测震传感器和地震检测方法与流程

本发明涉及测震传感器和地震检测方法。

背景技术：

以往，提出了测定加速度，输出测震关断命令等的测震传感器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2000-205921号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

以往，在基于加速度进行用于进行警告或停止机器的运行、关断能源供给等的适当的地震判定的情况下，有时不能排除设置环境中产生的像噪声一样的振动。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供能够适当地检测地震的振动的测震传感器。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的测震传感器，是检测规定规模以上的地震并输出规定的信号的测震传感器，包括：加速度测定部，测定测震传感器受到的加速度；速度计算部，使用加速度测定部测定出的加速度来计算速度响应值；地震判定部，判断速度响应值是否为规定的阈值以上；以及输出部，在判断为速度响应值为规定的阈值以上的情况下，输出规定的信号。

以这种方式，能够基于速度响应值进行地震判定，能够实现排除了加速度所包含的像噪声一样的振动的地震判定。

此外，速度计算部对加速度所包含的频率分量计算频率分解的速度响应值，地震判定部可以判断对特定的频率计算出的速度响应值是否为针对该特定的频率设定的规定的阈值以上。例如能够采用构造物的固有频率作为特定的频率，测震传感器能够在检测到包含可能由于构造物共振而受到破坏的主要周期的振动的情况下输出规定的信号。

此外，地震判定部还可以使用加速度测定部测定出的加速度进行判断。以这种方式，能够提高地震判定的精度。

此外，针对特定的频率设定的规定的阈值，可以是能够检测周期为0.3秒且最大加速度为250gal的正弦波的值。通常，优选在波形的周期为0.3秒且最大加速度为250gal以上的情况下，能够判定为地震并停止机器的运行和能源的供给。

此外，本发明的另一方面所涉及的地震检测方法，可以由传感器模块执行：测定加速度的步骤；速度计算步骤，使用加速度来计算速度响应值；地震判定步骤，判断速度响应值是否为规定的阈值以上；以及输出步骤，在判断为速度响应值为规定的阈值以上的情况下，输出规定的信号。

根据这样的地震检测方法，也能够基于速度响应值进行地震判定，能够实现排除了加速度所包含的像噪声一样的振动的地震判定。

再者，在用于解决课题的手段中描述的内容，能够在不脱离本发明的课题和技术思想的范围内尽可能地组合。

发明效果

能够提供能够适当地检测地震的振动的测震传感器。

附图说明

图1是表示测震传感器的一例的装置结构图。

图2是表示测震传感器的一例的功能框图。

图3是表示测震处理的一例的处理流程图。

图4是表示加速度的一例的曲线图。

图5是表示速度响应值的一例的曲线图。

图6是表示测震传感器的变形例的功能框图。

图7是表示测震处理的变形例的处理流程图。

图8是表示速度响应值的一例的曲线图。

图9是对固有周期的速度响应值的最大值在某个时点上的频谱分布的一例。

具体实施方式

以下，参照附图针对本发明的实施方式所涉及的测震传感器进行说明。但是，在以下说明的实施方式是表示测震传感器的一例，本发明所涉及的测震传感器不限定于以下结构。

<装置结构>

图1是表示本实施方式所涉及的测震传感器的一例的装置结构图。测震传感器1是包括加速度传感器11、微控制器12、存储部13以及输出部14的传感器模块。

加速度传感器11例如是使用压电元件的加速度传感器或检测电极间的静电电容的加速度传感器，持续地测定施加于加速度传感器11的加速度。再者，加速度传感器11测定出的加速度被输出至微控制器12。

微控制器12例如是通用集成电路，以规定的周期获取加速度传感器11测定的加速度，基于对加速度进行积分而计算出的速度响应值检测地震的发生。

存储部13是ram(randomaccessmemory(随机存取存储器))等临时存储部件或者eporm(erasableprogrammablereadonlymemory(可擦除可编程只读存储器))等非易失性存储器，保存例如测定出的加速度或地震判定使用的阈值等。再者，存储部13也可以是内置于加速度传感器11或微控制器12的存储器。

此外，输出部14例如是微控制器12具有的输出端子。微控制器12例如在判断发生了地震的情况下，通过输出部14向其他装置输出表示地震发生的信息等。

再者，可以在加速度传感器11和微控制器12之间设置未图示的高通滤波器，以去除重力分量。此外，微控制器12可以将加速度传感器11测定的加速度变换为以规定的偏移量(offset)为基准的加速度的绝对值来处理。

<功能结构>

图2是表示测震传感器1的一例的功能框图。测震传感器1包括加速度测定部101、速度响应值计算部102、地震判定部103、存储部104以及输出部105。再者，加速度测定部101、速度响应值计算部102以及地震判定部103由图1所示的加速度传感器11和微控制器12基于规定的程序工作而实现。此外，存储部104由图1的存储部13构成。此外，输出部105由图1的微控制器12和输出部14基于规定的程序工作而实现。

加速度测定部101以设定的周期持续地对施加于上述加速度传感器11的加速度进行测定。即，加速度测定部101测定由测震传感器1的设置位置的振动等产生的加速度。此外，速度响应值计算部102基于加速度来计算速度响应值。具体而言，速度响应值计算部102对加速度测定部101测定出的加速度进行积分，求得振动所包含的规定的频带中的速度响应值。

此外，地震判定部103基于速度响应值进行地震判定。再者，存储部104预先存储用于与速度响应值进行比较的规定的阈值。在本实施方式中，通过代替加速度或者除加速度之外使用速度响应值进行地震判定，从而能够适当地进行地震判定。

此外，输出部105例如输出表示检测到发生规定的规模以上的地震的信号。再者，输出部105还可以输出用于停止像燃气等能源的供给或停止机器的运行的信号等。

<测震处理>

图3是表示测震处理的一例的处理流程图。

首先，测震传感器1的加速度测定部101获取施加于设置了测震传感器1的建筑物等的构造物的加速度(图3：s1)。在本步骤中，加速度测定部101获取表示使用加速度传感器11测定出的加速度的值。此外，虽然在处理流程中表示为一个工序，但加速度测定部101持续地获取加速度。例如，获取如图4所示的加速度的值。图4是横轴表示时间t[s]、纵轴表示加速度y(t)[gal]的曲线图。

此外，测震传感器1的速度响应值计算部102对获取到的加速度进行频率分解(s2)。然后，速度响应值计算部102使用每个分解后的频率的加速度来计算速度响应值(s3)。在本步骤中，将检测到振动开始的时点作为起点，对规定期间的加速度进行积分，计算速度响应值。例如，计算如图5所示的速度响应值。图5是横轴表示时间t[s]、纵轴表示速度响应值v(t)[kine]的曲线图。再者，可以把s2和s3的处理反过来，在计算速度响应值后进行频率分解。此外，s2以后的处理可以使用处理时点之前的规定期间内测定出的加速度反复执行，也可以在获取到的加速度为规定的阈值以上的情况下从休眠状态恢复并使用规定期间内测定出的加速度执行。

之后，测震传感器1的地震判定部103判断是否进行表示检测到发生超过规定大小的地震的输出(s4)。具体而言，判断对频率分解后的每个频率求得的速度响应值中的任一个是否为预先设定的规定的阈值以上。即，判断针对上述频带所包含的全部频率求得的速度响应值是否为规定的阈值以上。

然后，在判断为速度响应值为阈值以上的情况下(s4：是)，测震传感器1的输出部105输出表示检测到发生超过规定大小的地震的信号(s5)。再者，如上所述，输出部105还可以输出用于停止燃气等的供给或机器的运转的信号，或者计算出的si值。

此外，s5之后，或者在s4中判断为速度响应值不为规定的阈值以上的情况下(s4：否)，返回至s1反复进行测震处理。

再者，在s4中，还可以利用加速度进行地震判定。例如，也对加速度预先设定阈值，在响应速度和加速度超过各自的阈值的情况下判定发生了规定规模以上的地震。

<效果>

根据本实施方式所涉及测震传感器1，通过使用速度响应值进行地震检测，从而能够适当地检测地震。此外，如果使用规定的频带中的速度进行地震判定，则能够着眼于例如像建筑物的固有振动频率那样影响地震的破坏的大小的要素进行地震判定。

<变形例>

图6是变形例所涉及的测震传感器的功能框图。图6的测震传感器1a除图2的测震传感器1之外，还包括si值计算部106。si值计算部106计算作为表示地震的规模的评价指标的si(spectrumintensity(频谱强度))值。对于其他的处理部，由于与上述的实施方式相同，故省略说明。

图7是表示变形例所涉及的处理的一例的处理流程图。在本变形例中，使用在上述的实施方式中计算出的速度响应值求得si值。再者，由于图7的s11～13和图3的s1～3相同，故省略说明。此外，si值的计算能够使用现有的技术进行。

速度响应值计算部102基于计算出的速度响应值，将速度响应值的最大值保存在存储部104中(s14)。例如，在图8中，由粗实线表示速度响应值的最大值sv(t)[cm/s]。例如，假设速度响应值的最大值是到相应处理时点为止的规定期间内计算出的速度响应值的最大值。图9是表示对固有周期的速度响应值的最大值在某个时点的频谱分布的一例。图9是横轴表示固有周期t[s]、纵轴表示速度响应值的最大值sv(t)[cm/s]的曲线图。图9表示固有周期的范围为0.1～2.5s的曲线图。在s14中求得如图9所示的速度响应频谱。

然后，si值计算部106计算si值(s15)。通过经由将图9所示的曲线图的积分值除以积分区间来计算速度响应频谱的平均值，从而能够求得该时点下的si值。具体而言，能够由下式(1)求得si值。

【数学式1】

上述的si值是由作为高刚性的构造物的固有周期的0.1秒～2.5秒间的速度响应频谱积分值的平均来表示地震运动的破坏力的指标。再者，sv为速度响应频谱，t为周期，h为衰减常数。

此外，测震传感器1的地震判定部103判断是否进行表示检测到发生超过规定大小的地震的输出(s16)。具体而言，判断si值是否为预先设定的第1阈值以上，并且判断对频率分解后的每个频率求得的速度响应值中的任一个是否为预先设定的第2阈值以上。即，判断针对上述频带所包含的全部频率求得的速度响应值是否为第2阈值以上。

然后，在判断为si值和速度响应值中的至少其中一个为阈值以上的情况下(s16：是)，测震传感器1的输出部105输出表示检测到发生超过规定的大小的地震的信号(s17)。再者，如上所述，输出部105还可以输出用于停止燃气等的供给或机器的运行的信号，或者计算出的si值。

此外，s17之后，或者在s16中判断为si值和速度响应值中的任一方都不为规定的阈值以上的情况下(s16：否)，返回至s1反复进行测震处理。

根据这样的变形例，使用在上述实施方式中计算出的速度响应值，能够求得si值，提高地震判定的精度。

<其他的变形>

在图3的s4和图7的s16中，设为判断针对频带所包含的全部频率求得的速度响应值是否为第2阈值以上，但也可以只判断使用特定的频率求得的速度响应值是否为第2阈值以上。例如，作为特定的频率，可以对和设置了测震传感器1的构造物的固有周期一致的特定的频率，进行速度响应值和阈值的比较。以这种方式，能够检测包含可能由于构造物共振而受到破坏的主要周期的振动。此外，也可以对每个频率设定阈值。以这种方式，能够更适当地进行地震判定。

标号说明

1：测震传感器

101：加速度测定部

102：速度响应值计算部

103：地震判定部

104：存储部

105：输出部

106：si值计算部