(57)【要約】【課題】  小型、低コストの振動検知装置を提供する。【解決手段】  圧電センサ２が出力する電気信号は、バッテリー６から動作電力を供給される増幅回路３で増幅された後、ＳＡＷデバイス４を介して特定の周波数成分の電気信号のみが通過する。報知器５は、ＳＡＷデバイス４から出力される特定の周波数成分の電気信号に基づいて、特定の振動を検出したことをブザー音やライト点滅等で報知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動を電気信号に変換する圧電センサと、前記圧電センサからの電気信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路へ動作電力を供給するバッテリーと、前記増幅回路で増幅された電気信号を入力されて特定の周波数成分の電気信号のみを通過させるフィルタ機能を有するＳＡＷデバイスと、前記特定の周波数成分の電気信号に基づいて特定の振動を検出したことを報知する報知手段とを備えることを特徴とする振動検知装置。
【請求項２】
前記圧電センサが出力する電気信号の強度が所定値以上か否かを判断する比較回路と、オン・オフすることで前記バッテリーが前記増幅回路へ供給する動作電力を導通・遮断するスイッチとを備え、前記圧電センサが出力する電気信号の強度が所定値未満の場合、前記スイッチがオンして前記バッテリーから前記増幅回路へ動作電力を供給し、前記圧電センサが出力する電気信号は前記増幅回路で増幅されてから前記ＳＡＷデバイスに入力され、前記圧電センサが出力する電気信号の強度が所定値以上の場合、前記スイッチがオフして前記バッテリーから前記増幅回路へ供給する動作電力を遮断し、前記圧電センサが出力する電気信号が前記ＳＡＷデバイスに直接入力されることを特徴とする請求項１記載の振動検知装置。
【請求項３】
前記ＳＡＷデバイスを通過した特定の周波数成分の電気信号を無線信号に変換して送信する無線送信手段と、前記無線送信手段が送信した無線信号を受信する無線受信手段とを備え、前記報知手段は、前記無線受信手段が受信した無線信号に基づいて特定の振動を検出したこと報知することを特徴とする請求項１または２記載の振動検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の振動を検出したことを報知する振動検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリーを動作電源として圧電センサを用いた振動検知装置がある。圧電センサは圧電体からなり、圧電効果によるバルク音波（Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ、以下ＢＡＷと略す）を利用して、圧電体に加わる振動を電気信号に変換するもので、ガラス等の表面に取り付ければ、ガラス等の表面に伝わる振動を電気信号に変換することができる。そして、インダクタとコンデンサとで構成されるＬＣフィルタ回路を用いて圧電センサから入力される振動成分のうち特定の周波数成分のみを抽出することで、特定の振動のみを検出することができ、検出時には報知手段によって振動を検出したことを周囲に報知していた。（例えば、特許文献１参照）
さらに、圧電素子が振動を受けたときのみ電源回路を一定期間オンして、検出信号を一定期間出力することで、圧電素子が振動を受けていないときは電力が消費されず、バッテリーの消耗を低減した振動検出装置もある。（例えば、特許文献２参照）
また、フィルタ回路として、弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ、以下、ＳＡＷと略す）を利用したＳＡＷデバイスがある。（例えば、特許文献３参照）
【特許文献１】特開２０００−４８２６８号公報（段落番号［００２７］、図５）
【特許文献２】特開平４−１６７２４号公報（第２頁右上段第１２行〜左下段第６行、図１）
【特許文献３】特開平８−２９８４１９号公報（段落番号［０００２］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来の振動検知装置では、ＬＣフィルタ回路を用いているので、装置の大型化、コスト高の要因になっていた。また、振動検知装置においてＳＡＷデバイスをフィルタ回路に用いたものはなかった。
【０００４】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型、低コストの振動検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、振動を電気信号に変換する圧電センサと、前記圧電センサからの電気信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路へ動作電力を供給するバッテリーと、前記増幅回路で増幅された電気信号を入力されて特定の周波数成分の電気信号のみを通過させるフィルタ機能を有するＳＡＷデバイスと、前記特定の周波数成分の電気信号に基づいて特定の振動を検出したことを報知する報知手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、ＳＡＷデバイスを用いることで、フィルタ手段の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができ、したがって、従来のＬＣフィルタ回路を用いた振動検知装置に比べて、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、前記圧電センサが出力する電気信号の強度が所定値以上か否かを判断する比較回路と、オン・オフすることで前記バッテリーが前記増幅回路へ供給する動作電力を導通・遮断するスイッチとを備え、前記圧電センサが出力する電気信号の強度が所定値未満の場合、前記スイッチがオンして前記バッテリーから前記増幅回路へ動作電力を供給し、前記圧電センサが出力する電気信号は前記増幅回路で増幅されてから前記ＳＡＷデバイスに入力され、前記圧電センサが出力する電気信号の強度が所定値以上の場合、前記スイッチがオフして前記バッテリーから前記増幅回路へ供給する動作電力を遮断し、前記圧電センサが出力する電気信号が前記ＳＡＷデバイスに直接入力されることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、圧電センサが出力する電気信号の強度が所定値以上であれば増幅回路への電力供給を遮断し、圧電センサが出力する電気信号の強度が低くて増幅する必要があるときのみ増幅回路へ動作電力を供給しているので、無駄な電力消費をなくしてバッテリーの消耗を低減できる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記ＳＡＷデバイスを通過した特定の周波数成分の電気信号を無線信号に変換して送信する無線送信手段と、前記無線送信手段が送信した無線信号を受信する無線受信手段とを備え、前記報知手段は、前記無線受信手段が受信した無線信号に基づいて特定の振動を検出したこと報知することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、振動を検知する振動センサ部と振動検知を報知する報知部とを分離することができ、さらに、振動センサ部は報知器用の電源が不要となるので小型化を図ることができる。また、複数台の振動センサ部に対して、少なくとも１台の報知部を設ければよく、システム全体としてコストを低減できる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明では、ＳＡＷデバイスを用いることで、フィルタ手段の小型化、軽量化、低コスト化を図ることができ、したがって装置の小型化、低コスト化を図ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
（実施形態１）
本実施形態の振動検知装置１は、図１に示すように、そのブロック構成は、圧電センサ２と、増幅回路３と、ＳＡＷデバイス４と、報知器５と、バッテリー６と、バッテリー７とからなる。
【００１４】
圧電センサ２は、圧電体からなり、ＢＡＷ（Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）を利用して圧電体に加わる振動を電気信号に変換する。一方の出力端は増幅回路に入力され、他方の出力端はグランドレベルに接続される。
【００１５】
増幅回路３は、圧電センサ２が出力する電気信号を増幅するもので、バッテリー６から動作電力を供給される。
【００１６】
ＳＡＷデバイス４は、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）を利用して特定の周波数成分の電気信号のみを通過させるフィルタ機能を有する。
【００１７】
報知器５は、ＳＡＷデバイス４から出力される特定の周波数成分の電気信号に基づいて、特定の振動を検出したことをブザー音やライト点滅等で報知するもので、バッテリー７から動作電力を供給される。ここで、特定の振動とは、例えばガラスが割れたときに生じる衝撃振動等である。なお、報知手段はブザー音、ライト点滅に限定されるものではない。
【００１８】
すなわち、振動を検知した圧電センサ２が出力する電気信号は、増幅回路３で増幅された後、ＳＡＷデバイス４を介して特定の周波数成分の電気信号のみが通過し、報知器５は、ＳＡＷデバイス４から出力される特定の周波数成分の電気信号に基づいて、特定の振動を検出したことをブザー音やライト点滅等で報知する。例えば、防犯用に用いるガラス破壊検知の場合、振動検知装置１をガラス表面に取り付け、ガラスが割れたときに生じる衝撃振動に固有の周波数成分のみが通過するようにＳＡＷデバイス４のフィルタ帯域を設定しておけば、報知器５はこの衝撃振動に固有の周波数成分を受けたときに、ガラス破壊検知を周囲に報知する。
【００１９】
このように本実施形態の振動検知装置１は、ＳＡＷデバイス４をフィルタとして用いており、ＳＡＷデバイス４は低コストに大量生産でき、さらには小型、軽量という特徴があることから、従来のＬＣフィルタ回路を用いた振動検知装置に比べて、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００２０】
（実施形態２）
本実施形態の振動検知装置１は、図２に示すように、そのブロック構成は、実施形態１に比較回路８と、スイッチ９とを設けたものであり、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００２１】
比較回路８は、圧電センサ２と増幅回路３との間に設けられ、圧電センサ２が出力する電気信号の強度が所定値以上か否かを判断するとともに、その判断結果に応じて圧電センサ２からの電気信号を２系統の出力端のうちいずれか１つから出力させるもので、一方の出力端は増幅回路３を介してＳＡＷデバイス４に接続され、他方の出力端はＳＡＷデバイス４に直接接続される。動作電力はバッテリー６から供給されている。
【００２２】
スイッチ９は、バッテリー６から増幅回路３への動作電力の供給経路に挿入されており、オン・オフすることでバッテリー６から増幅回路３へ供給する動作電力を導通・遮断している。
【００２３】
以下、比較回路８の動作について図３のフローチャートを用いて説明する。まず、圧電センサ２が出力する電気信号の強度が所定値以上か否かを判断し（ステップＳ１）、圧電センサ２が出力する電気信号の強度が所定値未満の場合、比較回路８はスイッチ９をオンさせることでバッテリー６から増幅回路３へ動作電力を供給するとともに（ステップＳ２）、圧電センサ２からの電気信号を一方の出力端から出力させ、増幅回路３で増幅して（ステップＳ３）ＳＡＷデバイス４に入力する（ステップＳ４）。
【００２４】
また、比較回路８において圧電センサ２が出力する電気信号の強度が所定値以上の場合、比較回路８はスイッチ９をオフさせることでバッテリー６から増幅回路３へ供給する電力を遮断し、増幅回路３の信号増幅動作を停止させるとともに、圧電センサ２からの電気信号を他方の出力端から出力させ、ＳＡＷデバイス４に直接入力する（ステップＳ４）。
【００２５】
このように、圧電センサ２が出力する電気信号の強度が所定値以上であれば増幅回路３への電力供給を遮断し、圧電センサ２が出力する電気信号の強度が低くて増幅する必要があるときのみ増幅回路３へ動作電力を供給しているので、バッテリー６の消耗を低減できる。
【００２６】
また、比較回路８において、第１の所定値と、第１の所定値より低い第２の所定値とをしきい値として設定し、第１の所定値に対しては上記図３のフローチャートにしたがって動作し、圧電センサ２が出力する電気信号の強度が第２の所定値よりも低い場合には、比較回路８はスイッチ９をオフさせることでバッテリー６から増幅回路３へ供給する電力を遮断し、増幅回路３の信号増幅動作を停止させるようにすれば、報知器５で検出不可能な小さな振動に対しては動作を停止するので、バッテリー６の消耗をより低減でき、さらなる省電力化を図ることができる。
【００２７】
（実施形態３）
本実施形態の振動検知装置１は、図４に示すように、そのブロック構成は、実施形態２のＳＡＷデバイス４の出力に無線送信部１１とアンテナ１２とを設け、報知器５の入力にアンテナ１３と無線受信部１４とを設け、報知器５の動作電源として、バッテリ７の代わりにＡＣ電源１０を用いたものであり、実施形態２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【００２８】
無線送信部１１は、ＳＡＷデバイス４を通過した特定の周波数成分の電気信号を無線信号に変換してアンテナ１２を介して送信する。無線受信部１４は、無線送信部１１が送信した無線信号をアンテナ１３を介して受信する。そして、報知器５は、無線受信部１４から出力される特定の周波数成分の電気信号に基づいて、特定の振動を検出したことをブザー音やライト点滅等で報知する
このように、圧電センサ２、増幅回路３、ＳＡＷデバイス４、バッテリー６、比較回路８、スイッチ９、無線送信部１１、アンテナ１２から構成される振動センサ部１ａと、報知器５、ＡＣ電源１０、アンテナ１３、無線受信部１４からなる報知部１ｂとに分離しているので、報知部１ｂはその設置場所を任意とすることができ、報知器５の動作電源としてバッテリーではなく、ＡＣ電源１０を用いることができる。また、振動センサ部１ａは、報知器５用の電源が不要となり、小型化を図ることができる。
【００２９】
また、報知部１ｂを振動センサ部１ａとは別に設けることによって、図５に示すように複数台の振動センサ部１ａを設ける場合でも、報知部１ｂは１台設ければよく、システム全体としてコストを低減できる。
【００３０】
図６は本実施形態の使用例を示しており、この例では、円板状のパッケージ２０内に上記各回路、素子を収納した振動センサ部１ａを窓３０のガラス３１表面に取り付け、図示しない報知部１ｂに対して無線信号を送信することでガラス破壊検知を行っており、防犯用に用いられている。
【００３１】
図７は、振動センサ部１ａの側面断面を示しており、円板状のパッケージ２０内に基板２１が配され、基板２１の一方の面上には、突設片２２内に圧電センサ２が嵌装され、基板２１の他方の面上には、増幅回路３と、ＳＡＷデバイス４と、バッテリー６と、比較回路８と、スイッチ９と、無線送信部１１と、アンテナ１２とが実装されており、バッテリー６はボタン電池であり、突設片２３とパッケージ２０の内側面との間に嵌装されている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態１の振動検知装置のブロック構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態２の振動検知装置のブロック構成を示す図である。
【図３】同上の動作フローチャートを示す図である。
【図４】本発明の実施形態３の振動検知装置のブロック構成を示す図である。
【図５】同上の振動センサ部を複数台用いた場合のシステム構成を示す図である。
【図６】同上をガラス破壊検知に用いた使用例を示す図である。
【図７】同上の振動センサ部を側面からみた断面を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  振動検知装置
２  圧電センサ
３  増幅回路
４  ＳＡＷデバイス
５  報知器
６  バッテリー
７  バッテリー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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