算処理して各種の制御信号、例えば震度
4以上の地震が観測された場合は出入り口の扉を開放す
るという様な信号を生成出力する。
【0016】4は自己診断部であり、座標変換計算部5
において座標変換された鉛直方向加速度成分から演算し
て取り出された鉛直方向重力加速度分が入力され、鉛直
方向加速度が1Gであり、水平方向加速度が0Gである
ことをモニタして地震計が正常動作状態にあるか否かを
自己診断する。以上において、加速度検出部を2個の加
速度計により構成することもできる訳であるが、実用上
は3個の加速度計により構成すると好適であるし、この
加速度計の個数を増加することにより地震計の感度、特
性、信頼度を更に向上することができる。
【0017】この発明の地震計の他の実施例は、先の実
施例と同様にその動作状態を自己診断することができる
上に、水平方向振動加速度成分の他に鉛直方向振動加速
度成分をも検出するものであるので、地震の本震の上下
動および初期微動をも検出することができる。
【0018】
【発明の効果】以上の通りであって、この発明は、地震
計を構成する加速度計を水平面に対して入力軸を傾斜し
て配置取り付け、入力軸を傾斜することにより生成した
重力加速度を常時モニタすることにより地震計の動作状
態を自己診断するものであり、信頼度の高い地震計を構
成することができる
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を説明するブロック図。
【図2】この発明の実施例の加速度計の取り付け方を説
明する図。
【図3】地震計の斜視図。
【図4】この発明の他の実施例を説明するブロック図。
【図5】この発明の他の実施例の加速度計の取り付け方
を説明する図。
【符号の説明】
1 加速度検出部 1A 加速度計 1B 加速度計 1C 加速度計 2 信号処理部 3 演算処理部 4 自己診断部 5 座標変換計算部 6 加速度計ハウジング 7 底板水平面 8 地震計ケース 9 基板水平面

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力軸を直交する2軸に配列する2個の
    加速度計により構成される加速度検出部を具備し、 加速度計が検出した加速度を水平方向加速度にベクトル
    合成する信号処理部を具備し、 水平方向加速度の大きさに基づいて制御信号を生成する
    演算処理部を具備する地震計において、 加速度計はその入力軸を水平方向から傾斜して取り付
    け、 入力軸を傾斜することにより検出される重力加速度をモ
    ニタする自己診断部を具備する、ことを特徴とする地震
    計。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載される地震計において、 加速度計の入力軸の取り付け傾斜角度は重力加速度をモ
    ニタする5.7゜近傍の僅かの角度である、 ことを特徴とする地震計。
  3. 【請求項3】 請求項1および請求項2の内の何れかに
    記載される地震計において、 加速度計ハウジングはその底板水平面を地震計ケースの
    基板水平面から僅かに上向きに傾斜して取り付けられた
    ものである、 ことを特徴とする地震計。
  4. 【請求項4】 入力軸を互に異にする3個以上の加速度
    計により構成される加速度検出部を具備し、 3個以上の加速度計が検出した加速度を互に直交するX
    軸、Y軸およびZ軸の3軸の成分に座標変換して水平方
    向振動加速度および鉛直方向加速度を計算し、鉛直方向
    加速度から重力加速度を分離する座標変換計算部を具備
    し、 座標変換して得られる振動加速度の大きさに基づいて制
    御信号を生成する演算処理部を具備する地震計におい
    て、 加速度計はその入力軸を水平方向から傾斜して取り付
    け、 重力加速度をモニタする自己診断部を具備する、 ことを特徴とする地震計。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載される地震計において、 3個以上の加速度計はこれらの入力軸の取り付け傾斜角
    度を互に等しく取り付けられている、 ことを特徴とする地震計。
  6. 【請求項6】 請求項4および請求項5の内の何れかに
    記載される地震計において、 加速度計ハウジングはその底板水平面を地震計ケースの
    基板水平面から上向きに傾斜して取り付けられたもので
    ある、 ことを特徴とする地震計。
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