JPH0318787A

JPH0318787A - 感震装置

Info

Publication number: JPH0318787A
Application number: JP1153353A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Iwabuchi; 岩渕　紘生; Takashi Uno; 宇野　尚; Ryoichi Koga; 良一古閑
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-06-15
Filing date: 1989-06-15
Publication date: 1991-01-28

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地震を感知する感震装置に関するもので、物が
ぶつかったときの衝撃等では動作しにくく、且つ地震波
の種類による動作幅のばらつきの少ない感震装置を提供
しようとするものである。

従来の技術従来のこの種の感震装置は、第９図に示すように、規定
の加速度量上の振動によりオンとオフの繰り返し信号を
発生する感震器１と、そのオンとオフの時間幅を監視し
、規定のオフ時間幅以上のオフをそれぞれの間にもつ規
定のオン時間＋ＰＭ以上のオンの回数が規定の時間以内
に規定の回数以上であることを検出する規定オン・オフ
時間幅以上の回数検出手段２とから構成されており、そ
の動作は地震のときは第１０図に示すように、ａ）の地
震波（加速度波形）の周期や振幅に応したｂ）の感震器
のオン・オフ信号のうち、ｃ）、ｄ）に示すオン・オフ
の時間幅によってまず最初に規定のオン時間幅Ｔｏｎ　
（ｓ）以上になったオン２を１回目とし、次に規定のオ
フ時間幅Ｔｏｆｆ（ｓ）以上になったオフ３を間にもっ
て規定のオン時間幅Ｔｏｎ（ｓ）以上になったオン５を
２＠目とし、以下同様にして規定のオフ時間幅以上にな
ったオフｎ−１を間にもつ規定のオン時間幅以上のオン
ｎを規定の回数のＭＳ回目とし、これがｂ）に示す最初
のオンの立上りから規定の時間Ｔｓ以内に入っている場
合、ｂ）の感震器のオン・オフの繰り返し信号を地震の
信号と判断して第９図の出力端子３より出力として出す
（本感震装置が動作する）ようになっていた。

そして、前記の規定時間Ｔｓが経過しても、規定の条件
を満足するオンの回数が規定の回数Ｍｓに達せず、引き
続き、感震器のオン・オフ信号が発生している場合は、
次のオンの立上りから改めて次の規定時間Ｔｓがスター
トして全く同様の検出を行うようになっていた。また、
物がぶつかったとき等の衝撃での振動波形（加速度波形
）は一般的に第１１図ａ）に示すようにこの感震装置が
取り付けられている場所の固有振動による減衰彼となり
、このときの感震器のオン・オフ信号は第９図（ｂ）〜
（ｄ）に示すように、オン時間幅は徐々に減少しオフ時
間幅は徐々に増加していく傾向となるが振動のｌ’ｉｉ
ｌ期そのものは常に一定であるためオンとオフの時間幅
の和は一定となること、つまり第１１図ｅ）に示すよう
に、Ｔｏｎ（ｉ）　　＋　　Ｔｏｆｆ（＋）　　　＝　　Ａ
　（ｃｏｎｓｔ．）　−　（１）となり、しかもこの周
期Ａは地震波の平均的な周期と比べると短くなるのが普
通であることから、前記規定のオン時間幅Ｔｏｎ　（ｓ
）およびオフ時間幅ＴＯｆｆ（ｓ）をＴｏｎ（ｓ）　　＋　　Ｔｏｆｆ（ｓ）　　　＞　　Ａ
　＝−−−−−−・−・−（２）となるように選定して
衝撃時は前記規定オン・オフ時間幅以上の回数検出手段
ができるだけ出力を出さないように（本感震装置が誤動
作しないように）設計されていた。

発明が解決しようとする課題しかしながら、地震波で本感震装置が動作したときの動
作値はあくまでもその地震波の最大ピークガル値（地震
波の加速度波形の最大振幅値）で表わすようにしている
ため、従来の装置のように感震器の何回かのオン・オフ
信号をカウントした後に地震と判定している場合には、
地震波形の種類によっては動作値が著しく相違してしま
い、結果的には地震波の種類によって動作ばらつきの大
きい感震装置となってしまう恐れがあった。

例えば、今仮りに本装置が地震と判定する規定のオンの
回数を５回（Ｍｓ＝５）とし、感震器がオン信号を発生
する規定の加速度を１００ガルとした場合、第１２図ａ
）に示すような最大ピークガル値は３００ガルと大きく
ても大きな｝２れが２〜３回しかない直下型地震波が到
来したとき、感震器のオンの回数は第ｌ２図ｂ）に示す
ように３回しかないから本装置は動作せず、逆に第１３
図ａ）に示すような最大ピークガル値は１５０ガルと小
さくても大きな揺れが何回も持続する連続型地震波が来
たときは感震器のオンの回数が第１３図ｂ）に示すよう
に５回以上あるから本装置は動作するということになる
。つまり、連続型地震では１５０ガルで動作するのに、
直下型地震では３００ガルでも動作しないという動作ば
らつきの大きい感震装置となってしまう。なお、第１２
図、第１３図において、惑震器のオン・オフ信号は全て
規定のオン時間輻Ｔｏｎ（ｓ）または規定のオフ時間幅
Ｔｏｆｆ　（ｓ）以上あり、全てのオン信号が最初のオ
ンの立上りから規定の時間Ｔｓ以内に入っているものと
した。また、感震器の動作加速度の周波数特性も一定（
ここではどの周波数でも感震器がオン信号を発生するカ
Ｕ速度は１００ガル）とした．そこで、本発明はどのような地震波が来てもその地震波
の最大ピークガル値の大きさによって動作の判定ができ
るような感震装置を得ることを第１の目的としている。

第２の目的は上記の手段によっても！ｉ撃時での誤動作
が増加しないような感震装置を得ることにある。

また第３の目的は上記２つの目的をより確実性の高いも
のとするための感震器を提供することにある。

課題を解決するための手段上記第１の目的を達戒するために、本発明は感震器のオ
ンの時間幅が規定のオン時間幅以上になることを検出す
るオン時間幅検出手段を備えたものである。

また第２の目的を達或するために、本発明は前記の他に
、規定時間以内の感震器のオンとオフそれぞれの時間の
またはオンとオフの時間幅の和の１回毎の変動状態を算
出してその変動値が規定の変動値以上であることを検出
するオン・オフ時間幅の変動状態検出手段を設け、オン
時間幅検出手段とオン・オフ時間幅の変動状態検出手段
の両方の出力が発生したときのみ出力信号を発生させる
ようにしたものである。

さらに第３の目的を達或するために、本発明は感震器の
振動検知機構にオンの持続時間が長くなるような減衰特
性を持たせたものである。

作用本発明の感震装置は、上記Ｉ＃Ｉ威により、感震器のオ
ン信号が規定のオン時間幅以上でありさえすればその回
数がたとえ（＠であろうと動作することになるから、こ
の規定のオン時間幅を地震時の最大ビークガル値のとき
に発生する感震器のオン信号の時間幅より短かく、また
衝撃時に発生する感震器のオン信号の時間幅より長くな
るように選定することにより、衝撃では動作しに＜＜、
且つ地震ではどのような地震波形のときでも常にその最
大ピークガル値が規定の加速度をわずかに越えた付近の
動作値で動作するようになり、地震波の種類による動作
ばらつきが少なくなる。

またオン・オフ時間幅の変動状態検出手段は衝撃時に発
生するある固有周期での振動による感震器の規則的なオ
ン・オフ信号ではたとえ規定のオン時間幅以上のオン信
号があっても出力を出すことがないから、このオン・オ
フ時間幅の変動状態検出手段と前記のオン時間幅検出手
段の両方の出力が発生したときのみ出力信号を発生させ
るようにすることにより、衝撃時における誤動作が増加
することはない。

さらに感震器の振動検知機構にオンの持続時間が長くな
るような減衰特性を持たせることにより、地震時の最大
ピークガル値のときに発生する感震器のオン信号を衝撃
時に発生するそれとより明確に区別することができるよ
うになるものである。

実施例以下、本発明の一実施例を添付図面にもとすいて説明す
る。

第１図において、４は規定の加速度量上の振動によりオ
ンとオフの繰り返し信号を発生する感震器、５は感震器
４のオンの時間幅を監視し、それが規定のオン時間幅以
上になったときに出力端子６より出力として出すオン時
間幅検出手段である。

上記構成における動作を第２図、第３図により説明する
。第２図は地震のときの動作を示したもので、ａ）の地
震波によるｂ）の感震器のオン信号のうち１つでもＣ）
に示すように規定のオン時間幅Ｔｏｎ（ｓｚ）以上のも
のがあれば（第２図のようにこの条件を満足するものが
１つしかない場合、それは地震波の最大ピークガル値の
ときであることが普通である）、第１図のオン時間幅検
出手段５は６の出力端子に出力を出す（本発明の感震装
置が動作する。）。したがって、本発明の感震装置での
地震波における動作値は常に規定の加速度をわずかに越
えた付近の値になる。また、第３図は衝撃のときの動作
を示したもので、衝撃波はａ）に示すように最初に最大
ピークガル値の加速度が発生して以後徐々に減少してい
く減衰波であるため、ｂ）の感震器のオン信号の各時間
幅はＣ）に示すように徐々に減少していくものになる。

そして、第２図ａ）に示す地震波において最大ピークガ
ル値になる付近での周波数は一般的にｌ〜４セの低周波
であるが、第３図ａ）に示す衝撃波の周波数はこの感震
装置の設置条件で決定される固有振動による周波数とな
り、一般的には５七以上の高周波となる。したがって、
前記の規定のオン時間幅Ｔｏｎ（ｓｚ）を第２図ｂ）に
示す地震波の最大ピークガル値におけるオン時間幅Ｔｏ
ｎｐ（ｔＡ）より短かく、また第３図ｂ）に示す衝撃波
の最大ピークガル値におけるオン時間幅Ｔｏｎρ（ｓ．
）より長くなるように選定しておけば、第３図ａ）の衝
撃波によるｂ）の感震器のオン信号の各時間幅はＣ）に
示すようにいずれも規定のオン時間幅７ｏｎ（ｓｚ）よ
り短かいため、第ｌ図のオン時間幅検出手段５は出力を
出さない（本発明の感震装置は動作しない）。

次に本発明の他の実施例にについて説明する。

第４図において、第１図と同一のものについては同一番
号を付しており、７はオン・オフ時間幅の変動状態検出
手段で、規定時間以内の感震器ｌのオンとオフの時間幅
を監視し、オンとオフそれぞれの時間幅のまたはオンと
オフの時間幅の和の１回毎の変動状態を算出してその変
動値が規定の変動値以下であるときは出力を発生する。

そして、８はオン時間幅検出手段５とオン・オフ時間幅
の変動状態検出手段７からの２つの信号を人力し、両方
の信号があったときだけ出力端子９に出力を発生するア
ンド回路である。

上記構或におけるオン・オフ時間幅の変動状態検出千段
７の動作を第５図、第６図により説明する。

第５図は地震時の動作を示したもので、ａ）の地震波に
よるｂ）の感震器のオン・オフ信号のうち、最初のオン
の立上りから規定の時間Ｔｓ．を経過して次のオンの立
上りまでの各ｎヶの全てのオン・オフ信号の時間幅ｃ）
、ｄ）についてｅ）、ｒ）に示すようにオンとオフそれ
ぞれの１回毎の各時間幅の差の絶対値を求め、それらの
平均値をオンとオフそれぞれの変動値Ｔｏｎ　（ν）、
Ｔｏｆ　ｆ　（ｖ）とし、各変動値がオンとオフそれぞ
れに定めた規定変動値Ｔｏｎ（ｖｓ）、Ｔｏｆ　ｆ　（
ｖｓ）以上になると第４図のオン・オフ時間幅の変動状
態検出手段７は出力を発生する。各変動値Ｔｏｎ　（ｖ
）、Ｔｏｆｆ（ｖ）を数式で表ｎ−１　　ｉ＝１ｎ−１　　ｉ＝１なお、第５図ｂ）の感震器のオン・オフ信号の数が変動
状態を検出するのに不足する場合、例えば、オン信号の
数が３つ以下のときはたとえ各変動値Ｔｏｎ　（ｖ）、
Ｔｏｆ　ｆ　（ｖ）が規定変動値Ｔｏｎ　（ｖｓ）、Ｔ
ｏｆｆ（ｖｓ）より小さくても、第４図のオン・オフ時
間幅の変動状態検出手段７は出力を出すものとする．こ
れは、本実施例のような構或としても地震波における動
作値が規定の加速度をわずかに越えた付近の値になるよ
うにするためと、衝撃でオン信号の数が少ないような場
合は衝撃そのものが弱いときであって各オン信号の時間
幅が短かく、第４図のオン時間幅検出手段５が出力を出
す恐れが少ないということによる。

第６図は衝撃時の動作を示したもので、ａ）の衝撃波形
が第５図のａ）に示した地震波形と異なる他は基本的に
は第５図の動作と全く同しである．地震波と衝撃波の基
本的な違いは、一般的に地震波は周期、振幅共に不規則
に変動するが、衝撃波は同一周期で振幅が時間の経過と
共に次第に減衰していく波形となることである。したが
って、感震器のオン・オフ信号の各時間幅も地震の振動
では第５図のｂ）に示すように不規則なものとなるが、
衝撃時の振動では第６図のｂ）、ｃ）、ｄ）に示すよう
に、全体的な傾向としてオンの時間幅は次第に減少し、
オフの時間幅は次第に増加するといった規則性を示すよ
うになる。そのため、オンとオフそれぞれの１回毎の各
時間幅の差の絶対値は第３図のｅ）、ｒ）に示すように
全体的に小さくなり、それらの平均値であるオンとオフ
それぞれの変動値Ｔｏｎ　（ν）、Ｔｏｆｒ（ν）はオ
ンとオフの規定変動値Ｔｏｎ（ｖｓ）　、Ｔｏｆｆ（ｖ
ｓ）を下回るようになって、第４図のオン・オフ時間幅
の変動状態検出千段４は出力を発生させない。つまり、
このような衝撃時の振動では、それがたとえ長い周期の
ものや強い衝撃のものであってオン時間が長くなって第
４図のオン時間幅検出千段５が出力を出すような恐れが
あっても、オン・オフ時間幅の変動状態検出手段４がこ
れを検出しないため出力端子３には出力が発生しない。

なお、ここでは変動値を求めるのに平均値を用いたが、
１回毎の差の絶対値をその都度規定変動値と比較しても
良い。また、オンとオフそれぞれで変動値を求めずにオ
ンとオフの時間幅の和として変動値を求めても良い．衝
撃波で動作しないようにするためにはその周期の一定性
より和の形とした方がより変動値も小さくなるし、電気
回路的な検出方法にしてもオンの立上りか立下りだけを
とらえるようにするだけで良くなるから、オン・オフ時
間幅の変動状態検出手段としては全体構戒が簡単なもの
となる。

第７図は水銀式感震器の内部構造の一例を示したもので
あり、金属製容器ｌＯの中央の円形の凹み部分１ｌの所
に水銀１２を入れ、金属製のふた１３を金属製容器ｌＯ
に溶接して封入している。そして、水銀１２の周囲を囲
むようにして筒状の電極■４を設け、ふたｌ３の中央部
から絶縁用のガラス１５を介して外部に取り出している
。この水銀式感震器に規定の強さ以上の振動が加わると
、水銀１２は中央の凹み部分１１から飛び出し、その勢
いで電極１４に接触して、電極ｌ４に取り付けた取出端
子ｌ６と金属製ふたｌ３に取り付けた取出端子ｌ７との
間にオン信号を発生する。このオン信号は、例えば水銀
１２の表面を酸化させて表面張力を弱めたり、第８図の
ように金属製容器ｌＯの中に絶縁性の液体ｌ８を注入し
たりして水銀の動きを制限する減衰特性を持たせると、
水銀１１と電極１４とが接触している時間がより持続す
るようになって長くなる。オン時間が長くなれば、地震
波の最大ビークガル値が発生する付近での低周波による
オン信号と、衝撃波での高周波によるオン信号とをより
明確に区別することができるようになる。

発明の効果以上のように本発明の感震装置は、感震器のオンの時間
幅が規定のオン時間幅以上になることを検出するオン時
間幅検出手段で溝威したものであるので、感震器のオン
信号がこの条件さえ満たせばその回数がたとえ１回であ
っても動作することになり、規定のオン時間幅を適正に
選定することにより、衝撃では動作しにくく、且つ地震
では地震波の種類による動作ばらつきが少なくなる。

また、本発明の感震装置は、前記のオン時間幅検出手段
の他に、衝撃時に発生する感震器の規則的なオン・オフ
信号では出力を出さないオン・オフ時間幅の変動状態検
出手段を設け、この両方の出力が発生したときのみ出力
信号を発生させるようにしているので、衝撃時に感震器
のオン信号が前記の規定のオン時間幅以上になってオン
時間幅検出手段が出ノ〕を出すようなことがあっても誤
動作になることはない。

さらに本発明感震装置は、感震器の振動検知機構にオン
信号が長くなるような減衰特性を持たせているので地震
時と衝撃時のオン信号をより明確に区別することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の一実施例における感震装置のブロック
図、第２図、第３図は同装置の動作特性図、第４図は本
発明の他の実施例における感震装置のブロソク図、第５
図、第６図は同装置の動作特性図、第７図、第８図は本
発明の一実施例における感Ｍ器の内部構造の断面図、第
９図は従来の感震装置のブロック図、第１０図〜第１３
図は同装置の動作特性図である。４・・・・・・感震器、５・・・・・・オン時間幅検出
手段、７・・・・・・オン・オフ時間幅の変動状態検出
手段。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）規定の加速度量上の振動によりオンとオフの繰り
返し信号を発生する感震器と、前記感震器のオンの時間
幅を監視し、それが規定のオン時間幅以上になることを
検出するオン時間幅検出手段とから構成した感震装置。
（２）感震器と、オン時間幅検出手段とに、規定時間以
内の前記感震器のオンとオフの時間幅を監視し、オンと
オフそれぞれの時間のまたはオンとオフの時間幅の和の
１回毎の変動状態を算出してその変動値が規定の変動値
以上であることを検出するオン・オフ時間幅の変動状態
検出手段を設け、前記オン時間幅検出手段と前記オン・
オフ時間幅の変動状態検出手段の両方の出力が発生した
ときのみ出力信号を発生させる感震装置。
（３）感震器は、規定の加速度以上の振動を検知してオ
ンとオフの繰り返し信号を発生させる振動検知機構にオ
ンの持続時間が長くなるような減衰特性を持たせた請求
項１または２記載の感震装置。