(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止した対象物からの振動信号を検知する方法であって、該信号は差し迫った地震を示しており、
固定した構造物内の振動を検知するための第一、第二のセンサーを固定基盤に備え、それらセンサーの各々は、上記振動を電子信号に変えるための電子検知回路と、送信手段を介して該電子信号を送信するための送信器とを備え、
上記センサーにより送信された電子信号を受信するための受信手段と、上記センサーから受信した信号の継続時間を測定するためのタイマー手段を有した論理回路とを有した処理手段を備え、
上記第一、第二のセンサーを上記固定構造物に搭載しており、
上記構造物の固有振動周波数を決定するステップと、
上記ポテンショメーター回路を上記構造物の振動周波数に予めセットするステップと、
上記構造物の上記予めセットされた振動周波数と、異なった外来の振動信号とを電子的に上記論理回路で比較し、上記構造物に作用するＰ波を示す電子信号を通過させるステップと、
上記タイマー回路で、各々の上記センサーからのＰ波を示す上記信号の継続時間と時間的なオーバーラップとを測定するステップと、
上記外来振動信号の継続時間と、上記時間的なオーバーラップが差し迫った地震を示す予め決められたレベルを超えるかどうかを決定するステップと、
上記継続時間と時間的なオーバーラップが差し迫った地震を示すとき、警報手段を作動するステップとからなる方法。
【請求項２】
上記電子信号は、赤外線信号送信手段によって、上記センサーから上記処理手段に送信される、請求項１に記載された方法。
【請求項３】
上記電子信号は、無線周波数送信手段によって、上記センサーから上記処理手段に送信される、請求項１に記載された方法。
【請求項４】
上記電子信号は、可視光線送信手段によって、上記センサーから上記処理手段に送信される、請求項１に記載された方法。
【請求項５】
上記処理手段内で別々に処理される各々のセンサーからの信号を伝送させるため、各々のセンサーに連結された第一、第二バンドパスフィルターを有した上記処理手段内で上記信号を処理するステップを更に備えたことを特徴とする、請求項１に記載された方法。
【請求項６】
上記処理手段からの電子信号は、さらに情報処理されるようコンピューターにダウンロードされる、請求項１に記載された方法。
【請求項７】
上記センサーで上記信号の振幅を決めるステップと、上記振幅が上記選択された継続時間の間に選択されたレベルを超えるとき上記応答手段を作動するステップとを更に備えた、請求項１に記載された方法。
【請求項８】
上記処理手段に連結された第三のセンサーを設けるステップをさらに有している、請求項１に記載された方法。
【請求項９】
上記応答手段が可聴警報を有する、請求項１または５に記載された方法。
【請求項１０】
上記応答手段は、地震振動信号の検知時のガス供給停止手段をさらに有する、請求項５に記載された方法。
【請求項１１】
上記応答手段は、地震振動信号の検知時のエレベーター停止手段をさらに有する、請求項５に記載された方法。
【請求項１２】
上記応答手段は、地震振動信号の検知時の燃料供給停止手段をさらに有する、請求項５に記載された方法。
【請求項１３】
基盤上に設置された静止構造物の振動信号を検知し、その信号がＰ波信号であるかどうかを識別するための電子検知器であって、
上記静止構造物の振動を検知して、上記振動を電子信号に変換するための振動検知変換器と該電子信号を送信するための送信手段と
をそれぞれに有した第一、第二のセンサーと、
上記第一、第二センサーからの電子信号を受信し、上記構造物の予め決められた振動信号と、受信した上記電子信号とを比較するための処理ユニットとを備え、
該処理ユニットは、上記電子信号を増幅するための集積回路増幅手段と、
上記電子信号がＰ波信号であるかどうかを確認するために、電子信号と上記構造物の予め決められた振動信号を断続的に比較するためのポテンショメーター回路を有する信号比較手段と、
上記信号比較手段に連結された選択的に作動可能であって、上記電子信号がＰ波を示すとき作動する応答手段と、
を備え、
上記信号比較手段は、上記第一、第二のセンサーから受信した電子信号の継続時間と、上記第一、第二のセンサーから受信した電子信号間の時間的なオーバーラップの継続時間を測定するための信号比較回路を有し、
上記応答手段は、上記第一、第二のセンサーから受信した電子信号の継続時間と、第一、第二のセンサーから受信した電子信号間の時間的なオーバーラップの継続時間が、それぞれ予め選択されたレベルを超えるときに作動することを特徴とする電子検知器。
【請求項１４】
上記信号比較回路は、さらに、上記第一、第二のセンサーから受信した電子信号のピークの振幅を測定し、
上記応答手段は、上記信号比較回路が、上記請求項１３の条件に加えてさらに、上記第一、第二のセンサーから受信した電子信号のピークの振幅が予め選択されたレベルを超えたと判断したときに作動する
ことを特徴とする、請求項１３に記載された電子検知器。
【請求項１５】
上記予め決められた振幅と予め選択された継続時間の両方が調整可能である、請求項１４に記載された電子検知器。
【請求項１６】
更に、上記第一、第二のセンサーと上記比較手段の間にフィルター手段を有したことを特徴とし、該フィルター手段は不必要な信号を除去することを特徴とする、請求項１３または１４に記載された電子検知器。
【請求項１７】
上記処理ユニットは、コンピューターに接続するためのデータダウンロードポートを有する、請求項１３または１４に記載された電子検知器。
【請求項１８】
更に、フィルタされた信号を増幅するための増幅手段を備えることを特徴とする、請求項１６に記載された電子検知器。
【請求項１９】
増幅された信号を調整するための調整手段を更に備えることを特徴とする、請求項１８に記載された電子検知器。
【請求項２０】
上記第一、第二のセンサーと処理ユニットは、赤外線信号伝送によって通信される、請求項１３または１４に記載された電子検知器。
【請求項２１】
上記第一、第二のセンサーと処理ユニットは、無線周波数通信によって通信される、請求項１３または１４に記載された電子検知器。
【請求項２２】
上記第一、第二のセンサーと処理ユニットは、可視光線伝送手段によって通信される、請求項１３または１４に記載された電子検知器。
【請求項２３】
上記第一、第二のセンサーからの電子信号を上記処理ユニットへ送信するために、上記第一、第二のセンサーの各々は、多重レーザー放出ダイオードを有し、かつ上記処理ユニットは検知器を有する、請求項１３または１４に記載された電子検知器。
【請求項２４】
選択されたレベルよりも小さい振動振幅を示す信号を除去する為の振幅選択手段をさらに有し、上記信号比較回路は、上記振幅選択手段によって選択されたレベルよりも大きい、第一及び第二のセンサーによって生成された信号の継続時間と時間的なオーバーラップを計測することを特徴とする、請求項１３または１４に記載された電子検知器。
【請求項２５】
上記処理ユニットに連結された第三のセンサー手段を、更に備えたことを特徴とする、請求項１３または１４に記載された電子検知器。
【請求項２６】
Ｐ波を検知すると作動するガス供給停止手段をさらに有する、請求項１３〜２５のいずれかに記載された電子検知器。
【請求項２７】
上記Ｐ波を検知すると作動するエレベーター停止作動手段をさらに有する、請求項１３〜２６のいずれかに記載された電子検知器。
【請求項２８】
上記Ｐ波を検知すると作動する燃料供給停止手段をさらに有する、請求項１３〜２７のいずれかに記載された電子検知器。
【請求項２９】
上記Ｐ波を検知すると作動する可聴警報手段をさらに有する、請求項１３〜２８のいずれかに記載された電子検知器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、差し迫った地震の検知に関し、さらに、一般的震動と、地震の前兆である震動とを識別するための検知器と方法に関する。さらに、本発明は、遠隔地にあるセンサーに警告信号を中継するための、リレータイプ地震検知器に関する。
【０００２】
【発明の背景】
地震は、地震キャリバー振動を、地表面で一般に発生した単なるランダムな振動から識別するために特に有益な波型と振動特性を有することが立証されている。一般的に、地震震動は、圧縮と希薄として伝えられるＰ（第一）波の伝達をもたらし、同様に、その波の方向に垂直な角度で伝わるＳ（第二）波をも含む。概して、Ｐ波は約５ヘルツ（Ｈｚ）の固有周波数を有し、一方、Ｓ波はＰ波より著しく小さい周波数を有する。Ｓ波はＰ波よりもかなり大きな振幅を有し、したがって、主に建物の破壊に関連する波である。Ｐ波は通常、Ｓ波に比べ、震源地から所定の場所に、より早い速度で伝わる。このようにＰ波の検知は、所定の場所、特に震源地より離れた場所、でのＳ波の到達の警告となる。
【０００３】
地震検知において主な問題は、Ｐ波の検知に関連する時間的要因に関する。公知のように、Ｐ波をできるだけ早く検知できれば、上記したような地層構成により伝わる主な破壊波であるＳ波の到着により起こる人への危害を防ぐために、建物や場所への避難のための時間をもたらすことになる。Ｐ波の早期検知は、従来は困難であった。
【０００４】
本技術では、Ｓ波の前兆となるＰ波を計測するために、さまざまな検知器や他の装置が提案されてきた。しかしながら、既存の装置において、主な課題の１つは、多大なコストをかけずに、地震の震源から離れたところで、Ｐ波を測定するのに十分な感度を提供することであった。更に、外来振動や他の周波数による計測器の障害により、本当の地震と誤った警告を区別することがしばしば困難であるということであった。Ｐ波と、地震に関係ない、通常の毎日の地面・建物の震動とを識別することのできる検知器を提供することが望ましい。特に、建物に取り付けられた検知器は、構造物の機能である、建築構造物の固有振動周波数と、Ｐ波を示す周波数とを識別できることが必要である。振動データを蓄積し、頻繁に起きる周波数と、Ｐ波の範囲内で不定期に起きる周波数とを識別するようプログラムされた、情報処理ユニットによって、これを行うことができる。
【０００５】
この分野における典型的な特許技術は、米国特許４，６８９，９９７（Ｗｉｎｄｉｓｃｈ）である。そこには支持部材に搭載された垂直スプリングバーブ（ｂａｒｂ）を主に使用した検知器が提案されている。カップラはバーブの他端に支持され、バーブとカップラとに同心状に位置するマス部材に、コイルスプリングを介して、このカップラが連結されている。スプリングとマス部品は、検知すべき地震震動や他の振動の共振周波数に対応する固有共振周波数を有するように選択される。切替回路は、一旦地震周波数が検知されると警告を示すようになっている。Ｗｉｎｄｉｓｃｈは、地面震動の検知のための集積回路構造を提案していないが、むしろ、スプリングとマスシステムの形式の機械的装置を基にしている。公知のように、そのようなシステムは、装置が地震周波数を検知することができるポイントを変える気温変動の影響を受けやすい。さらに、Ｗｉｎｄｉｓｃｈの装置は、単純で外来振動と地震キャリバー周波数とを識別するシステムは提案されていないようである。
【０００６】
Ｃａｉｌｌａｔ ｅｔ ａｌは、米国特許５，１０１，１９５で識別力のある地震検知器を提案している。その装置は、一端に予め決められたマス部材を有したカンチレバー式装置を備えた電気機械装置を基にしている。ビーム移動の間、Ｐ波とＳ波を検知するために有効な電気信号が次々に発生する。上記した従来技術の検知器と同様に、その装置は、地震キャリバー波と、交通振動によるような、外来の建物の機械的振動や、航空機振動等とを比較するための対策はない。
【０００７】
Ｏｒｌｉｎｓｋｙ ｅｔ ａｌに１９９１年３月１９日に付与された米国特許５，００１，４６６は、その実施態様のなかで電気伝導リキッドスイッチを用いた地震検知器を提案している。
フランス特許２，５６９，２７７（Ｍａｃｈｉｎ）は、人間や機械によって起こされる振動を検知するために適した、運動・振動検知器を開示している。
日本国特許０５２３１０３９（Ｋｏｊｉ）は、地震信号を検知するためのフィルタを備えた、別の型の振動検知器を開示している。
米国特許５，１０１，１９５（Ｃａｉｌｌａｔ  ｅｔ  ａｌ）もまた、地震ではない振動とＰ波を示す低周波振動とを識別するためのフィルタを備えた振動検知器を開示している。
【０００８】
その分野ですでに提案されたものを考えると、外来振動と、感度に限定されない地震レベルの振動とを識別することのできるより精巧な地震検知器の必要性があることは明らかである。
【０００９】
さらに、検知能力を向上するために、他の検知器やサーバーと通信することができ、地震情報の整合の為に遠隔地と通信することができる検知器が必要とされる。
【００１０】
検知器の精度は、さまざまなＰ波特性に関心を持つことにより向上する。たとえば、Ｐ波がある値より長く継続すると、Ｐ波は連続した地震を示す。ほとんどの場所では、より小さな場合もあるが、この値は約１５ミリ秒である。さらに、間隔をおいて設けた複数のセンサーが、検知されたＰ波に存在する時間的なオーバラップを有した一時的な閾値を超えるＰ波を検知したとき、地震はかなりの正確さで予知できることが発見されている。
【００１１】
【発明の要約】
本発明の目的の１つは、選択された周波数で地面震動を検知でき、それが差し迫った地震を示すかどうかを確かめることができる改善された地震検知器を提供することである。さらなる目的は、地震の事前警告をさらに向上するために、間隔をおいて設けられた複数のセンサーと通信する中央プロセッサからなる検知システムを提供することである。
【００１２】
本発明のもう１つの目的は、固有構造振動を識別するための改善された特色のある地震検知器を提供することである。
【００１３】
本発明のさらなる目的は、地震を示す振動信号を検知する方法を提供することであり、その方法は下記のステップからなる。
【００１４】
地表面振動に応答して構造物内で振動信号を検知するための振動検知手段を備え、その検知手段は、ポテンショメーター回路を有した集積回路を備え、
構造物に検知手段をとりつけ、
構造物の固有振動周波数を測定し、
構造物の振動信号とは異なる外来振動を電子的に、断続的に比較し、
外来信号が、Ｐ波を示す予め決められた地震信号レベル内にあるかどうかを測定する。
【００１５】
信号がＰ波を示すかどうかを測定するステップは、電子的に、振動信号の振幅と継続時間を測定し、これらが予め決められた最小レベルを超えるかどうかを決定することを含んでもよい。
【００１６】
本発明のさらなる目的は、地震を検知するための方法を提供することであり、それは下記のステップからなる。
【００１７】
地震を示す選択された周波数を感知するための第一センサーと、情報と警告を送受信するための変換器手段とを有する地震検知器を備え、
第一センサーからの情報をすくなくとも受信するための、第一センサーとは独立した第二のセンサーを備え、その第二のセンサーは第一センサーから受信した情報を確認し、
第一、第二センサーを選択された周波数にし、
第一センサーから第二センサーへ、検知された周波数を示す情報を伝達し、
それらセンサーにより情報を処理し、
周波数が地震を示すときには警告手段を作動する。
【００１８】
あるいは、第一、第二センサーは、独立した制御ユニットへ、振動検知情報を単独で伝達しても良い。
【００１９】
さらに、その方法は下記のステップからなる。
【００２０】
差し迫った地震を示す選択された振動周波数を感知するために、第一、第二センサーを離れて配置し、 第一、第二センサー間の通信のために通信手段を設け、 振幅を有した電圧の形で、それらセンサーから受信された地表面震動情報を選択するために、第一、第二センサーと通信する処理ユニットを有し、 それらセンサーを選択された周波数にし、センサー間の振動を示す情報を通信し、 処理ユニット内で、選択された最低レベルを超える振幅と継続期間を有した振動を示す電圧ピークを選択し、 センサーの各々に関連する選択された電圧ピーク間の時間的なオーバーラップを判断し、 センサーに関連した電圧ピークの振幅、一時的継続時間、一時的オーバーラップが差し迫った地震を示すとき、警報手段が作動する。センサー手段と処理ユニットの通信は、赤外線あるいは無線周波数のワイヤレス通信を含む、無線あるいは有線電子通信手段によりなされる。
【００２１】
あるいは、処理ユニットは第一、第二センサーとは離れて配置されてもよく、それ自身が第三のセンサーを組み込んでいても良い。
【００２２】
好都合なことに、処理ユニットからの情報は、情報を処理し、対応した地震検知器に、情報を任意に送信するようプログラムされたコンピューターにダウンロードされることができる。
【００２３】
また、センサーと処理ユニットは発光ダイオード（ＬＥＤ’ｓ）、ラジオ、マイクロ波、あるいはＩＲ周波数によって通信できるようになっていてもよい。
【００２４】
本発明のさらなる目的は、基盤上の構造物の振動を検知するための、集積回路電子検知器を提供することであり、その検知器は下記のものから構成される。
【００２５】
構造物の予め決められた振動信号と、振動信号とは異なる外来信号を検知するための検知手段と、
信号を増幅するための増幅手段と、
外来信号がＰ波を示すかどうかを確認するために、外来信号と、構造物の予め決められた振動信号とを比較するための比較手段と、
検知手段を構造物の異なった振動信号に合わせるためのポテンショメーター信号調整手段。
【００２６】
選択的に作動可能な警報手段が、比較手段に連結されていてもよく、警報手段は、外来信号が予め決められた振動信号内であるとき作動可能である。
【００２７】
さらに、比較手段は、予め決められた最低限よりも大きい振幅を有した振動に対する検知を制限するためのフィルタと、上記振幅ピークの継続時間を計測するためのタイマーを備えている。警報は振幅ピークの継続時間が選択された量を超えると発報される。多くの場所では、この選択された継続時間は約１５ミリ秒である。
【００２８】
本発明のさらなる目的は、地震を検知し、そこから発生した信号を遠隔地に中継するための装置を提供することであり、その装置は下記のものから構成される。
【００２９】
地震を示す周波数を検知するための第一のセンサーと、その周波数で作動する警報手段とを有した地震検知器と、
第一のセンサーからの情報を中継し受信するための変換手段と、
少なくとも第一のセンサーと通信するための第２変換手段を備えた、第一センサーから離れた第二のセンサー手段と、
地震信号の確認の為に、第一のセンサーにより受信された送信信号と第二のセンサーからの信号とを比較するため、地震検知器に連結された比較手段。
【００３０】
センサーは、有線あるいは無線接続を含む、電子信号の伝送のための公知の手段により接続されている。後者は、たとえば８００−９００メガヘルツ範囲内の、赤外線／無線周波数伝送を含む。
【００３１】
さらに、通信リンクは少なくとも２つの異なった周波数のユニット間に設立されても良い。
【００３２】
さらに、センサーからの情報は、重要でない振動に対しよりよく識別するように振動情報を記録するため、そして地震の前に警報を発するための警報手段とインターフェースで接続するための論理装置で処理される。
【００３３】
さらに、検知器は、前兆地震震動を検知するために設けられ、下記のものから構成されている。
【００３４】
差し迫った地震を示す周波数の振動を検知するための第一、第二のセンサーと、
第一、第二のセンサー手段間で情報を送受信するための通信手段と、
差し迫った地震信号を確認するために、第一、第二センサーで受信された送信信号を比較するための比較手段と、
上記周波数で作動可能な警報手段。
【００３５】
さらに、本装置は、センサーの作動を制御するための中央コントローラーを備えている。コントローラーは、センサーに検知された振動震動情報を記録し保存するための情報格納手段を組み込んでいても良い。コントローラーはさらに、地面震動情報を保存し処理するためのソフトウエアでプログラムされたコンピューターとの接続ができる、ＲＳ２３２ポートのような、通信ポートを備えていても良い。
【００３６】
コントローラーは、第一、第二センサーと独立していても良いし、それ自身が第三のセンサーを組み込んでいても良い。
【００３７】
センサー内の変換器は、センサーによって検知された振動を電圧値に変換し、次に、コントローラーに送信される。予め選択されたレベル以上の電圧ピークは、センサーに影響するＰ波を示す。
【００３８】
コントローラーは、両方（あるいは３つ全て）のセンサー手段に検知された前兆地震震動を示す、選択された限度以上の電圧ピークの継続時間を比較し、そして電圧ピーク内の一時的オーバーラップを判断するための電圧ピーク比較手段を備えていることが好ましい。コントローラーはさらに、フィルター手段を備え、それにより、選択された値以上の振幅を有した電圧ピークは一時的オーバーラップと比較され、選択された値より少ない振幅を有した電圧ピークは比較されない。コントローラーは、局部的地震状態を反映するように選択された継続時間の遮断を使用者が調整できるように、調整手段をさらに備えている。
【００３９】
このような発明に関し、好適な実施例を示す添付図面を参照して説明する。
【図面の詳細な説明】
図面に関しては、図１は、符号１０で大きく示される個々の地震警報器の可能な一実施例である。本装置は、対向する端部１４、１６と、後面１８とともに前面１２を有する。図３ｂの平面図に示される上部搭載プレート２０は、建物等（不図示）の基盤に装置１０を取りつけるための２つの離れた穴２２、２４を備えている。底面プレート２６は、２つの孔２８、３０を備えている。孔２８は、後述する回路をリセットするためのリセットボタン（不図示）を収容する。孔３０は発光ダイオード（ＬＥＤ）（不図示）を収容し、その目的は後述する。
【００４０】
図２は、圧電警報エレメント３２が１点鎖線で示されている装置１０の縦断面図を示す。圧電警報エレメント３２は、地震を示して作動している装置がいったん切迫すると、可聴信号を発するようになっている。図２に示されるように、前面１２は、装置１０の各々協働する凹部３９、４０に受けられる、リップ３４、３６を備えている。
【００４１】
図４を参照すると、装置１０に用いられる回路の例が概略図で示されている。装置は、入ってくる信号を検知するために、符号４２で示される変換回路を備えている。入ってくる信号は抵抗Ｒ１，Ｒ２、ポテンショメーターＰ１を含むポテンショメーター回路４４でフィルタされる。ポテンショメーター回路４４は、残りの回路に導入されるべきであり、建物の固有調和を示す選択された周波数の調整ができる。信号が一旦選択されると、信号は、抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，ＵＡＲＴチップ４（Ｕ４電圧源Ｖｃｃ）を含む、回路の増幅部を通過する。増幅回路は、符号４６で示される。増幅された信号は、ＵＡＲＴチップＵ１Ａからなる検知器４８を通過する。検知された信号は、１対の連結したＵＡＲＴチップＵ１ＢとＵ１Ｃからなる符号５０で示される論理回路を通過する。論理回路は、建物の固有調和周波信号とともに入ってくる信号を比較し、比較は、入ってくる信号が建物の予め決められた固有周波数より下かどうかを決定するために行われる。信号が後者の値を超えていれば、結果は後述する警報の爆発となる。手動リセット回路がＵＡＲＴチップＵ２ＡとダイオードＤ１Ａの組み合わせを備え、リセット回路は符号５２で示されている。また、ダイオードＤ１Ｂ、ＵＡＲＴチップＵ２８、抵抗Ｒ７からなる自動リセット回路も設けられている。自動リセット回路は符号５４で示される。システムの自動リセットは警報鳴動の２分後に起こる。このバルブは変えることができる。符号５６はコンデンサＣ２、抵抗Ｒ９，Ｒ１０からなる従来の時計回路を示す。回路は警報器の２分間を提供するように設計されている。時計回路５６は、回路のための主分配システムとして働く主カウンタチップ５８に連結されている。装置全体はチップ５８に接続されている。符号６０は、ダイオードＤ７同様、抵抗Ｒ１６，Ｒ１７、コンデンサＣ３、ＵＡＲＴチップＵ２Ｄ，Ｕ２Ｃ、圧電回路ＢＺ１からなる従来のブザーあるいは警報回路を示す。ブザーはダイオードＤ３ＡとＤ３Ｂにより変調され、これらとともに主カウンタチップ５８に連結された変調回路６２を形成する。
【００４２】
本装置は、既存の建物システムに適合するようになっており、他のものの中で下記の応答を連動するようになっている。
【００４３】
可聴警報
ガス供給切断
エレベーター停止
燃料供給の停止
符号６４は、システムが運転可能かどうかを示すための低電圧検知ランプを有した任意のバッテリチェック回路を示す。これは一点鎖線で示されている。本装置は、トランジスタＱ１，Ｑ２、発光ダイオード１／Ｇ，１／Ｒと同様、ダイオードＤ４Ａ，Ｄ４Ｂ，Ｄ５Ａ，Ｄ５Ｂ，Ｄ６と、抵抗Ｒ１４を介する抵抗Ｒ１３とを備えている。
【００４４】
回路の別の実施例では、使用することのできる適切な集積回路は、ＭＣ１４４６７ＰＩ，ＭＣ１４４６８Ｐ，ＭＣ１４５０１０ＤＷ、すべてモトローラ社製、スーパーテックス社製ＳＤ２およびアレグロエレクトロニクス社製５３４８を含む。他の適切な例は、当業者に認識されるだろう。
【００４５】
別の実施例では、チップ５８につながった時計回路５６は、図４の鎖線で示されるように取り外しても良い。
【００４６】
本発明において、装置１０は、例えば壁のような建物（不図示）の構造基盤の適切な場所に取りつけることもできる。これは、比較回路が、入力される信号が、航空機、大型車、内部振動等により起こる、単なる外来機械振動によるものなのかどうかを決めるために設けられているので、本発明にとっては有益である。このように、建物の固有周波数が決定されると、これをポテンショメーター回路により予めセットでき、したがって、入ってくる信号がこの周波数より小さければ、図４の符号５０で示される論理回路は、実際に値が警報器６０を作動するのに十分かどうかを決定するために、入ってきた信号を予め決められた固有周波数と比較することができる。従来の装置では、そのような比較回路は設けられておらず、さらにこのシステムは、完全な電子部品を提供していないが、電気機械装置あるいは単純機械装置に基づいており、それらは気温の変動や感度限度等の影響を受けやすい。すべての個々の電子部品を本発明の装置に組み込むことにより、そのような限度は存在しない。これは特に、回路の誤った警報を防止し、実際、Ｓ波の前兆であるＰ波のみを残すように、無関係な振動を「除外する」ためにセットできるという事実により補足される。
【００４７】
本装置の特に興味ある利点は、比較論理回路５０が、地面振動とＰ波振動を比較するために連続して作動されていないことが従来装置では主な制限であった。本発明では、一旦電圧が検知回路４８とロジック回路５０間の閾値に達すると、装置は作動する。したがって、電流装置では連続した電力消費はなく、これは、もちろん、より信頼性のある効率的な回路に本質的につながる。
【００４８】
特に好適な実施例においては、装置１０は公知の感知手段と組み合わされても良い。感知手段は、装置１０とそのような感知機構との間の信号を確認するために、空間内のどの位置にも設置することができる。このように、装置１０と第二感知機構両方で、装置１０によって受信された信号が、実際に、差し迫った地震を示すかを確認できる。第二感知機構と装置１０の間の伝達は、公知の技術、つまり赤外線伝達、マイクロ波等で行われてもよい。２つの信号の比較を容易にするために、比較回路が用いられても良い。そのような回路は公知で、従来例で述べられている。信号が比較されると、警報を誘発するのに十分かどうかを信号の強さによって決定できる。この装置の提供によれば、誤った警報を防止するという利点が従来例の装置よりもかなり向上している。第二の感知機構は、単軸あるいは３軸のセンサーを含む既存のセンサーをいくつ設けていてもよく、この説明が単一ユニットにのみに限定されないことは理解されるであろう。
【００４９】
さらなる実施例は図７に示されている。この態様では、スタンドアロンユニット２００はセンサー２０２、フィルター２０４、タイマー２０８、コントローラー２１０、警報器２１２から構成される。これらは、不図示のハウジング内にすべて連結されている。フィルターは、Ｐ波を示す周波数を有し、センサーによって検知された信号を通過させる。タイマー２０８は選択された信号の継続時間を測定する。コントローラー２１０は検知された振動の振幅を示す信号の電圧を測定し、選択された信号の継続時間と振幅が予め決められた最小値を超えたとき、警報器２１２を誘発する。ほとんどの場所では、重要な最低継続時間は約１５ミリ秒である。
【００５０】
本発明のさらなる実施例によれば、信号判定が一旦行われＰ波周波数が検知されると、この情報は、送信器を介して、他の建物内や他の地理的区域内の離れた場所にあるセンサーに中継できる。信号の送信は、当業者にとっては、電気通信やインターネット等を含む、信号送信として現在使用されている公知の方法により可能である。
【００５１】
図５は、信号確認と、信号の遠隔中継や送信のための全体的なフローチャートを示す。
【００５２】
本発明のさらなる実施例は、図６に示されている。２つのセンサー１００，１０２が、例えば建物の対向する側壁や２つの別々の建物内のような、互いに離れて設けられている建物の壁のような固体表面に取りつけるために設けられている。各々のセンサーは、上記したように、振動動作を電子信号に変換するために、変換器型の振動検知手段を組み込んでいる。センサー１００，１０２は、赤外線、無線周波数、可視光周波数を含む有線あるいは無線通信を介して、センサーから信号を送信するために、送信器１０４，１０６に連結されている。また、信号は有線で送信されてもよく、この場合、送信器はワイヤを設置するため単にプラグインから構成されていても良い。送信器によって送信された信号は、処理ユニット１２０に連結された対応する受信器１０６と１０８で受信される。処理ユニット１２０は、スタンドアロンユニットからなるか、あるいはセンサー１００か１０２のうちのひとつと一体化され、対応するセンサーと配線されていても良い。各々の受信器１０６，１０８からは、電子信号が対応するバンドパスフィルター１１０，１１２を介して送信される。２つのバンドパスフィルターは、（周波変調された）伝送信号に基づいて、２つの送信器を識別するために、受信器側に用いられる。適切なバンドパスフィルターは、マイクロライナ社（ＴＭ）のＭＬ２１１０モデルである。１つの例では、第一センサー／フィルターの組み合わせは４．７キロヘルツにあわされ、第二のセンサー／フィルターの組み合わせは２．９キロヘルツにあわされる。各々のバンドパスフィルターは対応するタイマー回路、時計ユニット１１４，１１６に連結されている。タイマー回路と時計ユニットは２つの機能を実行する。まず、それらは予め選択された継続時間より小さい継続時間を有した信号を除外するようになっている。たとえば、ほとんどの土地では、震動が約１５ミリ秒より大きい継続時間のこの振幅ピークを有する選択されたレベル（Ｐ波を示す）よりも大きい振幅を有する場合は、震動は差し迫った地震を示すことがわかっている。振幅ピークがこれより小さければ、重大な地震は示されない。この継続時間は、土壌のタイプや他の要因により、地球上の場所で異なる。したがって、装置が設置される地域によって継続時間の遮断を変えることができるように、調整手段が設けられている。タイマー回路／時計ユニットのさらなる機能は、後述するように、電圧ピーク情報を対応するユニットからの同様な情報と関連付けて比較することである。
【００５３】
信号比較回路３００は、タイマー回路／時計ユニット１１４，１１６から信号を受信する。信号比較回路は、タイマー回路／時計ユニット１１４，１１６の各々から受信した信号の一時的なオーバーラップを測定する機能があり、同様に、入ってきた信号の周波数と、上記した建物に固有な予め決められた周波数とを比較するためのポテンショメーター回路を有している。さらに、信号比較回路は、検知された振動信号の振幅を示す、入ってきた周波数の電圧ピークの振幅を測定する。
【００５４】
警報確認論理回路１３０は、信号比較回路３００から、電圧ピーク振幅、継続時間、２つのセンサーから受信した信号間の一時的オーバーラップの継続時間に関する情報を受信し、この情報を予め選択された警報レベルと比較する。信号ピークの振幅と継続時間、２つのセンサーから受信した信号間のオーバーラップの継続時間が予め選択されたレベルを超えると、アラーム１３４が発報される。
【００５５】
信号比較回路３００とは離れて設置されても良いし、ユニット内に設置されても良い、データ格納ユニット１４０は、格納し、後に使用者が参照可能なように、信号比較回路３００からデータを受け取る。格納ユニット１４０からのデータは、ＲＳ２３２あるいは他の適切なコンピューター接続手段により、コンピューターにダウンロードされても良い。コンピューター１４４はさらに、データを処理でき、特に、震動に関する履歴データと、本装置によって一定時間に受信された震動に関するデータとを比較することができる。この情報により、使用者はさらに、場所の状態に対応して装置を調整することができ、誤った警報を防ぐことができる。さらに、コンピューター１４４は、遠隔通信手段を介して、遠隔地にある別の同じ装置にリンクされていても良い。
【００５６】
本発明のさらなる特徴は、場所の状態に対応するための別の変換器を必要とせず、上記したように、どの場所でもセンサーを使用することができることにある。このために、フィルター１１０，１１２、さまざまな論理回路が調節可能で、それにより、それ以上では振動信号が処理されない周波数の遮断が、使用者により予め選択された所定の周波数とともに、使用者により変更できる。
【００５７】
図８はこの装置の変形態様を示し、信号比較回路３００が、第三のフィルター３０４に直結した第三のセンサー３０２を組み込んでいる。この態様は感度を向上させる。
【００５８】
複数のセンサーが別の建物や他の構造物に取りつけられてもよいし、各々コントローラーに組み込まれてもよい。このようなセンサーの遠隔設置は、検知器の感度を向上させる。
【００５９】
本発明の実施例は上記したが、それらに限定されることはなく、当業者には、この概念が、クレームされ記載された発明の精神、本質、範囲に外れない限り、本発明の多くの変形例や変更例を有することは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の１実施例による装置の斜視図である。
【図２】  図１の装置の縦断面図である。
【図３】  図３Ａは、その装置の上部搭載面の上部平面図であり、図３Ｂは、搭載ブラケットの底面図である。
【図４】  本発明に使用される電気回路の概略図である。
【図５】  本発明における地震活動を検知するための装置を示すブロック図である。
【図６】  本発明のさらなる実施例における地震活動を検知するための装置を示すブロック図である。
【図７】  本発明の第三の実施例を示すブロック図である。
【図８】  本発明の第四の実施例を示すブロック図である。
【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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【図８】
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