JPH08304555A - 振動の種類の弁別方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地震による振動であるかどうかを正確に弁別
すること。 【構成】 たとえば導電性単結晶シリコンを用いた振り
子を有する加速度センサを用い、その加速度センサの出
力を、遮断周波数が約１０Ｈｚであるローパスフィルタ
を経て、絶対値回路で上下の波形を加えた絶対値を得、
その絶対値信号を、加速度レベル弁別手段でレベル弁別
し、さらにその出力を積分手段で積分し、積分出力を積
分レベル弁別手段でレベル弁別し、こうして積分手段が
積分弁別レベル以上であってかつ加速度センサの出力が
加速度弁別レベル以上であるタイマによる予め定める時
間毎の出力を、排他的論理和ゲートに与えて、そのゲー
トの出力値をカウンタによって計数する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地震および地震以外の
衝撃などによって生じる振動の種類を弁別するための方
法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的な先行技術は、たとえば都市ガス
を計量するいわゆるマイコンメータなどと呼ばれるガス
メータに搭載された感震器であり、この感震器が予め定
める一定の震度の地震が発生したことを検出したとき、
ガスの供給を遮断する。

【０００３】従来の感震器では、凹所に鋼球が載置され
ており、地震の振動によって、鋼球が前記凹所から変位
し、これによってスイッチのスイッチング状態が変化し
て地震が発生したことが検出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来からの
感震器は、加速度２００ｇａｌ（ただし１ｇａｌ＝０．
００１ｇ、ｇは重力加速度）を中心として、その検出す
る地震の加速度が１５０〜２５０ｇａｌの範囲にわたっ
てばらつきを生じる。したがって希望する正確な加速度
を検出することができないという問題がある。

【０００５】またこの先行技術では、構成が明らかに大
形であり、また感度が小さい。さらに凹所に鋼球が正確
に存在するようにガスメータを設置しなければならず、
さもなければ誤動作を生じるという問題がある。

【０００６】さらにこの先行技術の大きな問題は、地震
の発生時における振動によってだけでなく、人および物
体が衝突したときに振動によってもまた、地震が発生し
たものとして誤検出してガスの供給が遮断される。一
旦、ガスの供給が遮断されたガスメータを復旧するため
にサービスマンなどの作業者が出動するとすれば、大き
な労力と費用を必要とし、特にガスメータは、きわめて
多数個所で使用されており、したがって人および物体な
どの振動によるガスの誤作動による遮断を確実に防ぐこ
とが要望されている。

【０００７】本発明の目的は、地震の振動と、それ以外
のたとえば人および物体などの衝突などによる振動とを
正確に区別して弁別することができるようにした振動の
種類の弁別方法および装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、振動の加速度
の大きさに対して連続的に変化する出力信号を出力する
加速度センサを用いる振動の種類の弁別方法において、
加速度センサの出力信号を予め定める加速度弁別レベル
でレベル弁別し、断続的に前記加速度弁別レベル以上の
出力が予め定める時間以上にわたって得られるとき、地
震による振動であると弁別することを特徴とする振動の
種類の弁別方法である。また本発明は、予め定める時間
は、約１ｓｅｃ以上であることを特徴とする。また本発
明は、加速度センサの出力を予め定める周波数未満で濾
波してレベル弁別することを特徴とする。また本発明
は、前記周波数は、約３〜１５Ｈｚ未満の値に選ばれる
ことを特徴とする。また本発明は、振動の加速度の大き
さに対して連続的に変化する出力信号を出力する加速度
センサと、加速度センサの出力信号を予め定める加速度
弁別レベルでレベル弁別する加速度レベル弁別手段と、
加速度レベル弁別手段の出力に応答し、前記加速度弁別
レベル以上である加速度センサの出力信号が予め定める
時間以上にわたって継続することを検出する継続時間検
出手段とを含むことを特徴とする振動の種類の弁別装置
である。また本発明は、図１に示されるように継続時間
検出手段は、前記加速度レベル弁別手段の出力を積分す
る積分手段と、積分手段の積分出力を予め定める積分弁
別レベルでレベル弁別する積分レベル弁別手段と、加速
度レベル弁別手段の出力に応答し、前記予め定める時間
毎の計時をするタイマと、積分レベル弁別手段とタイマ
との出力に応答し、積分出力が積分弁別レベル以上であ
ってかつタイマの出力が得られることを検出する論理回
路とを含むことを特徴とする。また本発明は、論理回路
の出力を計数し、その計数値が予め定める値以上である
とき、地震による振動であることを表す信号を出力する
カウンタを含むことを特徴とする。また本発明は、加速
度センサと加速度レベル弁別手段との間に遮断周波数が
約３〜１５Ｈｚであるローパスフィルタが介在されるこ
とを特徴とする。また本発明は、ローパスフィルタと加
速度レベル弁別手段との間に、ローパスフィルタの出力
の上下の波形の絶対値を求めて導出する絶対値回路が介
在されることを特徴とする。また本発明は、図１３に示
されるように、相互に直交する第１〜第３軸毎の振動の
加速度の大きさに対して連続的に変化する出力信号をそ
れぞれ出力する第１〜第３加速度センサと、第１〜第３
加速度センサの出力を予め定める加速度弁別レベルでそ
れぞれレベル弁別する第１〜第３加速度レベル弁別手段
と、第１〜第３加速度レベル弁別手段の出力をそれぞれ
積分する第１〜第３積分手段と、第１〜第３積分手段の
各積分出力を予め定める積分弁別レベルでレベル弁別す
る第１〜第３積分レベル弁別手段と、第１〜第３加速度
レベル弁別手段の各出力の論理和を演算する第１のＯＲ
ゲートと、第１のＯＲゲートの出力に応答し、予め定め
る時間毎の計時をするタイマと、第１積分レベル弁別手
段とタイマとの出力に応答し、第１積分手段の積分出力
が第１積分レベル弁別手段の積分弁別レベル以上であっ
てかつタイマの出力が得られることを検出する第１論理
回路と、第２積分レベル弁別手段とタイマとの出力に応
答し、第２積分手段の積分出力が第２積分レベル弁別手
段の積分弁別レベル以上であってかつタイマの出力が得
られることを検出する第２論理回路と、第３積分レベル
弁別手段とタイマとの出力に応答し、第３積分手段の積
分出力が第３積分レベル弁別手段の積分弁別レベル以上
であってかつタイマの出力が得られることを検出する第
３論理回路と、第１および第２論理回路の出力の論理積
を演算するＡＮＤゲートと、第３論理回路とＡＮＤゲー
トとの論理和を演算する第２のＯＲゲートとを含むこと
を特徴とする振動の種類の弁別装置である。また本発明
は、図１４に示されるように、相互に直交する第１〜第
３軸毎の振動の加速度の大きさに対して連続的に変化す
る出力信号をそれぞれ出力する第１〜第３加速度センサ
と、第１および第２の加速度センサの出力を加算する加
算回路と、加算回路の出力の約１／√２を演算する演算
回路と、第３加速度センサおよび演算回路の各出力を予
め定める加速度弁別レベルでそれぞれレベル弁別する第
１および第２加速度レベル弁別手段と、第１および第２
加速度レベル弁別手段の各出力をそれぞれ積分する第１
および第２積分手段と、第１および第２積分手段の各積
分出力を予め定める積分弁別レベルでそれぞれレベル弁
別する第１および第２積分レベル弁別手段と、第１およ
び第２加速度レベル弁別手段の各出力の論理和を演算す
る第１のＯＲゲートと、第１のＯＲゲートの出力に応答
し、予め定める時間毎の計時をするタイマと、第１積分
レベル弁別手段とタイマとの出力に応答し、第１積分手
段の積分出力が第１積分レベル弁別手段の積分弁別レベ
ル以上であってかつタイマの出力が得られることを検出
する第１論理回路と、第２積分レベル弁別手段とタイマ
との出力に応答し、第２積分手段の積分出力が第２積分
レベル弁別手段の積分弁別レベル以上であってかつタイ
マの出力が得られることを検出する第２論理回路と、第
１および第２論理回路の出力の論理和を演算する第２の
ＯＲゲートとを含むことを特徴とする振動の種類の弁別
装置である。また本発明は、図１６に示されるように、
相互に直交する第１および第２軸毎の振動の加速度の大
きさに対応して連続的に変化する出力信号をそれぞれ出
力する第１および第２加速度センサと、第１および第２
加速度センサの出力を加算する加算回路と、加算回路の
出力の約１／√２を演算する演算回路と、第１および第
２加速度センサならびに演算回路の各出力を予め定める
加速度弁別レベルでそれぞれレベル弁別する第１、第２
および第３加速度レベル弁別手段と、第１、第２および
第３加速度レベル弁別手段の各出力に応答し、予め定め
る時間毎の計時をする第１〜第３タイマと、第１、第２
および第３タイマの出力の論理和を演算するＯＲゲート
とを含むことを特徴とする振動の種類の弁別装置であ
る。また本発明は、第１および第２加速度センサは、水
平面の加速度を検出することを特徴とする。また本発明
は、図１３および図１４に示されるように第２のＯＲゲ
ート１１３，１１７の出力を計数し、その計数値が予め
定める値以上であるとき地震による振動であることを表
す信号を出力するカウンタを含むことを特徴とする。ま
た本発明は、図１４に示されるように鉛直方向の振動の
加速度の大きさに対して連続的に変化する出力信号を出
力する加速度センサ５３と、加速度センサの出力を予め
定める加速度弁別レベルでレベル弁別する加速度レベル
弁別手段７４ｃと、加速度レベル弁別手段の出力を積分
する積分手段９１ｃと、積分手段の積分出力を予め定め
る積分弁別レベルでレベル弁別する積分レベル弁別手段
９４ｃと、積分レベル弁別手段の出力に応答し、予め定
める時間の計時をするタイマ１２０と、タイマの出力に
応答し、積分出力が積分弁別レベル以上である時間がタ
イマの前記予め定める時間以上であることを判断する手
段１２１とを含むことを特徴とする振動の種類の弁別装
置である。また本発明は、各加速度センサと各加速度レ
ベル弁別手段との間に、遮断周波数が約３〜１５Ｈｚで
あるローパスフィルタが介在されることを特徴とする。
また本発明は、各ローパスフィルタと加速度レベル弁別
手段との間に、ローパスフィルタの出力の上下の波形の
絶対値を求めて導出する絶対値回路が介在されることを
特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明に従えば、加速度センサから振動の加速
度の大きさに依存して連続的に変化する出力信号を得、
その出力信号を予め定める加速度弁別レベルでレベル弁
別して比較し、その加速度センサの出力信号が前記加速
度弁別レベル以上であることを表す出力が断続的に得ら
れる時間が、予め定める時間以上であるとき、地震によ
る振動であるものと弁別する。

【００１０】本件発明者の実験によれば、加速度センサ
から加速度弁別レベル以上である出力信号が断続的に得
られる時間は、たとえば少なくとも０．５ｓｅｃ以上で
あり、したがって前記予め定める時間は、たとえば少な
くとも０．５ｓｅｃ以上の値に定め、好ましくは１ｓｅ
ｃ以上に定め、さらに好ましくは３ｓｅｃ以上に定め、
さらに１０ｓｅｃ以上の値に定めれば、地震の振動を正
確に弁別することができる。人および物体がガスメータ
などに衝突したときに生じる衝撃波の振動は、一般には
０．３〜０．５ｓｅｃ未満で終了することが多く、した
がって前記予め定める時間以上にわたって、加速度セン
サの出力信号が加速度弁別レベル以上であれば、地震に
よる振動であるものと弁別することが正確に可能であ
る。

【００１１】前記予め定める時間は、たとえば約０．５
〜１０ｓｅｃ，好ましくは約０．５〜３ｓｅｃ、さらに
好ましくは約０．３〜２ｓｅｃの範囲に定められてもよ
い。

【００１２】加速度センサによって得られる出力信号を
ローパスフィルタに与えて濾波し、その遮断周波数は約
３〜１５Ｈｚ未満の値とすることによって、地震による
振動を正確に弁別することができ、さらに好ましくは約
３〜１０Ｈｚの範囲に定められ、もっと好ましくは約４
〜８Ｈｚの範囲に定められる。一般的に、たとえばガス
メータに人および物体が衝突したときにおける衝撃波の
周波数は、約１５Ｈｚ以上の範囲にあり、少なくとも約
１０Ｈｚ以上の範囲である。したがって本発明では、こ
の加速度センサの出力信号を加速度弁別レベルでレベル
弁別して得た出力が上述のように予め定める時間以上に
わたって断続的に得られるとともに、しかもその出力信
号は、前記周波数範囲内に存在するものだけを上述のよ
うにレベル弁別することによって、地震による振動であ
ることを正確に弁別することができるようになる。

【００１３】本発明に従えば、加速度センサの出力信号
を加速度レベル弁別手段において予め定める加速度弁別
レベルでレベル弁別して比較し、その加速度レベル弁別
手段の出力を積分手段で積分し、その積分値を積分レベ
ル弁別手段でレベル弁別し、こうしてたとえば１００〜
２００ｇａｌ以上の加速度の振動が発生しているものと
積分レベル弁別手段で得られたときであって、しかも加
速度センサの出力信号が加速度弁別レベル以上である時
間が、たとえば単安定回路などによって実現されるタイ
マの予め定める時間毎に計時されることによって、たと
えば排他的論理和ゲートなどによって実現される論理回
路から、地震による振動であることを表す信号が得られ
る。

【００１４】論理回路の出力をカウンタで計数し、その
計数値が予め定める値、たとえば少なくとも１または３
などの値以上であれば、地震による振動であるものと弁
別し、これによって地震による振動をもっと正確に弁別
することができる。

【００１５】さらに本発明に従えば、図１３に示される
ように、加速度センサは、直交３軸の各軸毎に設けら
れ、そのうち第１および第２加速度センサは水平面内で
のたとえば南北方向および東西方向などの加速度を検出
するように配置され、残りの第３加速度センサは鉛直方
向の加速度を検出するように配置され、第１および第２
加速度センサの出力に関連する第１および第２論理回路
の出力を、ＡＮＤゲートに与えることによって、地震の
振動の水平面内での第１および第２の軸方向の方向性に
依存した検出のみを行い、その水平面内でのいずれの方
向の振動であっても、地震によるものか、それ以外のも
のであるかの弁別を確実に行うことを可能にする。

【００１６】さらに本発明に従えば、第１〜第３加速度
レベル弁別手段の出力を、第１のＯＲゲート１１２に与
えて、共通のタイマを用いて計時することによって、構
成の簡略化を図ることができる。

【００１７】さらに本発明に従えば、ＡＮＤゲートの出
力と鉛直方向の加速度センサに対応する第３論理回路の
出力とを、第２のＯＲゲート１１３に与え、これによっ
て地震のときに発生する水平面内での振動および鉛直方
向の振動の各成分が、振動によるものであるか否かを正
確に弁別することができる。

【００１８】本発明に従えば、図１４に示されるよう
に、第１および第２の加速度センサの出力を加算回路１
１４で加算し、その加算した値の約１／√２（≒０．７
０７１）倍、たとえば０．７５（＝３／４）倍を掛算し
て演算回路１１５で演算し、これによって第１および第
２軸を含むたとえば水平面内でのベクトル合成した加速
度を大略的に求めることができる。したがって構成の簡
略化を図ることができ、しかもその後続の第１および第
２加速度レベル弁別手段７４ａ，７４ｃにおける加速度
弁別レベルをたとえば同一の値としてその加速度弁別レ
ベルの設定を容易に行うことができるようになる。

【００１９】さらに本発明に従えば、この約１／√２倍
の演算を行う演算回路の出力が与えられる第２加速度レ
ベル弁別手段の出力と、第３加速度センサに対応する第
３加速度レベル弁別手段の出力とを、第１のＯＲゲート
１１６を介してタイマ９２に与え、こうして第１〜第３
軸の各加速度の時間に関するレベル弁別を行うことがで
き、構成の簡略化を図ることができる。

【００２０】さらに本発明に従えば、図１６に示される
ように、たとえば水平面内の第１および第２の軸の加速
度センサによって加速度を検出し、それらを加算して前
述のように１／√２倍して予め定める加速度弁別レベル
でレベル弁別し、さらに第１〜第３のタイマの出力のＯ
Ｒ出力を得ることによって、第１および第２軸を含む一
平面内における一方の軸の方向の加速度成分が大きい場
合であっても、地震の振動を正確に検出することが可能
になる。

【００２１】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の全体の構成を示
すブロック図である。都市ガスの流量を計量するガスメ
ータなどでは、地震による振動が生じたときに遮断弁を
遮断するために、本発明が実施される。加速度センサＳ
１は、振動の加速度を検出し、その加速度に対応したレ
ベルを有する信号を導出して増幅回路７１に与える。増
幅回路７１の出力は、ローパスフィルタ７２に与えら
れ、さらにその濾波出力は絶対値増幅回路７３に与えら
れて上下の波形が足し合わされ加算され、加速度レベル
弁別手段７４において、加速度弁別レベル設定回路７５
で設定されたたとえば５０ｇａｌの加速度弁別レベルで
レベル弁別され、さらに継続時間検出手段７６に与えら
れ、振動の断続的な継続時間の検出が行われ、こうして
ローパスフィルタ７２による周波数の分析と継続時間検
出手段７６による振動の継続時間の確認とが行われて、
地震による振動であるかどうかを正確に弁別することが
できる。

【００２２】図２は、図１に示される実施例の動作を示
すフローチャートである。図１の具体的な回路構成によ
って実現される動作および図２に示される動作は、マイ
クロコンピュータなどによって実現されるようにしても
よい。図２のステップａ１からステップａ２に移り、ガ
スメータなどの振動が発生したときには、その振動の加
速度弁別レベル以上の値が断続的に得られる継続時間の
測定を開始し、ステップａ３では、継続時間検出手段７
６において継続時間Ｔが予め定める時間Ｔ０以上である
かどうかを判断し、未満であれば、ステップａ４に移
り、地震による振動でないものと判断し、その継続時間
が前記予め定める時間Ｔ０以上であれば、地震による振
動であるとほぼ推定されるので、次にステップａ５にお
いてローパスフィルタ７２による周波数の分析を行い、
振動による加速度の周波数ｆが、予め定める値ｆ０以上
であれば、ステップａ６に移り、地震による振動ではな
いものと判断し、検出された加速度周波数ｆが予め定め
る周波数ｆ０未満であれば、ステップａ７において地震
による振動であることを表す遮断信号が発生され、この
ステップａ７において発生される遮断信号によって、ガ
スメータの遮断弁５２（後述の図２１参照）を遮断し、
ガスの供給を遮断する。こうしてステップａ８において
一連の動作を終了する。

【００２３】前記予め定める時間Ｔ０は、たとえば約
０．５秒以上であり、１秒以上であればさらに地震によ
る振動の弁別が正確になり、さらに３秒以上であっても
よく、あるいはさらに１０秒以上であってもよく、たと
えば０．５〜１０秒、好ましくは０．５〜３ｓｅｃ、さ
らに好ましくは約０．３〜２ｓｅｃの範囲で定められる
値である。一般的に言えば、地震による振動は、約１０
秒以上継続する。前記予め定める時間Ｔ０は、たとえば
約０．５〜１ｓｅｃの範囲で定められてもよい。

【００２４】前記予め定める周波数ｆ０は、たとえば約
１５Ｈｚ未満の値であり、好ましくは約１０Ｈｚ未満の
値であり、さらに好ましくは約３〜１０Ｈｚの範囲であ
り、特に好ましくは約４〜８Ｈｚの範囲に定められる。

【００２５】図３は、本件発明者の実験結果を示す実際
の地震による振動の加速度センサＳ１の出力波形の時間
経過を示すグラフである。水平面内の予め定めるｘ軸方
向である東西方向の振動加速度は、鋭い髭状のパルス
が、約２７ｓｅｃ間もの長時間にわたって発生されるこ
とが判る。この図３は、アメリカ合衆国インペリアルバ
レーで発生された実測値を示している。

【００２６】図４は、図５および図６に関連して述べる
ガスメータ５０に、人または動物が衝突し、あるいはま
た掃除中の箒（ほうき）または遊んでいるときのボール
などが衝突して衝撃による振動が生じたときの衝撃波加
速度の時間経過を示すグラフである。このような地震の
振動以外の衝撃波による振動の継続時間は、一般的に
０．３〜０．５ｓｅｃ未満であって、どんなに長くても
約２ｓｅｃ未満であり、しかもその衝撃波加速度の周波
数は、その主成分が約１５Ｈｚ以上であり、せいぜい約
１０Ｈｚ以上である。したがって本発明では、このよう
な地震による振動の継続時間と周波数の特徴を正確に捉
えて、地震による振動であるか、またはそれ以外の振動
であるかを正確に弁別することを可能にしている。

【００２７】図４の本件発明者の実験結果は、図５に示
される構成において得られたものである。ガスメータ５
０は、地上高さＨに設置され、呼び径２５ｍｍφの鋼管
７７，７８の端部に入口５１と出口５４とで接続されて
おり、また管継手７９，８０が用いられている。鋼管７
７，７８は、地面８１に立設される。

【００２８】図５に正面が示されるガスメータ５０の側
方から見た断面は、図６に示されるとおりである。図６
（１）に示されるようにガスメータ５０は、壁などによ
って支持されることなく、設けられ、また図６（２）で
も同様にして壁などの支持なしで設けられ、さらにまた
図６（３）に示されるようにガスメータ５０に固定され
ている鋼管７７，７８の上部が取付け片８１を用いて家
屋などの壁８２に固定され、さらにその鋼管７７，７８
の上下方向のほぼ中央位置付近で取付け片８３を介して
壁８２に固定される。前述の図４に示される実験結果
は、図６（１）の状態での波形であり、図６（２）およ
び図６（３）の状態においても、図４と同様な実験結果
が得られたことが確認された。なお、ガスメータ５０の
図６（１）に示される高さＨは８００ｍｍであり、図６
（２）では高さＨは５００ｍｍであり、図６（３）では
高さＨは１，０００ｍｍである。

【００２９】図１に示されるローパスフィルタ７２の周
波数特性は、図７に示されている。遮断周波数ｆ０は、
前述のようにして地震による振動加速度を選択的に濾波
して通過するように選ばれる。他の実施例としてローパ
スフィルタ７２に代えて、その地震による振動の加速度
の周波数帯域たとえば約３〜１０Ｈｚ、好ましくは約４
〜８Ｈｚだけを通過するバンドパスフィルタであっても
よい。

【００３０】絶対値増幅回路７３の具体的な電気的構成
は、図８に示されている。この絶対値増幅回路７３は、
２つの演算増幅器８４，８５と、抵抗８６〜８９とを備
え、抵抗８６，８７，８８は同一の抵抗値Ｒ１を有し、
抵抗８９の抵抗値Ｒ２はＲ１／２に選ばれる。さらにこ
の絶対値増幅回路７３は、一対のダイオード９０，９１
を含み、これらのダイオード９０，９１の順方向電圧降
下による悪影響を生じることなく、いわば全波整流の態
様で、ローパスフィルタ７２の出力波形の下半分の波形
を上に反転して足し合わせて加算した波形に変換して導
出する。

【００３１】継続時間検出手段７６は、加速度レベル弁
別手段７４の出力を積分する積分手段９１と、加速度レ
ベル弁別手段の出力に応答して、予め定める時間毎の計
時をするタイマ９２と、積分手段９１の積分出力を積分
レベル設定回路９３で設定した積分弁別レベルでレベル
弁別する積分レベル弁別手段９４とを含む。さらにこの
継続時間検出手段７６は、積分レベル弁別手段９４とタ
イマ９２との出力に応答し、積分出力が積分弁別レベル
以上であるときにライン９５から得られるハイレベルの
信号と、タイマ９２において予め定める前記時間Ｔ０が
経過したことを表すライン９６からのローレベルの信号
とが与えられるパルス幅比較のための排他的論理和ゲー
ト９７を備える。排他的論理和ゲート９７の出力は、カ
ウンタ９８に与えられて計数される。カウンタ９８は、
計数値設定回路９９で設定された予め定める計数値、た
とえば３などの値以上の計数値が得られたとき、ライン
１００にハイレベルの信号を導出して地震による振動で
あることを表す信号を出力する。カウンタ９８の計数値
が１回以上であるとき、ライン１００に地震による振動
であることを表す信号を導出する実施例では、カウンタ
９８および計数値設定回路９９は省略されてもよい。

【００３２】図９は、継続時間検出手段７６における積
分手段９１の具体的な構成を示す電気回路図である。加
速度レベル弁別手段７４からの出力は、抵抗１０１を介
して電界効果トランジスタ１０２のゲートに与えられ
る。このトランジスタ１０２のソースは、電源の正極に
接続され、ドレンは抵抗１０３を介して電源の負極に接
続されて接地される。この抵抗１０３には並列にコンデ
ンサ１０４が接続される。コンデンサ１０４によって、
積分動作が行われる。このコンデンサ１０４の出力は、
積分レベル弁別手段９４に与えられる。

【００３３】タイマ９２の動作は、図１０に示されてい
る。このタイマ９２は、単安定回路によって実現される
ものであって、加速度レベル弁別手段７４からたとえば
図１０（１）に示されるパルスが断続的に導出されると
き、このタイマ９２は、ライン９６に図１０（２）で示
されるパルス波形出力を導出する。タイマ９２は、入力
されるパルスの立上り波形によって立上り、予め定める
時間Ｔ０経過後に出力がローレベルに戻る。タイマ９２
の出力がハイレベルである期間Ｔ０において新たな入力
パルスが与えられても、最初の入力パルスからの時間Ｔ
０後にローレベルとなる特性を有し、その時間Ｔ０の途
中における入力パルスに応答して動作が行われることは
ない。

【００３４】図１１は、地震による振動が生じたときに
おける図１に示される実施例の動作を説明するための波
形図である。センサＳ１から振動加速度に対応した電圧
を有する図１１（１）に示される波形が導出されたと
き、ローパスフィルタ７２は図１１（２）に示されるよ
うにその低周波帯域を濾波する。絶対値増幅回路７３
は、図１１（３）で示されるように、図１１（２）の中
性電位の下半分の波形を上に反転していわば全波整流し
た波形を導出する。加速度レベル弁別手段７４は、加速
度弁別レベル設定回路７５で設定された加速度弁別レベ
ル１０５以上の期間において、図１１（４）に示される
ハイレベルのパルス波形を導出する。この加速度レベル
弁別手段７４の出力は、積分手段９１において積分さ
れ、その積分出力は図１１（５）の出力波形となって得
られる。積分レベル弁別手段９４は、図１１（５）の参
照符１０６で示される積分弁別レベルでレベル弁別し、
積分出力がその弁別レベル１０６以上である期間中、図
１１（６）で示されるハイレベルの振動をライン９５に
導出して排他的論理和ゲート９７に与える。

【００３５】加速度レベル弁別手段７４の出力はまたタ
イマ９２に与えられ、これによってタイマ９２はライン
９６に図１１（７）に示される波形を有する出力を導出
する。排他的論理和ゲート９７は、図１１（８）に示さ
れるように、積分レベル弁別手段９４の出力がハイレベ
ルであって、かつタイマ９２からライン９６に導出され
る信号がローレベルであるとき、ハイレベルの信号を導
出してカウンタ９８に与える。こうして排他的論理和ゲ
ート９７のハイレベルの出力パルスがカウンタ９８にお
いて計数され、予め定める計数値以上になったとき、前
述のようにライン１００がハイレベルとなって地震の振
動が生じたことを表す信号が導出される。このような構
成によって、加速度センサＳ１が地震以外の衝撃などに
よる振動加速度を検出し、その振動加速度のレベルが比
較的小さいときにおいても、地震による振動であるかど
うかの弁別を正確に行うことができる。

【００３６】図１２は、加速度センサＳ１が地震以外の
衝撃波などによる振動加速度を検出したときの図１１に
示される実施例の動作を説明するための波形図である。
図１２（１）〜図１２（８）の各波形は、図１１（１）
〜図１１（８）の各波形にそれぞれ対応している。加速
度センサＳ１は、時間的に間隔をあけた衝撃波１０７，
１０８を検出し、図１２（５）のように積分手段９１の
出力波形が得られ、これによって積分レベル弁別手段９
４の出力は図１２（６）で示されるとおりとなり、ロー
レベルの波形１０７が、タイマ９２のハイレベルの期間
Ｔ０において生じ、これによって排他的論理和ゲート９
７の出力は図１２（８）に示されるようにローレベルの
ままである。こうして衝撃による振動が生じたときに
は、排他的論理和ゲート９７の出力はローレベルのまま
であって、地震による振動として弁別されることはな
い。図１の構成は、たとえば直交３軸の各軸線毎の加速
度を検出するために、合計３組、設けられてもよい。

【００３７】図１３は、本発明の他の実施例の電気的構
成を示すブロック図である。この実施例は、前述の実施
例に類似し、対応する部分には同一の数字に添え字ａ，
ｂ，ｃを付す。注目すべきはこの実施例では、相互に直
交する第１〜第３軸毎の振動の加速度を検出する第１〜
第３加速度センサＳ１〜Ｓ３が設けられており、第１お
よび第２加速度センサＳ１，Ｓ２は水平面内でｘ軸およ
びｙ軸の方向の振動の加速度を検出し、また第３加速度
センサＳ３は鉛直方向の振動の加速度を検出する。ｘ軸
は、たとえば東西方向であり、ｙ軸は南北方向であり、
第３加速度センサＳ３によって検出される鉛直方向はｚ
軸である。

【００３８】第１〜第３加速度センサＳ１〜Ｓ３毎に、
増幅回路７１ａ〜７１ｃが設けられ、またローパスフィ
ルタ７２ａ〜７２ｃ、絶対値増幅回路７３ａ〜７３ｃ、
第１〜第３加速度レベル弁別手段７４ａ〜７４ｃが設け
られ、さらに第１〜第３積分手段９１ａ〜９１ｃ、第１
〜第３積分レベル弁別手段９４ａ〜９４ｃがそれぞれ設
けられ、さらに排他的論理和ゲート９７ａ〜９７ｃがそ
れぞれ設けられる。

【００３９】水平面内での振動の加速度を検出する加速
度センサＳ１，Ｓ２に対応して、排他的論理和ゲート９
７ａ，９７ｂの出力は、ＡＮＤゲート１１１に与えられ
る。これによってＡＮＤゲート１１１の出力は、水平面
内でのｘ軸およびｙ軸の方向性にかかわらず、その水平
面内での振動の加速度を検出した出力を得ることができ
る。第１〜第３加速度レベル弁別手段７４ａ〜７４ｃに
共通に加速度レベル設定回路７５からの設定された加速
度レベルがレベル弁別のために与えられる。また第１〜
第３積分レベル弁別手段９４ａ〜９４ｃには共通に、積
分弁別レベル設定回路９３で設定された弁別レベルが共
通に与えられる。第１〜第３加速度レベル弁別手段７４
ａ〜７４ｃの出力は、ＯＲゲート１１２からタイマ９２
に与えられる。タイマ９２からライン９６に導出される
出力は、第１〜第３排他的論理和ゲート９７ａ〜９７ｃ
にそれぞれ与えられる。

【００４０】もう１つのＯＲゲート１１２には、ＡＮＤ
ゲート１１１の出力が与えられるとともに、ｚ軸の加速
度センサＳ３に対応する排他的論理和ゲート９７ｃの出
力が与えられる。このＯＲゲート１１２の出力は、カウ
ンタ９８によって計数される。そのほかの構成は、前述
の実施例と同様である。こうして地震による振動の加速
度のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸の全ての方向の成分の少なく
ともいずれかに基づいて、地震による振動を検出するこ
とができる。

【００４１】図１４は、本発明のさらに他の実施例の具
体的な構成を示す電気回路図である。この実施例もま
た、前述の実施例に一部分類似し、対応する部分には同
一の参照符を用い、さらに添え字ａ，ｂ，ｃを付して示
す。注目すべきはこの実施例では、水平面内のｘ軸およ
びｙ軸に対応する第１および第２加速度センサＳ１，Ｓ
２に対応する絶対値増幅回路７３ａ，７３ｂの出力α
ｘ，αｙは、ベクトル合成演算を行うために、加算回路
１１４で加算され、その加算値（＝αｘ＋αｙ）は、演
算回路１１５において約１／√２倍される。

【００４２】図１５を参照して、ｘ軸方向の加速度をα
ｘとし、ｙ軸方向の加速度をαｙとするとき、その合成
ベクトル加速度α１はピタゴラスの定理によって演算し
て求めることができるけれども、本発明の考え方に従え
ば、そのような２乗および平方根を求める複雑な演算を
行うことなく、構成を簡略化し、またその複雑な演算に
よる誤差の増大を防ぐために、上述のように加算回路１
１４と演算回路１１５とだけを用いている。合成成分α
１は、本発明の考え方に従えば、ｘ軸およびｙ軸に対し
て角度θが４５度であるものと想定し、さらに両軸ｘ，
ｙの加速度αｘ，αｙが等しいものと想定するとき、合
成された加速度α１は、 α１＝√２（αｘ＋αｙ） …（１） となる。したがって加算回路１１４によって加算された
値（αｘ＋αｙ）の１／√２倍は、上述のように合成さ
れた加速度成分α１に等しい。

【００４３】本件実施例では、１／√２を、大略的に等
しい０．７５に代え、すなわち３／４の値に選び、これ
によって演算処理を簡便に行うことができるようにし、
構成の簡略化を図っている。

【００４４】第１および第２加速度レベル弁別手段７４
ａ，７４ｃには、加速度弁別レベル設定手段７５におい
て設定された加速度弁別レベルが共通に与えられてレベ
ル弁別される。

【００４５】第１および第２加速度レベル弁別手段７４
ａ，７４ｃは、ＯＲゲート１１６に与えられてタイマ９
２に与えられる。第１積分レベル弁別手段９４ａとタイ
マ９２との出力は、排他的論理和ゲート９７ａに与えら
れてもう１つのＯＲゲート１１７に与えられる。また加
速度センサＳ３に対応する第２積分レベル弁別手段９４
ｃの出力とタイマ９２の出力とは、もう１つの排他的論
理和ゲート９７ｃに与えられてその出力がＯＲゲート１
１７に与えられる。ＯＲゲート１１７の出力はカウンタ
９８に与えられる。そのほかの構成は、前述の実施例と
同様である。

【００４６】図１４に示される実施例ではまた、ｚ軸に
関する第２積分レベル弁別手段９４ｃの出力は、パルス
幅検出手段１１９を構成するタイマ１２０と排他的論理
和ゲート１２１とに与えられる。タイマ１２０は、積分
レベル弁別手段９４ｃの出力に応答し、予め定める時間
の計時を行い、このタイマ１２０は、前述のタイマ９２
と同様な構成を有する。こうして鉛直方向のｚ軸の加速
度センサＳ３によって検出された加速度によって、地震
による振動の弁別を行うことが可能である。一般的に言
えば、鉛直方向の振動は、地震のみによって発生し、人
および物体の衝突による振動によっては生じないことが
多く、したがってこのような加速度センサＳ３、増幅回
路７１ｃ、ローパスフィルタ７２ｃ、絶対値増幅回路７
３ｃ、加速度レベル弁別手段７４ｃ、積分手段９１ｃ、
積分レベル弁別手段９４ｃ、タイマ１２０および排他的
論理和ゲート１２１のみの構成によってもまた、地震の
振動の弁別を行うことができる。

【００４７】図１６は、本発明のさらに他の実施例の電
気的構成を示すブロック図である。この実施例は前述の
実施例に類似し、対応する部分には同一の参照符および
添え字ａ，ｂを付して示す。注目すべきはこの実施例で
は、水平面内でｘ軸およびｙ軸の振動の加速度を検出す
る加速度センサＳ１，Ｓ２を用い、増幅回路７１ａ，７
１ｂで増幅し、ローパスフィルタ７２ａ，７２ｂで濾波
し、絶対値増幅回路７３ａ，７３ｂで絶対値を求めて加
算回路１１４でこの得られた加速度αｘ，αｙを加算し
て加算値（αｘ＋αｙ）を、演算回路１１５で約１／√
２（この実施例では前述のようにたとえば０．７５）を
掛算し、この後、加速度レベル弁別手段７４ｂでレベル
弁別する。加速度レベル弁別手段７４ａ，７４ｂと前述
の加速度レベル弁別手段７４ｂとには、加速度弁別レベ
ル設定回路７５からの設定された加速度弁別レベルが共
通に与えられる。タイマ９２ａ，９２ｂ，９２ｄは、前
述のタイマ９２と同様な構成を有する。これらのタイマ
９２ａ，９２ｂ，９２ｄの各出力は、ＯＲゲート１１２
に与えられ、これによって地震による振動を表すハイレ
ベルの信号が導出される。こうしてｘ軸およびｙ軸だけ
でなく、それらのベクトル合成された方向において、振
動の加速度を検出して、地震による振動を正確に検出す
ることができる。

【００４８】図１６の実施例の動作を述べると、加速度
センサＳ１から図１７（１）の出力波形が得られ、加速
度センサＳ２からは図１７（２）の出力波形が得られた
とき、加算回路１１４からは、図１７（３）の出力波形
が得られる。加速度レベル弁別回路７４ａ，７４ｂ，７
４ｄからは、図１７（４）、図１７（５）および図１７
（６）の各出力波形が得られ、タイマ９２ａ，９２ｂ，
９２ｄは、図１７（７）、図１７（８）および図１７
（９）の各出力波形を導出し、これによってＯＲゲート
１２２からは、図１７（１０）に示される波形が得られ
る。こうして地震による振動の弁別が行われる。

【００４９】図１８は、加速度センサＳ１〜Ｓ３を備え
た感震器１０を示す斜視図である。感震器１０は、直方
体や立方体などの剛性のブロック体１１と、ブロック体
１１の相互に直交する３つの取付面１２，１３，１４に
それぞれ固定される加速度センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３とを
備える。ブロック体１１は、鉄やアルミニウムなどの金
属製や合成樹脂製などの剛体である。また、図１８
（ｂ）に示すように、感震用センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３自
体を接合して立方体状の感震器１０を構成しても構わな
い。センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は同一の構成を有し、参照
符Ｓで総称することがある。

【００５０】図１９（１）は加速度センサＳ１の断面図
であり、図１９（２）はその加速度センサＳ１を切り欠
いて示す斜視図である。センサＳ１は、片持ち支持され
る振り子１５と、振り子１５の往復運動する方向（図１
９（１）の上下方向）に振り子１５の両側で配置される
一対の電極１６，１７とを有する。振り子１５は、振り
子本体１８と、片持ち支持部分１９とから成り、片持ち
支持部分１９は取付け部２０に連なる。振り子１５と取
付け部２０とは、導電性単結晶シリコンから成る。振り
子本体１８に対向してスペーサ２１が配置される。電極
１６，１７は扁平なガラス板２２，２３に形成されてお
り、これらの電極１６，１７はアルミニウム製薄膜であ
り、たとえば蒸着などの手法で形成される。ガラス板２
２，２３は、導電性単結晶シリコンから成る基板２４，
２５にそれぞれ固定されており、電極１６，１７はガラ
ス板２２，２３に形成された連結孔２６，２７を介して
基板２４，２５に電気的に接続される。こうしてセンサ
Ｓ１は、図１９（１）の対称面２８に関して対称に構成
される。

【００５１】片持ち支持部分１９は、完全弾性体である
ため、ヒステリシス、脆性およびクリープが生じない。
取付け部２０とガラス板２２，２３と基板２４，２５
は、二酸化シリコンを介して完全に融合し、またスペー
サ２１も同様であり、こうして内部空間２９は気密状態
であり、真空となっている。振り子本体１８と電極１
６，１７との間の間隔ｄ１，ｄ２は、自然状態、すなわ
ち加速度が作用していない状態では，２〜５μｍ程度で
あり、この実施例ではｄ１＝ｄ２である。スペーサ２１
は、振り子１５および取付け部２０と同一材料から成
る。こうしてセンサＳ１は、たとえば縦２×横２×厚さ
３ｍｍであって、微小な形状に構成される。振り子１５
の厚さ方向（図１９（１）の上下方向）をｘ方向とする
とき、センサＳ１は図１のブロック体１１の取付面１２
にｘ方向が一致するように接着剤などによって固定され
る。残余の加速度センサＳ２，Ｓ３もまた同様に構成さ
れる。

【００５２】このような加速度センサＳ１は、長期間に
わたって特性が安定しており、また−４０〜＋１２５℃
の広い温度範囲で高精度で加速度を検出することができ
る。センサＳ１は、面２８に関して対称であり、したが
って熱膨張によっても、全体が均一に膨張するので、振
り子本体１８と各電極１６，１７との容量の合成値は変
わらない。またセンサＳ１は、たとえば４０００ｇ（ｇ
は重力加速度）程度の過衝撃、すなわち過加速度による
振り子本体１８の振れを、サンドイッチ状の電極１６，
１７、すなわちガラス板２２，２３で制限するので、振
り子本体１８を支持する片持ち支持部分１９に過度のた
わみ力が作用せず、したがって片持ち支持部分１９の破
損を防止できる。さらに本実施例の構成によれば、感度
方向の選択性に優れている。すなわち振り子１５を含め
てセンサＳ１が図１９（１）の上下方向に積層構造を形
成しているので、図１９（１）の上下方向には感度が優
れており、図１９（１）の紙面垂直方向の感度は極めて
低くなる。

【００５３】さらに、振り子１５および取付け部２０
は、半導体エッチング技術によって微細な加工が容易で
あり、センサＳ１の自動化による大幅な製造工数の削減
によって、品質を安定化し、量産効果による低価格化を
実現できる。またシリコンウエハ技術でセンサＳ１を製
造することができ、また温度係数が非常に低いので、室
温で調整して出荷することができ、これによって製造工
数を大幅に削減できる。またマイクロエッチング技術を
採用することができ、小型化が可能である。残余のセン
サＳ２，Ｓ３もまたセンサＳ１と同様な構成を有する。

【００５４】図２０は、本発明に係る感震器１０および
ガスメータ５０の電気回路を示すブロック図である。３
つの加速度センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の振り子１５および
各電極１６，１７は、取付け部２０および基板２４，２
５を介してライン３１，３２，３３にそれぞれ接続され
る。振り子１５と各電極１６，１７との間の容量をＣ
１，Ｃ２とするとき、加速度が存在しない自然状態で
は、Ｃ１＝Ｃ２であり、加速度が発生すると、慣性の法
則によって、間隔ｄ１，ｄ２（図１９（１）参照）が相
互に異なり、これによってＣ１＜Ｃ２またはＣ１＞Ｃ２
となる。増幅回路７１ａの変換回路３４は、ライン３
１，３２，３３に接続され、ライン３５，３６に，１つ
のセンサＳ１の容量Ｃ１，Ｃ２に対応する電圧Ｖ１、Ｖ
２をそれぞれ出力する。

【００５５】

【数１】

【００５６】ここでＶ０は、温度補償回路３７が変換回
路３４にライン３８を介して与える電圧であって、オフ
セット回路３９とともに、オフセット調整を行う。差動
増幅回路４０は、ライン３５，３６の出力にそれぞれ応
答し、ライン４１に両電圧Ｖ１、Ｖ２の差の出力Ｖ３を
導出する。

【００５７】

【数２】

【００５８】ここで合成値（Ｃ１−Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ
２）は、センサＳ１のｘ方向の加速度に比例する。

【００５９】上述の説明は、主として加速度センサＳ１
にのみに関して行われたが、センサＳ１の振り子１５
は、残余のセンサＳ２，Ｓ３の振り子とともに共通にラ
イン３１に接続され、また各電極１６，１７は残余の加
速度センサＳ２，Ｓ３の対応する各電極は、同様な増幅
回路７１ｂ，７１ｃに接続される。

【００６０】各増幅回路７１ａ〜７１ｃの出力は、前述
の実施例におけるローパスフィルタ７２，７２ａ〜７２
ｃ以降の構成要素を備えた振動弁別回路１２４に与えら
れる。この振動弁別回路１２４の具体的な構成は、前述
の図１、図１３〜図１７にそれぞれ関連して述べた実施
例と同一であり、地震による振動が発生されたときに得
られるハイレベルの出力によって、駆動回路７５を介し
て警報用の表示ランプ６２を点灯させたり、駆動回路７
６を介して遮断弁５２を閉じる。

【００６１】図２１は本発明の一実施例であるガスメー
タ５０の一部切欠斜視図であり、図２２はガスメータ５
０のガス流路および電気ブロックを示す系統図である。
ガスメータ５０の入口５１からガスが供給されると、遮
断弁５２から通路６０を通って膜式ガスメータなどのガ
スメータ本体５３にガスが流れてガス流量の計量が行わ
れる。計量を終えたガスは通路６１を通って出口５４か
らガス消費機器に分配される。

【００６２】ガスメータ５０には回路基板５５が搭載さ
れ、この電源としてたとえばリチウム電池など長期間使
用可能な電池５６が使用される。感震器１０は、回路基
板５５上に取付けられ、さらに図２０に示される残余の
電気回路も回路基板５５に取付けられる。振動弁別手段
１２４によって地震による振動が弁別されると、表示ラ
ンプ６２が点灯し、使用者に地震発生を告知することが
できる。また、地震レベルによっては遮断弁５２を閉じ
ることになる。こうしてガスメータ本体５３およびガス
出口５４にガスが供給されることが防がれ、ガスメータ
５０の下流側での燃料ガス漏洩事故を未然に防止でき
る。遮断弁５２は復帰ボタンを操作すると元に復帰し、
ガス供給が再開する。

【００６３】ガスメータ本体５３において検出されたガ
ス量は、流量センサ５７によって電気信号に変換され、
回路基板５５に搭載されたマイクロコンピュータなどの
処理回路７２に入力される。また、ガス消費機器の近辺
に設置されたガス漏洩警報器や不完全燃焼警報器などか
ら外部信号５９を回路基板５５を介して処理回路７２に
入力することが可能であり、外部信号５９に基づいて表
示ランプ６２や遮断弁５２を動作させても構わない。ガ
スメータ５０は、マイコンメータなどと呼ばれる。

【００６４】本発明はガスメータに関連して実施される
だけでなく、その他たとえば、エレベータの籠の地震発
生時における停止およびエレベータの地震発生時の制振
のためにもまた実施することができ、さらにまたビル内
のボイラおよび空気調和のための設備において、地震発
生時にそれらの動作を停止させるためにもまた関連して
実施することができ、その他の用途においても、本発明
を実施することができる。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、地震またはそのほかの
衝撃による振動の加速度を加速度センサによって検出
し、その加速度センサの出力振動を加速度弁別レベルで
レベル弁別して比較し、加速度センサの出力信号が加速
度弁別レベル以上であることを表す出力が断続的に予め
定める時間以上にわたって得られるとき、地震による振
動であると弁別するようにしたので、希望する加速度の
大きさを正確に設定することができ、また誤検出を防ぐ
ことができる。

【００６６】さらに本発明によれば、この加速度弁別レ
ベルでレベル弁別して得た出力の継続時間は、約１ｓｅ
ｃ以上に選び、これによって地震の検出を確実にする。

【００６７】さらに本発明によれば、加速度センサの出
力を約３〜１５Ｈｚ未満の遮断周波数を有するローパス
フィルタで濾波し、これによって地震による振動によっ
て生じた加速度だけを抽出し、このことによってもまた
地震による振動を正確に弁別することができる。

【００６８】さらに本発明によれば、継続時間検出手段
を用いて加速度レベル弁別手段の出力を積分して、その
積分出力を積分弁別レベルでレベル弁別し、積分出力が
積分弁別レベル以上であって、しかも加速度が加速度弁
別レベル以上である時間がタイマで設定された予め定め
た時間毎に検出されることによって、その論理回路の出
力をカウンタで計数するようにしたので、地震による振
動波形だけを、衝撃などに起因した振動とは正確に区別
して弁別することができる。

【００６９】さらに本発明によれば、直交３軸毎に設け
られた第１〜第３加速度センサに対応して共通のタイマ
を用い、構成の簡略化を図ることができる。

【００７０】また本発明によれば、たとえば水平面内の
第１および第２軸の加速度センサの出力を加算し、その
加算値を約１／√２倍することによって、第１軸または
第２軸の一方向の加速度成分として取り扱うことができ
るようになり、したがって加速度レベル弁別手段の加速
度弁別レベルを、第１および第２加速度レベル弁別手段
において、ほぼ同一の値として用いることができ、この
ことによってもまた構成が簡略化されるとともに地震に
よる振動の弁別を正確に行うことができるようになる。

【００７１】さらに本発明によれば、たとえば水平面内
における第１および第２軸の加速度を加算して約１／√
２倍し、第１〜第３加速度レベル弁別手段において、ほ
ぼ同一の加速度弁別レベルでレベル弁別を行って比較を
することができ、このことによってもまた構成の簡略化
を図ることができるようになる。

【００７２】さらに本発明によれば、ローパスフィルタ
の出力を絶対値回路によって上下の波形の絶対値を求
め、いわば全波整流した波形を得るようにし、これによ
って微弱な地震の振動波形であっても、正確な振動種類
の弁別を行うことが可能になる。

【００７３】さらに本発明によれば、鉛直方向の加速度
を検出する加速度センサの出力を、加速度レベル弁別手
段によって比較し、その出力を積分して積分レベル弁別
手段によってレベル弁別し、その積分レベル弁別出力が
タイマによって設定したたとえば約０．５秒または１秒
以上継続するかどうかを判別し、こうして地震によって
しか上下の振動が生じない振動かどうか、すなわち振動
の種類の弁別を、簡単な構成で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体の構成を示すブロック
図である。

【図２】図１に示される実施例の基本的な考え方を説明
するためのフローチャートである。

【図３】本件発明者の実験結果による加速度センサＳ１
の地震発生時における出力波形を示す図である。

【図４】本件発明者の実験結果による加速度センサＳ１
の衝撃による振動発生時における波形を示す図である。

【図５】図３および図４の実験を行ったときにおける構
成を示す簡略化した正面図である。

【図６】図３および図４の実験が行われたときにおける
図５の構成の側方から見た断面図である。

【図７】ローパスフィルタ７２の動作を説明するための
図である。

【図８】絶対値増幅回路７３の具体的な構成を示す電気
回路図である。

【図９】積分手段９１の具体的な構成を示す電気的回路
図である。

【図１０】タイマ９２の動作を説明するための波形図で
ある。

【図１１】図１に示される実施例の地震発生時における
動作を説明するための波形図である。

【図１２】図１に示される実施例の地震以外の衝撃によ
る振動が生じるときにおける動作を説明するための波形
図である。

【図１３】本発明の他の実施例の全体の構成を示すブロ
ック図である。

【図１４】本発明の他の実施例の全体の構成を示すブロ
ック図である。

【図１５】図１４に示される加算回路１１４および演算
回路１１５の働きを説明するための図である。

【図１６】本発明のさらに他の実施例の全体の構成を示
すブロック図である。

【図１７】図１６に示される実施例の動作を説明するた
めの波形図である。

【図１８】感震器１０の構成を示す斜視図である。

【図１９】速度センサＳ１の構成を示す図である。

【図２０】ガスメータに関連する電気的構成を示すブロ
ック図である。

【図２１】ガスメータ５０の全体の構成を示す一部を切
欠いた斜視図である。

【図２２】ガスメータ５０のガスの通路を簡略化して示
す図である。

【符号の説明】

７１，７１ａ〜７１ｃ 増幅回路 ７２，７２ａ〜７２ｃ ローパスフィルタ ７３，７３ａ〜７３ｃ 絶対値増幅回路 ７４，７４ａ〜７４ｃ 加速度レベル弁別手段 ７５ 加速度弁別レベル設定回路 ７６ 継続時間検出手段 ９１，９１ａ〜９１ｃ 積分手段 ９２，９２ａ〜９２ｃ タイマ ９３ 積分弁別レベル設定回路 ９４，９４ａ〜９４ｄ 積分レベル弁別手段 ９７，９７ｃ，１２１ 排他的論理和ゲート ９８ カウンタ １１１ ＡＮＤゲート １１３，１１６，１１７，１２２ ＯＲゲート Ｓ１，Ｓ３ 加速度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 博幸 大阪府大阪市淀川区木川東３丁目４番９号 株式会社センサー技術研究所内 (72)発明者 谷内 忠司 大阪府大阪市淀川区木川東３丁目４番９号 株式会社センサー技術研究所内

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動の加速度の大きさに対して連続的に
   変化する出力信号を出力する加速度センサを用いる振動
   の種類の弁別方法において、 加速度センサの出力信号を予め定める加速度弁別レベル
   でレベル弁別し、断続的に前記加速度弁別レベル以上の
   出力が予め定める時間以上にわたって得られるとき、地
   震による振動であると弁別することを特徴とする振動の
   種類の弁別方法。
2. 【請求項２】 予め定める時間は、約１ｓｅｃ以上であ
   ることを特徴とする請求項１記載の振動の種類の弁別方
   法。
3. 【請求項３】 加速度センサの出力を予め定める周波数
   未満で濾波してレベル弁別することを特徴とする請求項
   １記載の振動の種類の弁別方法。
4. 【請求項４】 前記周波数は、約３〜１５Ｈｚ未満の値
   に選ばれることを特徴とする請求項３記載の振動の種類
   の弁別方法。
5. 【請求項５】 振動の加速度の大きさに対して連続的に
   変化する出力信号を出力する加速度センサと、 加速度センサの出力信号を予め定める加速度弁別レベル
   でレベル弁別する加速度レベル弁別手段と、 加速度レベル弁別手段の出力に応答し、前記加速度弁別
   レベル以上である加速度センサの出力信号が予め定める
   時間以上にわたって継続することを検出する継続時間検
   出手段とを含むことを特徴とする振動の種類の弁別装
   置。
6. 【請求項６】 継続時間検出手段は、 前記加速度レベル弁別手段の出力を積分する積分手段
   と、 積分手段の積分出力を予め定める積分弁別レベルでレベ
   ル弁別する積分レベル弁別手段と、 加速度レベル弁別手段の出力に応答し、前記予め定める
   時間毎の計時をするタイマと、 積分レベル弁別手段とタイマとの出力に応答し、積分出
   力が積分弁別レベル以上であってかつタイマの出力が得
   られることを検出する論理回路とを含むことを特徴とす
   る請求項５記載の振動の種類の弁別装置。
7. 【請求項７】 論理回路の出力を計数し、その計数値が
   予め定める値以上であるとき、地震による振動であるこ
   とを表す信号を出力するカウンタを含むことを特徴とす
   る請求項６記載の振動の種類の弁別装置。
8. 【請求項８】 加速度センサと加速度レベル弁別手段と
   の間に、遮断周波数が約３〜１５Ｈｚであるローパスフ
   ィルタが介在されることを特徴とする請求項５〜７のう
   ちの１つに記載の振動の種類の弁別装置。
9. 【請求項９】 ローパスフィルタと加速度レベル弁別手
   段との間に、ローパスフィルタの出力の上下の波形の絶
   対値を求めて導出する絶対値回路が介在されることを特
   徴とする請求項８記載の振動の種類の弁別装置。
10. 【請求項１０】 相互に直交する第１〜第３軸毎の振動
    の加速度の大きさに対して連続的に変化する出力信号を
    それぞれ出力する第１〜第３加速度センサと、第１〜第
    ３加速度センサの出力を予め定める加速度弁別レベルで
    それぞれレベル弁別する第１〜第３加速度レベル弁別手
    段と、 第１〜第３加速度レベル弁別手段の出力をそれぞれ積分
    する第１〜第３積分手段と、 第１〜第３積分手段の各積分出力を予め定める積分弁別
    レベルでレベル弁別する第１〜第３積分レベル弁別手段
    と、 第１〜第３加速度レベル弁別手段の各出力の論理和を演
    算する第１のＯＲゲートと、 第１のＯＲゲートの出力に応答し、予め定める時間毎の
    計時をするタイマと、第１積分レベル弁別手段とタイマ
    との出力に応答し、第１積分手段の積分出力が第１積分
    レベル弁別手段の積分弁別レベル以上であってかつタイ
    マの出力が得られることを検出する第１論理回路と、 第２積分レベル弁別手段とタイマとの出力に応答し、第
    ２積分手段の積分出力が第２積分レベル弁別手段の積分
    弁別レベル以上であってかつタイマの出力が得られるこ
    とを検出する第２論理回路と、 第３積分レベル弁別手段とタイマとの出力に応答し、第
    ３積分手段の積分出力が第３積分レベル弁別手段の積分
    弁別レベル以上であってかつタイマの出力が得られるこ
    とを検出する第３論理回路と、 第１および第２論理回路の出力の論理積を演算するＡＮ
    Ｄゲートと、 第３論理回路とＡＮＤゲートとの論理和を演算する第２
    のＯＲゲートとを含むことを特徴とする振動の種類の弁
    別装置。
11. 【請求項１１】 相互に直交する第１〜第３軸毎の振動
    の加速度の大きさに対して連続的に変化する出力信号を
    それぞれ出力する第１〜第３加速度センサと、第１およ
    び第２の加速度センサの出力を加算する加算回路と、 加算回路の出力の約１／√２を演算する演算回路と、 第３加速度センサおよび演算回路の各出力を予め定める
    加速度弁別レベルでそれぞれレベル弁別する第１および
    第２加速度レベル弁別手段と、 第１および第２加速度レベル弁別手段の各出力をそれぞ
    れ積分する第１および第２積分手段と、 第１および第２積分手段の各積分出力を予め定める積分
    弁別レベルでそれぞれレベル弁別する第１および第２積
    分レベル弁別手段と、 第１および第２加速度レベル弁別手段の各出力の論理和
    を演算する第１のＯＲゲートと、 第１のＯＲゲートの出力に応答し、予め定める時間毎の
    計時をするタイマと、第１積分レベル弁別手段とタイマ
    との出力に応答し、第１積分手段の積分出力が第１積分
    レベル弁別手段の積分弁別レベル以上であってかつタイ
    マの出力が得られることを検出する第１論理回路と、 第２積分レベル弁別手段とタイマとの出力に応答し、第
    ２積分手段の積分出力が第２積分レベル弁別手段の積分
    弁別レベル以上であってかつタイマの出力が得られるこ
    とを検出する第２論理回路と、 第１および第２論理回路の出力の論理和を演算する第２
    のＯＲゲートとを含むことを特徴とする振動の種類の弁
    別装置。
12. 【請求項１２】 相互に直交する第１および第２軸毎の
    振動の加速度の大きさに対応して連続的に変化する出力
    信号をそれぞれ出力する第１および第２加速度センサ
    と、 第１および第２加速度センサの出力を加算する加算回路
    と、 加算回路の出力の約１／√２を演算する演算回路と、 第１および第２加速度センサならびに演算回路の各出力
    を予め定める加速度弁別レベルでそれぞれレベル弁別す
    る第１、および第３加速度レベル弁別手段と、第１、第
    ２および第３加速度レベル弁別手段の各出力に応答し、
    予め定める時間毎の計時をする第１〜第３タイマと、 第１、第２および第３タイマの出力の論理和を演算する
    ＯＲゲートとを含むことを特徴とする振動の種類の弁別
    装置。
13. 【請求項１３】 第１および第２加速度センサは、水平
    面の加速度を検出することを特徴とする請求項１０〜１
    ２のうちの１つに記載の振動の種類の弁別装置。
14. 【請求項１４】 第２のＯＲゲート１１３，１１７の出
    力を計数し、その計数値が予め定める値以上であるとき
    地震による振動であることを表す信号を出力するカウン
    タを含むことを特徴とする請求項１０または１２に記載
    の振動の種類の弁別装置。
15. 【請求項１５】 鉛直方向の振動の加速度の大きさに対
    して連続的に変化する出力信号を出力する加速度センサ
    と、 加速度センサの出力を予め定める加速度弁別レベルでレ
    ベル弁別する加速度レベル弁別手段と、 加速度レベル弁別手段の出力を積分する積分手段と、 積分手段の積分出力を予め定める積分弁別レベルでレベ
    ル弁別する積分レベル弁別手段と、 積分レベル弁別手段の出力に応答し、予め定める時間の
    計時をするタイマと、タイマの出力に応答し、積分出力
    が積分弁別レベル以上である時間がタイマの前記予め定
    める時間以上であることを判断する手段とを含むことを
    特徴とする振動の種類の弁別装置。
16. 【請求項１６】 各加速度センサと各加速度レベル弁別
    手段との間に、遮断周波数が約３〜１５Ｈｚであるロー
    パスフィルタが介在されることを特徴とする請求項１０
    〜１５のうちの１つに記載の振動の種類の弁別装置。
17. 【請求項１７】 各ローパスフィルタと加速度レベル弁
    別手段との間に、ローパスフィルタの出力の上下の波形
    の絶対値を求めて導出する絶対値回路が介在されること
    を特徴とする請求項１６記載の振動の種類の弁別装置。