JPH04297834A - 感震センサ - Google Patents
感震センサInfo
- Publication number
- JPH04297834A JPH04297834A JP8792491A JP8792491A JPH04297834A JP H04297834 A JPH04297834 A JP H04297834A JP 8792491 A JP8792491 A JP 8792491A JP 8792491 A JP8792491 A JP 8792491A JP H04297834 A JPH04297834 A JP H04297834A
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- JP
- Japan
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- vibration
- signal
- seismic
- seismic sensor
- earthquake
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は地震などの振動を感知す
る感震センサに関する。
る感震センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】地震が発生したり衝撃を受けたときなど
その振動を感知して安全のために機器の作動を停止させ
ることが行なわれており、このような振動の検知には感
震センサが用いられる。感震センサには従来鋼球式のも
のと水銀式のものとが主として使用されている。
その振動を感知して安全のために機器の作動を停止させ
ることが行なわれており、このような振動の検知には感
震センサが用いられる。感震センサには従来鋼球式のも
のと水銀式のものとが主として使用されている。
【０００３】図５は従来の鋼球式の感震センサの一例の
断面図を示す。
断面図を示す。
【０００４】図に示すように、ケ−ス１内に鋼球２が水
平方向に移動可能に収容されており、鋼球２の上には上
方向に移動可能なプランジャ３が設けられている。プラ
ンジャ３の突起部３ａには金属製のア−ム４が当接して
おり、このア−ム４は外部のリ−ド線５に接続されてい
る。ア−ム４の先端には接点４ａが設けられ、その上側
に近接して接点６が設けられており、この接点６も外部
のリ−ド線７に接続されている。ケ−ス１には取り付金
具８が設けられており、機器などに取り付けられるよう
になっている。
平方向に移動可能に収容されており、鋼球２の上には上
方向に移動可能なプランジャ３が設けられている。プラ
ンジャ３の突起部３ａには金属製のア−ム４が当接して
おり、このア−ム４は外部のリ−ド線５に接続されてい
る。ア−ム４の先端には接点４ａが設けられ、その上側
に近接して接点６が設けられており、この接点６も外部
のリ−ド線７に接続されている。ケ−ス１には取り付金
具８が設けられており、機器などに取り付けられるよう
になっている。
【０００５】このような感震センサに振動が与えられる
と、鋼球２が揺れるのでプランジャ３が上方に移動しア
−ム４を押し上げる。その結果ア−ム４の接点４ａと接
点６とが接触するのでリ−ド線５とリ−ド線７との間が
導通状態となり、それにより振動が検知できる。
と、鋼球２が揺れるのでプランジャ３が上方に移動しア
−ム４を押し上げる。その結果ア−ム４の接点４ａと接
点６とが接触するのでリ−ド線５とリ−ド線７との間が
導通状態となり、それにより振動が検知できる。
【０００６】図６は従来の水銀式の感震センサの他の例
の断面図である。
の断面図である。
【０００７】図に示すように、円筒状のケ−ス９にカバ
−１０が取り付られており、このカバ−１０の中央部に
はフットコネクタ１１を介してリ−ドピン１２の一端が
取り付けられている。このリ−ドピン１２の下部はガラ
ス１４を介して円盤状のプレ−トヘッダ１３に固定され
ており、プレ−トヘッダ１３の下側は金属製の円筒状の
ポット１５で密閉されている。このポット１５の底部中
央の凹部に水銀１６の塊が収容されており、リ−ドピン
１２の他端にプレ−トコンタクト１７が水銀１６に接近
した状態で設けられている。ポット１５とケ−ス９との
間の空間にはシリコンオイル１８が封入されている。リ
−ドピン１２にはリ−ドワイヤ１９の一端が接続されて
おり、このリ−ドワイヤ１９の他端はタ−ミナル２０に
接続されている。プレ−トヘッダ１３にもリ−ドワイヤ
２１の一端が接続されており、このリ−ドワイヤ２１の
他端はタ−ミナル２２に接続されている。
−１０が取り付られており、このカバ−１０の中央部に
はフットコネクタ１１を介してリ−ドピン１２の一端が
取り付けられている。このリ−ドピン１２の下部はガラ
ス１４を介して円盤状のプレ−トヘッダ１３に固定され
ており、プレ−トヘッダ１３の下側は金属製の円筒状の
ポット１５で密閉されている。このポット１５の底部中
央の凹部に水銀１６の塊が収容されており、リ−ドピン
１２の他端にプレ−トコンタクト１７が水銀１６に接近
した状態で設けられている。ポット１５とケ−ス９との
間の空間にはシリコンオイル１８が封入されている。リ
−ドピン１２にはリ−ドワイヤ１９の一端が接続されて
おり、このリ−ドワイヤ１９の他端はタ−ミナル２０に
接続されている。プレ−トヘッダ１３にもリ−ドワイヤ
２１の一端が接続されており、このリ−ドワイヤ２１の
他端はタ−ミナル２２に接続されている。
【０００８】このような感震センサに振動が与えられる
と、揺れた水銀１６がプレ−トコンタクト１７に接触す
るので、プレ−トコンタクト１７とポット１５とが導通
状態となることにより振動が検知できる。
と、揺れた水銀１６がプレ−トコンタクト１７に接触す
るので、プレ−トコンタクト１７とポット１５とが導通
状態となることにより振動が検知できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図５に示した鋼球式感
震センサは、鋼球２をケ−ス１の底部の中央に位置する
ように取り付けなければならないので、傾斜した状態で
使用することはできない。また図６に示した水銀式感震
センサも、水銀１６をポット１５の凹部に位置するよう
に取り付けなければならないので、傾斜した状態で使用
することはできない。また、いずれの感震センサも構造
が接点スイッチ式になっているので、出力がＯＮ／ＯＦ
Ｆのデジタル形式になり、このため、振動の周波数があ
る特定帯域の振動しか検知することができない。さらに
、感震センサが作動するための振動のレベル、すなわち
、震度が一定で、可変できず、しかも高価である。
震センサは、鋼球２をケ−ス１の底部の中央に位置する
ように取り付けなければならないので、傾斜した状態で
使用することはできない。また図６に示した水銀式感震
センサも、水銀１６をポット１５の凹部に位置するよう
に取り付けなければならないので、傾斜した状態で使用
することはできない。また、いずれの感震センサも構造
が接点スイッチ式になっているので、出力がＯＮ／ＯＦ
Ｆのデジタル形式になり、このため、振動の周波数があ
る特定帯域の振動しか検知することができない。さらに
、感震センサが作動するための振動のレベル、すなわち
、震度が一定で、可変できず、しかも高価である。
【００１０】本発明は、上記の点にかんがみてなされた
ものであり、その目的とするところは、安価で、取り付
け方向が自由であり、しかも作動震度が可変できる感震
センサを提供することにある。
ものであり、その目的とするところは、安価で、取り付
け方向が自由であり、しかも作動震度が可変できる感震
センサを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的は、本発明によ
ると、振動板の振動を電気信号に変換する変換手段と、
変換された電気信号の所定の周波数成分のみを通過させ
るろ波手段と、検出したい最低の振動の強さの基準とな
る基準値を発生する基準値発生手段と、ろ波手段を通過
した電気信号のレベルが基準値以上のときのみ感震信号
を発生する比較手段とを備えた感震センサによって達成
される。
ると、振動板の振動を電気信号に変換する変換手段と、
変換された電気信号の所定の周波数成分のみを通過させ
るろ波手段と、検出したい最低の振動の強さの基準とな
る基準値を発生する基準値発生手段と、ろ波手段を通過
した電気信号のレベルが基準値以上のときのみ感震信号
を発生する比較手段とを備えた感震センサによって達成
される。
【００１２】
【作用】本発明の感震センサは、振動を受けると振動板
が振動し、変換手段により電気信号を出力し、特定の周
波数帯域の電気信号がろ波手段を通過し、基準値以上の
強さの電気信号だけ出力する。
が振動し、変換手段により電気信号を出力し、特定の周
波数帯域の電気信号がろ波手段を通過し、基準値以上の
強さの電気信号だけ出力する。
【００１３】
【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明する。
【００１４】図１は本発明による感震センサのブロック
線図を示しており、図２は本発明による感震センサに用
いるコンデンサマイクロフォンの構造を示している。感
震センサは、マイクロフォン２３、フィルタ２４、比較
器２５および基準電圧発生器２６で構成されている。
線図を示しており、図２は本発明による感震センサに用
いるコンデンサマイクロフォンの構造を示している。感
震センサは、マイクロフォン２３、フィルタ２４、比較
器２５および基準電圧発生器２６で構成されている。
【００１５】変換手段を構成するマイクロフォン２３は
、たとえば図２に示すように金属製の薄い振動板２７と
、この振動板２７に平行に配置された電極２８と、電池
２９と抵抗器３０とにより構成されており、振動板２７
と電極２８とはケ−ス３１に収納され、空気コンデンサ
を形成している。音圧により振動板２７が変位すると、
この変位に比例して空気コンデンサの静電容量が変化す
るようになっている。この空気コンデンサの静電容量は
通常１０〜５０ＰＦと小さいので、静電容量の変化を外
部に伝達するためには、入力インピ−ダンスの高い増幅
器を用いてインピ−ダンスを数１００Ωに変換する必要
がある。この増幅器には通常ＦＥＴ（電界効果トランジ
スタ）が用いられるが、これを作動させるには電池２９
と抵抗器３０が必要である。なお、音圧の変化は端子３
２，３３間にアナログ信号として出力され、この出力は
フィルタ２４へ送出される（図１）。この信号の周波数
は直流に近い周波数から音声周波数までの範囲の低周波
である。
、たとえば図２に示すように金属製の薄い振動板２７と
、この振動板２７に平行に配置された電極２８と、電池
２９と抵抗器３０とにより構成されており、振動板２７
と電極２８とはケ−ス３１に収納され、空気コンデンサ
を形成している。音圧により振動板２７が変位すると、
この変位に比例して空気コンデンサの静電容量が変化す
るようになっている。この空気コンデンサの静電容量は
通常１０〜５０ＰＦと小さいので、静電容量の変化を外
部に伝達するためには、入力インピ−ダンスの高い増幅
器を用いてインピ−ダンスを数１００Ωに変換する必要
がある。この増幅器には通常ＦＥＴ（電界効果トランジ
スタ）が用いられるが、これを作動させるには電池２９
と抵抗器３０が必要である。なお、音圧の変化は端子３
２，３３間にアナログ信号として出力され、この出力は
フィルタ２４へ送出される（図１）。この信号の周波数
は直流に近い周波数から音声周波数までの範囲の低周波
である。
【００１６】図１において、ろ波手段を構成するフィル
タ２４は、マイクロフォン２３からのアナログ低周波信
号の成分のうちを特定の周波数帯域（たとえば２０Ｈｚ
以下）だけを通過させる。これにより音声などの不要な
雑音が除去されるので振動が正確に検知できる。フィル
タ２４の利得はたとえば２０ｄＢである。フィルタ２４
でろ波される周波数帯域は可変であるので、振動の遅速
（遅い揺れ、速い揺れ）を選択できる。
タ２４は、マイクロフォン２３からのアナログ低周波信
号の成分のうちを特定の周波数帯域（たとえば２０Ｈｚ
以下）だけを通過させる。これにより音声などの不要な
雑音が除去されるので振動が正確に検知できる。フィル
タ２４の利得はたとえば２０ｄＢである。フィルタ２４
でろ波される周波数帯域は可変であるので、振動の遅速
（遅い揺れ、速い揺れ）を選択できる。
【００１７】比較手段を構成する比較器２５は、フィル
タ２４によりろ波された低周波信号の振幅の最大値Ｖｍ
と基準電圧発生器２６により発生された基準電圧Ｖｒと
を比較し、最大値Ｖｍが基準電圧Ｖｒ以上のとき感震信
号として、たとえば“１”を出力し、最大値Ｖｍが基準
電圧Ｖｒ未満のとき、たとえば“０”を出力する。
タ２４によりろ波された低周波信号の振幅の最大値Ｖｍ
と基準電圧発生器２６により発生された基準電圧Ｖｒと
を比較し、最大値Ｖｍが基準電圧Ｖｒ以上のとき感震信
号として、たとえば“１”を出力し、最大値Ｖｍが基準
電圧Ｖｒ未満のとき、たとえば“０”を出力する。
【００１８】基準値発生手段を構成する基準電圧発生器
２６は、所望の震度の振動の振幅の最大値に相当する直
流電圧Ｖｒを発生し、比較器２５に印加する。なお直流
電圧Ｖｒは可変であるので作動震度が調整できる。
２６は、所望の震度の振動の振幅の最大値に相当する直
流電圧Ｖｒを発生し、比較器２５に印加する。なお直流
電圧Ｖｒは可変であるので作動震度が調整できる。
【００１９】次に感震センサの動作について図１および
図２を参照して説明する。
図２を参照して説明する。
【００２０】感震センサが振動を受けると、ケ−ス３１
が揺れるとともに振動板２７も同一方向に振動する。こ
のため振動板２７もケ−ス３１の振動に伴って振動する
。たとえば感震センサが図中矢印Ａ方向に揺れるときは
振動板２７は、一点鎖線で示すように電極２８に近づく
方向に変位し、矢印Ｂ方向に揺れるときは振動板２７は
電極２８から遠ざかる方向に変位する。すなわち、感震
センサはマイクロフォン２３を振動させることにより振
動板２７を振動させ、振動を電気信号に変換する。
が揺れるとともに振動板２７も同一方向に振動する。こ
のため振動板２７もケ−ス３１の振動に伴って振動する
。たとえば感震センサが図中矢印Ａ方向に揺れるときは
振動板２７は、一点鎖線で示すように電極２８に近づく
方向に変位し、矢印Ｂ方向に揺れるときは振動板２７は
電極２８から遠ざかる方向に変位する。すなわち、感震
センサはマイクロフォン２３を振動させることにより振
動板２７を振動させ、振動を電気信号に変換する。
【００２１】マイクロフォン２３から出力されたアナロ
グ信号はフィルタ２４により雑音が除去され、比較器２
５から所望する震度以上の振動かどうかを表わすデジタ
ル信号が出力される。なお、振動の検知はマイクロフォ
ン２３の取り付け方向には依存されず、したがって取り
付け方向は自由である。
グ信号はフィルタ２４により雑音が除去され、比較器２
５から所望する震度以上の振動かどうかを表わすデジタ
ル信号が出力される。なお、振動の検知はマイクロフォ
ン２３の取り付け方向には依存されず、したがって取り
付け方向は自由である。
【００２２】図３は振動の振幅と感震センサとの関係を
知るための実験装置のブロック線図であり、図４は振幅
と出力電圧との関係を示すグラフである。
知るための実験装置のブロック線図であり、図４は振幅
と出力電圧との関係を示すグラフである。
【００２３】図３において、矢印方向に振動する振動台
３４の上にマイクロフォン２３が載置されており、マイ
クロフォン２３は電池２９と抵抗器３０とを介してロ−
パスフィルタ３５に接続されており、ロ−パスフィルタ
３５はＡＣ（交流）電圧計３６に接続されている。
３４の上にマイクロフォン２３が載置されており、マイ
クロフォン２３は電池２９と抵抗器３０とを介してロ−
パスフィルタ３５に接続されており、ロ−パスフィルタ
３５はＡＣ（交流）電圧計３６に接続されている。
【００２４】このようなシステムにおいて、振動台３４
の振動の振幅Ｄを増加するとＡＣ電圧計３６の出力電圧
Ｖｏは図４に示すような結果になった。なお、図の横軸
は振幅Ｄ（ｍｍＰ−Ｐ）で、縦軸は出力電圧Ｖｏ（ｍＶ
）である。ｆは振動の周波数（Ｈｚ）であり、ｆｃはロ
−パスフィルタ３５の遮断周波数（Ｈｚ）である。
の振動の振幅Ｄを増加するとＡＣ電圧計３６の出力電圧
Ｖｏは図４に示すような結果になった。なお、図の横軸
は振幅Ｄ（ｍｍＰ−Ｐ）で、縦軸は出力電圧Ｖｏ（ｍＶ
）である。ｆは振動の周波数（Ｈｚ）であり、ｆｃはロ
−パスフィルタ３５の遮断周波数（Ｈｚ）である。
【００２５】図より振動の周波数が３．２Ｈｚのときで
も５．０Ｈｚのときでも振幅Ｄと出力電圧Ｖｏとは線形
の関係にあることがわかるので、感震センサは振動の大
きさに比例した信号を出力する。
も５．０Ｈｚのときでも振幅Ｄと出力電圧Ｖｏとは線形
の関係にあることがわかるので、感震センサは振動の大
きさに比例した信号を出力する。
【００２６】このように、本実施例によれば、地震など
の振動をマイクロフォンでアナログ電気信号に変換し、
フィルタでろ波した信号電圧と基準電圧発生器で発生し
た基準電圧とを比較しその結果をデジタル信号として出
力するので、図５および図６に示したような従来の感震
センサに比べて構造が簡単になるため、低価格で、取り
付け方向が自由であり、しかも感震作動をする最低の震
度を調整することができる。また感震センサをガスメ−
タに取り付ければ、地震が発生したときに電磁弁を閉じ
るように構成することができる。さらにスト−ブやレン
ジなどの熱を発生する機器の耐震消火装置に用いてもよ
い。
の振動をマイクロフォンでアナログ電気信号に変換し、
フィルタでろ波した信号電圧と基準電圧発生器で発生し
た基準電圧とを比較しその結果をデジタル信号として出
力するので、図５および図６に示したような従来の感震
センサに比べて構造が簡単になるため、低価格で、取り
付け方向が自由であり、しかも感震作動をする最低の震
度を調整することができる。また感震センサをガスメ−
タに取り付ければ、地震が発生したときに電磁弁を閉じ
るように構成することができる。さらにスト−ブやレン
ジなどの熱を発生する機器の耐震消火装置に用いてもよ
い。
【００２７】本実施例ではマイクロフォンにコンデンサ
マイクロフォンを用いたが、他の種類のマイクロフォン
やスピ−カを代用してもよいことは言うまでもない。
マイクロフォンを用いたが、他の種類のマイクロフォン
やスピ−カを代用してもよいことは言うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
、振動板の振動を電気信号に変換する変換手段と、変換
された電気信号の所定の周波数成分のみを通過させるろ
波手段と、検出したい最低の振動の強さの基準となる基
準値を発生する基準値発生手段と、ろ波手段を通過した
電気信号のレベルが基準値以上のときのみ感震信号を発
生する比較手段とにより感震センサを構成したので、低
価格で、取り付け方向が自由であり、しかも感震作動す
る最低の震度レベルを調整することができる。
、振動板の振動を電気信号に変換する変換手段と、変換
された電気信号の所定の周波数成分のみを通過させるろ
波手段と、検出したい最低の振動の強さの基準となる基
準値を発生する基準値発生手段と、ろ波手段を通過した
電気信号のレベルが基準値以上のときのみ感震信号を発
生する比較手段とにより感震センサを構成したので、低
価格で、取り付け方向が自由であり、しかも感震作動す
る最低の震度レベルを調整することができる。
【図１】本発明による感震センサのブロック線図である
。
。
【図２】本発明による感震センサで用いるコンデンサマ
イクロフォンの構造を示す図である。
イクロフォンの構造を示す図である。
【図３】振動の振幅と感震センサとの関係を実験するた
めの装置のブロック線図である。
めの装置のブロック線図である。
【図４】振動の振幅と感震センサの出力電圧との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図５】従来の鋼球式の感震センサの一例の断面図であ
る。
る。
【図６】従来の水銀式の感震センサの他の例の断面図で
ある。
ある。
２３ マイクロフォン
２４ フィルタ
２５ 比較器
２６ 基準電圧発生器
２７ 振動板
Claims (1)
- 【請求項１】 振動板の振動を電気信号に変換する変
換手段と、変換された電気信号の所定の周波数成分のみ
を通過させるろ波手段と、検出したい最低の振動の強さ
の基準となる基準値を発生する基準値発生手段と、前記
ろ波手段を通過した電気信号のレベルが前記基準値以上
のときのみ感震信号を発生する比較手段とを備えたこと
を特徴とする感震センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8792491A JPH04297834A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 感震センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8792491A JPH04297834A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 感震センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04297834A true JPH04297834A (ja) | 1992-10-21 |
Family
ID=13928472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8792491A Withdrawn JPH04297834A (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | 感震センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04297834A (ja) |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP8792491A patent/JPH04297834A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |