JPH029717B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、複数の検出点からの振動波の検出デ
ータを収集して、基準の検出点に対する他の検出
点の検出時刻差を求める検出時刻差測定方法に関
するものである。

従来技術と問題点 地震観測システムに於いては、複数個所に地震
観測点を設け、各地震観測点で地震を検出した時
刻の差と各地震観測点間の距離との関係で、地震
発生地点を求めることができるものである。この
場合、各地震観測点で、基準レベル以上の振動を
地震発生と判定する回路を設けて、地震発生時刻
を測定することも可能ではあるが、地震観測点毎
に周囲条件が異なると共に、季節によつても条件
が異なるので、各地震観測点に於ける基準レベル
の設定が容易でないものであり、且つ周囲条件の
変更により基準レベルの変更を必要とする欠点が
あつた。

そこで、各地震観測点の検出データをセンタで
収集し、或る地震観測点を基準として検出データ
について相互相関処理を行い、相関が最大となる
ように基準観測点からの検出データと他の地震観
測点からの検出データとの相対的な遅延を順次行
わせ且つ相互相関を演算して、相互相関が最大と
なる遅延時間により地震検出時刻差を求める方式
が提案されている。しかし、検出データ波形に
は、反射波等の類似の波形が含まれているので、
所望の波形以外の類似の波形について相互相関が
最大となり、時刻差を誤検出する可能性が大きい
欠点があり、又振動波を検出する場合に於いても
反射波による影響により、正確な測定が困難であ
つた。

発明の目的 本発明は、複数の検出点間の距離に対応した範
囲内でのみ検出データの相互相関処理を行い、類
似波形による時刻差検出の誤りを防止することを
目的とするものである。

発明の構成 本発明の検出時刻差測定方法は、基準検出点か
らの検出データと前記他の検出点からの検出デー
タとを相対的に順次遅延させる遅延回路と、前記
基準検出点からの検出データにより起動されて、
前記遅延回路から相対的に順次遅延された各検出
点対応の検出データを取出す検出データ取出制御
回路と、この検出データ取出制御回路から取出し
た各検出データ間の相互相関を演算する相互相関
演算回路と、この相互相関演算回路からの相互相
関値が最大となる点を検出する最大値検出回路
と、この最大値検出回路により最大値検出を行つ
た時点の前記遅延回路の相対的な遅延時間を時刻
差として出力する時刻差出力回路と、前記検出点
間の距離情報を格納したメモリとを備え、前記検
出データ取出制御回路から前記遅延回路により相
対的に遅延された前記基準検出点からの検出デー
タと前記他の検出点からの検出データとを取出し
て前記相互相関演算回路に加え、該相互相関演算
回路に於いて求めた相互相関値の最大値を前記最
大値検出回路により検出した時点の前記遅延回路
による相対的な遅延時間を、前記基準検出点に於
ける検出時刻と前記他の検出点に於ける検出時刻
との差の検出時刻差として前記時刻差出力回路か
ら出力するように構成している。以下実施例につ
いて詳細に説明する。

発明の実施例 第１図は地震観測システムの説明図であり、分
散配置された地震観測点Ａ〜Ｄで震源地Ｘからの
地震波を検出し、その検出データを回線を介して
センタCEに伝送する。この場合震源地Ｘに対し
て地震観測点Ｃが最も近く、地震観測点Ｂが最も
遠く、例えば地震観測点Ａを基準点とすると、セ
ンタCEでは地震観測点Ａからの検出データのレ
ベル検出により地震発生を識別し、他の地震観測
点Ｂ〜Ｄからの検出データと地震観測点Ａからの
検出データとの相互相関を求める演算を開始す
る。なおセンタCEに於いては、常時各地震観測
点からの検出データを所定時間順次記憶しておく
メモリを有するもので、例えばシフトレジスタ形
式のメモリから構成され、或る時間記憶された後
消去され、且つその時間内の任意の時点の検出デ
ータを読出することができる構成となつている。

相互相関の演算を行つて最大値が得られる相対
的な遅延時間を検出時刻差とするもので、その場
合、各地震観測点間の距離情報をセンタCEで格
納しておき、相互相関演算時の相対的遅延時間を
その距離情報に対応して制限するものである。こ
のような制限を与えることにより、反射波等の検
出データにより相互相関が最大となるような誤つ
た時刻差を求めることはなくなる。

第２図は本発明の実施例の要部ブロツク図であ
り、１は基準検出点としての地震観測点Ａからの
検出データの入力端子、２は他の検出点としての
地震観測点Ｂ（又はＣ，Ｄ）からの検出データの
入力端子、３はレベル識別回路、４は遅延回路を
構成するシフトレジスタ等からなる遅延メモリ、
５は遅延メモリに記憶された検出データを順次異
なる遅延時間で繰り返し取出す検出データ取出制
御回路、６は検出点としての地震観測点間の距離
情報を格納したメモリ、７は乗算回路と加算回路
との組合せにより構成されて検出データ間の相互
相関を算出する相互相関演算回路、８は相互相関
演算回路の演算出力の最大値を検出する最大値検
出回路、９は遅延メモリによる遅延時間を基に時
刻差を出力する時刻差出力回路、１０は出力端子
である。

遅延メモリ４は、地震観測点からの検出データ
を或る時間記憶しておくものであり、入力端子１
に加えられた基準点の地震観測点Ａからの地震の
検出データが所定の基準レベルVr以上であるこ
とがレベル識別回路３に於いて識別されると、検
出データ取出制御回路５が起動され、検出データ
取出制御回路５の制御により遅延メモリ４から検
出データが順次取出されて、基準点の地震観測点
Ａからの検出データと共に相互相関演算回路７に
加えられる。又各地震観測点からの検出データに
は、地震観測点を識別する識別情報が付加されて
いるので、その識別情報をメモリ６に加える。メ
モリ６には基準点の地震観測点と他の地震観測点
との間の距離情報SDが格納されており、伝送さ
れた識別情報により対応する地震観測点の距離情
報が読出されて、検出データ取出制御回路５に加
えられ、検出データ取出制御回路５では、距離情
報により、遅延メモリ４から取出す検出データの
相対的遅延時間範囲を限定する。即ち距離と地震
波の伝播速度とにより、基準点の地震観測点Ａか
ら他の地震観測点までの地震波の最大伝播遅延時
間が定まるから、その最大伝播遅延時間以上遅延
した検出データについては、相互相関を演算しな
いようにするものである。

相互相関演算回路７では、検出データ取出制御
回路５を介した検出データの相互相関を演算し、
その演算結果を最大値検出回路８に加え、相互相
関の演算終了毎に検出データ取出制御回路５に次
の検出データの要求信号を加える。最大値検出回
路８で相互相関の最大値を検出すると、その検出
信号を時刻差出力回路９に加え、時刻差出力回路
９は、相互相関演算回路７に於ける検出データ相
互の遅延時間に相当する情報を時刻差情報として
出力端子１０から出力する。

第３図は動作説明図であり、ａは基準点の地震
観測点Ａの検出データ、ｂは他の地震観測点の検
出データ、ｃは相互相関関数の一例を示す。例え
ば他の地震観測点Ｃの検出データが時刻t1、基準
点の地震観測点Ａの検出データが時刻t2でそれぞ
れ得られたとすると、時刻t2に於いてレベル識別
回路３により地震波発生の検出が行われ、検出デ
ータ取出制御回路５が起動される。その時点で
は、既に地震観測点Ｃの検出データが遅延メモリ
４に記憶されており、検出データ取出制御回路５
は起動されることにより、時刻t2以前のb1で示す
範囲の地震観測点Ｃの検出データを遅延メモリ４
から取出して、基準点の地震観測点Ａの検出デー
タと共に相互相関演算回路７に加える。この演算
結果が出力されることにより、検出データ取出制
御回路５に次のデータの取出要求信号が加えら
れ、検出データ取出制御回路５は次の検出データ
例えばb2の範囲の地震観測点Ｃの検出データを
遅延メモリ４から取出して、相互相関演算回路７
に加え、基準点の地震観測点Ａの検出データとの
相互相関の演算を行わせる。この演算の終了によ
り、次のデータの取出要求信号が検出データ取出
制御回路５に送出されるので、検出データ取出制
御回路５は遅延メモリ４から次の検出データ例え
ばb3の範囲の検出データを取出して相互相関演
算回路７に加え、地震観測点Ａの検出データとの
相互相関を演算させる。

以下同様にして順次相互相関演算が行われ、相
互相関演算結果の最大値の検出が最大値検出回路
８により行われる。又b1、b2、b3………のよう
に相対的な遅延による検出データの相互相関演算
を行う遅延時間情報が時刻差出力回路９に加えら
れている。

相互相関の演算出力は、第３図のｃに示すよう
に変化し、メモリ６に格納された距離情報により
相対的な遅延時間がＴで示される場合、即ち基準
点の地震観測点Ａの検出データのレベル識別が行
われた時点t2に対して＋２〜０〜−２の範囲の時
間が設定された場合、c1で示す点で最大値となる
ので、その最大値の時点が最大値検出回路８によ
り検出される。時刻差出力回路９では、最大値検
出信号と相互相関演算回路７からの遅延時間情報
とが入力されているので、最大値検出信号が加え
られた時の遅延時間（t2−t1）＝Δtが時刻差情報
として出力される。

若し最大遅延時間Ｔ以上の相対的な遅延時間の
検出データについて相互相関を演算すると、反射
波等による類似波形により、例えばc2で示す点で
も最大値が得られ、この場合は、時刻差が実際の
時刻差より大きいものとなり、震源地Ｘを算定す
る場合の誤りとなる。

前述のように、メモリ６に格納された距離情報
により、相互相関演算を行う検出データの相対的
遅延時間の最大値が限定されるので、反射波等の
類似波形による時刻差の検出誤りがなくなる。又
相対的遅延の方向により、基準点の地震観測点Ａ
に対して他の地震観測点の検出データが早く検出
されたものであるか遅く検出されたものであるか
を識別することができるので、地震波の伝播方向
が判ることになる。即ち第１図に示す状態では、
地震観測点Ａより地震観測点Ｃが先に地震波を検
出することになるので、地震観測点Ｃの検出デー
タを遅延させることにより、相互相関が最大とな
る点が求まるが、震源地が他の点で、基準点の地
震観測点Ａより地震観測点Ｃが後で地震波を検出
した場合は、基準点の地震観測点Ａの検出データ
を遅延させることにより、相互相関が最大となる
点が求まり、この場合は、地震観測点Ａが震源地
に近いことを示すものとなる。

前述の実施例は、地震観測システムの場合につ
いてのものであるが、他の振動波の検出等に対し
てもの本発明は適用することができるものであ
り、例えば第４図に示すように、鋼材２０の一端
に振動を加え、センサ２１〜２４を相互の距離Ｌ
１，Ｌ２，Ｌ３をおいて配置し、振動の伝播をセ
ンサ２１〜２４で検出し、何れか一つのセンサを
基準点として、各センサの検出データを前述の実
施例と同様に相互相関演算処理することにより、
鋼材２０の内部欠陥等を検査することができる。

例えば、鋼材２０上の複数のセンサ２１〜２４
の配置距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の情報を第２図に於
けるメモリ６に格納し、基準検出点としての基準
センサを２４とすると、その基準センサ２４によ
る検出データを第２図の入力端子１に加え、他の
センサ２１〜２３による検出データを入力端子２
に加えることにより、基準センサ２４に於ける検
出時刻と、他のセンサ２１〜２３に於ける検出時
刻との差を求めることができる。その場合、距離
Ｌ１〜Ｌ３の情報に対応して遅延メモリ４による
遅延時間が制限されるから、相互相関の最大値を
求める時の相対的遅延時間の範囲を限定し、鋼材
２０の側面及び端面からの反射波による誤りを防
止することができる。

従つて、距離Ｌ１〜Ｌ３を正確に測定可能の場
合には、検出時刻差から振動波の鋼材２０内の伝
播時間が判り、無欠陥鋼材との比較により内部欠
陥の有無を容易に判定することができる。同様
に、振動波を伝播させて検出する各種の分野に適
用可能となる。又検出点間の距離に対応して相対
的遅延時間の範囲を限定するから、反射波による
誤りを防止することができる。

発明の効果 以上説明したように、本発明は、地震観測点や
センサ等の検出点間の距離情報をメモリ６に格納
しておいて、検出点からの検出データの相互相関
を演算する場合の相対的遅延時間を距離情報に対
応した範囲に限定するもので、それにより反射波
等の類似波形による擬似的最大相互相関関数が得
られることがなく、従つて時刻差を誤りなく検出
することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は地震観測システムの説明図、第２図は
本発明の実施例の要部ブロツク図、第３図は動作
説明図、第４図は鋼材の欠陥検査に適用した場合
の説明図である。 １は基準点の地震観測点Ａからの検出データの
入力端子、２は他の地震観測点からの検出データ
の入力端子、３はレベル識別回路、４は遅延メモ
リ、５は検出データ取出制御回路、６は地震観測
点間の距離情報を格納したメモリ、７は相互相関
演算回路、８は最大値検出回路、９は時刻差出力
回路、１０は出力端子である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の検出点からの振動波の検出データを収
   集し、任意の検出点を基準検出点とし、該基準検
   出点に於ける検出データの検出時刻と他の検出点
   に於ける検出データの検出時刻との差を求める検
   出時刻差算出方法に於いて、 前記基準検出点からの検出データと前記他の検
   出点からの検出データとを相対的に順次遅延させ
   る遅延回路と、 前記基準検出点からの検出データにより起動さ
   れて、前記遅延回路から相対的に順次遅延された
   各検出点対応の検出データを取出す検出データ取
   出制御回路と、 該検出データ取出制御回路から取出した各検出
   データ間の相互相関を演算する相互相関演算回路
   と、 該相互相関演算回路からの相互相関値が最大と
   なる点を検出する最大値検出回路と、 該最大値検出回路により最大値を検出した時点
   の前記遅延回路の相対的な遅延時間を時刻差とし
   て出力する時刻差出力回路と、 前記検出点間の距離情報を格納したメモリとを
   備え、 前記検出データ取出制御回路から前記遅延回路
   により相対的に遅延された前記基準検出点からの
   検出データと前記他の検出点からの検出データと
   を取出して前記相互相関演算回路に加え、該相互
   相関演算回路に於いて求めた相互相関値の最大値
   を前記最大値検出回路により検出した時点の前記
   遅延回路による相対的な遅延時間を、前記基準検
   出点に於ける検出時刻と前記他の検出点に於ける
   検出時刻との差の検出時刻差として前記時刻差出
   力回路から出力する ことを特徴とする検出時刻差測定方法。