JPH06160541A

JPH06160541A - ガス遮断装置

Info

Publication number: JPH06160541A
Application number: JP30533392A
Authority: JP
Inventors: Koji Nakamura; 孝二中村; Hideyuki Bingo; 英之備後
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1992-11-16
Filing date: 1992-11-16
Publication date: 1994-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】地震の発生を早期に検出して迅速にガスの供給
を遮断できるようにすることを目的とする。【構成】地震の縦揺れをＰ波感震器２で検出し、その出
力から特徴量抽出ブロック図５で特徴量を抽出し、ガス
の供給を遮断すべき地震であるか否かをファジィ推論部
６でファジィ推論し、その結果に応じてガスの遮断を行
うように構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス遮断装置に関し、
さらに詳しくは、地震に対して動作が速く、しかも、微
妙なガス漏れにも対応できるガス遮断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３は、従来例のガス遮断装置の構成
図である。このガス遮断装置は、ガスメータに備えられ
ており、地震を検出する感震装置５０と、ガス流量を検
出するガス流量検出装置５１と、ガス流路を遮断する遮
断装置５２と、これを制御する制御装置５３とから構成
されている。

【０００３】かかるガス遮断装置では、感震装置５０に
よって所定の震度以上の地震の発生が検知されると、ガ
ス流量検出装置５１によってガスが使用されているか否
かを判断し、ガスが使用されている場合には、遮断装置
５２によってガス流路を遮断するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来例では、感震装置５０は、地震の横揺れ（Ｓ波）を
検出しているために、地震検出までに時間がかかり、こ
のため、実際にガスの供給が遮断されるまでには、大き
な震動が発生してしまう虞れがあるといった難点があ
る。

【０００５】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、地震の発生を早期に検出して迅速にガスの供
給を遮断できるようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。

【０００７】すなわち、本発明のガス遮断装置は、地震
の縦揺れを検出するＰ波感震器と、前記Ｐ波感震器の出
力から特徴量を抽出する特徴量抽出部と、抽出された特
徴量に基づいて、ガスの供給を遮断すべき地震であるか
否かをファジィ推論する推論部とを備えている。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、地震の縦揺れを検出してガ
スの遮断を行うか否かをファジィ推論しているので、横
揺れを検出している従来例に比べて早期に地震を検出で
きる。

【０００９】

【実施例】以下、図面によって本発明の実施例につい
て、詳細に説明する。

【００１０】図１は、本発明の一実施例のブロック図で
ある。

【００１１】この実施例のガス遮断装置１は、地震の縦
揺れ（Ｐ波）を検出するＰ波感震器２と、上流側および
下流側の圧力をそれぞれ検出する２つの圧力センサ３，
４と、これらの出力に基づいて、後述のように特徴量を
抽出する特徴量抽出部５と、抽出された特徴量に基づい
てファジィ推論して制御出力を与えるファジィ推論部６
と、制御出力に応答してガス流路を遮断する遮断装置７
とを備えており、特徴量抽出部５およびファジィ推論部
６は、マイクロコンピュータによって構成されている。

【００１２】本発明では、地震の検出を早期に行えるよ
うにするために、Ｐ波感震器２によって地震の縦揺れ
（Ｐ波）を検出するようにしている。

【００１３】地震波は、図２に示されるように、初期微
動である縦揺れ（Ｐ波）と、主要動である横揺れ（Ｓ
波）とに分けられ、過去の地震波から統計的に判断する
と、一般にＰ波の発生からＳ波の到着までの時間差は、
１０秒前後（図２では７.５秒）が最も多い。

【００１４】また、Ｐ波の垂直成分Ｐ_Vの加速度とＳ波
の水平成分Ｓ_Hの加速度との関係は、図３に示されるよ
うに、ほぼ比例関係にあり、したがって、Ｓ波の検出に
代えて本発明のようにＰ波の検出を行っても差し支えな
い。

【００１５】図４は、この実施例に用いられる有接点Ｐ
波感震器２の構造を示す断面図である。

【００１６】同図において、８は固定接点、９は固定接
点側端子、１０は可動接点、１１は重り、１２は可動接
点側端子、１３はスペーサ、１４は振動ばね、１５はカ
バーである。

【００１７】このＰ波感震器２は、地震の振動によって
可動接点１０が揺動してＯＮ／ＯＦＦ信号を出力するも
のである。

【００１８】図５は、この実施例に用いられる圧力セン
サ３，４の構造を示す断面図であり、いずれのセンサも
同一構造となっている。

【００１９】同図において、１６は受圧フランジ、１７
は圧力導入口、１８はダイヤフラム、１９は絶縁フィル
ム、２０は可動電極、２１はスペーサ、２２は配線パタ
ーンによって固定電極２６が形成されたプリント配線基
板、２３は後述の容量検出回路などを構成する電子部
品、２４は下ケース、２５は上ケースである。

【００２０】この圧力センサ３，４では、圧力導入口１
７から計測対象の圧力が印加されると、ダイヤフラム１
８が変位し、この変位は、絶縁フィルム１９を介して可
動電極２０に伝達され、この可動電極２０の変位に応じ
て該可動電極２０と固定電極２６との間の静電容量が変
化し、この静電容量変化を、例えば、図６に示されるよ
うな容量変化検出回路によって電気信号に変換すること
により、圧力をリニアに検出するものである。

【００２１】すなわち、図６は、圧力センサ３，４の容
量を周波数に変換するＣＲ発振回路２７である。このＣ
Ｒ発振回路２７は、上述の圧力センサ３，４からなる容
量変化部Ｃと、抵抗Ｒと、安定化抵抗Ｒｆと、インバー
タ２８〜３０とから構成されており、圧力センサ３，４
の容量変化を、次式に示される関係で周波数ｆ_outに変
換して出力するものである。

【００２２】ｆ_out≒１／（２.２ＣＲ）図７は、このＣＲ発振回路２７の出力と圧力センサ３，
４の電極間距離との間の関係を説明するための図であ
る。ＣＲ発振回路２７の出力は、図７（Ａ）に示される
変位のない静止時の基本周期Ｔに対して、圧力センサ
３，４の両電極２０，２６間の距離が近接した（＋側に
変位）ときは、図７（Ｂ）に示されるようにＴ⁺とな
り、圧力センサ３，４の両電極２０，２６間の距離が離
れた（−側に変位）ときは、図７（Ｃ）に示されるよう
にＴ^-となる。

【００２３】基本周期Ｔに対する周期の変化Δｔ⁺，Δ
ｔ^-は、電極間の距離の変化に反比例するものであり、
この変化を計測することにより、圧力の変化をリニアに
検出するものである。

【００２４】特徴量抽出部５では、以上の構成を有する
Ｐ波感震器２および２つの圧力センサ３，４の出力に基
づいて、次のようにして複数の特徴量を抽出する。

【００２５】先ず、Ｐ波感震器２からのＯＮ／ＯＦＦ信
号に基づいて、２種類の特徴量、すなわち、震動の周期
に対応する一定時間内のパルス数ｎおよび震動の加速度
に対応する一定時間内のパルス幅の合計αを抽出する。

【００２６】また、上流側および下流側の各圧力センサ
３，４の出力に基づいて、４種類の特徴量、すなわち、
図８に示されるように、一定時間Ｔ₀内における上流側
および下流側の圧力平均値Ａｖ１，Ａｖ２、上流側およ
び下流側の圧力変動Δｐ１，Δｐ２をそれぞれ抽出す
る。

【００２７】ファジィ推論部６では、上述のようにして
抽出された複数の特徴量に基づいて、図９のフローチャ
ートに示される処理を行うものである。

【００２８】すなわち、先ず、圧力センサ３，４の出力
から抽出された特徴量に基づいて、後述のようにしてフ
ァジィ推論してガス漏れの検査を行い（ステップＳ
１）、ガス漏れがあるか否かを判断し（ステップＳ
２）、あると判断されたときには、遮断装置７を制御し
てガスの供給を遮断する（ステップＳ３）。また、ガス
漏れがないと判断されたときには、Ｐ波感震器２の出力
から抽出された特徴量に基づいて、ガスの供給を遮断す
べき地震が発生したか否かを、後述のようにファジィ推
論し（ステップＳ４）、発生していないときには、ステ
ップＳ１に戻り、発生したときには、ガスを使用中であ
るか否か判断し（ステップＳ５）、使用中であるときに
は、ステップＳ１に戻る。

【００２９】次に、ガスの漏れの有無のファジィ推論に
ついて説明する。

【００３０】先ず、上流側の圧力平均値Ａｖ１および上
流側の圧力変動Δｐ１を入力とし、あるいは、下流側の
圧力平均値Ａｖ２および下流側の圧力変動Δｐ２を入力
として表１に示されるファジィルールに従って第１段階
のファジィ推論を行う。なお、前件部のメンバーシップ
関数および後件部のメンバーシップ関数は、図１０
（Ａ），（Ｂ）の通りである。

【００３１】

【表１】

【００３２】さらに、上流側の圧力平均値Ａｖ１および
下流側の圧力平均値Ａｖ２を入力とし、表２に示される
ファジィルールに従って第２段階のファジィ推論を行
う。なお、メンバーシップ関数は、上述の推論の場合と
同様である。

【００３３】

【表２】

【００３４】そして、表１および表２のファジィルール
による推論結果Ａ，Ｂを入力とし、表３に示されるファ
ジィルールに従って最終的なファジィ推論を行う。な
お、この推論の後件部のメンバーシップ関数は、図１１
の通りである。

【００３５】

【表３】

【００３６】この最終のファジィ推論の結果が、Ｓであ
れば、ガス漏れなし、Ｍであれば継続監視、Ｌであれ
ば、ガス漏れありとしてガスの供給を遮断するものであ
る。

【００３７】一方、ガスの供給を遮断すべき地震が発生
したか否かのファジィ推論は、次のようにして行われ
る。

【００３８】すなわち、一定時間内のパルス数ｎおよび
震動の加速度に対応する一定時間内のパルス幅の合計α
を入力を入力として表４に示されるファジィルールに従
ってファジィ推論を行う。なお、前件部のメンバーシッ
プ関数および後件部のメンバーシップ関数は、図１２
（Ａ），（Ｂ）の通りである。

【００３９】

【表４】

【００４０】このファジィ推論の結果が、Ｌであれば、
危険度が小、ＬＭであれば、危険度が少し小、Ｍであれ
ば、危険度が中、ＭＢであれば、危険度が少し大、Ｂで
あれば、危険度が大であり、この実施例では、例えば、
危険度が中であるときには、ガスの供給を遮断すべき地
震であると判定するものである。

【００４１】このようにしてＰ波感震器２の出力から地
震を検出するので、従来例に比べて早期に地震を検出で
きることになり、さらに、この実施例では、圧力センサ
３，４の出力にもとづいて、ガス漏れを検出しているの
で、微妙なガス漏れがあったときにもガスの供給を遮断
できることになる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、地震の縦
揺れをＰ波感震器によって検出してガスの遮断を行うよ
うにしているので、Ｓ波を検出する従来例に比べて早期
に地震を検出してガスの遮断を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】地震波を示す図である。

【図３】Ｐ波とＳ波の加速度の関係を示す図である。

【図４】Ｐ波感震器の断面図である。

【図５】圧力センサの断面図である。

【図６】容量変化検出回路の構成図である。

【図７】圧力センサの電極間距離と周期との関係を示す
図である。

【図８】圧力センサ出力からの特徴量の抽出を説明する
ための図である。

【図９】動作説明に供するフローチャートである。

【図１０】メンバーシップ関数を示す図である。

【図１１】メンバーシップ関数を示す図である。

【図１２】メンバーシップ関数を示す図である。

【図１３】従来例のブロック図である。

【符号の説明】

２Ｐ波感震器３，４圧力センサ５特徴量抽出部６ファジィ推論部７遮断装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地震の縦揺れを検出するＰ波感震器と、前記Ｐ波感震器の出力から特徴量を抽出する特徴量抽出
部と、抽出された特徴量に基づいて、ガスの供給を遮断すべき
地震であるか否かをファジィ推論する推論部とを備える
ことを特徴とするガス遮断装置。
【請求項２】地震の縦揺れを検出するＰ波感震器と、ガス流路に設けられてガスの圧力を検出する圧力センサ
と、前記Ｐ波感震器の出力および前記圧力センサの出力から
特徴量をそれぞれ抽出する特徴量抽出部と、抽出された特徴量に基づいて、ガスの供給を遮断すべき
地震であるか否かをファジィ推論するとともに、ガス漏
れの有無をファジィ推論する推論部とを備えることを特
徴とするガス遮断装置。