JPH02210212A - 膜屋根の垂直変位自動計測システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、展示場や体育施設等を構成する膜屋根が風や
積雪等により生じる垂直変位を、常時自動的に検出でき
るようにした膜屋根の垂直変位自動計測システムに関す
る。

［従来の技術〕 膜屋根は比較的柔軟な構造のため、風や積雪により大き
な垂直変位を生じる。このため膜屋根構造では、その垂
直変位を測定して安全対策を施している。

従来、膜屋根の垂直変位を測定する場合、第４図に示す
ように膜屋根の上部数箇所からワイヤー等で重りＡを吊
り下げ、そのワイヤ一端部にスケールＢを取り付けて、
光学式レベル側蓋により人が数値を読み取るようにして
いる。

また、膜屋根の外面の数箇所に目印を取り付けこれら目
印を光学式レベル側蓋で測定したり、目印の変位を光学
的に検出し、その検出信号をコンビ二−夕に入力して画
像解析によって測定することも行なわれている。

［発明が解決しようとする課題］ 膜屋根の垂直変位を測定する前記従来の方法のうち、膜
屋根面からワイヤーを吊り下げる場合は、膜屋根の下側
空間を使用しているときには測定ができず、非使用時に
ワイヤーを吊り下げて測定しなければならないので手数
がかかり望ましいものではなかった。また、膜屋根の下
側空間に色々な機器が常設しである時などは、初めに建
設された時以外測定が不可能になってしまう。さらに光
学式レベル制器を使用するので、測定時に人手を要し、
自動測定ができなかった。

一方、膜屋根の外面に目印を取り付けて測定する方法は
、野外で光学式レベル制器を使用して測定しなければな
らないので、雨、雪、霧等によりあるいは夜間には測定
が不可能になる。また画像処理等による場合、目標の目
印を良好な視界にて測定するために、ライティングの機
器が余分に必要となる。

そこで本発明は、膜屋根の垂直変位をその下側空間の使
用中でも測定できるようにするとともに、雨、雪等にか
かわらず自動的に膜屋根の垂直変位を測定できるように
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、膜屋根面に沿ってその上方位置から外周の下
部まで適数本のホースを取り付け、各ホース内に液体を
注入してホース下端を差圧計に連通し、差圧計で検出し
た信号をコンピュータに入力させて膜の垂直変位を計測
させるようにした膜屋根の垂直変位自動計測システムで
ある。

差圧計が膜屋根の少ない変位を検出できるようにするた
めには、差圧計に前記ホースとの間に差圧を生じさせる
ように基準圧力用ホースを接続すればよい。

膜屋根の垂直変位をより精度よく検出するためには、ア
クティブフィルタにより差圧計の検出信号から膜の固有
周期以下の成分信号のみを取り出すとともに、差圧計か
らの検出信号を増幅器で増幅させればよい。

〔作用］ 上記手段の膜屋根の垂直変位自動計測システムでは、膜
屋根面に沿って設けたホース内の液体が、膜の垂直変化
にともなって水頭が変化するので、その変化に応じて差
圧計に圧力変化を生じさせる。差圧計は、この圧力変化
を検出し、さらに検出信号をコンピュータに入力して、
膜の垂直変位を計測させることができる。

よって膜屋根の下側空所が使用中であっても計測可能で
あり、また光学式レベル制器を使用しないので雨、雪等
にかかわらず確実にかつ人手を使うことなく自動的に測
定できる。

［実施例］ 本発明の実施例を第１〜３図により説明する。

膜屋根ｌは、中央部から外周部に向って低（なる形状に
形成されその下側に展示物や体育施設等に使用できる空
所が形成されるようになっている。膜屋根ｌの下面に沿
って上部から外周下部まで複数本のホース２が設けられ
、各ホース２の下端がそれぞれ差圧計３に連通される。

なおホース２は、断面形状の変化の少ない例えばジエン
フロン製のホースを使用した。これは後記するように膜
の垂直変位とホース内の水頭変位とを、常に対応させる
ためである。

各ホース２は、第２図に示すように上端位置と平面上の
位置とが異にされて、膜屋根ｌの所望位置の垂直変位を
測定できるようになっている。また各差圧計３には各ホ
ース２の高さに対応した高さのホース４が接続され、そ
れらホース４はボール５により鉛直に保持される。なお
、ホース４は、差圧計３に基準圧力を生じさせ、ホース
２の側とホース４の側との差圧変化が膜の垂直変位に対
応するようになっている。各差圧計３に接続される両ホ
ース２と４には水が注入され、その水頭に応じた圧力が
差圧計３に作用し、膜屋根ｌの垂直変化により各ホース
２内の水頭も変化するようになっている。すなわち、ホ
ース２内の水頭の変化が膜屋根ｌの垂直変位に対応して
いることにより、差圧計３が膜屋根の垂直変化を検出す
るようになっている。なおホース２．４内の水が凍結し
ゃすいときには不凍液を混入するとよく、また水の蒸発
を防ぐため、ホース２．４内の水面上に油を少し注入し
てお（のが望ましい。さらに差圧計３に設ける測定目盛
範囲があまり大きいと、変化の測定精度が得られないの
で、測定目盛範囲は膜の挙動範囲の１．５〜２倍程度に
するのが望ましい。

上記で各差圧計３に鉛直方向のホース４を設けたのは、
差圧計３に膜屋根側のホース２０水頭圧のみが作用した
ときには故障しやすいのでそれを防ぐための方法であり
、また精度よく膜屋根の垂直変位を検出できるようにす
るために両方に液体を入れるのである。このため、測定
精度をあまり要求しない場合には鉛直方向のホース４を
省略してもよい。

さらに差圧計３に設けた２つのホース内の水頭差が大き
いと故障しやすいが、それを防止するため、第３図に示
すように両ホース２．４にチーズ７を介して分岐管８ａ
、８ｂを接続し、それぞれのホース２．４内の標準時の
水位をほぼ同一に保つように水位調整装置を接続させれ
ばよい。なお、各分岐管８ａ、８ｂは開閉バルブ９ａ、
９ｂを有し、膜屋根ホース２、基準圧力用ホース４に注
水後、バルブ９ａ、９ｂは閉とする。両分枝管はバルブ
ｌＯを有する管路な介して水供給タンク１１に連通され
る。

上記の構成により各差圧計３は膜屋根の各位置の垂直変
位に相当する圧力変化を検出し、それら各検出信号をア
クティブフィルタ１２に入力させる。アクティブフィル
タ１２は、入力信号のうち膜の固有周期以下の成分及び
ノイズを除去した信号だけを選択して出力するようにな
っており、その出力信号は、増幅器１３に入力される。

増幅器１３は人力信号を増幅して、コンピュータ１４に
入力する。

コンピュータ１４は、膜屋根形状に応じて各ホース２内
の水頭変化による圧力差がどのような垂直変化になるか
のデータを記憶させてあり、また差圧計３の検出信号を
膜屋根の垂直変位に変換させる高速Ａ／Ｄ変換回路１５
を有する。そしてコンピュータ１４は、入力信号に応じ
て短時間毎に自動的に膜屋根の各位置の垂直変位を演算
して表示あるいはプリントすることができるようになっ
ている。

なお、本実施例では差圧計３の検出信号を、アクティブ
フィルタ１２、増幅器１３の順に入力させたが、その逆
に入力させることも可能であり、かつまた、差圧計３の
検出信号を直接コンピュータに人力して計測させること
も可能である。

［発明の効果］ 本発明では、膜屋根面に上下方向にホースを取り付けて
、その水頭変位を差圧計で検出し、さらにその検出信号
を受けたコンピュータにより膜屋根の垂直変位を計測さ
せるので、膜屋根の下側空間の使用、非使用にかかわら
ず常時測定が可能である。また、光学的側器を使用せず
かつ人手も要しないので、雨、雪、Ｎ等の天候条件でも
あるいは夜間でも確実かつ自動的に測定できる。さらに
膜の垂直変位を短時間に計測できるので膜の各位置をほ
ぼ同時に測定でき、この計測周期を速くすることにより
、垂直変位だけではな（膜の振動解析も可能になるが、
この場合は、アクティブフィルタにより周波数を変更す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の膜屋根の垂直変位自動計測システムの
系統図、第２図は膜屋根にホースを取り付けた状態の平
面図、第３図はホース内の水頭調節装置の正面図、第４
図は従来の膜屋根の垂直変位測定方法を示す説明図であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）膜屋根面に沿って上方位置から外周の下部まで適
   数本のホースを取り付け、各ホース内に液体を注入して
   各ホース下端をそれぞれ別個の差圧計に連通し、各差圧
   計の検出信号をコンピュータに入力させて膜の垂直変位
   を計測させるようにした膜屋根の垂直変位自動計測シス
   テム。
2. （２）差圧計の出力端子とコンピュータの入力端子との
   間に、検出信号から膜の固有周期以下の成分及びノイズ
   を除去した信号だけを取り出すアクティブフィルタと、
   検出信号を増幅する増幅器とを設けた請求項１に記載の
   膜屋根の垂直変位自動計測システム。
3. （３）各差圧計に基準圧力を生じさせる基準圧力用ホー
   スを接続し、各差圧計は接続された２つのホースの差圧
   変化が膜屋根の垂直変化に対応するようにした請求項１
   に記載の膜屋根の垂直変位自動計測システム。