JPH11304938A - 感震装置 - Google Patents
感震装置Info
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- JPH11304938A JPH11304938A JP11195998A JP11195998A JPH11304938A JP H11304938 A JPH11304938 A JP H11304938A JP 11195998 A JP11195998 A JP 11195998A JP 11195998 A JP11195998 A JP 11195998A JP H11304938 A JPH11304938 A JP H11304938A
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Abstract
震装置において、地震と衝撃の判別を精度よく行えるよ
うにする。 【解決手段】 振動を検出する振動検出手段6、7、8
の信号から振動波形のピーク値を検出するピーク値検出
手段11と、前記ピーク値が連続して減衰するか否かを
検出するピーク連続変化検出手段12と、所定時間内の
ピーク値の数を検出するピーク数検出手段13と、前記
ピーク連続変化検出手段12とピーク数検出手段13の
2つの結果により異常か否かを判別する異常判別手段1
4とで構成され、振動信号のピーク値の連続変化とピー
ク数を所定時間内で検出することで、異常か否かを短時
間で高精度に判定することができる。
Description
遮断装置などに設置されて地震を検出する感震装置に関
するものである。
は、特開平5−52642号公報や特開平8−2954
0号公報のようなものが知られていた。以下、その方法
について図8から図13を参照しながら説明する。
ン/オフ信号を出力するオン/オフ信号出力手段として
の感震器1と、オン/オフ信号におけるオン時間とオフ
時間のそれぞれを計測する計測手段2と、計測による同
時間帯のものを計数する計数手段3と、設定時間の計時
手段4と、設定時間内における計数手段3により得られ
る計数値に基づいて振動波形判別推論を行う推論手段5
とを備えた構成となっており、計数値からメンバーシッ
プ関数を作成してファジィ推論を用いて地震判別をおこ
なっていた。
判別方法は、所定のしきい値以下の振動データをゼロに
変換した後、符号反転の検出を行うようにして周期t1
からt7を計算する。そして、ゼロデータが所定の割合
未満のデータだけを選び、さらに周期tが0.1秒<t
<1秒の範囲になるようなゼロクロス点のみを選択し、
最終的にゼロクロスA、B、C、Dが4回カウントされ
る。そして、このうち最初のゼロクロスAは、その直後
のゼロクロスが条件に当てはまらないためにゼロクロス
の回数はリセットされ、次のゼロクロスBからカウント
され3回連続カウントされた時点Dで振動が地震である
と判別される。このように所定の条件下での振動データ
の符号反転が3回以上連続した場合に地震と判別するよ
うにしていた。
の技術では、推論処理を行うために高性能なマイクロコ
ンピュータが必要であることと、推論処理などで判別に
時間がかかるという課題があった。また、ゼロクロスに
よる判別では衝撃と地震との区別が困難であった。
するために、振動を検出する振動検出手段と、前記振動
検出手段からの信号から振動波形のピーク値を検出する
ピーク値検出手段と、前記ピーク値が連続して減衰また
は増加するか否かを検出するピーク連続変化検出手段
と、第1の所定時間内のピーク値の数を検出するピーク
数検出手段と、前記ピーク連続変化検出手段とピーク数
検出手段の2つの結果により異常か否かを判別する異常
判別手段とを備えた構成とした。
が連続して減少または増加することと、第1の所定時間
内のピークの数を検出することで異常か否かを判定する
ことができるので、複雑な計算をしなくても精度よくか
つ短時間で異常を精度よく判別することができるのであ
る。
出手段と、前記振動検出手段からの信号から振動波形の
ピーク値を検出するピーク値検出手段と、前記ピーク値
が連続して減衰または増加するか否かを検出するピーク
連続変化検出手段と、第1の所定時間内のピーク値の数
を検出するピーク数検出手段と、前記ピーク連続変化検
出手段とピーク数検出手段の2つの結果により異常か否
かを判別する異常判別手段とを備えたものである。そし
て、振動のピーク値の変化が連続して減少または増加す
ることと、第1の所定時間内のピークの数を検出する簡
単な処理で、異常か否かを判定することができるので、
複雑な計算をしなくても精度よくかつ短時間で異常を判
別することができるのである。
のピーク値が連続して減衰または増加した回数が第1の
所定回数に満たない時、異常であると判定する構成とし
た。そして、ピーク値の連続減衰または連続増加の回数
を数える簡単な処理で異常か否かを判別することがで
き、マイコンの処理を軽減することができる。
所定時間内に複数個のピーク値が連続して減衰または増
加した回数が第1の所定回数に満たない時、異常である
と判定する。そして、第1の所定時間内の減衰または増
加の回数を数える簡単な処理で、より速くかつ精度よく
異常を判定することができる。
した回数が第1の所定回数に満たない時に、第1の所定
時間内のピーク数が第2の所定回数に満たない時のみ、
異常であると判定する。そして、ピーク値の連続減衰ま
たは連続増加が発生した場合でも、第1の所定時間内の
ピークの数が第2の所定回数以上に発生している場合
は、地震ではなく衝撃と判定し、異常ではないと判定す
ることで誤動作を防止することができる。
の信号が第1の所定レベル以上になった時にピーク値の
検出を開始するものである。そして、第1の所定レベル
以上の振動発生後に行うことで、大きな振動レベルのデ
ータでノイズの影響を受けずに精度よく判別を行うこと
ができる。
検出する複数個の振動センサを備え、ピーク値検出手段
は、前記振動センサのうちいずれか1つの振動センサの
信号を用いてピーク値を検出する構成とした。そして、
1つの振動センサの信号を用いることで異常判別手段の
メモリー容量を少なく抑えることができるのである。
ベル以上か否かを判定するレベル判定手段と、前記レベ
ル判定手段が第1の所定レベル以上の振動を検出したと
き、ピーク値検出手段は、複数個の振動検出手段のう
ち、最もレベルが大きい振動検出手段の信号を用いてピ
ーク値を検出するものである。そして、最もレベルの高
い信号を用いることでノイズの影響を受けず、かつ異常
判別手段の少ないメモリーで精度よく判別することがで
きる。
所定レベル以上の時、異常判別手段は異常と判定するも
のである。そして、第2の所定レベル以上か否かを判定
することで、非常に速く異常の検出を行うことができ災
害を未然に防止することができる。
号が第1の所定レベル以上になってから、第2の所定時
間経過後の検出値が第3の所定レベル以上の時、異常と
判定するものである。そして、第2の所定時間経過後の
検出レベルを判定に用いることで、短時間の衝撃が異常
と判定される誤動作を防止することができる。
ークの時のみ、異常と判定するものである。そして、第
2の所定時間経過後のピーク値を判定に用いることで、
短時間の衝撃後の遅れ応答信号が異常と判定される誤動
作を防止することができる。
て説明する。
震装置のブロック図である。図1において、6はX軸方
向の振動加速度を検出する振動検出手段としての振動セ
ンサX、7はY軸方向の振動加速度を検出する振動検出
手段としての振動センサY、8はZ軸方向の振動加速度
を検出する振動検出手段としての振動センサZ、9は各
振動センサの信号を所定時間間隔でA/D変換するサン
プリング手段、10は3つの振動センサの信号を合算し
て所定値と比較するレベル判定手段、11は振動センサ
の信号からピーク値を検出するピーク値検出手段、12
は検出したピーク値が連続的に所定時間内に減衰または
増加する回数を検出するピーク連続変化検出手段、13
はピークの数を数えるピーク数検出手段、14はピーク
連続変化検出手段12の信号とピーク数検出手段13の
信号から異常か否かを判定する異常判別手段、15は所
定時間を計測する所定時間計、16はサンプリング手段
9とレベル判定手段10とピーク値検出手段11とピー
ク連続変化検出手段12とピーク数検出手段13と異常
判別手段14と所定時間計15を備えたマイコン、17
は電源手段としての電池、18は振動検出センサへの電
気の供給を制御する電源制御手段、19は異常時にガス
や電力のエネルギーの供給を遮断する遮断手段である。
いて説明する。本発明の感震装置は、サンプリング時間
間隔(例えば、20m秒の間隔)で振動センサ6、7、
8の信号をサンプリングする。まず、振動センサ6、
7、8の電源を電源制御手段18によってオンにして、
振動センサ6、7、8の信号が安定するまで遅延時間タ
イマーとして所定時間計15で所定時間待つ(例えば、
1m秒の時間待ち)。そして、所定のサンプリング時間
になれば、振動センサ6、7、8の信号を順にマイコン
16のA/D変換機能を有したサンプリング手段9でデ
ジタルデータとしてマイコン16に取り込む。3つの振
動センサ6、7、8の信号のサンプリングが完了すると
振動センサ6、7、8の電源をオフにする。そして、検
出した3つの信号データと第1の所定レベルとをレベル
判定手段10で比較する。ここで、レベル判定手段10
は、3つの信号のベクトル合成値を求めて、第1の所定
レベル(例えば、震度5程度の200ガル)と比較する
こととした。そして、第1の所定レベルと比較して計測
したレベルが小さい場合は、再度サンプリング時間待ち
の処理に戻り、タイミングを待つこととする。
ベルが大きいと判定された時は、次に第2の所定レベル
(例えば、震度7程度の400ガル)と比較し、計測さ
れた振動レベルがそのレベル以上であれば、即異常と判
定し、異常時の処理を行う。また、第1の所定レベル以
上で、かつ第2の所定レベル未満の時は、ピークの連続
した増減の現象を調べる。まず、3つの振動センサ6、
7、8の信号の内、振動レベルの絶対値に相当する値
が、最も大きな信号を出力している振動センサ(例え
ば、振動センサX6とする)を選別する。そして、その
振動検出手段の信号を用いて、その値が+方向に凸のピ
ークか否かをピーク値検出手段11が判定する。ピーク
でない時は、再びサンプリング時間の待機を行う。ま
た、第1の所定レベルの判定後、第1の所定時間として
2秒を経過した場合は、ピーク値検出処理をパスして、
異常判別処理を行い、以上か否かを判定する。ここで、
図4に地震のような異常時の振動波形を示し、+方向に
凸のピークは、黒丸印で示すものである。また、白丸印
は、サンプリングのデータであり、白三角印は、−方向
に凸のピークである。
トすると共に、一つ前のピーク値と比較して減衰または
増加したか否かをピーク連続変化検出手段12で検出す
る。そして、連続して減衰または増加しないピーク値の
時は、連続ピークの数を数えるカウンタをリセットし
て、再びサンプリング時間の待機を行う。一方、一つ前
のピークと比較して今回のピークが減衰または増加する
時は、連続ピークの数を1つカウントアップして、その
カウント数が第1の所定回数以上(例えば、5回以上)
か否かを異常判別手段14が判定する。ここで、第1の
所定回数以上の時は、異常ではないと判断してサンプリ
ング処理に戻る。また、連続ピークの数が第1の所定回
数未満の時で、かつ第1の所定時間以上(例えば、2秒
以上)経過している時は、第1の所定時間の2秒間にカ
ウントされたピークの総数を判別に用いる。すなわち、
2秒間のピークの総数が第2の所定回数(例えば、18
個)未満の時は、異常と判定して異常時の処置としての
ガスや電力の供給を遮断し、復帰信号の発生を待ち待機
する。また、ピークの総数が第2の所定回数以上の時
は、衝撃など異常ではないと判定して、レベル判定手段
に戻り、サンプリング時間の待機を行う。
は、第1の所定時間内である2秒以内に連続してピーク
が減衰することはほとんどないので、確実に異常を検出
することができる。また、図5に示すようなピークが増
減する衝撃波形の場合でも、第1の所定時間の2秒以内
のピーク数が多く発生するので異常ではないと判別する
ことができる。また、振動センサの取付け状況に応じ
て、所定回数や時間を変更することで、いろいろな設置
状態に対応することができる。
たが、図4と図5に△印で示す−方向の凸についても同
様に行うことができる。よって、+方向、−方向いずれ
か一方のピークでも同様の効果が得られる。そして、1
個の振動検出手段を用いて判別を行うことで説明した
が、3個の振動検出手段の信号を用いて、それぞれ判別
を行い、多数決で決めることによって判別精度は向上す
ることができる。
用いて行うことも可能である。それには、振動波形の信
号を2乗して、+方向のみのピークに変換することによ
って、所定時間内のピークの数がおおよそ2倍になり、
多くのデータで異常判別を行うことで精度の高い判別を
行うことができる。
対応して電気信号が出力されるセンサを用いることでこ
れらの効果を実現することができる。そして、振動加速
度の信号を所定の低域通過フィルターで濾波することで
ピークの検出が的確に行え、判別精度を向上することが
できる。
して減少または増加することと所定時間内のピークの数
の2つの条件で異常か否かを判定することで、複雑な計
算をしなくても精度よくかつ短時間で異常を判別するこ
とができるのである。そして、ピーク値の減衰または増
加の回数を数える簡単な処理で異常か否かを判別するこ
とができ、マイコンの処理を軽減することができる。ま
た、+方向に凸のピークのみを使用することで、非対称
的な衝撃振動でも精度よく検出することができる。そし
て、所定レベル以上の振動発生後に行うことで、大きな
振動レベルのデータでノイズの影響を受けずに精度よく
判別を行うことができる。また、1つの振動センサの信
号を用いることで異常判別手段のメモリー容量を少なく
抑えることができ、最もレベルの高い信号を用いること
でノイズの影響を受けずに精度よく判別することができ
る。さらに、第2の所定レベル以上の時は、即、異常と
判定することで短時間で異常現象が判定できる。
震装置の動作を説明する振動波形図、図7は動作を示す
フローチャートである。そして、実施例1と異なる点
は、異常判別手段が、振動センサの信号が第1の所定レ
ベル(例えば、200ガル)以上になってから、第2の
所定時間(例えば、1秒)経過後のピーク値が第3の所
定レベル(例えば、30ガル)以上の時、異常と判定す
ることにある。また、構成は図1と同様であり、レベル
判定手段は図2の処理と同様である。異常判別手段とし
ての処理動作、作用について、次に説明する。
較して計測レベルが大きいと判定され、3つの振動セン
サ6、7、8の信号の内、振動レベルの絶対値に相当す
る値が、最も大きな信号を出力している振動センサ(例
えば、振動センサX6とする)を選別し、その振動検出
手段の信号を用いて、その値が+方向に凸のピークか否
かをピーク値検出手段11が判定する。そして、ピーク
でない時は、実施例1と同様に、再びサンプリング時間
の待機を行う。
トすると共に、一つ前のピーク値と比較して減衰または
増加したか否かをピーク連続変化検出手段12で検出
し、そのピーク値とピークの発生時間を記憶する。そし
て、連続して減衰または増加しないピーク値の時は、連
続ピークの数を数えるカウンタをリセットして、再びサ
ンプリング時間の待機を行う。一方、一つ前のピーク値
と比較して今回のピーク値が減衰または増加する時は、
連続ピークの数を1つカウントアップして、そのカウン
ト数が第1の所定回数以上(例えば、5回以上)か否か
を異常判別手段14が判定する。ここで、第1の所定回
数以上の時は、異常ではないと判断して第1の所定時間
のサンプリング処理に戻る。また、連続ピークの数が第
1の所定回数未満の時で、かつ第1の所定時間以上(例
えば、2秒以上)経過している時は、2秒間にカウント
されたピークの総数を判別に用いる。すなわち、2秒間
のピークの総数が第2の所定回数(例えば、18個)未
満か否かを判別し、第2の所定回数未満の時は、さら
に、第1の所定レベルを超えてから第2の所定時間(例
えば、1秒)後のピーク値が、第3の所定レベル(例え
ば、30ガル)以上の時は、異常と判定して異常時の処
置としてのガスや電力の供給を遮断し、復帰信号の発生
を待ち待機する。また、ピークの総数が第2の所定回数
以上の時や第1の所定レベルを超えてから第2の所定時
間後のピーク値が、第3の所定レベル以上の時は、衝撃
など異常ではないと判定して、レベル判定手段に戻り、
サンプリング時間の待機を行う。
1秒以内に振動が完了し、ゼロ点であるオフセット電圧
に復帰しようとするが、1秒後の信号波形にはピークが
なく、かつレベルが低いことから、第2の所定時間とし
ての1秒経過後の検出値がピークの時のみ、衝撃ではな
く、地震振動として異常と判定するものである。
200ガル)検出後、振動加速度波形の+方向に凸のピ
ーク値が、第1の所定時間(2秒)内に、連続して減衰
または増加するピークの数が5以内で、かつピークの数
が18以内、かつ第1の所定レベルの1秒後、ピーク値
が30カ゛ル以上に発生した時、地震と判別することで、
第2の所定時間経過後のピーク値を判定に用いること
で、短時間の衝撃後の遅れ応答信号が異常と判定される
誤動作を防止することができる。。
や設定時間を再設定することで、より高精度な判別がで
きることは、明白である。
よれば、次の効果が得られる。
ら振動波形のピーク値を検出し、前記ピーク値が連続し
て減衰または増加するか否かを検出するピーク連続変化
検出手段と、所定時間内のピーク値の数を検出するピー
ク数検出手段と、前記ピーク連続変化検出手段とピーク
数検出手段の2つの結果により異常か否かを判別する異
常判別手段とを備えることで、振動のピーク値の変化が
連続して減少または増加することと、所定時間内のピー
クの数を検出することで異常か否かを判定することがで
きるので、複雑な計算をしなくても精度よくかつ短時間
で異常を判別することができるのである。
のピーク値が連続して減衰または増加した回数が第1の
所定回数に満たない時、異常であると判定することで、
ピーク値の連続減衰または連続増加の回数を数える簡単
な処理で異常か否かを判別することができ、マイコンの
処理を軽減することができる。
間内に複数個のピーク値が連続して減衰または増加した
回数が、第1の所定回数に満たない時、異常であると判
定することで、所定時間内の減衰または増加の回数を数
える簡単な処理で、より速くかつ精度よく異常を判定す
ることができる。
した回数が第1の所定回数に満たない時に、所定時間内
のピーク数が第2の所定回数に満たない時のみ、異常で
あると判定することで、ピーク値の連続減衰または連続
増加が発生した場合でも、所定時間内のピークの数が第
2の所定回数以上に発生している場合は、地震ではなく
衝撃と判定し、異常ではないと判定することで誤動作を
防止することができる。
の信号が第1の所定レベル以上になった時にピーク値の
検出を開始することで、第1の所定レベル以上の振動発
生後に行うことで、大きな振動レベルのデータでノイズ
の影響を受けずに精度よく判別を行うことができる。
検出する複数個の振動センサを備え、ピーク値検出手段
は、前記振動センサのうちいずれか1つの振動センサの
信号を用いてピーク値を検出することで、1つの振動セ
ンサの信号を用いることで異常判別手段のメモリー容量
を少なく抑えることができるのである。
ベル以上か否かを判定するレベル判定手段と、前記レベ
ル判定手段が第1の所定レベル以上の振動を検出したと
き、ピーク値検出手段は、複数個の振動検出手段のう
ち、最もレベルが大きい振動検出手段の信号を用いてピ
ーク値を検出することで、最もレベルの高い信号を用い
ることでノイズの影響を受けず、かつ異常判別手段の少
ないメモリーで精度よく判別することができる。
所定レベル以上の時、異常判別手段は異常と判定するこ
とで、第2の所定レベル以上か否かを判定することで、
非常に速く異常の検出を行うことができ災害を未然に防
止することができる。
号が第1の所定レベル以上になってから、所定時間経過
後の検出値が第3の所定レベル以上の時、異常と判定す
ることで、短時間の衝撃が異常と判定される誤動作を防
止することができる。
時のみ、異常と判定することで、短時間の衝撃後の遅れ
応答信号が異常と判定される誤動作を防止することがで
きる。
号が第1の所定レベル以上になってから、所定時間経過
後の検出値が第3の所定レベル以上の時、異常と判定す
ることで、短時間の衝撃が異常と判定される誤動作を防
止することができる。
時のみ、異常と判定することで、短時間の衝撃後の遅れ
応答信号が異常と判定される誤動作を防止することがで
きる。
形図
Claims (10)
- 【請求項1】振動を検出する振動検出手段と、前記振動
検出手段の信号から振動波形のピーク値を検出するピー
ク値検出手段と、前記ピーク値が連続して減衰または増
加するか否かを検出するピーク連続変化検出手段と、第
1の所定時間内のピーク値の数を検出するピーク数検出
手段と、前記ピーク連続変化検出手段とピーク数検出手
段の2つの結果により異常か否かを判別する異常判別手
段とを備えた感震装置。 - 【請求項2】ピーク連続変化検出手段は、複数個のピー
ク値が連続して減衰または増加した回数が第1の所定回
数に満たない時、異常であると判定する請求項1記載の
感震装置。 - 【請求項3】ピーク連続変化検出手段は、第1の所定時
間内に複数個のピーク値が連続して減衰または増加した
回数が第1の所定回数に満たない時、異常であると判定
する請求項2記載の感震装置。 - 【請求項4】ピーク値が連続して減衰または増加した回
数が第1の所定回数に満たない時に、第1の所定時間内
のピーク数が第2の所定回数に満たない時のみ、異常で
あると判定する請求項1ないし3のいずれか1項記載の
感震装置。 - 【請求項5】ピーク値検出手段は、振動検出手段の信号
が第1の所定レベル以上になった時にピーク値の検出を
開始する請求項1ないし4のいずれか1項記載の感震装
置。 - 【請求項6】振動検出手段は、複数方向の振動を検出す
る複数個の振動センサを備え、ピーク値検出手段は、前
記振動センサのうちいずれか1つの振動センサの信号を
用いてピーク値を検出する請求項1ないし5のいずれか
1項記載の感震装置。 - 【請求項7】振動検出手段の信号が第1の所定レベル以
上か否かを判定するレベル判定手段と、前記レベル判定
手段が第1の所定レベル以上の振動を検出したとき、ピ
ーク値検出手段は複数個の振動検出手段のうち、最もレ
ベルが大きい振動検出手段の信号を用いてピーク値を検
出する請求項6記載の感震装置。 - 【請求項8】振動検出手段の検出レベルが第2の所定レ
ベル以上の時、異常判別手段は異常と判定する請求項1
ないし7のいずれか1項記載の感震装置。 - 【請求項9】異常判別手段は、振動検出手段の信号が第
1の所定レベル以上になってから、第2の所定時間経過
後の検出値が第3の所定レベル以上の時、異常と判定す
る請求項1ないし8のいずれか1項記載の感震装置。 - 【請求項10】第2の所定時間経過後の検出値がピーク
の時のみ、異常と判定する請求項9記載の感震装置。
Priority Applications (1)
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JP11195998A JP4006820B2 (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 感震装置 |
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JP11195998A JP4006820B2 (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 感震装置 |
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CN107063427A (zh) * | 2016-02-10 | 2017-08-18 | 株式会社神户制钢所 | 旋转机的异常探测系统以及旋转机的异常探测方法 |
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