(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３方向の振動加速度を検出する圧電方式による振動検出手段と、前記圧電方式の振動センサの静電容量と外部抵抗を用いたフィルタ特性と他のフィルタ回路のフィルタ特性を組み合わせて計測震度のフィルタ特性を擬似的に再現したフィルタ手段と、前記振動検出手段からの出力信号を前記フィルタ手段で濾過した後の信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段の出力信号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器。
【請求項２】
３方向の振動加速度を検出する振動検出手段と、計測震度のフィルタ特性を擬似的に再現したフィルタ手段と、前記振動検出手段からの出力信号を前記フィルタ手段で濾過した後の信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段の出力信号により異常か否かを判別する異常判別手段とを備え、前記振動検出手段の信号が所定値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所定値以上と判定したときにフィルタ手段を動作可能にする動作制御手段とを備えた感震器。
【請求項３】
フィルタ手段は、第１のカットオフ周波数を有するハイパスフィルタ回路と、第２のカットオフ周波数を有するローパスフィルタ回路とを備えた請求項１または２に記載の感震器。
【請求項４】
ローパスフィルタ回路は、第１のカットオフ周波数から−３ｄＢ／ｏｃｔの減衰特性を有する第１のローパスフィルタ回路と、第２のカットオフ周波数から−６ｄＢ／ｏｃｔの減衰特性を有する第２のローパスフィルタ回路を備えた請求項２または３に記載の感震器。
【請求項５】
動作制御手段は振動検出手段とフィルタ手段のそれぞれの動作を制御すると共に、前記動作制御手段は所定の時期にのみ電気を供給するように制御される請求項２記載の感震器。
【請求項６】
電池を電源とした請求項１から５のいずれか１項記載の感震器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスメータなどに設置されて地震の振動を検知する感震器に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の感震器は、特開平８−２４７８１８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１０を参照しながら説明する。
【０００３】
図１０に示すように、地震の振動に応じてアナログ信号を出力する感震センサ１と、ガスの流れを遮断する遮断弁２とがあり、感震センサ１から出力される信号がある設定値以上である時には遮断弁を閉じる制御を行う制御装置３を備えた構成となっていた。ここで、４はインピーダンス変換回路、５は増幅回路、６はフィルタ回路、７はコンパレータ回路、８はインターフェイス回路、９は流量センサである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術では、フィルタ回路の特性が明記されておらず、異常を判断する基準が曖昧であった。また、ノイズ除去用の単なるローパスフィルタでは、十分な精度で異常を検出することが困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、３方向の振動加速度を検出する圧電方式による振動検出手段と、前記圧電方式の振動センサの静電容量と外部抵抗を用いたフィルタ特性と他のフィルタ回路のフィルタ特性を組み合わせて計測震度のフィルタ特性を擬似的に再現したフィルタ手段と、前記振動検出手段からの出力信号を前記フィルタ手段で濾過した後の信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段の出力信号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。
【０００６】
上記発明によれば、気象庁の定める計測震度のレベルで異常を検出することができ、特に地震の異常事態を的確に検出することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、３方向の振動加速度を検出する圧電方式による振動検出手段と、前記圧電方式の振動センサの静電容量と外部抵抗を用いたフィルタ特性と他のフィルタ回路のフィルタ特性を組み合わせて計測震度のフィルタ特性を擬似的に再現したフィルタ手段と、前記振動検出手段からの出力信号を前記フィルタ手段で濾過した後の信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段の出力信号により異常か否かを判別する異常判別手段とを備えた。そして、気象庁の定める計測震度のレベルで異常を検出することができ、特に地震の異常事態を的確に検出することができる。
【０００８】
また、圧電方式による振動検出手段と、フィルタ手段はローパスフィルタ特性を有するフィルタ回路とからなる構成とした。そして、圧電方式による振動検出手段とすることで、検出回路で低周波数はカットされてハイパスフィルタを構成することができるので、ローパスフィルタ特性のフィルタ回路のみで擬似的な気象庁の計測震度の特性を実現することができる。
【０００９】
また、３方向の振動加速度を検出する振動検出手段と、計測震度のフィルタ特性を擬似的に再現したフィルタ手段と、前記振動検出手段からの出力信号を前記フィルタ手段で濾過した後の信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段の出力信号により異常か否かを判別する異常判別手段とを備え、前記振動検出手段の信号が所定値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所定値以上と判定したときにフィルタ手段を動作可能にする動作制御手段とを備えた構成とした。そして、所定レベル以上の振動が発生した時にフィルター手段を動作させることで、電気の消費量を大幅に低減することができる。
【００１０】
また、ローパスフィルタ回路は、第１のカットオフ周波数から−３ｄＢ／ｏｃｔの減衰特性を有する第１のローパスフィルタ回路と、第２のカットオフ周波数から−６ｄＢ／ｏｃｔの減衰特性を有する第２のローパスフィルタ回路を備えた構成とした。そして、ローパスフィルタ回路を２段にすることで、複雑なフーリエ変換などをせずにより高精度に擬似的な気象庁の計測震度の回路を実現することができる。
【００１１】
また、振動検出手段の信号が所定値以上か否か判定するレベル判定手段と、前記レベル判定手段が所定値以上と判定したときにフィルタ手段を動作可能にする動作制御手段を備えた構成とした。そして、所定レベル以上の振動が発生した時にフィルター手段を動作させることで、電気の消費量を大幅に低減することができる。
【００１２】
また、一定時間間隔で動作を制御する構成とした。そして、一定時間間隔とすることで、所定周波数以下の振動を見逃すことなく検出することができる。
【００１３】
また、電池を電源とした構成とした。そして、電源を電池とすることで、ライフラインの商用電源の供給が閉ざされた場合でも使用することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の感震器を示すブロック図である。図１において、１０は３方向の振動加速度を検出する振動検出手段としての圧電方式の振動センサ、１１は気象庁の定めた計測震度のフィルタ特性（参考文献；官報第１８３１号気象庁告示第４号気象業務法施行規則に関する告示）を擬似的に再現したフィルタ手段としてのフィルター回路と、１２は振動センサ１０の出力信号の一部をフィルタ回路１１で濾過した信号を検出する信号検出手段としてのＡ／Ｄ変換器、１３はＡ／Ｄ変換器の出力信号により異常か否かを判別する異常判別手段としての地震判別手段とを備えた。
【００１６】
ここで、１４は振動センサの信号増幅用のアンプ、１５は振動センサ１０とアンプ１４を一体にした振動センサ装置、１６はアンプの信号とフィルタ回路の信号を切り替えてＡ／Ｄ変換器に接続する切換器、１７は３個のＡ／Ｄ変換器の信号をベクトル合成してレベル換算する合成手段、１８は動作制御手段としての電源制御手段、１９は振動センサの出力が所定レベル以上か否かを判定するレベル判定手段、２０は異常としての地震を報知する報知手段、２１はこれらの動作を制御するマイコン、２２は電源としての電池、２３は地震報知手段によりガスを遮断する遮断弁である。
【００１７】
次に動作、作用について図２から図４を用いて説明する。まず、振動センサの信号は、図２に示すように、センサの静電容量Ｃと外部抵抗Ｒとを並列にして検出回路のＦＥＴに入力して検出するために、ＣＲで構成される時定数のため低周波数がカットされることになる。よって、図３に示すような周波数ｆ０（例えば、０．２５Ｈｚ）でカットされる−３ｄＢ／ｏｃｔのハイパスフィルタの特性となる。
【００１８】
また、図４に示すように、ローパスフィルタ回路１１は、第１のカットオフ周波数ｆ１（例えば、２．５Ｈｚ）から−３ｄＢ／ｏｃｔの減衰特性を有する第１のローパスフィルタ回路１１Ａと、第２のカットオフ周波数ｆ２（例えば、７Ｈｚ）から−６ｄＢ／ｏｃｔの減衰特性を有する第２のローパスフィルタ回路１１Ｂで構成することで、図５に示すような２種類のローパスフィルタの特性を実現することができる。
【００１９】
そして、図３に示す圧電式の振動センサの特性と図５に示す２種類のローパスフィルタの特性を合成することで、図６に示すようなパンドパスフィルタの特性とすることができ、これにより、気象庁の定める計測震度のフィルタ特性を擬似的に実現することができる。ここで、図３、図５及び図６の利得０ｄＢを基準に記載しているが、合成手段において値を換算（例えば、０．６８ｄＢ増幅）して震度レベルに変換している。
【００２０】
また、切換器で通常は振動センサの信号を直接検出し、所定レベル（例えば、８０ガル）以上か否かを判別する。そして、振動センサの信号が所定値以上と判定したときに、フィルタ回路を動作可能にする電源制御手段で、フィルター回路を動作させることで、所定レベル以上の時のみに、フィルタ回路を動作させることができるので、電池の消費を大幅に低減することができる。そして、計測した震度階から、震度５強以上となったときに異常を報知してガス遮断弁でガスを遮断することができる。
【００２１】
このように、気象庁の定める計測震度を計測するフィルタ特性を圧電式の振動センサと電気回路で構成することで、複雑なフーリエ変換などをせずに簡便に、かつリアルタイムで計測できる計測震度により、異常判断を短時間で行うことができ、特に地震の異常事態を的確に検出することができる。また、圧電方式の振動センサとローパスフィルタ回路との組み合わせにより、擬似的に震度階に使用するフィルター特性を実現することができ、複雑なフーリエ変換の演算処理を必要とせずに震度階を求めることができる。さらに、ローパスフィルタ回路を２段にすることで、より高精度に擬似的な気象庁の計測震度の回路を実現することができる。そして、電源を電池とすることで、ライフラインの商用電源の供給が閉ざされた場合でも使用することができ、かつ、所定レベル以上の振動発生した時にフィルター手段を動作させることで、電池の消費を大幅に低減することができる。そして、フーリエ変換の処理を必要としないために、高速のマイコンなどが不要であり、電池でも充分な長寿命として駆動できるのである。
【００２２】
（実施例２）
図７は本発明の実施例２の感震器を示すブロック図である。実施例１と異なる点は、圧電式の振動センサのハイパスフィルタ特性を利用せずに、電気回路でハイパスフィルタとローパスフィルタの両方を実現したフィルタ手段としてのハイパスフィルタ回路２４と、ローパスフィルタ回路１１を備えたことにある。
【００２３】
図８に示すような特性のハイパスフィルタ回路２４とローパスフィルタ回路１１で気象庁の定める計測震度のフィルタ特性を実現し、複雑なフーリエ変換などをせずに簡便に計測震度を計測することができる。図９にフィルター回路部のブロック図を示す。電気回路でハイパスフィルタを実現するので、圧電方式だけでなく、静電容量式やひずみ抵抗式などの加速度センサを使用してもよい。
【００２４】
また、振動センサとフィルタ回路のそれぞれの動作を制御する電源制御手段２５を備え、所定の一定時間間隔で動作可能にするように電気を供給する制御を行うこととした。そして、所定レベル以上の振動発生した時にフィルター手段を動作させることで、電気の消費を大幅に低減することができる。
【００２５】
このように、一定時間間隔とすることで、所定周波数以下のする振動を見逃すことなく振動を検出することができる。
【００２６】
なお、ランダムな時間間隔で動作を制御することによって、一定周期の振動を見逃すことなく振動を検出することもできる。一定周期とランダム周期は、それぞれ使い分けることで的確に振動を検出することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の流量計によれば、次の効果が得られる。
【００２８】
本発明は、３方向の振動加速度を検出する振動検出手段と、計測震度のフィルタ特性を擬似的に再現したフィルタ手段と、前記振動検出手段の出力信号の一部を前記フィルタ手段で濾過した信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段の出力信号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、気象庁の定める計測震度のレベルで異常を検出することができ、特に地震の異常事態を的確に検出することができる。
【００２９】
また、圧電方式による振動検出手段と、フィルタ手段はローパスフィルタ特性を有するフィルタ回路とからなる構成にし、圧電方式による振動検出手段とすることで、検出回路で低周波数はカットされてハイパスフィルタを構成することができ、ローパスフィルタ特性のフィルタ回路のみで擬似的な気象庁の計測震度の特性を実現することができる。
【００３０】
また、フィルタ手段は、第１のカットオフ周波数を有するハイパスフィルタ回路と、第２のカットオフ周波数を有するローパスフィルタ特性を備えたローパスフィルタを備えた構成とし、電気回路で擬似的な気象庁の計測震度の回路を実現することで複雑なフーリエ変換などをせずに簡便に計測震度により異常判断を行うことができる。
【００３１】
また、ローパスフィルタ回路は、第２のカットオフ周波数から−３ｄＢ／ｏｃｔの減衰特性を有する第１のローパスフィルタ回路と、第３のカットオフ周波数から−６ｄＢ／ｏｃｔの減衰特性を有する第２のローパスフィルタ回路を備えた構成とすることで、複雑なフーリエ変換などをせずにより高精度に擬似的な気象庁の計測震度の回路を実現することができる。
【００３２】
また、振動検出手段の信号が所定値以上か否か判定するレベル判定手段と、前記レベル判定手段が所定値以上と判定したときにフィルタ手段を動作可能にする動作制御手段を備え、所定レベル以上の振動発生した時にフィルター手段を動作させることで、電気の消費を大幅に低減することができる。
【００３３】
また、振動検出手段とフィルタ手段のそれぞれの動作を制御する動作制御手段を備え、前記動作制御手段は所定の時期にのみ動作可能にするように電気を供給するように制御される構成とし、所定レベル以上の振動が発生した時にフィルター手段を動作させることで、電気の消費を大幅に低減することができる。
【００３４】
また、一定時間間隔で動作を制御することで、所定周波数以下のする振動を見逃すことなく振動を検出することができる。
【００３５】
また、ランダムな時間間隔で動作を制御することで、一定周期の振動を見逃すことなく振動を検出することができる。
【００３６】
また、電池を電源とすることで、ライフラインの商用電源の供給が閉ざされた場合でも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１の感震器のブロック図
【図２】  同感震器の振動検出手段を示す回路図
【図３】  同感震器の振動センサの動作を示す特性図
【図４】  同感震器のフィルタ回路を示すブロック図
【図５】  同感震器のフィルタ回路の特性図
【図６】  同感震器のフィルタ特性図
【図７】  本発明の実施例２の感震器のブロック図
【図８】  同感震器のフィルタ特性図
【図９】  同感震器のフィルタ回路を示すブロック図
【図１０】  従来の感震器を示すブロック図
【符号の説明】
１０  振動センサ（振動検出手段）
１１、１１Ａ、１１Ｂ  ローパスフィルタ回路（フィルタ手段）
１２  Ａ／Ｄ変換器（信号検出手段）
１３  地震判別手段（異常判別手段）
１８、２５  電源制御手段（動作制御手段）
１９  レベル判定手段
２２  電池
２４  ハイパスフィルタ回路（フィルタ手段）
【図１】
0004013404.tif 000002
【図２】
0004013404.tif 000003
【図３】
0004013404.tif 000004
【図４】
0004013404.tif 000005
【図５】
0004013404.tif 000006
【図６】
0004013404.tif 000007
【図７】
0004013404.tif 000008
【図８】
0004013404.tif 000009
【図９】
0004013404.tif 000010
【図１０】
0004013404.tif 000011