JPH11326097A

JPH11326097A - 圧力センサ及びドア開閉監視システム

Info

Publication number: JPH11326097A
Application number: JP10150753A
Authority: JP
Inventors: Koji Horibe; 剛治堀部; Akira Sasaki; 昌佐々木
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1998-05-15
Publication date: 1999-11-26
Anticipated expiration: 2018-05-15
Also published as: JP3613005B2; EP1079221A1; DE69918981T2; US6522252B2; WO1999060359A1; DE69918981D1; EP1079221B1; EP1079221A4; US20020190865A1

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で感度良くドアの開閉を検知でき、しか
も、ドアが開いたのか閉じたのかの操作状態も認識でき
る圧力センサを提供すること【解決手段】圧力センサ１０は、ステム１１とキャッ
プ１２を互いの開放面側を接合して構成されるパッケー
ジ１３内にセンサチップ１４を装着する。センサチップ
のダイヤフラム１４ａの両面には、ステムに設けた測定
圧力導入管１１ａと、キャップに設けた参照圧力導入管
１２ａを介してそれぞれ導入される圧力がかかる。ここ
で、参照圧力導入管内にフィルタ１５を設置し、参照圧
側の圧力応答性を遅くする。センサをドア付きの部屋内
に設置し、両導入管からともに室内の圧力を供給する
と、ドアの開閉に伴う急峻な圧力変動があると、応答性
の早い測定圧力導入管側のみ瞬時にその変化した圧力が
導入され、ダイヤフラムには圧力変動に応じた差圧がか
かる。差圧なので、ドアの開（閉）も弁別できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力センサ及びド
ア開閉監視システムに関するもので、より具体的には、
ドアの開閉を検出するのに適したセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】ドアの開閉を検知するためのセンサとし
ては、スイッチ式，光学式並びに赤外線式等各種の方式
があるが、いずれも検知対象のドアの状態・位置を直線
監視するものである。そして、設置位置をドアの付近に
しなければならないなど制限があり、また、センサを設
置していることを第三者から容易に発見されてしまうた
め、侵入者を検知するというような警備システムに用い
る場合には、それに対する対応策をとられやすい。ま
た、１つのセンサで検知できるのは１つのドアだけであ
るので、複数のドアの開閉を検知するためには、そのド
アの数だけセンサが必要となる。

【０００３】一方、係る問題を解決するために、ドアの
開閉にともない生じる圧力変化に基づいてドアの開閉を
検出するためのセンサとして、例えば，実用新案登録第
３０３９７８２号公報に開示された「自主警備システム
用センサ」がある。またそれを用いたシステムとして，
実用新案登録第３０３９７８３号の「自主警備システ
ム」がある。

【０００４】係る公報に開示されたセンサは、図１
（Ａ）に示すように、筒状のケーシング１の一端に開口
１ａを設け、そのケーシング１内に開口１ａ側から順に
受圧面となるスクリーン３，対向電極４，増幅回路５を
設ける。さらに、ケーシング１の奥側には、透孔６ａを
有する区画壁６を設け、この区画壁６とケーシング１の
奥面との間にチャンバー７を形成し、これにより、微分
微差圧計を構成している。このセンサは、同図（Ｂ）に
示すように、設置した空間の圧力に変動があると、その
変化を受圧面で感知し、図示するようなセンサ出力とな
る。

【０００５】これにより、例えばドアが開閉せず、室内
の気圧が一定の場合には、センサ出力は変化せず（基準
レベルのまま）、ドアが開閉することにより室内の気圧
が変化した場合にはセンサ出力が変化するので、開閉の
有無を検知できるようになっている。そして、実用新案
登録第３０３９７８３号の「自主警備システム」は、上
記のセンサと、赤外線センサを１個ずつ室内に設置し、
主として微分微差圧センサの出力に基づいてドアの開閉
を監視することが示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のセンサ（実用新案登録第３０３９７８２号）で
は、メカ式であるため大型となる。しかも、実際のドア
の開閉に伴う圧力変化は非常に小さいので、センサの検
出感度を大きくする必要がある。そのように検出感度を
大きくするためには、ケーシング１の奥行きＬと、チャ
ンバー７の奥行きｔの比率を大きくしなければならない
ので、センサの寸法形状がさらに大型化する。

【０００７】また、微分微差圧計であるので、あくまで
も圧力の変化の有無を判断するしかできず、ドアが開い
たのか、閉じたのかの判別ができない。

【０００８】さらに自主警備システムでは、室内にドア
が複数ある場合に、どのドアが開いたのかの判別ができ
ない。また、仮にセンサ自体が故障した場合には、その
センサ出力が基準レベルのままとなり、侵入者なしと判
断してしまう。つまり、センサの故障を検知する機能が
ない等各種の問題がある。

【０００９】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、小型で感度良くドアの開閉を検知でき、しかも、ド
アが開いたのか閉じたのかの操作状態も認識でき、ま
た、センサの設置位置の規制が少なくまた設置されてい
ること外部から見つかりにくくすることができ、さら
に、複数のドアが存在する場合に、少ないセンサでもっ
てどのドアが開閉したかの判定をすることのできる圧力
センサ及びドア開閉監視システムを提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る圧力センサでは、受圧側と参照圧
側との圧力差を検出する圧力センサにおいて、受圧側と
参照圧側との圧力応答性を異ならせる手段を設けるよう
に構成した（請求項１）。この圧力センサは、例えば圧
力により変位するダイヤフラムを備えた半導体圧力セン
サにより実現される。そして、受圧側とは、通常の圧力
センサにおいて測定対象圧力がかかる側である。

【００１１】このように、受圧側と参照側で圧力応答性
が異なるので、ドアの開閉などに伴い生じる急激な圧力
変化は、応答性（応答速度）が早いとその圧力変化を瞬
時に圧力センサの感圧部に伝達させることができるもの
の、応答性が遅いと係る圧力変化を瞬時に伝達すること
はできない。これにより、受圧側と参照圧側とで上記急
激な圧力変化の伝達速度にずれが生じ、差圧がかかる。
よって、そのドアの開閉に伴う圧力変化分が上記差圧と
なり圧力センサで検出される。

【００１２】一方、例えば温度変化や大気圧の変化のよ
うにゆっくりと圧力が変化するような場合には、応答性
に差があっても最終的に圧力センサの感圧部に伝達され
る時期は同じとなり、差圧は生じない。よって、ドアの
開閉などの急激な圧力変化にのみに反応してセンサ出力
が変化するので、そのドアの開閉を容易に検知できる。

【００１３】しかも、圧力応答速度の違いを利用するこ
とで、小型でも高感度にすることができる。さらに、ド
アが開いた場合と閉じた場合では、圧力変化の方向が異
なる。そして、本発明では、差圧を検知するようにした
ため、圧力が上昇したか減少したかも弁別できる。よっ
て、ドアの開閉、より具体的には、ドアが開いた／閉じ
たの操作状態も認識できる。

【００１４】また、圧力の変化（差圧）を検出するの
で、必ずしもドアの周囲に設置する必要はなく、配置レ
イアウトの自由度が増すばかりでなく、直接ドアの動作
を監視するのではないので、例えば衝立て・仕切り壁等
の裏に隠すこともできる。さらには、１個のセンサで複
数のドアの開閉を検知できる。なお、複数のドアのうち
どのドアが開閉したかまで判定する場合には、請求項６
に記載するようにセンサも複数用意する必要がある。

【００１５】そして、圧力応答性を異ならせる手段とし
ては各種の対応が考えられるが、一例を示すと、前記手
段は、少なくとも前記参照圧側に設けられ、気体の通過
の抵抗となるフィルタとすることができる（請求項
２）。これを実現したのが第１の実施の形態である。

【００１６】また、別の手段としては、参照圧側に設け
られた閉空間形成部材（実施の形態では、容器１６に対
応）とすることができる（請求項３）。この閉空間形成
部材は、センサを構成する半導体に形成してもよいし、
実施の形態のように外付けとしてもよい。さらに、前記
閉空間形成部材に、微小孔をあけるとなおよい（請求項
４）。これを実現したのが第２の実施の形態である。ま
たこのように微小孔付き閉空間を形成すると、ごみやほ
こりなどによって参照圧側の目詰まりが発生するのを可
及的に抑制できるという副次的効果も発揮する。

【００１７】一方、前記受圧側が扉を有する室内の圧力
を検出するようにするとともに、前記参照圧側は前記室
内の圧力と同等の圧力がかかるようにし、前記受圧側と
参照圧側との圧力応答性の差を利用して前記扉の開閉に
伴う圧力変動を検出するように構成するとよい（請求項
５）。なお、参照圧側に室内の圧力と同等の圧力がかか
るようにするためには、例えば、室内の気圧と室外の気
圧が等しい場合には、参照側を室外から導入させるよう
にしてもよい。もちろん、受圧側と同様に室内の圧力が
かかるようにしてもよい。つまり、ここでいう「同等」
とは、「同一」も含む概念である。

【００１８】また、本発明に係るドア開閉監視システム
では、受圧側と参照圧側との圧力応答性を異ならせる手
段を設けた前記受圧側と前記参照圧側との圧力差を検出
する圧力センサを複数用意するとともに、その複数の圧
力センサを、監視対象の複数のドアを有する室内に設置
し、かつ、前記複数の圧力センサのセンサ出力のずれに
基づいて開閉したドアを判定する判定手段（実施の形態
では、総合判定部３０に対応する）をさらに備えるよう
に構成することである（請求項６）。

【００１９】このように、センサを複数用いることでど
のドアが開いたのか閉じたのかが判別できる。つまり、
各センサの設置位置とドアとの距離は異なるため、ドア
の開閉に伴う圧力変化がセンサ設置位置まで伝達するの
にもタイムラグが生じる。そこで、複数のセンサのうち
どのセンサが先に圧力変化を検知したかにより、開閉し
たドアの特定ができる。また、各センサでの検出のタイ
ムラグから、圧力変化の発信源つまり開閉したドアまで
の距離がわかるため、少なくとも２個のセンサを設置す
ることにより、実施の形態のように３個はもちろんのこ
とそれ以上のドアに対してもどのドアが開閉したのかの
特定ができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図２は、本発明に係る圧力センサ
の第１の実施の形態を示している。同図に示すように、
圧力センサ１０は、ステム１１とキャップ１２を互いの
開放面側を接合して構成されるパッケージ１３内にセン
サチップ１４を装着した構成を基本構成としている。つ
まり、センサチップ１４は、圧力を受けて撓むダイヤフ
ラム１４ａを備えた半導体センサからなり、この例で
は、ダイヤフラム１４ａの周縁にピエゾ素子等を装着
し、ダイヤフラム１４ａの変位に追従して変形するピエ
ゾ素子の抵抗値に基づいてダイヤフラム１４ａの変位量
ひいては測定対象圧力を検出可能としている。もちろ
ん、このタイプに限らず、例えばガラス基板等の固定基
板をさらに設け、静電容量型のセンサとしたり、その他
各種のものを用いることができる。そして、係るセンサ
チップ１４をステム１１の底面に取り付ける。

【００２１】ステム１１には、その底面中央に貫通孔を
設けるとともに、底面外側中央にはその貫通孔に連続す
る受圧（測定圧）力導入管１１ａを設けている。これに
より、この測定圧力導入管１１ａを介して導入される圧
力がダイヤフラム１４ａに当たる。

【００２２】また、キャップ１２の天面中央には、貫通
孔を設けるとともに、天面外側中央にはその貫通孔に連
続する参照圧力導入管１２ａを設けている。これによ
り、この参照圧力導入管１２ａを介して導入される参照
圧力がダイヤフラム１４ａの反対側の面に当たる。

【００２３】この結果、ダイヤフラム１４ａには、その
両面に測定圧力（受圧力）と参照圧力が加わるため、両
圧力差に応じた量だけダイヤフラム１４ａが変位するよ
うになる。つまり、測定圧力を参照圧力と比較して、そ
の差に応じた出力を得る差圧計を基本構造としている。

【００２４】ここで本形態では、圧力変化に対する測定
圧側と参照圧側で応答性・応答速度を異ならせた。具体
的には、参照圧力導入管１２ａ内に、フィルタ１５を設
置することにより対応している。このフィルタ１５は、
例えば多孔質材料から構成してもよいし、オリフィスの
ように構成してもよい。

【００２５】このように構成すると、室内の空気の圧力
が、フィルタ１５を通過した後の空気となってセンサチ
ップ１４に伝わるようになっている。そして、フィルタ
１５は圧力の急峻な変化は伝わらず，緩やかな変化が伝
わるという性質を持つため、ドア開閉等により室内の圧
力が急峻に変化した場合には、センサチップ１４のダイ
ヤフラム１４ａの両面（測定圧側と参照圧側）で圧力変
化の応答速度が異なり、この差に応じた信号がセンサ出
力となって出現する。一方、温度変化や大気圧の変化等
の緩やかな圧力変化の場合には、フィルタ１５の有無に
関係なくその変化が伝わるので、ダイヤフラム１４ａの
両面で均衡がとれる。つまり、センサ出力に変化がな
く、係る環境変化に対する影響を可及的に抑制すること
ができる。

【００２６】次に、本形態の使用例を説明する。図３
（Ａ）に示すように、監視対象の部屋１７の所定位置に
圧力センサ１０を設置する。この設置位置は、必ずしも
ドア１８の付近にする必要はなく、図示するように離反
配置可能である。しかも、仕切り壁１９の裏面側等のド
ア１８と直接対向しない位置でもよい。このようにする
と、外部からの侵入者等にセンサの存在を知られにくく
なるので、センサに対するいたずらを防止し、より確実
に検知できる。また、この圧力センサ１０の測定圧力導
入管と、参照圧力導入管は、ともに部屋１７内の空気を
内部に導入するように設置している。

【００２７】係る構成をとることにより、以下の測定原
理にしたがってドア１８の開閉を検知できる。つまり、
図示するようにドア１８が、部屋１７の外側に向けて回
転して開くタイプの場合には、図示のドア１８を開いて
いる状態からドア１８を閉めると、そのドア１８の周囲
の空気が部屋内に流入するようになり、一旦部屋１７内
の気圧が上昇する。逆に、ドア１８を閉めた状態から開
くと、そのドア１８の周囲の空気がそのドア１８の回転
に追従して部屋１８の外に排出される。これにより、部
屋１７の内部気圧は減少する。もちろん、部屋１８の内
外で気圧差がなければ、その後、流出した空気が部屋内
に戻るため、一旦気圧が上昇後平衡状態となる。

【００２８】このようにドア１８の開閉により部屋１７
の圧力が変化し、しかも、その圧力変化（昇降）の方向
が逆になる。従って、センサ出力も、図３（Ｂ）のよう
にドアの開閉に伴う波形が出現し、しかも「閉じる」と
「開く」ではその凸の方向が逆になる。よって、そのセ
ンサ出力に基づいて開閉の有無さらには、どちらの動作
かも識別できる。

【００２９】図４は、本発明に係る圧力センサの第２の
実施の形態を示している。基本的なセンサ構造は、図２
に示す第１の実施の形態と同様であるので、同一符号を
付しその詳細な説明を省略する。

【００３０】ここで本形態では、圧力変化に対する測定
圧側と参照圧側で応答性を異ならせるための構造とし
て、フィルタ１５の替わりにバッファ空間（閉空間）を
持たせるようにした。つまり、参照圧力導入管１２ａに
容器１６を取り付ける。この容器１６は、比較的大きな
内容積の空間をもつ本体１６ａを持ち，その本体１６ａ
の側面に微小孔１６ｂを形成し、その微小孔１６ｂと反
対側に形成した接続管１６ｃにて、上記参照圧力導入管
１２ａと連結するようにしている。

【００３１】これにより、センサチップ１４のダイヤフ
ラム１４ａは、微小孔１６ｂ，本体１６ａ，接続管１６
ｃ，参照圧力導入管１２ａを介して大気開放されること
になる。本体１６ａの空間は、微小孔１６ｂに対して非
常に大きな容積を持つため、それら微小孔１６ｂと本体
１６ａ内の空間とが、電気的な抵抗とコンデンサの役割
を果たす。つまり、ドア開閉等の急峻な圧力変化は、測
定圧側では測定圧力導入管１１ａを介してセンサチップ
１４に直接伝わる。一方、参照圧側では微小孔１６ｂを
通過し、本体１６ａ（空間），参照圧力導入管１２ａを
介してセンサチップ１４に伝わる。従って、係る圧力
が、微小孔１６ｂを通して空間内に広がる時間と、ドア
開閉等による急峻な圧力変化の時間に差を生じ、瞬時に
ダイヤフラム１４ａの参照側にまで圧力変化が伝達され
ない。従って、この応答速度の差から、ダイヤフラム１
４ａの参照側には、ドアが開閉する前の状態の圧力或い
はそれにほぼ等しい圧力が加わったままとなるので、ド
アの開閉に伴い変化した圧力との差圧がセンサチップ１
４のダイヤフラム１４ａにかかる。よって、第１の実施
の形態と同様の原理にしたがい、ドアの開閉を検知する
ことができる。

【００３２】次に、上記した圧力センサを用いて実際の
ドアの開閉を検知するための信号処理回路について説明
する。図５に示すように、係る信号処理回路２０は、圧
力センサ１０の出力を受け、所定の信号処理を行うもの
で、本形態では、実際の開閉を検知する監視モードと、
その監視モードで監視する際の判断基準（知識）を生成
する学習モードを備えている。

【００３３】まず、圧力センサ１０の出力は、増幅部２
１で増幅された後、フィルタ部２２にて不必要な周波成
分を除去し、Ａ／Ｄ変換部２３にてデジタル信号に変換
されるようになっている。そして、この変換されたデジ
タル信号が、倍率決定部２４を介して接点切替器２５に
送られ、択一的に選択された学習部２６或いは判定部２
７に送られるようになっている。そして、学習部２６或
いは判定部２７での処理結果が出力部２８に送られ、所
定の態様で出力される。また、各処理部に対する切替命
令・設定命令は、設定部２９からの制御信号に基づいて
行われるようになっている。そして、上記した各処理部
の具体的な構造は、以下のようになっている。

【００３４】増幅部２１は、センサ出力の信号レベル
を、処理可能なレベルまで増幅するもので、その増幅率
は、倍率決定部２４で決定され、その倍率決定部２４か
ら送られる制御信号に基づいて設定されるようになって
いる。具体的には、増幅部２１の増幅器の倍率を決める
抵抗の比率が選択され、その増幅部２１で増幅された信
号が、Ａ／Ｄ変換部２３の入力レンジ（或いは出力レン
ジ）に収まるように値に設定される。つまり、波形のピ
ーク値が入力レンジを上回る場合には増幅率を下げ、入
力レンジを下回る或いは極端に小さい場合には増幅率を
上げるようにセットされる。

【００３５】フィルタ部２２は、増幅された信号のうち
判定に不必要な周波数成分を除去するもので、低周波成
分を除去するハイパスフィルタと高周波成分を除去する
ローパスフィルタを直列に接続したものを設置する。遮
断周波数は、ハイパスフィルタの場合には信号の直流分
を除去できる程度（例えば１Ｈｚ以下）とし、ローパス
フィルタの場合には信号に関係ない高周波成分ノイズの
周波数または圧力センサの特性となる周波数帯域（例え
ばｌｋＨｚ程度）に選べばよい。そして、この遮断周波
数の設定は、設定部２９にて行う。

【００３６】Ａ／Ｄ変換部２３は、フィルタ部２２を通
過したアナログ信号をデジタル信号に変換するもので、
例えば、０から５Ｖまでの範囲を、０から２５５までの
整数値に置き換える（８ビットの場合）ものである。

【００３７】倍率設定部２４は、図６に示すような内部
構造となっている。すなわち、Ａ／Ｄ変換部２３から接
点切替器２５に対してスルー状態で信号を伝送するライ
ンに対してスイッチＳを介して分岐経路を設け、その分
岐経路に対して直列に電圧比較部２４ａと制御信号発生
部２４ｂを取り付けた構造としている。スイッチＳは、
設定部２９からの制御信号に基づいて開閉するもので、
学習モードの時に接点を閉じるようになっている。

【００３８】そして、電圧比較部２４ａは、受け取った
デジタル信号が、Ａ／Ｄ変換部２３の出力レンジを越え
ているか否かを判断し、超えている場合には、制御信号
発生部２４ｂに現在の制御信号から１段階数値を下げる
ように指令を出す。また、受け取ったデジタル信号が予
め定めた値よりも小さい場合には、現在の制御信号から
１段階数値を上げるように指令を出すようになってい
る。

【００３９】この判断は、学習モードの状態で、実際に
ドアを開閉し、その開けた時や、閉めた時のセンサ出力
の波形に基づいて行う。つまり、波形のピークが所定の
範囲になるように制御する。従って、例えばホールド機
能を付加しておくと、簡単に波形のピークを認識し、そ
の値が適正か否かが判断できるのでより好ましい。そし
て、制御信号発生部２４ｂは、増幅部２１に対して増幅
率についての制御信号を送るようになっている。

【００４０】学習部２６は、図７に示すように、直列接
続されたトリガスイッチＳ１，波形記憶部２６ａ，閾値
算出部２６ｂで構成される。トリガスイッチＳ１は、設
定部２９からのトリガ信号を受けてスイッチを閉じるよ
うになっている。つまり、接点切替器２５で学習部２６
側に接続（学習モードを選択）した状態でドア開閉と同
時に設定部２９からトリガ信号を発生させると、Ａ／Ｄ
変換部２３の出力信号（デジタル信号）が、波形記憶部
２６ａに取り込まれる。このデジタル信号は、一定時間
またはある記憶容量に達するまで取り込まれる。

【００４１】そして、閾値算出部２６ｂでは、この記憶
されたデジタル信号から判定に必要な閾値が計算され
る。この閾値の算出アルゴリズムは各種のものを用いる
ことができるが、例えば，以下のような演算により算出
することができる。すなわち、波形記憶部２６ａに記憶
された波形データの平均値Ｖａとピーク値Ｖｐを求め、
次式に代入することにより閾値Ｖｈを求めることができ
る。

【００４２】Ｖｈ＝（Ｖｐ−Ｖａ）×０．５＋Ｖａそして、極値算出部２６ｂの出力（閾値）が次段の出力
部２８と判定部２７に送るようになる。なお、ドアを開
く場合と閉じる場合では、そのセンサ出力は逆になるの
で、それぞれについて学習を行い閾値を求める。その
際、図示省略するスイッチ（操作部２９等に設ける）に
より、どちらの操作を行うかを教えるようにしている。
また、ドアを部屋の外に対して移動して開く場合と、部
屋の中に向けて移動することにより開く場合では、セン
サ出力が逆になる。上記のように予めどちらの操作をす
るかを教えることにより、そのセンサ出力の波形からど
ちらのタイプかを認識できるので、それに応じて閾値と
判定アルゴリズム（閾値より大きい場合に閾値を超えた
と認識するか、小さい場合に閾値を超えたと認識する
か）を自動的に決定することもできる。もちろん、予め
ドアのタイプをセットするスイッチを設けていてもよ
い。

【００４３】判定部２７は、図８に示すように記憶部２
７ａと閾値比較部２７ｂを備えている。この記憶部２７
ａには、学習部２６から送られてきた闘値が記憶され
る。そして、閾値比較部２７ｂでは、センサ出力に基づ
く値と閾値とを比較し、その結果を出力するようになっ
ている。すなわち、接点切替器２５で判定部側が選択
（判定モードに選択）されると、まず記憶部２７ａから
闘値を読み出し、Ａ／Ｄ変換器２３からのデジタル信号
が閾値比較部２７ｂに送られ、そこにおいて両者を比較
し、デジタル信号が閾値を越えたときに異常信号を出力
し、越えないときには正常信号を出力する。この判定結
果を出力部２８に送るようになる。これが通常の防犯モ
ードにおける動作である。

【００４４】さらに本形態では、非防犯モード（設定部
２９により設定される）を設け、この非防犯モードが選
択された場合には、デジタル信号がある一定時間閾値を
越えないときに異常を出力し、それ以外は正常信号を出
力するようにしている。

【００４５】つまり、防犯モードは室内に人が入っては
いけないときに使用する。従って、ドア開閉などの圧力
の急激な変化があったときは、人が侵入してきたおそれ
が高いため、異常とする。これにより、侵入者の有無の
監視が行える。一方、非防犯モードは室内に人が常時出
入りするときに使用する。この場合には、ドア開閉にと
もなう圧力変化があることが正常であるので、ドアの開
閉を検知しても異常とはしない。そして、この非防犯モ
ードでは、ドアの開閉が行われ、センサ出力が変化する
のが正常であるので、一定時間圧力変化がまったく変化
しないときには、圧力センサの故障や、圧力センサが蓋
で覆われるなどの障害があったと推定できる。そこで、
一定時間閾値を超えないときに異常を出力するようにし
た。これにより自己診断ができる。

【００４６】出力部２８は、図９に示すように閾値数値
表示部２８ａとＬＥＤ表示部２８ｂを備えている。閾値
数値表示部２８ａは、学習部２６で計算された閾値を数
値として表示するもので、表示の仕方は、例えば数値そ
のものを液晶などで表示したり、ＬＥＤを多数並べたも
ので閾値の数値に相当する分だけ点灯させてもよい。ま
た、ＬＥＤ表示部２８ｂは、判定部２７から正常信号が
送られてきたときには緑色ＬＥＤを点灯させ、異常信号
が送られてきたときには赤色ＬＥＤを点灯させるように
なっている。

【００４７】設定部２９は図１０に示すように、遮断周
波数設定部２９ａ，学習／判定切替ＳＷａ２９ｂ，防犯
／非防犯切替ＳＷ２９ｃ，トリガ信号発生部２９ｄ等を
備える。遮断周波数設定部２９ａはフィルタ部２２の遮
断周波数を設定するもので、数値で入力するようにして
いる。そして、この数値入力の方法は，例えば，キーボ
ードやダイヤルで入力してもよい。

【００４８】学習／判定切替ＳＷ２９ｂは、接点切替器
２５の接点を学習か判定かに選択するスイッチであり、
学習モードにすると学習部２６につながり、判定モード
にすると判定部２７につながるようになっている。

【００４９】防犯／非防犯切替ＳＷ２９ｃは判定部２７
に接続され、判定アルゴリズムが選択される。つまり、
防犯のときには閾値を越えたときに異常とし、非防犯の
ときには閾値をある一定時間越えないときに異常とす
る。

【００５０】トリガ信号発生部２９ｄは、学習部２６へ
接続され、学習開始のためのトリガ信号を発生する。こ
のトリガ信号の発生はボタンでもよいし、また、外部か
らパルス信号を送るようにしてもよい。そして、このト
リガ信号を受けて学習部２６のスイッチＳが一定期間閉
じるようになる。

【００５１】図１１は、上記した圧力センサを用いたド
ア開閉を監視するシステムの一例を示している。本発明
のシステムは、図３で説明したように圧力センサを１個
設置する場合はもちろんのこと、図１１に示すように複
数（この例では２個）設けるようにしてもよい。このよ
うにセンサを複数設置することにより、複数のドアのど
のドアが開閉したのかの認識もできるようになる。

【００５２】すなわち、図示するように、部屋１７には
３つのドア（Ａ，Ｂ，Ｃ）が設けられており、その部屋
の任意の位置に第１センサ１０ａと第２センサ１０ｂを
設けている。この各センサ１０ａ，１０ｂは所定距離だ
け離して設置しているので、ドアＡ或いはドアＣから両
センサ１０ａ，１０ｂまでの距離が異なる。そして、ド
アＢからの距離は等しくしている。さらに、各ドアＡ，
Ｂ，Ｃは、いずれも回転式で、部屋１７の外に回転する
ことによりドアを開くタイプのものを用いている。

【００５３】なお、図示の例では、第１センサ１０ａ側
のみを仕切り壁１７の裏面に隠すように配置したが、こ
れは、仕切り壁１９があってもなくても検出感度には影
響を与えず、第２センサ１０ｂのように部屋１７内に露
出状態で設置してよいことを説明するために表記したも
のである。よって、実際の設置に際しては、各センサを
ともに仕切り壁などの奥に隠すように設置してもよい
し、逆にいずれのセンサも露出状態としてもよい。

【００５４】上記のように構成すると、いずれかのドア
を開けた場合には、部屋内の気圧が下がるため、センサ
出力は低下し、逆にドアを閉じた場合には、部屋内の気
圧が上がるためセンサ出力は上昇する。つまり、図１２
（Ａ）に示すように、センサ出力が圧力上昇の場合に
は、ドアが閉じたと判断でき、同図（Ｂ）に示すように
センサ出力が圧力減少の場合にはドアが開いたと判断で
きる。この場合に、２つのセンサがともに同じ結果を出
していることから、誤検出でなく、上記のようなドアの
開閉の有無及びどちらの操作であったかについての判定
結果の確度が向上する。

【００５５】そして、そのドアの開閉に伴うセンサ出力
の変化は、ドアからの距離によっても圧力変化の伝達時
間が異なるので、ドアに近いセンサほど早く応答する。
つまり、図１２にも示すように、ドアの開閉に伴う波形
の発生時期にタイムラグが生じる。

【００５６】従って、どちらのセンサが先にドアの開閉
に伴う圧力変動を検知したかによってどのドアが開いた
のかの認識をすることができる。すなわち、図１３
（Ａ）に示すように、第１センサ１０ａの方が先に検知
した場合には、第１センサ１０ａ側に位置するドアＡが
開閉したものと判断でき、しかも、圧力上昇であるた
め、ドアＡが閉じたと判断できる。

【００５７】同様に、同図（Ｂ）に示すように、第２セ
ンサ１０ｂの方が先に検知した場合には、ドアＣが閉じ
たと判断できる。さらに、同図（Ｃ）に示すように、両
センサ１０ａ，１０ｂがほぼ同時に検知した場合には、
ドアＢが閉じたと判断できる。もちろん、各波形図にお
いて下に凸の波形の場合には、対応するドアが開いたと
判断することができる。

【００５８】また、図１６に示すように、各ドアＡ，
Ｂ，Ｃが、スライドさせる場合には、そのドアの移動に
ともなう空気の流出入があまりないので、圧力変化が少
ない。但し、図示するように、部屋１７の一部が開口１
７ａされており、そこから気体が流入したり、流出して
いるような場合には、ドアを開けた状態と閉じた状態で
は、圧力変化が生じるので上記と同様の原理にしたがっ
てドアの開閉を検知できる。つまり、開口１７ａから気
体が流入している場合には、ドアを開くと部屋から気体
が逃げ出すので圧力が下がり、ドアを閉じると元に戻る
ため圧力が上昇する。また、開口１７ａから気体が流出
している場合には、上記と逆の現象となる。

【００５９】そして、上記のようなドアの開閉を検知す
るためのシステム構成としては、例えば、図１７に示す
ようなブロック図により達成できる。つまり、室内の所
定位置に設置した両センサ１０ａ，１０ｂの出力をそれ
ぞれ信号処理回路２０ａ，２０ｂに接続する。ここで使
用する信号処理回路は、図５に示す信号処理回路２０と
ほぼ同様の構成のものをとることができる。異なる点
は、判定部２７の出力（判定結果）を、外部に出力させ
る機能を持たせることである。つまり、各信号処理回路
２０ａ，２０ｂにおける判定部２７の出力を、総合判定
部３０に与えるようにする。そして、総合判定部３０で
は、内蔵するタイマなどを用いたり、適宜の論理回路を
組むことにより、いずれのセンサからの検出信号が早く
届いた（或いは同じ）かを認識し、どのドアが開閉した
かを判断するとともに、その波形の方向からそのドアの
操作（開いた／閉じた）についても判定する。そして、
その判定結果を出力部３１に送り、所定の警報出力をす
るようにしている。この出力部３１の出力態様として
は、音声・光等各種のものを用いることができる。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る圧力センサ
では、参照圧側と受圧側の差圧を検知するセンサにおい
て両者の圧力応答性を異ならせたため、小型で感度良く
ドアの開閉を検知でき、しかも、ドアが開いたのか閉じ
たのかの操作状態も認識でき、また、センサの設置位置
の規制が少なくまた設置されていることが外部から見つ
かりにくくすることができる。

【００６１】本発明に係るドア開閉監視システムでは、
複数のセンサのセンサ出力のタイムラグに基づいて複数
のドアのうちどのドアが開閉したかを認識できる。しか
も、タイムラグに基づくため、少ないセンサでもってど
のドアが開閉したのかの判定をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例を示す図である。

【図２】本発明に係る圧力センサの第１の実施の形態を
示す図である。

【図３】その使用例を示す図である。

【図４】本発明に係る圧力センサの第２の実施の形態を
示す図である。

【図５】信号処理回路を示す図である。

【図６】倍率決定部の内部構造を示す図である。

【図７】学習部の内部構造を示す図である。

【図８】判定部の内部構造を示す図である。

【図９】出力部の内部構造を示す図である。

【図１０】設定部の内部構造を示す図である。

【図１１】本発明に係るドア開閉監視システムの実施の
形態における設置状態を示す図である。

【図１２】その動作原理を説明する図（その１）であ
る。

【図１３】その動作原理を説明する図（その２）であ
る。

【図１４】その動作原理を説明する図（その３）であ
る。

【図１５】その動作原理を説明する図（その４）であ
る。

【図１６】本発明に係るドア開閉監視システムの別の実
施の形態における設置状態を示す図である。

【図１７】本発明に係るドア開閉監視システムの実施の
形態を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０圧力センサ１１ステム１２キャップ１３ケーシング１４センサチップ１５フィルタ１６容器１６ａ本体（閉空間）１６ｂ微小孔２０信号処理回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受圧側と参照圧側との圧力差を検出する
圧力センサにおいて、受圧側と参照圧側との圧力応答性を異ならせる手段を設
けたことを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】前記手段は、少なくとも前記参照圧側に
設けられ、気体の通過の抵抗となるフィルタであること
を特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】前記手段は、参照圧側に設けられた閉空
間形成部材であることを特徴とする請求項１に記載の圧
力センサ。
【請求項４】前記閉空間形成部材に、微小孔を開けた
ことを特徴とする請求項３に記載の圧力センサ。
【請求項５】前記受圧側が扉を有する室内の圧力を検
出するようにするとともに、前記参照圧側は前記室内の
圧力と同等の圧力がかかるようにし、前記受圧側と参照圧側との圧力応答性の差を利用して前
記扉の開閉に伴う圧力変動を検出するようにした請求項
１〜４のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項６】受圧側と参照圧側との圧力応答性を異な
らせる手段を設けた前記受圧側と前記参照圧側との圧力
差を検出する圧力センサを複数用意するとともに、その
複数の圧力センサを、監視対象の複数のドアを有する室
内に設置し、かつ、前記複数の圧力センサのセンサ出力のずれに基づ
いて開閉したドアを判定する判定手段をさらに備えたド
ア開閉監視システム。