JPH0949854A - 簡易加速度計数装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加速度情報を知りたいときのみ表示器をマイ
クロコンピュータに接続して表示させるようにして、多
数の計数表示器を不要にして装置の部品数を減らして簡
易にすると共に大幅なコストの低下を図り、しかも装置
を稼働させるための消費電力を大幅に低減して、電力を
充分に確保できない箇所での計測も可能にする。 【解決手段】 Ｘ，Ｙ，Ｚの三次元方向の加速度を各々
計測する各加速度センサー２，３，４と、各加速度セン
サー２，３，４でそれぞれ計測された加速度情報を入力
して処理、記憶するマイクロコンピュータ５と、必要に
応じてマイクロコンピュータ５に接続されてマイクロコ
ンピュータ５に記憶された加速度情報を表示する表示器
６とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、振動や衝撃を受
ける例えば小型船舶、車両、構造物などについて、振動
や衝撃による強度の劣化を判定するために、これらに作
用する振動や衝撃に伴う加速度を計測する簡易加速度計
数装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】振動や衝撃を受ける例えば小型船舶、車
両、構造物などは、振動や衝撃によって強度が劣化する
ことが一般に知られている。このため、一部の小型船
舶、車両、構造物などにあっては、振動や衝撃による強
度の劣化を判定するために、加速度計数装置を使用して
振動や衝撃に伴う加速度を計測している。

【０００３】従来の加速度計数装置にあっては、各調査
ポイントにおけるＸ，Ｙ，Ｚの三方向つまり三次元方向
の加速度をそれぞれカウントして表示するために、一つ
の調査ポイントで３個の計数表示器を必要とし、さら
に、一つの調査ポイントのＸ，Ｙ，Ｚの三方向につい
て、低・中・高レベルの加速度を計測する場合には、図
４に示すように９個の計数表示器１１を必要としてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たように、一つの調査ポイントで３個の計数表示器を必
要とし、さらに、一つの調査ポイントのＸ，Ｙ，Ｚの三
方向について、低・中・高レベルの加速度を計測する場
合には、９個の計数表示器を必要とし、このため、多数
の計数表示器が必要となり、加速度計数装置は部品数が
増加して複雑になると共に高価になるという欠点があっ
た。

【０００５】また、加速度計数装置は多数の計数表示器
を稼働させるために消費電力も大きくなるという欠点が
あり、電力を充分に確保できない場合、例えば停泊中の
小型船舶にあってはバッテリーを陸上にあげているとき
には加速度計数装置を使用できず、振動や衝撃による強
度の劣化を計測することができないという課題もあっ
た。

【０００６】この発明は、上記のような課題に鑑み、そ
の課題を解決すべく創案されたものであって、その目的
とするところは、加速度情報を知りたいときのみ表示器
をマイクロコンピュータに接続して表示させるようにし
て、多数の計数表示器を不要にして装置の部品数を減ら
して簡易にすると共に大幅なコストの低下を図り、しか
も装置を稼働させるための消費電力を大幅に低減して、
電力を充分に確保できない箇所での計測も可能にするこ
とのできる簡易加速度計数装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、任意のＸの一次元方向の加速
度を計測する加速度センサーと、該加速度センサーで計
測された加速度情報を入力して処理、記憶するマイクロ
コンピュータと、必要に応じてマイクロコンピュータに
接続されてマイクロコンピュータに記憶された加速度情
報を表示する表示器とからなるものである。

【０００８】また、請求項２の発明は、任意のＸ，Ｙの
二次元方向の加速度を各々計測する各加速度センサー
と、各加速度センサーでそれぞれ計測された加速度情報
を入力して処理、記憶するマイクロコンピュータと、必
要に応じてマイクロコンピュータに接続されてマイクロ
コンピュータに記憶された加速度情報を表示する表示器
とからなるものである。

【０００９】また、請求項３の発明は、任意のＸ，Ｙ，
Ｚの三次元方向の加速度を各々計測する各加速度センサ
ーと、各加速度センサーでそれぞれ計測された加速度情
報を入力して処理、記憶するマイクロコンピュータと、
必要に応じてマイクロコンピュータに接続されてマイク
ロコンピュータに記憶された加速度情報を表示する表示
器とからなるものである。ここで、好ましい態様とし
て、Ｘ，Ｙ，Ｚの三次元方向の加速度を各々計測する各
加速度センサーは、低・中・高レベルの加速度を計測
し、又各加速度センサーには、圧電式センサーを使用す
るのがよい。

【００１０】

【作用】以上のような構成を有するこの発明は、次のよ
うに作用する。すなわち、任意の一次元方向、二次元方
向或いは三次元方向の各加速度センサーで計測された加
速度情報はマイクロコンピュータに記憶され、その加速
度情報を知りたいときに、表示器をマイクロコンピュー
タに接続して表示させることにより、多数の計数表示器
を不要にでき、装置の部品数を減らして簡易にできると
共に大幅なコストの低下を図るように作用し、また、電
力を消費する多数の計数表示器を不要にして、消費電力
の小さなマイクロコンピュータで済むので、装置を稼働
させるための消費電力を大幅に低減でき、電力確保の問
題からこれまで計測が不可能であった箇所の計測を可能
にして、このような箇所における振動や衝撃による劣化
の計測を行うことが可能となるように作用する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に記載の発明の実施の
形態に基づいてこの発明をより具体的に説明する。ここ
で、図１は簡易加速度計数装置のブロック図、図２は表
示器の正面図、図３は表示器の表示面のデータ図であ
る。

【００１２】図において、簡易加速度計数装置１は、任
意のＸ，Ｙ，Ｚの三次元方向の加速度を各々計測する各
加速度センサー２，３，４と、各加速度センサー２，
３，４でそれぞれ計測された加速度情報を入力して処
理、記憶するマイクロコンピュータ５と、必要に応じて
マイクロコンピュータ５に接続されてマイクロコンピュ
ータ５に記憶された加速度情報を表示する表示器６とか
ら主に構成されている。

【００１３】加速度センサー２は三次元の中の任意の一
方向のＸ方向の加速度を計測するセンサーであり、加速
度センサー３は三次元の中の一方向のＹ方向の加速度を
計測するセンサーであり、また、加速度センサー４は三
次元の中の一方向のＺ方向の加速度を計測するセンサー
である。三次元のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の各方向は互
いに直交する関係になっている。

【００１４】これらの加速度センサー２，３，４は例え
ばＦＰＲ材又はアルミ材等からなる小型船舶に取付けら
れていて、小型船舶が波による振動や衝撃によってその
材質の劣化具合を判定するために利用される。また、こ
れらの加速度センサー２，３，４はこれ以外にも例えば
振動や衝撃を良く受ける新幹線の橋脚などに取付けて、
橋脚の振動や衝撃による強度の劣化具合を判定するに使
用する利用方法など多岐に渡る利用法が考えられる。

【００１５】後述するように、簡易加速度計数装置１
は、従来の装置に比べて、消費電力が非常に小さくてよ
く、乾電池或いは太陽電池程度の電力でも充分に使用可
能であるので、充分な電力が確保できないような場所に
も多量に使用可能であり、例えば上記の小型船舶や橋脚
などに容易に取付けて、これらに作用する振動や衝撃に
伴う加速度を容易に計測し、その頻度を各加速度レベル
に層別して積算することができる。そして、この計測デ
ータを基に船体の疲労被害度の判別に利用することがで
きる。

【００１６】これらの各加速度センサー２，３，４は、
いずれも低・中・高レベルの加速度を計測することがで
きるようになっている。また、これらの各加速度センサ
ー２，３，４には例えば圧電式センサーが使用されてい
る。圧電式センサーは安価で、しかもその後の処理回路
の構造も簡単になる特徴を有している。加速度センサー
２，３，４には、この圧電式センサー以外にも、例えば
歪みゲージ式センサーやサーボ式センサーも使用可能で
ある。

【００１７】マイクロコンピュータ５は、上記各加速度
センサー２，３，４で計測されたＸ，Ｙ，Ｚの三次元方
向の加速度情報を入力して処理及び記憶するもので、各
加速度センサー２，３，４で計測された加速度情報は全
てこのマイクロコンピュータ５の記憶部に記憶されるよ
うになっている。

【００１８】これにより、従来の装置のように、加速度
情報を多数の計数表示器で表示する必要がないので、多
数の計数表示器を不要にできる。マイクロコンピュータ
５は計数表示器に比べて使用個数が少なくて済み、又消
費電力も非常に小さくて済み、乾電池又は太陽電池程度
の電力で作動するので、電力が充分に確保できない箇所
にもマイクロコンピュータ５を取付けて、このマイクロ
コンピュータ５に加速度情報を記憶させることによっ
て、従来の装置では計測が困難の箇所の計測も可能とな
る。

【００１９】表示器６はマイクロコンピュータ５に記憶
された加速度情報を表示する機器で、例えば図２に示す
ような機器が使用される。図に示す表示器６には加速度
情報をデジタル表示する表示面６ａが設けられている。
この表示面６ａには例えば図３に示すようなデータが表
示される。また、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各低・中・高レベル
の加速度の選択をおこなう撮み６ｂが設けられている。

【００２０】表示器６は通常はマイクロコンピュータ５
に接続されてなく、加速度情報を知りたいときのみ、マ
イクロコンピュータ５に表示器６を接続して使用する。
このため、簡易加速度計数装置１は、計測時においては
表示器６が消費する電力を全く不要にでき、消費電力を
大幅に低減でき、前述したような、電力が充分に確保で
きない箇所の計測も可能となるのである。

【００２１】上記の各加速度センサー２，３，４とマイ
クロコンピュータ５とを結ぶ回路の途中には、例えば特
定の周波数信号を通過させたり阻止したりするフィルタ
ー７、わずかな電力変化を大きな電力変化に増幅するア
ンプ８、低・中・高レベルの各基準値に対応して選択し
て出力するコンパレータ９などが設けられている。これ
らのフィルター７、アンプ８、コンパレータ９及びマイ
クロコンピュータ５は、ブラックボックス１０に内装さ
れている。

【００２２】次に、上記発明の実施の形態の構成に基づ
く動作について以下説明する。振動や衝撃による強度の
劣化具合を判定しようとするもの、例えばＦＲＰ材又は
アルミ材等からなる小型船舶に、加速度センサー２，
３，４を取付ける。各加速度センサー２，３，４はそれ
ぞれ三次元方向のＸ，Ｙ，Ｚ方向の加速度が計測できる
ように取付ける。そして、これらの各加速度センサー
２，３，４とフィルター７、アンプ８、コンパレータ９
及びマイクロコンピュータ５を内装したブラックボック
ス１０とを接続する。マイクロコンピュータ５のバッテ
リーとしては、通常は船のバッテリーを使用するが、船
のバッテリーを外している時にはマイクロコンピュータ
５内蔵のバッテリー又は太陽電池の組合せ（充電式）で
バックアップする。

【００２３】ＦＲＰ材又はアルミ材等からなる小型船舶
に波による振動や衝撃が作用すると、振動や衝撃に伴っ
て小型船舶には三次元方向のＸ，Ｙ，Ｚ方向に加速度が
生じ、この加速度は各加速度センサー２，３，４によっ
て計測され、その加速度情報はブラックボックス１０内
のフィルター７、アンプ８、コンパレータ９を通ってマ
イクロコンピュータ５に入力され、マイクロコンピュー
タ５でその入力された加速度情報が記憶される。この場
合において、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各低・中・高レベルの加
速度の選択は表示器６に取付けられた撮み６ｂによって
コンパレータ９を操作して、マイクロコンピュータ５に
入力して記憶させることができる。

【００２４】そして、ＦＲＰ材又はアルミ材等からなる
小型船舶に波による振動や衝撃に伴う加速度情報を知り
たい場合には、表示器６をブラックボックス１０内のマ
イクロコンピュータ５に接続することによって、マイク
ロコンピュータ５に記憶された加速度情報を表示器６の
表示面６ａに表示して知ることができ、この情報を基に
して、小型船舶の船体の劣化の判定を行うことが可能と
なる。

【００２５】なお、この発明は上記発明の実施の形態に
限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない
範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。上記発
明の実施の形態ではＸ，Ｙ，Ｚの三次元方向の加速度を
計測する場合で説明したが、これに限定されるものでは
なく、任意の一次元方向又は二次元方向の加速度を計測
する場合にもそのまま利用できるのは勿論である。ま
た、上記発明の実施の形態ではＦＲＰ材又はアルミ材等
からなる小型船舶の船体の劣化を判定する場合で説明し
たが、例えば新幹線の橋脚などのように常時振動や衝撃
を受けて強度が劣化する構造物や輸送機器についての劣
化の判定にも同様に適用できるものである。

【００２６】

【発明の効果】以上の記載より明らかなように、請求項
１〜３の発明に係る簡易加速度計数装置によれば、加速
度センサーで計測された加速度情報はマイクロコンピュ
ータに記憶させておき、その加速度情報を知りたいとき
に、表示器をマイクロコンピュータに接続して表示させ
て、多数の計数表示器を不要にでき、装置の部品数を減
らして簡易にできると共に大幅なコストの低下を図るこ
とができる。

【００２７】しかも、多数の計数表示器を不要にし、消
費電力の小さなマイクロコンピュータで済むので、装置
を稼働させるための消費電力を大幅に低減でき、しか
も、乾電池程度の消費電力で充分なため、種々の箇所に
装置を設置して計測ができ、これまで計測が不可能であ
った箇所における振動や衝撃による劣化の計測を行うこ
とが可能となる。

【００２８】また、請求項１の構成の場合には、実験段
階で加速度の最も顕著に現れる方向を求め、この方向に
一チャンネルのみ装着することにより、更なるコスト低
下を可能とすることができる。

【００２９】更に、請求項２の構成の場合には、実験段
階で加速度の顕著に現れる二方向を求め、この二方向に
それぞれ装着することにより、三次元方向の計測する場
合に比べてコスト低下を可能とすることができる。

【００３０】更にまた、請求項４のように加速度センサ
ーが低・中・高レベルの加速度を計測する場合には、従
来は９個の計数表示器が必要であったのが、消費電力の
小さな１個のマイクロコンピュータで済むので、装置を
稼働させるための消費電力をより大幅に低減することが
できる。

【００３１】更にまた、請求項５のように加速度センサ
ーに圧電式センサーを使用する場合には、圧電素子は安
価で、しかもその後の処理回路の構造も簡単となるの
で、装置全体も安価にすることができる等、極めて新規
的有益なる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示す簡易加速度計数装
置のブロック図である。

【図２】この発明の実施の形態を示す表示器の正面図で
ある。

【図３】この発明の実施の形態を示す表示器の表示面の
データ図である。

【図４】従来の加速度計数装置のブロック図である。

【符号の説明】

１ 簡易加速度計数装置 ２ 加速度センサー（Ｘ方向） ３ 加速度センサー（Ｙ方向） ４ 加速度センサー（Ｚ方向） ５ マイクロコンピュータ ６ 表示器 ６ａ 表示面 ６ｂ 撮み ７ フィルター ８ アンプ ９ コンパレータ １０ ブラックボックス

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意のＸの一次元方向の加速度を計測す
   る加速度センサーと、該加速度センサーで計測された加
   速度情報を入力して処理、記憶するマイクロコンピュー
   タと、必要に応じてマイクロコンピュータに接続されて
   マイクロコンピュータに記憶された加速度情報を表示す
   る表示器とからなることを特徴とする簡易加速度計数装
   置。
2. 【請求項２】 任意のＸ，Ｙの二次元方向の加速度を各
   々計測する各加速度センサーと、各加速度センサーでそ
   れぞれ計測された加速度情報を入力して処理、記憶する
   マイクロコンピュータと、必要に応じてマイクロコンピ
   ュータに接続されてマイクロコンピュータに記憶された
   加速度情報を表示する表示器とからなることを特徴とす
   る簡易加速度計数装置。
3. 【請求項３】 任意のＸ，Ｙ，Ｚの三次元方向の加速度
   を各々計測する各加速度センサーと、各加速度センサー
   でそれぞれ計測された加速度情報を入力して処理、記憶
   するマイクロコンピュータと、必要に応じてマイクロコ
   ンピュータに接続されてマイクロコンピュータに記憶さ
   れた加速度情報を表示する表示器とからなることを特徴
   とする簡易加速度計数装置。
4. 【請求項４】 Ｘ，Ｙ，Ｚの三次元方向の加速度を各々
   計測する各加速度センサーは、低・中・高レベルの加速
   度を計測する請求項３記載の簡易加速度計数装置。
5. 【請求項５】 Ｘ，Ｙ，Ｚの三次元方向の加速度を各々
   計測する各加速度センサーには、圧電式センサーが使用
   されている請求項３又は４記載の簡易加速度計数装置。