(57)【要約】      （修正有）【課題】より適切に判定した地震の終了まで地震波形を収集することが可能な地震計システムを提供する。【解決手段】波形記録及び表示部は、加速度センサが検知した地震の振動波形を記録するとともに解析し解析結果の表示を行う。起動フィルタは、波形記録及び表示部を誤起動させないために必要十分な第１の周波数帯域の成分のみを通過させるバンドパスフィルタである。起動コンパレータは、起動フィルタを通過した振動波形成分の強度が、波形記録及び表示部を誤起動させないために必要十分な第１の閾値を上回ったときに波形記録及び表示部を起動する起動トリガを出力する。終了フィルタは、第２の周波数帯域の振動波形成分のみを通過させるバンドパスフィルタである。終了コンパレータは、終了フィルタを通過した振動波形成分の強度が所定の第２の閾値を下回ったときに波形記録及び表示部を停止する終了トリガを出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度センサが検知した地震の振動波形を記録するとともに解析し解析結果の表示を行う波形記録及び表示部と、
加速度センサで検知された振動波形のうち、前記波形記録及び表示部を誤起動させないために必要十分な第１の周波数帯域の成分のみを通過させるバンドパスフィルタである起動フィルタと、
前記起動フィルタを通過した振動波形成分の強度が、前記波形記録及び表示部を誤起動させないために必要十分な第１の閾値を上回ったときに前記波形記録及び表示部を起動する起動トリガを出力する起動コンパレータと、
前記第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域の振動波形成分のみを通過させるバンドパスフィルタである終了フィルタと、
前記終了フィルタを通過した振動波形成分の強度が所定の第２の閾値を下回ったときに前記波形記録及び表示部を停止する終了トリガを出力する終了コンパレータと、
を備える地震計システム。
【請求項２】
前記第２の周波数帯域の下限は、前記第１の周波数帯域の下限よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の地震計システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、より適切に判定した地震の終了まで地震波形を収集することを可能とする地震計システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、地震計は地震が発生すると起動し、地震が終了すると停止する。地震計の起動判断に際しては、地震特有の周波数帯域の振動波形成分のみを通過させ、それ以外の周波数帯域の振動波形成分を遮断するバンドパスフィルタである起動フィルタ（トリガフィルタ）が一般に使用される（例えば特許文献１参照）。地盤は地震以外の様々な要因によっても振動するため、地震計を誤起動させず本当の地震のみを検知させるためにこのようなフィルタが使用される。起動フィルタには、例えば、０．５〜１０Ｈｚのバンドパスフィルタが使用される。
【０００３】
起動フィルタが使用される地震計システムの一例である地震計システム１０１の構成を図３に示す。地震計システム１０１は、波形記録及び表示部１１と、起動フィルタ２１と、コンパレータ２２を備える。波形記録及び表示部１１は、地震計システム１０１の核となる構成要素であり、加速度センサ１２が検知した地震の振動波形を記録するとともに解析し解析結果の表示を行う。地震発生により加速度センサ１２が検知した振動波形が起動フィルタ２１に入力されると、波形記録及び表示部１１を誤起動させないために必要十分な範囲の周波数帯域の振動波形成分のみが起動フィルタ２１を通過し、コンパレータ２２に入力される。コンパレータ２２は、入力される振動波形成分の強度が所定の閾値を上回ったら波形記録及び表示部１１を起動する起動トリガを波形記録及び表示部１１に向けて出力し、当該所定の閾値を下回ったら地震が終了したと判定して、波形記録及び表示部１１を停止する終了トリガを波形記録及び表示部１１に向けて出力する。
【０００４】
地震計システム１０１では、起動判定の閾値と終了判定の閾値とが同一であるため、コンパレータをシンプルに構成することができる。しかし、地震による振動が弱くなるまで振動波形を取得しようとすると終了判定の閾値を下げる必要があり、これにより起動判定の閾値も下がって誤起動の危険性が高くなる。
【０００５】
このような問題は、例えば、図４に示す構成を有する地震計システム１０２により対処することが考えられる。地震計システム１０２は、図３に示す地震計システム１０１のコンパレータを起動コンパレータ２２ａと終了コンパレータ２２ｂとに分け、それぞれにおいて異なる判定閾値を設定可能にしたものである。これにより、終了コンパレータ２２ｂの終了判定の閾値を起動コンパレータ２２ａの起動判定の閾値より低く設定することができる。そのため、終了判定の閾値を極力低くすることで、弱い振動波形まで検知することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２６３８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
地震による振動波形は広い周波数スペクトルを有する。起動フィルタを通過した振動波形成分により終了判定を行う場合、たとえ判定閾値を極力低くしたとしても、あくまで起動フィルタを通過した振動波形成分の強度が閾値以下となったことを判定しているにすぎない。そのため、起動フィルタを通過した振動波形成分の強度が閾値以下となった時点で地震が終了したとして終了トリガを出力してしまうと、起動フィルタの通過帯域の外ではある程度の強度で振動波形成分が残存しているにもかかわらず地震計が停止し、以後の振動波形の収集ができなくなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、より適切に判定した地震の終了まで地震波形を収集することが可能な地震計システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の地震計システムは、波形記録及び表示部、起動フィルタ、起動コンパレータ、及び終了フィルタ、及び終了コンパレータを備える。波形記録及び表示部は、加速度センサが検知した地震の振動波形を記録するとともに解析し解析結果の表示を行う。起動フィルタは、加速度センサで検知された振動波形のうち、波形記録及び表示部を誤起動させないために必要十分な第１の周波数帯域の成分のみを通過させるバンドパスフィルタである。起動コンパレータは、起動フィルタを通過した振動波形成分の強度が、波形記録及び表示部を誤起動させないために必要十分な第１の閾値を上回ったときに波形記録及び表示部を起動する起動トリガを出力する。終了フィルタは、第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域の振動波形成分のみを通過させるバンドパスフィルタである。終了コンパレータは、終了フィルタを通過した振動波形成分の強度が所定の第２の閾値を下回ったときに波形記録及び表示部を停止する終了トリガを出力する。
【００１０】
このように起動フィルタと通過帯域が異なる終了フィルタを設けることで、起動フィルタの通過帯域内の振動波形成分の強度が第１の閾値以下となっているにもかかわらず、終了フィルタの通過帯域内ではある程度の強度で振動波形成分が残存している場合に、終了フィルタの通過帯域内の振動波形成分に対して第１の閾値とは異なる終了判定のための第２の閾値を設定できるため、地震の終了をより適切に判定することができる。そのため本システムによれば、より適切に判定した地震の終了の時点で波形記録及び表示部を停止させることができ、その停止時点までの地震波形を収集することが可能となる。
【００１１】
終了フィルタが通過させる第２の周波数帯域の下限は、例えば、第１の周波数帯域の下限よりも低く設定するとよい。
【００１２】
地震動の周波数スペクトルは、一般的には振動の初期段階では高い周波数成分を多く含み、時間の経過とともに高い周波数成分は減衰し、低い周波数成分のみのスペクトルとなる。そこで、終了フィルタの通過帯域の下限を起動フィルタの通過帯域の下限より低く設定することで、高い周波数帯域の成分より後まで残存している低い周波数帯域の成分に基づき終了判定を行うことができ、地震の終了をより適切に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の地震計システムの構成例を示す図である。
【図２】地震動の周波数スペクトルの時間変化の例を示す図である。
【図３】従来の地震計システムの構成例を示す図である。
【図４】従来の地震計システムの別の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の地震計システム１００の構成例を示す図である。地震計システム１００は、波形記録及び表示部１１、起動フィルタ２１ａ、起動コンパレータ２２ａ、終了フィルタ２１ｂ、及び終了コンパレータ２２ｂを備える。
【００１５】
波形記録及び表示部１１は、地震計システム１００の核となる構成要素であり、加速度センサ１２が検知した振動波形成分を記録するとともに、震度の計算等の波形の解析を行い解析結果の表示を行う。
【００１６】
起動フィルタ２１ａは、加速度センサ１２で検知された振動波形のうち、波形記録及び表示部１１を誤起動させず、かつ地震を検知し逃さないために必要十分な第１の周波数帯域の成分のみを通過させるバンドパスフィルタである。第１の周波数帯域は、地震動の一般的な周波数スペクトルに従い任意に設定してよいが、狭く設定しすぎると波形記録及び表示部１１の誤起動が減る一方、微弱な地震の検知漏れが増加し、広く設定し過ぎると地震の検知漏れが減る一方、波形記録及び表示部１１の誤起動が増えるため、要求される検知精度に応じて適宜設定するとよい。
【００１７】
起動コンパレータ２２ａは、起動フィルタ２１ａを通過した振動波形成分の強度が、波形記録及び表示部１１を誤起動させないために必要十分な第１の閾値を上回ったときに波形記録及び表示部１１を起動するための起動トリガを出力する。当該閾値は、地震動の一般的な振動波形の形状に従い任意に設定してよいが、高く設定しすぎると波形記録及び表示部１１の誤起動が減る一方、微弱な地震の検知漏れが増加し、低く設定し過ぎると地震の検知漏れが減る一方、波形記録及び表示部１１の誤起動が増えるため、要求される検知精度に応じて適宜設定するとよい。
【００１８】
終了フィルタ２１ｂは、第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域の振動波形成分のみを通過させるバンドパスフィルタである。第２の周波数帯域は一部又は全部が第１の周波数帯域と重ならないように設定する。
【００１９】
終了コンパレータ２２ｂは、終了フィルタ２１ｂを通過した振動波形成分の強度が所定の第２の閾値を下回ったときに波形記録及び表示部１１を停止するための終了トリガを出力する。第２の閾値は、小さく設定するほど地震の振動波形を最後まで記録できる可能性が向上する一方、記録される情報量が増加するため、要求される検知精度や記録可能な容量等に応じて適宜設定するとよい。
【００２０】
このように起動フィルタ２１ａと通過帯域が異なる終了フィルタ２１ｂを設けることで、起動フィルタ２１ａの通過帯域内の振動波形成分の強度が第１の閾値以下となっているにもかかわらず、終了フィルタ２１ｂの通過帯域内ではある程度の強度で振動波形成分が残存している場合に、終了フィルタ２１ｂの通過帯域内の振動波形成分に対して第１の閾値とは異なる終了判定のための第２の閾値を設定できるため、地震の終了をより適切に判定することができる。そのため本システムによれば、より適切に判定した地震の終了の時点で波形記録及び表示部１１を停止させることができ、その停止時点までの地震波形を収集することが可能となる。
【００２１】
なお、終了フィルタ２１ｂが通過させる第２の周波数帯域の下限は、例えば、第１の周波数帯域の下限よりも低く設定するとよい。地震動の周波数スペクトルは、一般的には振動の初期段階では高い周波数成分を多く含み、時間の経過とともに高い周波数成分は減衰し、低い周波数成分のみのスペクトルとなる。このとき、終了フィルタ２１ｂの通過帯域を起動フィルタ２１ａと同様な高い周波数帯域で設定すると、時間経過により振動波形の当該高い周波数帯域の成分が減衰し第２の閾値を下回ると波形記録及び表示部１１が停止するが、この時点では依然低い周波数帯域の成分は残存しており、このような状況で終了と判定するのは不適切である。そこで、終了フィルタ２１ｂの通過帯域の下限を起動フィルタ２１ａの通過帯域の下限より低く設定することで、高い周波数帯域の成分より後まで残存している低い周波数帯域の成分に基づき終了判定を行うことができるため、地震の終了をより適切に判定することができる。
【００２２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００２３】
１１    波形記録及び表示部
１２    加速度センサ
２１、２１ａ    起動フィルタ
２１ｂ    終了フィルタ
２２、２２ａ    起動コンパレータ
２２ｂ    終了コンパレータ
１００、１０１、１０２    地震計システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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