トップ :: G 物理学 :: G01 測定;試験

【発明の名称】 モービル型地震波検出警報装置
【発明者】 【氏名】大島 宏之

【要約】 【課題】ケース内に収納されて携帯可能であると共に、ケース自体を共鳴体として積極的に機能させ、且つ、警報信号駆動に起因した残音振動が終息した時、初期監視測定状態に自動復帰させることができるモービル型地震波検出警報装置を提供する。

【構成】ケース1内に、加速度センサー3と、加速度センサー3が検出したアナログ信号をデジタル信号に変換する信号処理手段4と、演算・制御手段5と、地震警報信号を発生する地震警報信号発生手段6と、警報を出力する警報出力手段7とが収納されたモービル型地震波検出警報装置1であって、演算・制御手段5は、予め設定した第2規準加速度値よりも小である最大加速度値を検出する第2比較検出機能16と、検出される最大加速度値の第2連続継続時間が第2規準時間を超えたことが確認されると、第1監視機能13の監視を復帰させる復帰機能18等を備えている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケース内に、1乃至複数個軸の加速度センサーと、前記加速度センサーが検出したアナログ信号をサンプリング周波数によってデジタル信号に変換する信号処理手段と、前記デジタル信号を受信して演算・制御する演算・制御手段と、前記演算・制御手段から制御信号を受信して地震警報信号を発生する地震警報信号発生手段と、前記地震警報信号発生手段の地震警報信号によって警報を出力する警報出力手段とが収納されたモービル型地震波検出警報装置であって、前記演算・制御手段は、
サンプル毎に最大加速度値を検出する最大加速度値検出機能と、
前記最大加速度値と予め設定した第1規準加速度値とを比較し、第1規準加速度値よりも大である最大加速度値を検出する第1比較検出機能と、
前記第1比較検出機能により検出される最大加速度値の第1連続継続時間が、予め設定した第1規準時間を超えるかどうかを監視する第1監視機能と、
前記第1監視機能が前記第1規準時間を超える第1連続継続時間を検知した時、前記地震警報信号発生手段に地震警報信号発生制御信号を送信する地震警報信号発生制御機能と、
前記第1比較検出機能の比較検出と、前記第1監視機能の監視とを中断させる中断機能と、
前記最大加速度値と予め設定した第2規準加速度値とを比較し、第2規準加速度値よりも小である最大加速度値を検出する第2比較検出機能と、
前記第2比較検出機能により検出される最大加速度値の第2連続継続時間が予め設定された第2規準時間を超えるまで予め設定された設定時間単位毎に所定回数繰り返し連続的に監視する第2監視機能と、
前記第2監視機能によって、前記第2連続継続時間が前記第2規準時間を超えたことが確認されると、前記第2比較検出機能の比較検出と、前記第2監視機能の監視とを終了させ、前記第1比較検出機能の比較検出と、前記第1監視機能の監視とを復帰させる復帰機能とを備えていることを特徴とするモービル型地震波検出警報装置。
【請求項2】
前記加速度センサーに対し、前記第1規準加速度値を超える加速度を前記第1規準時間を超えて連続的に発生させる加速度発生手段を設け、前記加速度発生手段は手動操作により起動させるように構成され、手動操作により前記加速度発生手段を起動させることにより、前記加速度センサー、信号処理手段、演算・制御手段及び地震警報信号発生手段を介して、前記警報出力手段に警報を出力させ、システムの自己診断テストを可能にした請求項1記載のモービル型地震波検出警報装置。
【請求項3】
前記ケースは、前記警報出力手段によって発生される警報の共鳴体として機能するように構成されていることを特徴とする請求項1又は2記載のモービル型地震波検出警報装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、ケース内に収納して携帯可能であると共に、ケース自体を共鳴体として積極的に機能させ、且つ、警報信号駆動に起因した残音振動が終息した時、初期監視測定状態に自動復帰させることができるモービル型地震波検出警報装置に関する。
【背景技術】
【0002】
地震波を検出し、地震波を記録したり、振動値を表示したり、警報したりする目的の機器や考案は数多く存在し、既に公知である。
これ等のシステム構成は大別して機械式と電子式の二系統がある。
機械式には、振子方式とスイッチ方式があり、振子方式は振子の先端にあるペンで地震波を連続的に記録するように構成されており、スイッチ方式は、予め設定した値に対して、ある一定以上の振動が加わるとバネ、水銀、金属製球体等が接点となり、スイッチ機能動作により閉回路を作り、その閉回路接点で直接、商用電源系を遮断したり、警報機、サーチライト等を制御するタイプと、前記閉回路にてラッチング用継電器を作動させ、継電器の接点にて諸機能を作動させるタイプがあり、接点機構とアラーム用ブザー等が同一収容箱内に搭載されている場合もあるが、何れの場合も閉回路の復帰(開回路)は手動操作で実行され、自動復帰方式の機器並びに発明は皆無である。
【0003】
一方、電子式は多種多様な機能組合せの機器、並びに発明が存在するが、大別して機能別に、センサー部、信号処理部、演算部、信号制御部、震度等表示部、警報信号発生部、通信系ポート部等を備えており、前記機能別構成に於いて、センサー部と警報信号発生、並びに駆動部(サイレンスピーカー等)を同一の収容箱に搭載した機器又は発明は皆無である。
【0004】
センサー部と警報信号発生部、並びに警報信号駆動部(サイレン、スピーカー等)を、同一収容箱内に構築可能となれば、モービル型の警報装置としてシステムの設置を含め、取扱が極めて容易になるが、それが困難な主たる理由として、警報駆動機能、例えばスピーカー等を起動すると、その機器自体より発生する振動が収容箱を振動、又は、共振させ、その結果内蔵されている加速度センサーはこの機器より発生する振動を加速度として感知し、その検出結果が、予め設定された検出条件を満たし、その結果、再度、警報駆動機能を断続的または再起動させる。すなわち筐体振動が起因してフィード・バック・ループが成立することにより、システム自体が一種の発振現象を起こしてしまう。
【0005】
尚、地震波検出警報装置に関する先行技術文献として、例えば、下記の特許文献1がある。特許文献1は、加速度データが予め設定されたしきい値を超えたか否かの判定を逐一行い、加速度データが予め設定されたしきい値を超えた時を地震発生時刻とし、地震発生時刻から第1の所定期間前までの間の加速度データ群の最大値に基づいて短期間震度を求めると共に警報情報を発生するものである。
【特許文献1】特開平6−324159号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前述したように、地震波検出警報装置として、例えば、センサー部と警報信号発生部、並びに警報駆動部(サイレン、スピーカー等)を、同一収容箱内に収納できれば、モービル型の警報装置としてシステムの設置を含め、取扱が極めて容易になる。
然しながら、同一収容箱内で警報駆動部、例えばスピーカー等を起動すると、その機器自体より発生する振動が収容箱を振動、又は、共振させ、内蔵されている加速度センサーが感知することによって、再度、警報駆動部を断続的または再起動させるという問題がある。
【0007】
これらの現象を軽減させる手段としては、警報駆動機能より発生するパワーを小さくするか、又は、加速度センサーに対しスペクトルの異なる周波数帯域を使用するか、又は、加速度検出設定条件をより更に限定する等の対策が考えられるが、何れを取っても本来希望する仕様性能を大幅に低減する結果となる。
【0008】
以上の現状に鑑み、本発明は、ケース内に収納されて携帯可能であると共に、ケース自体を共鳴体として積極的に機能させ、且つ、警報信号駆動に起因した残音振動が終息した時、初期監視測定状態に自動復帰させることができるモービル型地震波検出警報装置を提供する。
又、本発明は、システムの自己診断テストを可能にしたモービル型地震波検出警報装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項1に係る発明は、ケース内に、1乃至複数個軸の加速度センサーと、前記加速度センサーが検出したアナログ信号をサンプリング周波数によってデジタル信号に変換する信号処理手段と、前記デジタル信号を受信して演算・制御する演算・制御手段と、前記演算・制御手段から制御信号を受信して地震警報信号を発生する地震警報信号発生手段と、前記地震警報信号発生手段の地震警報信号によって警報を出力する警報出力手段とが収納されたモービル型地震波検出警報装置であって、前記演算・制御手段は、
サンプル毎に最大加速度値を検出する最大加速度値検出機能と、
前記最大加速度値と予め設定した第1規準加速度値とを比較し、第1規準加速度値よりも大である最大加速度値を検出する第1比較検出機能と、
前記第1比較検出機能により検出される最大加速度値の第1連続継続時間が、予め設定した第1規準時間を超えるかどうかを監視する第1監視機能と、
前記第1監視機能が前記第1規準時間を超える第1連続継続時間を検知した時、前記地震警報信号発生手段に地震警報信号発生制御信号を送信する地震警報信号発生制御機能と、
前記第1比較検出機能の比較検出と、前記第1監視機能の監視とを中断させる中断機能と、
前記最大加速度値と予め設定した第2規準加速度値とを比較し、第2規準加速度値よりも小である最大加速度値を検出する第2比較検出機能と、
前記第2比較検出機能により検出される最大加速度値の第2連続継続時間が予め設定された第2規準時間を超えるまで予め設定された設定時間単位毎に所定回数繰り返し連続的に監視する第2監視機能と、
前記第2監視機能によって、前記第2連続継続時間が前記第2規準時間を超えたことが確認されると、前記第2比較検出機能の比較検出と、前記第2監視機能の監視とを終了させ、前記第1比較検出機能の比較検出と、前記第1監視機能の監視とを復帰させる復帰機能とを備えていることを特徴とするモービル型地震波検出警報装置を提供するものである。
【0010】
請求項2に係る発明は、前記加速度センサーに対し、前記第1規準加速度値を超える加速度を前記第1規準時間を超えて連続的に発生させる加速度発生手段を設け、前記加速度発生手段は手動操作により起動させるように構成され、手動操作により前記加速度発生手段を起動させることにより、前記加速度センサー、信号処理手段、演算・制御手段及び地震警報信号発生手段を介して、前記警報出力手段に警報を出力させ、システムの自己診断テストを可能にした請求項1記載のモービル型地震波検出警報装置を提供するものである。
【0011】
請求項3に係る発明は、前記ケースは、前記警報出力手段によって発生される警報の共鳴体として機能するように構成されていることを特徴とする請求項1又は2記載のモービル型地震波検出警報装置を提供するものである。
【発明の効果】
【0012】
本発明の請求項1記載の発明によれば、ケース内に収納されて携帯可能であると共に、ケース自体を共鳴体として積極的に機能させ、且つ、警報信号駆動に起因した残音振動が終息した時、初期監視測定状態に自動復帰させることができるモービル型地震波検出警報装置を提供できる。
【0013】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加え、手動操作により任意にシステムの自己診断テストが可能になる。
【0014】
請求項3記載の発明によれば、請求項1又は2記載の発明の効果に加え、ケースは、地震警報の共鳴体として音を積極的に拡声できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図1(a)に於いて、1は本発明のモービル型地震波検出警報装置であり、モービル型地震波検出警報装置1は、ケース2内に、1乃至複数個軸の加速度センサー3と、加速度センサー3が検出したアナログ信号をサンプリング周波数によってデジタル信号に変換する信号処理手段4と、デジタル信号を受信して演算・制御する演算・制御手段5と、演算・制御手段5から制御信号を受信して地震警報信号を発生する地震警報信号発生手段6と、地震警報信号発生手段6の地震警報信号によって警報を出力する警報出力手段7とが収納されている。
【0016】
そして、前記演算・制御手段5は、図1(b)に示す如く、サンプル毎に最大加速度値を検出する最大加速度値検出機能11と、最大加速度値と予め設定した第1規準加速度値とを比較し、第1規準加速度値よりも大である最大加速度値を検出する第1比較検出機能12と、第1比較検出機能12により検出される最大加速度値の第1連続継続時間が、予め設定した第1規準時間を超えるかどうかを監視する第1監視機能13と、第1監視機能13が第1規準時間を超える時間を検知した時、地震警報信号発生手段6に地震警報信号発生制御信号を送信する地震警報信号発生制御機能14と、第1比較検出機能12の比較検出と、第1監視機能13の監視とを中断させる中断機能15と、最大加速度値と予め設定した第2規準加速度値とを比較し、第2規準加速度値よりも小である最大加速度値を検出する第2比較検出機能16と、第2比較検出機能16により検出される最大加速度値の第2連続継続時間が予め設定された第2規準時間を超えるまで予め設定された設定時間単位毎に所定回数繰り返し連続的に監視する第2監視機能17と、第2監視機能17によって、第2連続継続時間が第2規準時間を超えたことが確認されると、第2比較検出機能16の比較検出と、第2監視機能17の監視とを終了させ、第1比較検出機能12の比較検出と、第1監視機能13の監視とを復帰させる復帰機能18とを備えている。
【0017】
更に、前記加速度センサー3に対し、前記第1規準加速度値を超える加速度を前記第1規準時間を超える時間、連続的に発生させる加速度発生手段21をケース2内に設け、加速度発生手段21は手動操作により起動させるように構成され、手動操作により加速度発生手段21を起動させることにより、前記加速度センサー3を介して、警報出力手段7に警報信号を発生させ、システムの自己診断テストが可能となるように構成されている。
【0018】
更に又、前記ケース2は、警報出力手段6によって発生される地震警報の共鳴体として機能するように構成されている。
尚、前記モービル型地震波検出警報装置1に於いて、前記警報出力手段7が警報を出力する時、前記演算・制御手段5によって前記第1規準時間を超える第1連続継続時間内に於ける最大加速度値から震度を求め、表示手段8にその震度を表示させても良い。
【0019】
次に、図1及び図2に基づき、本発明のモービル型地震波検出警報装置1の機能の詳細について説明する。
加速度センサー3が地震、又は、振動を感知して発生されるN(N=1〜N=n)個軸の加速度センサー3の各軸対応の各加速度出力信号は、アンチエリアス・フィルター&バッファ増幅器31を介し、nチャンネル取扱のマルチプレクサー32を経て、ADコンバーター33に入力される。
マルチプレクサー32並びにADコンバーター33はADコントローラー34により制御されており、設定されたサンプリング周波数でアナログ信号をデジタル信号に変換する。
ADコントローラー34は、マイクロ・プロセッサー41によって制御される。
尚、前記アンチエリアス・フィルター&バッファ増幅器31、マルチプレクサー32、ADコンバーター33、ADコントローラー34が前記信号処理手段4に相当する。
【0020】
サンプリング毎に発生するAD出力データ信号は、マイクロ・プロセッサー41にインターフェイスされる。
マイクロ・プロセッサー41は、前記演算・制御手段5に相当し、コンパレーター42、コントローラー43、タイマー44、レジスター群45、中央演算部46、RAM(ランダム・アクセス・メモリー)47、ROM(リード・オンリー・メモリー)48等の各機能ブロックから成り、前記モービル型地震波検出警報装置1の信号演算処理、並びに機能別制御は、総てこのマイクロ・プロセッサー41内の前記各機能ブロックにより実行されており、あらかじめ設定されている諸係数、コンバーター、演算制御、I/Oコントロール等のアルゴリズムのプログラムは、ROM48に格納され、RAM47、及びレジスター群45の各種レジスターを駆動するように構成されている。
【0021】
又、モービル型地震波検出警報装置1には、地震警報信号発生手段6として、警報信号を発生するドライバー・ユニット63と、音声を出力させるボイス・レコーダー66と、ドライバー・ユニット63及びボイス・レコーダー66の信号を論理和であるOR出力信号として出力する論理ゲート64とが設けられ、警報出力手段7として、警報及び音声を出力する警報信号駆動部65が設けられる。
【0022】
更に、モービル型地震波検出警報装置1の点検中の状態を表示する点検中ランプ68及び準備完了状態を示す準備完了ランプ70が設けられる。
尚、図に於いて、61はI/OポートP1端子、62はI/OポートP2端子、67はI/OポートP3端子、69はI/OポートP4端子67である。又、91はシステム診断テストスイッチ、92はインパルスゼネレータであるが、詳細は後述する。
【0023】
次に、図1及び図2を参照しながら、図3及び図4に基づき、前記マイクロ・プロセッサー41に於ける処理の流れを説明する。
前記信号処理手段4の後段に設けられるADコンバーター33から、マイクロ・プロセッサー41のI/Oポート49にAD出力データE(xn)群が入力されると、マイクロ・プロセッサー41は、最大加速度値検出機能11によって、ADコンバーターサンプル毎にnチャンネル中AD出力データE(xn)信号群中から最大加速度値Acc(MAX1)を検出し(ステップS1)、第1比較検出機能12によって、最大加速度値Acc(MAX1)を予め設定されている第1規準加速度値Acc(Ref)と比較し、最大加速度値Acc(MAX1)>第1規準加速度値Acc(Ref)である最大加速度値Acc(MAX1)を検出し{図4(1)参照}(ステップS2)、その比較結果、最大加速度値Acc(MAX1)>第1規準加速度値Acc(Ref)である第1連続継続時間t(n)と予め設定されている第1規準時間T(Ref)との間で、第1監視機能13によって、第1連続継続時間t(n)>第1規準時間T(Ref)が成立する時点を監視し{図4(2)参照}(ステップS3)、第1連続継続時間t(n)>第1規準時間T(Ref)が検出された時点{即ち、Acc(MAX1)>Acc(Ref)とt(n)>T(Ref)との論理積が成立した時点}を第1時刻T(0)とし{図4(3)参照}、地震警報信号発生制御機能14によって、第1時刻T(0)から予め設定されている時間幅T(WΦ)間、I/OポートP1端子61及びP2端子62よりステータス信号を発信する{図4(4)参照}(ステップS4)。
【0024】
この時、P1端子61から発信されるステータス信号は、ドライバー・ユニット63をエキサイトさせ、論理ゲート64を介して、警報信号駆動部(サイレン、マグテック・サウンダー、ブザー、スピーカー等)65を駆動し、警報を出力する。
又、P2端子62から発信されるステータス信号は、ボイス・レコーダー起動用コマンドでありボイス・レコーダー66を起動させ、論理ゲート64を介して、警報信号駆動部(スピーカー等)65によってボイス・レコーダー66の音声を出力させる。ドライバー・ユニット63の出力とボイス・レコーダー66の出力とが同時になされた場合は、論理ゲート64を介し論理和であるOR出力信号として同時に警報信号駆動部65に送信され、警報信号駆動部65から警報と音声とが同時出力される。その時の警報信号駆動部65の放出エネルギーの状態を図4(6)に示す。
【0025】
一方、マイクロ・プロセッサー41は、中断機能15によって、前記第1時刻T(0)時点に、前記第1比較検出機能12による比較検出と、前記第1監視機能13による第1連続継続時間t(n)>第1規準時間T(Ref)の監視とを一時中断し{図4(1)及び(2)参照}、第2比較検出機能16によって、最大加速度値Acc(MAX1)>第1規準加速度値Acc(Ref)検出モードを最大加速度値Acc(MAX1)<第2規準加速度値Acc(Ref2)検出モードに切替え、最大加速度値Acc(MAX1)を予め設定されている第2規準加速度値Acc(Ref2)と比較し、最大加速度値Acc(MAX1)<第2規準加速度値Acc(Ref2)である最大加速度値Acc(MAX1)を検出し{図4(5)参照}(ステップS5)、第2監視機能17によって、予め設定されている設定時間幅T(w1)を1単位として、前記第2比較検出機能16によって検出した最大加速度値Acc(MAX1)の第2連続継続時間t(n2)を監視し、第2連続継続時間t(n2)が予め設定された第2規準時間T(Ref2)を越える迄、設定時間幅T(w1)をn単位で連続繰り返し監視し{図4(5)参照}(ステップS6)、第2連続継続時間t(n2)が第2規準時間T(Ref2)を越えた検出確認が得られた時点を第2時刻T(n)とし、第2時刻T(n)時点で、復帰機能18によって、第2比較検出機能16の比較検出と、第2監視機能17の監視とを終了させ、第1比較検出機能12による最大加速度値Acc(MAX1)>第1規準加速度値Acc(Ref)である最大加速度値Acc(MAX1)の比較検出と、第1監視機能13による第1連続継続時間t(n)>第1規準時間T(Ref)の監視とを復帰させる。これによって、警報信号駆動に起因した残音振動が終息した時、初期監視測定状態に自動復帰させることができる。
【0026】
前記第1比較検出機能12と、前記第1監視機能13の稼動時、即ち、Acc(MAX1)>Acc(Ref)とt(n)>T(Ref)との論理積の成立を検出する状態は、システムが振動測定実行中であり、I/OポートP4端子69よりステータス信号を出力し準備完了ランプ70を点灯させる。
逆に、第2比較検出機能16と、前記第2監視機能17の稼動時、即ち、Acc(MAX1)<Acc(Ref2)とt(n2)>T(Ref2)との論理積の成立を検出する状態は、システム待機中(点検中)であり、I/OポートP3端子67よりステータス信号を出力し点検中ランプ68を点灯させる。
【0027】
次に、前記モービル型地震波検出警報装置1の前記加速度発生手段21による自己診断テスト機能について説明する。
システムの自己診断テストを実施する手段として、加速度センサー3に対し等価的に、外部より加速度が加わったと同等の等価的ステップ・ファンクショナルなインパルス信号を加える加速度発生手段21としてのインパルスゼネレーター92を設ける。
即ち、インパルスゼネレーター92は、前記第1規準加速度値を超える加速度を前記第1規準時間を超える時間、連続的に発生させる機能を有しており、各軸の加速度センサー3によってその応答レスポンスを得るように構成されている。
【0028】
前記インパルス信号は、第2図に示す如く、システム診断テストスイッチ91を手動操作することにより、インパルスゼネレーター92を起動させ、その出力信号を加速度センサー3に入力し、各軸の加速度センサー3を等価的に加振させる。
各軸の加速度センサー3の応答レスポンス出力信号は、前述したAcc(MAX1)>Acc(Ref)と、t(n)>T(Ref)との論理積を満たす特性を保証しており、結果として、前記構成によりシステム診断テストスイッチ91の手動操作により、システムが正常か否かの判定診断が可能となる。
【0029】
前述したように、本発明のモービル型地震波検出警報装置1は、加速度センサー3と、信号処理手段4と、演算・制御手段5と、地震警報信号発生手段6と、警報出力手段7を同一ケース2内に搭載させ、ケース2自体を共鳴体として積極的に機能させ、警報信号駆動に起因した残音振動が終息し、且つ、信号処理系回路の過度的現象があらかじめ設定したエネルギー値を下回るか、否かの時系列的検出を自動的に実行し、検出が確認された時点で、初期監視測定状態に自動復帰させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】(a)本発明によるモービル型地震波検出警報装置の機能を概略的に示す説明図である。(b)本発明による演算・制御手段の機能を概略的に示す説明図である。
【図2】本発明によるモービル型地震波検出警報装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図3】本発明による演算・制御手段の処理の流れを示すフローチャートである。
【図4】本発明による処理及び出力の状態を時間の流れで示す説明図である。
【符号の説明】
【0031】
1 モービル型地震波検出警報装置
2 ケース
3 加速度センサー
4 信号処理手段
5 演算・制御手段
6 地震警報信号発生手段
7 警報出力手段
11 最大加速度値検出機能
12 第1比較検出機能
13 第1監視機能
14 地震警報信号発生制御機能
15 中断機能
16 第2比較検出機能
17 第2監視機能
18 復帰機能
21 加速度発生手段
【出願人】 【識別番号】501153382
【氏名又は名称】トップ・ビジネスサポート株式会社
【識別番号】506233438
【氏名又は名称】大島 宏之
【識別番号】506232785
【氏名又は名称】五三 雅彌
【出願日】 平成18年7月6日(2006.7.6)
【代理人】 【識別番号】100095267
【弁理士】
【氏名又は名称】小島 高城郎

【識別番号】100124176
【弁理士】
【氏名又は名称】河合 典子

【識別番号】100111604
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 卓也


【公開番号】 特開2008−14838(P2008−14838A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2006−187170(P2006−187170)