地震計及び地震計に内蔵された振動検出器の感度設定方法
【課題】ヒューマンエラーが発生する恐れがなく、テストコイルの感度設定作業を効率よく行える地震計を提供する。
【解決手段】可動部の駆動により生成される検出信号を出力する検出コイル６、及び可動部に模擬的な振動を与えるテストコイル７を備えた振動検出器１０と、テストコイル７に、当該テストコイル７の感度を取得するための所定の加速度に対応するテスト信号を入力し、入力されたテスト信号に応じて検出コイル６から出力された検出信号から加速度を算出し、算出した加速度及びテストコイル７に入力したテスト信号に対応する加速度の比よりテストコイル７の感度を取得し、取得したテストコイル７の感度を記憶する演算処理部３５と、を備える。
【解決手段】可動部の駆動により生成される検出信号を出力する検出コイル６、及び可動部に模擬的な振動を与えるテストコイル７を備えた振動検出器１０と、テストコイル７に、当該テストコイル７の感度を取得するための所定の加速度に対応するテスト信号を入力し、入力されたテスト信号に応じて検出コイル６から出力された検出信号から加速度を算出し、算出した加速度及びテストコイル７に入力したテスト信号に対応する加速度の比よりテストコイル７の感度を取得し、取得したテストコイル７の感度を記憶する演算処理部３５と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震計及び当該地震計に内蔵された振動検出器の感度設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地震計などに内蔵されて振動を検出する振動検出器が知られている。
振動検出器においては、外乱振動による加速度を常時検出している検出コイルとは別に、当該振動検出器の検定用のテストコイルが装備された構成が知られている。
テストコイルは、振動検出器の可動部に模擬的な振動を与え、あたかも実際に加速度が生じたかのように検出コイルに加速度信号（検出信号）を出力させることで、振動検出器が地震等の発生時とほぼ同じように動作することを確認するために用いられるものである。
例えば、一日に一回程度、テストコイルにより検出コイルに所定の加速度に対応する振動を与え、検出コイルから検出された加速度と与えた加速度とを検証し、検証の結果、検出コイルから検出された加速度がある閾値内であれば正常と判断され、閾値外であれば検出コイルに異常（故障等）があると判断される。
このようなテストコイルを用いた振動検出器の検定方法としては多くの手法が提案されており、例えば、特許文献１には、複数台の地震計を備えた多チャンネルの地震観測系を備えた地震観測装置において、ある特定のチャンネルを除いた残りのチャンネルについて校正を行い、その後、前回校正しなかったチャンネルについて校正を行う手法が記載されている。
【０００３】
ところで、上記した振動検出器の検定は、予め地震計に設定されたテストコイルの感度を用いて行われる。
テストコイルの感度は、一般に、地震計の工場出荷前や設置現場で検出コイルを交換した際などに作業者により外部機器を用いて計測され、計測された感度の値が地震計に記憶されることで、設定されている。
具体的には、作業者は、外部機器を用いてテストコイルに所定の正弦波電流を印加し、加速度信号をデジタルボルトメータにて目視確認して、確認した数値を記録する。次いで、作業者は、確認した数値に基づきテストコイルの感度を算出し、算出したテストコイルの感度を地震計に入力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０４９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したテストコイルの感度設定方法では、作業者の読み取り及び書き取りによるヒューマンエラーや、算出したテストコイルの感度を地震計に入力する際のヒューマンエラーなどが生じる恐れがあるという問題があった。
また、テストコイルの感度の設定を行う際には外部機器を接続しなければならず、作業が煩雑であって作業効率が悪いという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、ヒューマンエラーが発生する恐れがなく、テストコイルの感度設定作業を効率よく行える地震計及びこの地震計に内蔵された振動検出器の感度設定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、地震計において、
磁界が形成された磁界空間内に配置され、外乱振動により変位可能な可動部の振動により起電力を発生して検出信号を出力する検出コイル、及び前記可動部に模擬的な振動を与えるテストコイルを備えた振動検出器と、
前記テストコイルに、当該テストコイルの感度を取得するための所定の加速度に対応するテスト信号を入力するテスト信号入力手段と、
前記テスト信号入力手段により入力されたテスト信号に応じて前記検出コイルから出力された検出信号から加速度を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出した加速度と、前記テストコイルに入力したテスト信号に対応する加速度との比より、前記テストコイルの感度を取得する感度取得手段と、
前記感度取得手段により取得した前記テストコイルの感度を記憶する記憶手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の地震計において、
前記算出手段により算出した加速度が所定の範囲内であるか否かを判断する判断手段を備え、
前記感度取得手段は、前記判断手段によって、前記算出手段により算出した加速度が所定の範囲内であると判断された場合に、前記テストコイルの感度を取得することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の地震計において、
前記判断手段によって、前記算出手段により算出した加速度が所定の範囲内でないと判断された場合に、エラー表示及び／又はエラー信号出力を行う警報手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の地震計において、
前記テスト信号入力手段は、前記テスト信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定となるように前記テスト信号を入力することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の地震計において、
前記テストコイルに、前記検出コイルを校正するための所定の校正信号を入力する校正信号入力手段と、
前記校正信号入力手段により入力された校正信号に応じて前記検出コイルから出力された検出信号の出力値を、前記記憶手段に記憶された前記テストコイルの感度を用いて補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の地震計において、
前記校正信号入力手段は、前記校正信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定となるように前記校正信号を入力することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、
請求項１〜６の何れか一項に記載の地震計に内蔵された振動検出器の感度設定方法であって、
前記テストコイルに、当該テストコイルの感度を取得するための所定の加速度に対応するテスト信号を入力するテスト信号入力工程と、
前記テスト信号入力工程により入力されたテスト信号に応じて前記検出コイルから出力された検出信号から加速度を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出した加速度と、前記テストコイルに入力したテスト信号に対応する加速度との比より、前記テストコイルの感度を取得する感度取得工程と、
前記感度取得工程により取得した前記テストコイルの感度を前記記憶手段に記憶する記憶工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、テストコイルに、当該テストコイルの感度を取得するための所定の加速度に対応するテスト信号が入力され、このテスト信号に応じて検出コイルから出力された検出信号から加速度が算出され、算出された加速度と、テスト信号に対応する加速度との比より、テストコイルの感度が取得されて記憶される。
このため、外部機器が無くとも、テストコイルの感度を取得し記憶することができるので、テストコイルの感度設定にあたって作業者の手が介在しないので、ヒューマンエラーが発生するのを防止することができ、機械の信頼性を向上させることができる。
また、外部機器を接続する必要がないため、テストコイルの感度設定作業が簡単になり、作業効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る地震計の機能ブロック図である。
【図２】図１の地震計に内蔵された振動検出器としての過減衰型加速度計を示す概略模式図である。
【図３】テストコイルに印加するテスト信号及び校正信号の印加方法のイメージ図である。
【図４】本発明の実施形態に係る地震計に内蔵された振動検出器の感度設定方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係る地震計の校正方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図を参照して、本発明に係る地震計及び当該地震計に内蔵された振動検出器の感度設定方法について詳細に説明する。
【００１７】
本実施形態に係る地震計１００は、例えば、図１に示すように、振動検出器１０と、制御部３０と、表示部５０と、音出力部７０と、等を備えて構成されている。
【００１８】
振動検出器１０は、例えば、図２に示すような、過減衰型加速度計により構成されている。
この過減衰型加速度計とは、「磁界中を導体が運動（振動）すると、導体には運動速度に比例した起電力が発生する」という原理を利用した動電型検出器に、電磁的にダンピング（減衰）をかけることで、加速度に比例した領域を広げ、検出器としたものである。
【００１９】
具体的に、振動検出器１０は、ケース１と、ケース１内に固定された２つのマグネット２Ａ、２Ｂと、マグネット２Ａの上部に配される上磁性部材３Ａと、マグネット２Ｂの下部に配される下磁性部材３Ｂと、２つのマグネット２Ａ、２Ｂの間に配置される中央磁性部材４と、２つのマグネット２Ａ、２Ｂの中心部に位置するボビン（可動部）５と、ボビン５の上部に保持される検出コイル６と、ボビン５の下部に保持されるテストコイル７と、ボビン５をケース１内の上部において振動可能に支持する一対の支持バネ８Ａ，８Ａと、ボビン５をケース１内の下部において振動可能に支持する一対の支持バネ８Ｂ，８Ｂと等を備えている。
【００２０】
ケース１は、振動検出器１０の筐体部分である。
【００２１】
マグネット２Ａ、２Ｂは、互いに同一な平面視リング状の永久磁石で形成され、ケース１の内部の上下に所定の間隔を有して配置されてケース１内に磁界を形成している。
また、マグネット２Ａは上磁性部材３Ａと中央磁性部材４とで挟持され、マグネット２Ｂは下磁性部材３Ｂと中央磁性部材４とで挟持されるようにして、ケース１の内部に固定されている。
【００２２】
上磁性部材３Ａと下磁性部材３Ｂとは、どちらも磁性材料で形成され、平面視においてマグネット２Ａ、２Ｂと略同一のリング状である。上磁性部材３Ａと下磁性部材３Ｂとは、それぞれマグネット２Ａ，２Ｂの上面及び下面に配設され、その内側部分には、外側磁極３ａ、３ａが形成されている。
【００２３】
中央磁性部材４は、磁性材料で形成され、平面視リング状であってマグネット２Ａ、２Ｂが当接する当接部４１と、当接部４１の内側部分から上下に起立する起立部４２とからなり、起立部４２の上端部及び下端部には、外側磁極３ａ、３ａと対向して内側磁極４ａ，４ａが形成されている。
また、上下の外側磁極３ａと内側磁極４ａとの間には、平面視でリング状の空隙（磁界空間）９が形成されている。
【００２４】
ボビン５は、銅やアルミ合金等の非磁性材で形成されており、特定の振動方向（Ａ方向）に沿って振動できるように、支持バネ８Ａ，８Ａと、支持バネ８Ｂ，８Ｂと、によりケース１内に支持されている。
ボビン５の上下には、空隙９内に配設されて検出コイル６を巻回するための肉厚な保持部５ａが備えられており、当該保持部５ａを備えることでボビン５にダンピング（減衰）をかけることができる（過減衰にすることができる）ようになっている。
このボビン５においては、ボビン５が磁界中で運動することで発生する起電力が検出コイル６に流れ、逆起電力を発生し、その力が減衰となる。
【００２５】
検出コイル６は、ボビン５の上側の保持部５ａに巻回されたコイルであり、磁極３ａ，４ａにより形成されたリング状の空隙９に位置するようになっている。
検出コイル６の出力電圧は、加速度信号（検出信号）としてＡＤＣ３４に出力される。
【００２６】
テストコイル７は、ボビン５の下側の保持部５ａに巻回されたコイルであり、磁極３ａ，４ａにより形成されたリング状の空隙９に位置するようになっている。
テストコイル７には、後述する地震計１００に内蔵された振動検出器１０の感度設定処理が実行される際に、ＤＡＣ３１によりテスト信号として正弦波電流が印加される。
また、テストコイル７には、後述する地震計１００の校正処理が実行される際に、ＤＡＣ３１により校正信号として正弦波電流が印加される。
【００２７】
一対の支持バネ８Ａ，８Ａは、例えば、一端がケース１の壁面に固定され、他端がボビン５に接続され、ボビン５を図２のＡ方向に振動可能に支持する板バネ等である。
支持バネ８Ａ，８Ａは、ボビン５の振動に応じて、所定のバネ定数と変位より導出される復元力をボビン５に付与する。
【００２８】
同様に、一対の支持バネ８Ｂ，８Ｂは、例えば、一端がケース１の壁面に固定され、他端がボビン５に接続され、ボビン５をＡ方向に振動可能に支持する板バネ等である。
支持バネ８Ｂ，８Ｂは、ボビン５の振動に応じて、所定のバネ定数と変位より導出される復元力をボビン５に付与する。
【００２９】
制御部３０は、ＤＡＣ（digital to analog converter）３１、アナログ信号出力部３２、アナログ信号入力部３３、ＡＤＣ（analog to digital converter）３４、演算処理部３５、記憶部３６等を備えている。
【００３０】
ＤＡＣ３１は、Ｄ／Ａ変換回路であり、演算処理部３５からのテストコイル感度取得命令に基づいて、所定の加速度に対応するテスト信号をアナログ信号出力部３２に出力する。
また、ＤＡＣ３１は、校正処理実施命令に基づいて、所定の加速度に対応する校正信号をアナログ信号出力部３２に出力する。
【００３１】
アナログ信号出力部３２は、ＤＡＣ３１から供給されたテスト信号や校正信号をテストコイル７に出力する。具体的には、テストコイル７に正弦波電流を印加する。
これにより、検出コイル６から加速度信号（検出信号）が検出される。
【００３２】
アナログ信号入力部３３は、検出コイル６からの加速度信号（検出信号）を取り込み、ＡＤＣ３４に出力する。
【００３３】
ＡＤＣ３４は、Ａ／Ｄ変換回路であり、アナログ信号入力部３３より供給された検出信号（アナログ信号）をデジタル信号へ変換し、演算処理部３５に出力する。
【００３４】
演算処理部３５は、図示は省略するがＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備えるコンピュータ部として構成され、地震計１００に内蔵された振動検出器１０のテストコイル７の感度を設定する感度設定処理や、検出コイル６の校正処理（キャリブレーション処理）などを実行するものである。
【００３５】
感度設定処理とは、個々のテストコイル７固有の入出力性能を設定する処理である。感度設定処理の結果、記憶部３６に記憶されたテストコイル７の感度に関するデータ（感度情報）を用いて、後述の校正処理が行われることとなる。
【００３６】
具体的に、演算処理部３５は、テストコイル７の感度を取得するテストコイル感度取得命令をＤＡＣ３１に送信する。なお、演算処理部３５は、テストコイル感度取得命令を、地震計１００の出荷時などに行われる作業者の指示に応じて送信する。
テストコイル感度取得命令が送信されると、ＤＡＣ３１及びアナログ信号出力部３２を介して所定の加速度に対応するテスト信号（正弦波電流）がテストコイル７に所定の時間印加される。
ここで、テストコイル７に最初から所定の値の加速度に対応するテスト信号を印加すると、振動検出器１０の出力が安定するまで時間を要する。このため、演算処理部３５は、図３に示すように、テスト信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定値とし、その一定値での電流を所定の時間印加するように制御している。
【００３７】
テストコイル７にテスト信号が印加されると、これに応じて検出コイル６から検出信号（電圧値）が出力され、この検出信号は、アナログ信号入力部３３及びＡＤＣ３４を介してデジタル信号となって演算処理部３５に入力される。
すると、演算処理部３５は、ＡＤＣ３４から供給された検出信号（電圧値）から所定の時間分の加速度（ｇａｌ値）を算出する。
次に、演算処理部３５は、算出した所定の時間分の加速度値を平均化する。
次に、演算処理部３５は、平均化した加速度値が、予め決められた所定の範囲内であるか否かを判断し、所定の範囲内であると判断した場合に、この平均化した加速度と、テストコイル７に入力したテスト信号に対応する加速度との比より、テストコイル７の感度を取得し、感度情報として記憶部３６に記憶させる。一方、算出した加速度値が所定の範囲内でないと判断した場合には、演算処理部３５は、表示部５０にエラー表示として所定のメッセージを表示させる。
演算処理部３５は、かかる感度設定処理を実行することでテスト信号入力手段、算出手段、判断手段、感度取得手段、及び記憶手段として機能している。
【００３８】
また、校正処理とは、テストコイル７によりボビン５に模擬的な振動を与えて検出コイル６に加速度信号（検出信号）を出力させ、この検出信号を検証することで、地震計１００が正常に稼動するか否かをテストする処理である。
【００３９】
具体的に、演算処理部３５は、校正処理を実行する校正処理実施命令をＤＡＣ３１に送信する。なお、校正処理実施命令は、作業者の指示に応じて送信されることとしてもよいし、予め決められた時刻毎に当該時刻になったことを演算処理部３５が判断して送信することとしても良い。
校正処理実施命令が送信されると、ＤＡＣ３１及びアナログ信号出力部３２を介して所定の加速度に対応する校正信号（正弦波電流）がテストコイル７に所定の時間印加される。
ここで、テストコイル７に最初から所定の値の加速度に対応する校正信号を印加すると、振動検出器１０の出力が安定するまで時間を要する。このため、演算処理部３５は、図３に示すように、校正信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定値とし、その一定値での電流を所定の時間印加するように制御している。
【００４０】
テストコイル７に校正信号が印加されると、これに応じて検出コイル６から検出信号（電圧値）が出力され、この検出信号は、アナログ信号入力部３３及びＡＤＣ３４を介してデジタル信号となって演算処理部３５に入力される。
すると、演算処理部３５は、ＡＤＣ３４から供給された検出信号（電圧値）から所定の時間分の加速度（ｇａｌ値）を算出する。
次に、演算処理部３５は、算出した所定の時間分の加速度値を平均化する。
次に、演算処理部３５は、平均化した加速度値を、記憶部３６に記憶された感度情報に基づいて補正する。
次に、演算処理部３５は、補正した加速度とテストコイル７与えた加速度とを比較して、その差が所定の閾値以内であれば地震計１００が正常に稼動すると判断する。一方、補正した加速度とテストコイル７に与えた加速度との差が所定の閾値以内でないと判断した場合には、演算処理部３５は、表示部５０にエラー表示として所定のメッセージを表示させるとともに、音出力部７０にエラー信号として所定の警報音を出力させる。
演算処理部３５は、かかる校正処理を実行することで校正信号入力手段及び補正手段として機能している。
【００４１】
記憶部３６は、演算処理部３５に接続されており、上記感度設定処理の結果取得されたテストコイル７の感度に関するデータ（感度情報）を記憶する。
また、上述したが、記憶部３６は、校正処理時に演算処理部３５により参照される。即ち、記憶部３６に記憶された感度情報に基づいて、地震計１００の校正処理が行われる。
【００４２】
表示部５０は、図示しないモニタを備え、例えば、感度設定処理時及び校正処理時に、演算処理部３５の制御によりエラー表示として所定のメッセージを表示する。
【００４３】
音出力部７０は、図示しないスピーカーを備え、例えば、校正処理時に、演算処理部３５の制御により表示部５０によるエラー表示と合せてエラー信号として所定の警報音を出力する。
【００４４】
作業者は、例えば、感度設定処理時においては、表示部５０に表示されたエラー表示に応じて、所定の点検を実施することができる。
また、作業者は、例えば、校正処理時においては、表示部５０に表示されたエラー表示に応じて、所定の点検を実施することができるとともに、音出力部７０により出力されたエラー信号により、所定の点検を実施する必要性を遠隔地でも確認することが可能である。
なお、感度設定処理時においても、音出力部７０によりエラー信号出力を行うこととしても良いのは勿論である。
表示部５０及び音出力部７０は、エラー表示及びエラー信号出力を行うことで警報手段として機能している。
【００４５】
次に、図４のフローチャートに基づいて、地震計１００に内蔵された振動検出器１０の感度設定方法について、説明する。
【００４６】
先ず、ステップＳ１１において、演算処理部３５は、テストコイル７の感度を取得するテストコイル感度取得命令をＤＡＣ３１に送信する。
次いで、ステップＳ１２において、ＤＡＣ３１より、所定の加速度に対応したテスト信号（正弦波電流）がテストコイル７に印加される（テスト信号入力工程）。これにより、検出コイル６から、検出信号（加速度信号：電圧値）が出力される。
次いで、ステップＳ１３において、ＡＤＣ３４は、検出コイル６から出力された検出信号をＡ／Ｄ処理する。
【００４７】
次いで、ステップＳ１４において、演算処理部３５は、検出信号の電圧値を加速度値（Ｇａｌ値）に換算する（算出工程）。
次いで、ステップＳ１５において、演算処理部３５は、所定時間の加速度値を平均化する（算出工程）。
【００４８】
次いで、ステップＳ１６において、演算処理部３５は、平均化した加速度値が所定範囲内であるか否かを判断し、所定範囲内でない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、続くステップＳ１７において、表示部５０によりエラー表示を行い、本処理を終了する。
一方、所定範囲内の場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、続くステップＳ１８において、ＤＡＣ３１より印加した加速度と、ＡＤＣ３４より求めた加速度の比よりテストコイル感度を取得する（感度取得工程）。
次いで、ステップＳ１９において、算出したテストコイル感度を記憶部３６に記憶し（記憶工程）、本処理を終了する。
【００４９】
次に、図５のフローチャートに基づいて、地震計１００の校正方法について、説明する。
【００５０】
先ず、ステップＳ２１において、演算処理部３５は、校正処理を実行する校正処理実施命令をＤＡＣ３１に送信する。
次いで、ステップＳ２２において、ＤＡＣ３１より、所定の加速度に対応した校正信号（正弦波電流）がテストコイル７に印加される。これにより、検出コイル６から、検出信号（加速度信号：電圧値）が出力される。
次いで、ステップＳ２３において、ＡＤＣ３４は、検出コイル６から出力された検出信号をＡ／Ｄ処理する。
【００５１】
次いで、ステップＳ２４において、演算処理部３５は、検出信号の電圧値を加速度値（Ｇａｌ値）に換算する。
次いで、ステップＳ２５において、演算処理部３５は、所定時間の加速度値を平均化する。
次いで、ステップＳ２６において、演算処理部３５は、平均化した加速度値を、記憶部３６に記憶された感度情報に基づいて補正する。
【００５２】
次いで、ステップＳ２７において、演算処理部３５は、平均化した加速度値とテストコイル７与えた加速度との差が所定の閾値以内であるか否かを判断し、所定の閾値以内でない場合（ステップＳ２７：ＮＯ）、続くステップＳ２８において、地震計１００は正常に稼動しないと判断し、表示部５０によりエラー表示を行い、合わせて音出力部７０よりエラー信号を出力し、本処理を終了する。
一方、所定の閾値以内である場合（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、続くステップＳ２９において、地震計１００は正常に稼動すると判断し、本処理を終了する。
【００５３】
以上のように、本実施形態によれば、テストコイル７に当該テストコイル７の感度を取得するための所定の加速度に対応するテスト信号を入力し、テスト信号に応じて検出コイル６から出力された検出信号から加速度を算出し、算出した加速度及びテストコイル７に入力したテスト信号に対応する加速度の比より、テストコイル７の感度を取得して記憶することとなる。
このため、外部機器が無くとも、テストコイル７の感度を設定することができるので、テストコイル７の感度設定にあたって作業者の手が介在しないので、ヒューマンエラーが発生するのを防止することができ、機械の信頼性を向上させることができる。
また、外部機器を接続する必要がないため、テストコイル７の感度設定作業が簡単になり、作業効率が向上する。
【００５４】
また、本実施形態によれば、算出した加速度が所定の範囲内であるか否かを判断し、所定の範囲内であると判断された場合にテストコイル７の感度を取得し、所定の範囲内でないと判断された場合にエラー表示及び／又はエラー信号出力を行う。
このため、作業者に適切なエラーメッセージが通知されることになる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、テスト信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定となるように、テスト信号を入力する。
このため、感度設定処理時にテストコイル７に電流を印加する際、出力を安定させることができる。
【００５６】
また、本実施形態によれば、テストコイル７に、検出コイル６を校正するための所定の校正信号を入力し、入力された校正信号に応じて検出コイル６から出力された検出信号の出力値を、記憶部３６に記憶された感度情報を用いて補正する。
このため、検出コイル６の校正を適切に行うことができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、校正信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定となるように、校正信号を入力する。
このため、校正処理時にテストコイル７に電流を印加する際、出力を安定させることができる。
【００５８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行うことが可能である。
【００５９】
例えば、上記実施形態においては、振動検出器１０として過減衰型加速度計を例示して説明したが、動電型検出器やサーボ型振動検出器であっても良い。
【００６０】
また、上記実施形態においては、演算処理部３５は、テストコイル感度取得命令を、地震計１００の出荷時などに行われる作業者の指示に応じて送信することとしたが、演算処理部３５は、予め決められた時刻毎などの所定のタイミングとなったことを判断し、テストコイル感度取得命令を送信する構成としても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１００ 地震計
１０ 振動検出器
１ ケース
２Ａ，２Ｂ マグネット
３Ａ 上磁性部材
３Ｂ 下磁性部材
３ａ 外側磁極
４ 中央磁性部材
４１ 当接部
４２ 起立部
４ａ 内側磁極
５ ボビン（可動部）
５ａ 保持部
６ 検出コイル
７ テストコイル
８Ａ，８Ａ 支持バネ
８Ｂ，８Ｂ 支持バネ
９ 空隙（磁界空間）
３０ 制御部
３１ ＤＡＣ
３２ アナログ信号出力部
３３ アナログ信号入力部
３４ ＡＤＣ
３５ 演算処理部（テスト信号入力手段、算出手段、感度取得手段、記憶手段、判断手段、校正信号入力手段、補正手段）
３６ 記憶部
５０ 表示部（警報手段）
７０ 音出力部（警報手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震計及び当該地震計に内蔵された振動検出器の感度設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地震計などに内蔵されて振動を検出する振動検出器が知られている。
振動検出器においては、外乱振動による加速度を常時検出している検出コイルとは別に、当該振動検出器の検定用のテストコイルが装備された構成が知られている。
テストコイルは、振動検出器の可動部に模擬的な振動を与え、あたかも実際に加速度が生じたかのように検出コイルに加速度信号（検出信号）を出力させることで、振動検出器が地震等の発生時とほぼ同じように動作することを確認するために用いられるものである。
例えば、一日に一回程度、テストコイルにより検出コイルに所定の加速度に対応する振動を与え、検出コイルから検出された加速度と与えた加速度とを検証し、検証の結果、検出コイルから検出された加速度がある閾値内であれば正常と判断され、閾値外であれば検出コイルに異常（故障等）があると判断される。
このようなテストコイルを用いた振動検出器の検定方法としては多くの手法が提案されており、例えば、特許文献１には、複数台の地震計を備えた多チャンネルの地震観測系を備えた地震観測装置において、ある特定のチャンネルを除いた残りのチャンネルについて校正を行い、その後、前回校正しなかったチャンネルについて校正を行う手法が記載されている。
【０００３】
ところで、上記した振動検出器の検定は、予め地震計に設定されたテストコイルの感度を用いて行われる。
テストコイルの感度は、一般に、地震計の工場出荷前や設置現場で検出コイルを交換した際などに作業者により外部機器を用いて計測され、計測された感度の値が地震計に記憶されることで、設定されている。
具体的には、作業者は、外部機器を用いてテストコイルに所定の正弦波電流を印加し、加速度信号をデジタルボルトメータにて目視確認して、確認した数値を記録する。次いで、作業者は、確認した数値に基づきテストコイルの感度を算出し、算出したテストコイルの感度を地震計に入力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０４９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したテストコイルの感度設定方法では、作業者の読み取り及び書き取りによるヒューマンエラーや、算出したテストコイルの感度を地震計に入力する際のヒューマンエラーなどが生じる恐れがあるという問題があった。
また、テストコイルの感度の設定を行う際には外部機器を接続しなければならず、作業が煩雑であって作業効率が悪いという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、ヒューマンエラーが発生する恐れがなく、テストコイルの感度設定作業を効率よく行える地震計及びこの地震計に内蔵された振動検出器の感度設定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、地震計において、
磁界が形成された磁界空間内に配置され、外乱振動により変位可能な可動部の振動により起電力を発生して検出信号を出力する検出コイル、及び前記可動部に模擬的な振動を与えるテストコイルを備えた振動検出器と、
前記テストコイルに、当該テストコイルの感度を取得するための所定の加速度に対応するテスト信号を入力するテスト信号入力手段と、
前記テスト信号入力手段により入力されたテスト信号に応じて前記検出コイルから出力された検出信号から加速度を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出した加速度と、前記テストコイルに入力したテスト信号に対応する加速度との比より、前記テストコイルの感度を取得する感度取得手段と、
前記感度取得手段により取得した前記テストコイルの感度を記憶する記憶手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の地震計において、
前記算出手段により算出した加速度が所定の範囲内であるか否かを判断する判断手段を備え、
前記感度取得手段は、前記判断手段によって、前記算出手段により算出した加速度が所定の範囲内であると判断された場合に、前記テストコイルの感度を取得することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の地震計において、
前記判断手段によって、前記算出手段により算出した加速度が所定の範囲内でないと判断された場合に、エラー表示及び／又はエラー信号出力を行う警報手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の地震計において、
前記テスト信号入力手段は、前記テスト信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定となるように前記テスト信号を入力することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の地震計において、
前記テストコイルに、前記検出コイルを校正するための所定の校正信号を入力する校正信号入力手段と、
前記校正信号入力手段により入力された校正信号に応じて前記検出コイルから出力された検出信号の出力値を、前記記憶手段に記憶された前記テストコイルの感度を用いて補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の地震計において、
前記校正信号入力手段は、前記校正信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定となるように前記校正信号を入力することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、
請求項１〜６の何れか一項に記載の地震計に内蔵された振動検出器の感度設定方法であって、
前記テストコイルに、当該テストコイルの感度を取得するための所定の加速度に対応するテスト信号を入力するテスト信号入力工程と、
前記テスト信号入力工程により入力されたテスト信号に応じて前記検出コイルから出力された検出信号から加速度を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出した加速度と、前記テストコイルに入力したテスト信号に対応する加速度との比より、前記テストコイルの感度を取得する感度取得工程と、
前記感度取得工程により取得した前記テストコイルの感度を前記記憶手段に記憶する記憶工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、テストコイルに、当該テストコイルの感度を取得するための所定の加速度に対応するテスト信号が入力され、このテスト信号に応じて検出コイルから出力された検出信号から加速度が算出され、算出された加速度と、テスト信号に対応する加速度との比より、テストコイルの感度が取得されて記憶される。
このため、外部機器が無くとも、テストコイルの感度を取得し記憶することができるので、テストコイルの感度設定にあたって作業者の手が介在しないので、ヒューマンエラーが発生するのを防止することができ、機械の信頼性を向上させることができる。
また、外部機器を接続する必要がないため、テストコイルの感度設定作業が簡単になり、作業効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る地震計の機能ブロック図である。
【図２】図１の地震計に内蔵された振動検出器としての過減衰型加速度計を示す概略模式図である。
【図３】テストコイルに印加するテスト信号及び校正信号の印加方法のイメージ図である。
【図４】本発明の実施形態に係る地震計に内蔵された振動検出器の感度設定方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係る地震計の校正方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図を参照して、本発明に係る地震計及び当該地震計に内蔵された振動検出器の感度設定方法について詳細に説明する。
【００１７】
本実施形態に係る地震計１００は、例えば、図１に示すように、振動検出器１０と、制御部３０と、表示部５０と、音出力部７０と、等を備えて構成されている。
【００１８】
振動検出器１０は、例えば、図２に示すような、過減衰型加速度計により構成されている。
この過減衰型加速度計とは、「磁界中を導体が運動（振動）すると、導体には運動速度に比例した起電力が発生する」という原理を利用した動電型検出器に、電磁的にダンピング（減衰）をかけることで、加速度に比例した領域を広げ、検出器としたものである。
【００１９】
具体的に、振動検出器１０は、ケース１と、ケース１内に固定された２つのマグネット２Ａ、２Ｂと、マグネット２Ａの上部に配される上磁性部材３Ａと、マグネット２Ｂの下部に配される下磁性部材３Ｂと、２つのマグネット２Ａ、２Ｂの間に配置される中央磁性部材４と、２つのマグネット２Ａ、２Ｂの中心部に位置するボビン（可動部）５と、ボビン５の上部に保持される検出コイル６と、ボビン５の下部に保持されるテストコイル７と、ボビン５をケース１内の上部において振動可能に支持する一対の支持バネ８Ａ，８Ａと、ボビン５をケース１内の下部において振動可能に支持する一対の支持バネ８Ｂ，８Ｂと等を備えている。
【００２０】
ケース１は、振動検出器１０の筐体部分である。
【００２１】
マグネット２Ａ、２Ｂは、互いに同一な平面視リング状の永久磁石で形成され、ケース１の内部の上下に所定の間隔を有して配置されてケース１内に磁界を形成している。
また、マグネット２Ａは上磁性部材３Ａと中央磁性部材４とで挟持され、マグネット２Ｂは下磁性部材３Ｂと中央磁性部材４とで挟持されるようにして、ケース１の内部に固定されている。
【００２２】
上磁性部材３Ａと下磁性部材３Ｂとは、どちらも磁性材料で形成され、平面視においてマグネット２Ａ、２Ｂと略同一のリング状である。上磁性部材３Ａと下磁性部材３Ｂとは、それぞれマグネット２Ａ，２Ｂの上面及び下面に配設され、その内側部分には、外側磁極３ａ、３ａが形成されている。
【００２３】
中央磁性部材４は、磁性材料で形成され、平面視リング状であってマグネット２Ａ、２Ｂが当接する当接部４１と、当接部４１の内側部分から上下に起立する起立部４２とからなり、起立部４２の上端部及び下端部には、外側磁極３ａ、３ａと対向して内側磁極４ａ，４ａが形成されている。
また、上下の外側磁極３ａと内側磁極４ａとの間には、平面視でリング状の空隙（磁界空間）９が形成されている。
【００２４】
ボビン５は、銅やアルミ合金等の非磁性材で形成されており、特定の振動方向（Ａ方向）に沿って振動できるように、支持バネ８Ａ，８Ａと、支持バネ８Ｂ，８Ｂと、によりケース１内に支持されている。
ボビン５の上下には、空隙９内に配設されて検出コイル６を巻回するための肉厚な保持部５ａが備えられており、当該保持部５ａを備えることでボビン５にダンピング（減衰）をかけることができる（過減衰にすることができる）ようになっている。
このボビン５においては、ボビン５が磁界中で運動することで発生する起電力が検出コイル６に流れ、逆起電力を発生し、その力が減衰となる。
【００２５】
検出コイル６は、ボビン５の上側の保持部５ａに巻回されたコイルであり、磁極３ａ，４ａにより形成されたリング状の空隙９に位置するようになっている。
検出コイル６の出力電圧は、加速度信号（検出信号）としてＡＤＣ３４に出力される。
【００２６】
テストコイル７は、ボビン５の下側の保持部５ａに巻回されたコイルであり、磁極３ａ，４ａにより形成されたリング状の空隙９に位置するようになっている。
テストコイル７には、後述する地震計１００に内蔵された振動検出器１０の感度設定処理が実行される際に、ＤＡＣ３１によりテスト信号として正弦波電流が印加される。
また、テストコイル７には、後述する地震計１００の校正処理が実行される際に、ＤＡＣ３１により校正信号として正弦波電流が印加される。
【００２７】
一対の支持バネ８Ａ，８Ａは、例えば、一端がケース１の壁面に固定され、他端がボビン５に接続され、ボビン５を図２のＡ方向に振動可能に支持する板バネ等である。
支持バネ８Ａ，８Ａは、ボビン５の振動に応じて、所定のバネ定数と変位より導出される復元力をボビン５に付与する。
【００２８】
同様に、一対の支持バネ８Ｂ，８Ｂは、例えば、一端がケース１の壁面に固定され、他端がボビン５に接続され、ボビン５をＡ方向に振動可能に支持する板バネ等である。
支持バネ８Ｂ，８Ｂは、ボビン５の振動に応じて、所定のバネ定数と変位より導出される復元力をボビン５に付与する。
【００２９】
制御部３０は、ＤＡＣ（digital to analog converter）３１、アナログ信号出力部３２、アナログ信号入力部３３、ＡＤＣ（analog to digital converter）３４、演算処理部３５、記憶部３６等を備えている。
【００３０】
ＤＡＣ３１は、Ｄ／Ａ変換回路であり、演算処理部３５からのテストコイル感度取得命令に基づいて、所定の加速度に対応するテスト信号をアナログ信号出力部３２に出力する。
また、ＤＡＣ３１は、校正処理実施命令に基づいて、所定の加速度に対応する校正信号をアナログ信号出力部３２に出力する。
【００３１】
アナログ信号出力部３２は、ＤＡＣ３１から供給されたテスト信号や校正信号をテストコイル７に出力する。具体的には、テストコイル７に正弦波電流を印加する。
これにより、検出コイル６から加速度信号（検出信号）が検出される。
【００３２】
アナログ信号入力部３３は、検出コイル６からの加速度信号（検出信号）を取り込み、ＡＤＣ３４に出力する。
【００３３】
ＡＤＣ３４は、Ａ／Ｄ変換回路であり、アナログ信号入力部３３より供給された検出信号（アナログ信号）をデジタル信号へ変換し、演算処理部３５に出力する。
【００３４】
演算処理部３５は、図示は省略するがＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備えるコンピュータ部として構成され、地震計１００に内蔵された振動検出器１０のテストコイル７の感度を設定する感度設定処理や、検出コイル６の校正処理（キャリブレーション処理）などを実行するものである。
【００３５】
感度設定処理とは、個々のテストコイル７固有の入出力性能を設定する処理である。感度設定処理の結果、記憶部３６に記憶されたテストコイル７の感度に関するデータ（感度情報）を用いて、後述の校正処理が行われることとなる。
【００３６】
具体的に、演算処理部３５は、テストコイル７の感度を取得するテストコイル感度取得命令をＤＡＣ３１に送信する。なお、演算処理部３５は、テストコイル感度取得命令を、地震計１００の出荷時などに行われる作業者の指示に応じて送信する。
テストコイル感度取得命令が送信されると、ＤＡＣ３１及びアナログ信号出力部３２を介して所定の加速度に対応するテスト信号（正弦波電流）がテストコイル７に所定の時間印加される。
ここで、テストコイル７に最初から所定の値の加速度に対応するテスト信号を印加すると、振動検出器１０の出力が安定するまで時間を要する。このため、演算処理部３５は、図３に示すように、テスト信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定値とし、その一定値での電流を所定の時間印加するように制御している。
【００３７】
テストコイル７にテスト信号が印加されると、これに応じて検出コイル６から検出信号（電圧値）が出力され、この検出信号は、アナログ信号入力部３３及びＡＤＣ３４を介してデジタル信号となって演算処理部３５に入力される。
すると、演算処理部３５は、ＡＤＣ３４から供給された検出信号（電圧値）から所定の時間分の加速度（ｇａｌ値）を算出する。
次に、演算処理部３５は、算出した所定の時間分の加速度値を平均化する。
次に、演算処理部３５は、平均化した加速度値が、予め決められた所定の範囲内であるか否かを判断し、所定の範囲内であると判断した場合に、この平均化した加速度と、テストコイル７に入力したテスト信号に対応する加速度との比より、テストコイル７の感度を取得し、感度情報として記憶部３６に記憶させる。一方、算出した加速度値が所定の範囲内でないと判断した場合には、演算処理部３５は、表示部５０にエラー表示として所定のメッセージを表示させる。
演算処理部３５は、かかる感度設定処理を実行することでテスト信号入力手段、算出手段、判断手段、感度取得手段、及び記憶手段として機能している。
【００３８】
また、校正処理とは、テストコイル７によりボビン５に模擬的な振動を与えて検出コイル６に加速度信号（検出信号）を出力させ、この検出信号を検証することで、地震計１００が正常に稼動するか否かをテストする処理である。
【００３９】
具体的に、演算処理部３５は、校正処理を実行する校正処理実施命令をＤＡＣ３１に送信する。なお、校正処理実施命令は、作業者の指示に応じて送信されることとしてもよいし、予め決められた時刻毎に当該時刻になったことを演算処理部３５が判断して送信することとしても良い。
校正処理実施命令が送信されると、ＤＡＣ３１及びアナログ信号出力部３２を介して所定の加速度に対応する校正信号（正弦波電流）がテストコイル７に所定の時間印加される。
ここで、テストコイル７に最初から所定の値の加速度に対応する校正信号を印加すると、振動検出器１０の出力が安定するまで時間を要する。このため、演算処理部３５は、図３に示すように、校正信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定値とし、その一定値での電流を所定の時間印加するように制御している。
【００４０】
テストコイル７に校正信号が印加されると、これに応じて検出コイル６から検出信号（電圧値）が出力され、この検出信号は、アナログ信号入力部３３及びＡＤＣ３４を介してデジタル信号となって演算処理部３５に入力される。
すると、演算処理部３５は、ＡＤＣ３４から供給された検出信号（電圧値）から所定の時間分の加速度（ｇａｌ値）を算出する。
次に、演算処理部３５は、算出した所定の時間分の加速度値を平均化する。
次に、演算処理部３５は、平均化した加速度値を、記憶部３６に記憶された感度情報に基づいて補正する。
次に、演算処理部３５は、補正した加速度とテストコイル７与えた加速度とを比較して、その差が所定の閾値以内であれば地震計１００が正常に稼動すると判断する。一方、補正した加速度とテストコイル７に与えた加速度との差が所定の閾値以内でないと判断した場合には、演算処理部３５は、表示部５０にエラー表示として所定のメッセージを表示させるとともに、音出力部７０にエラー信号として所定の警報音を出力させる。
演算処理部３５は、かかる校正処理を実行することで校正信号入力手段及び補正手段として機能している。
【００４１】
記憶部３６は、演算処理部３５に接続されており、上記感度設定処理の結果取得されたテストコイル７の感度に関するデータ（感度情報）を記憶する。
また、上述したが、記憶部３６は、校正処理時に演算処理部３５により参照される。即ち、記憶部３６に記憶された感度情報に基づいて、地震計１００の校正処理が行われる。
【００４２】
表示部５０は、図示しないモニタを備え、例えば、感度設定処理時及び校正処理時に、演算処理部３５の制御によりエラー表示として所定のメッセージを表示する。
【００４３】
音出力部７０は、図示しないスピーカーを備え、例えば、校正処理時に、演算処理部３５の制御により表示部５０によるエラー表示と合せてエラー信号として所定の警報音を出力する。
【００４４】
作業者は、例えば、感度設定処理時においては、表示部５０に表示されたエラー表示に応じて、所定の点検を実施することができる。
また、作業者は、例えば、校正処理時においては、表示部５０に表示されたエラー表示に応じて、所定の点検を実施することができるとともに、音出力部７０により出力されたエラー信号により、所定の点検を実施する必要性を遠隔地でも確認することが可能である。
なお、感度設定処理時においても、音出力部７０によりエラー信号出力を行うこととしても良いのは勿論である。
表示部５０及び音出力部７０は、エラー表示及びエラー信号出力を行うことで警報手段として機能している。
【００４５】
次に、図４のフローチャートに基づいて、地震計１００に内蔵された振動検出器１０の感度設定方法について、説明する。
【００４６】
先ず、ステップＳ１１において、演算処理部３５は、テストコイル７の感度を取得するテストコイル感度取得命令をＤＡＣ３１に送信する。
次いで、ステップＳ１２において、ＤＡＣ３１より、所定の加速度に対応したテスト信号（正弦波電流）がテストコイル７に印加される（テスト信号入力工程）。これにより、検出コイル６から、検出信号（加速度信号：電圧値）が出力される。
次いで、ステップＳ１３において、ＡＤＣ３４は、検出コイル６から出力された検出信号をＡ／Ｄ処理する。
【００４７】
次いで、ステップＳ１４において、演算処理部３５は、検出信号の電圧値を加速度値（Ｇａｌ値）に換算する（算出工程）。
次いで、ステップＳ１５において、演算処理部３５は、所定時間の加速度値を平均化する（算出工程）。
【００４８】
次いで、ステップＳ１６において、演算処理部３５は、平均化した加速度値が所定範囲内であるか否かを判断し、所定範囲内でない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、続くステップＳ１７において、表示部５０によりエラー表示を行い、本処理を終了する。
一方、所定範囲内の場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、続くステップＳ１８において、ＤＡＣ３１より印加した加速度と、ＡＤＣ３４より求めた加速度の比よりテストコイル感度を取得する（感度取得工程）。
次いで、ステップＳ１９において、算出したテストコイル感度を記憶部３６に記憶し（記憶工程）、本処理を終了する。
【００４９】
次に、図５のフローチャートに基づいて、地震計１００の校正方法について、説明する。
【００５０】
先ず、ステップＳ２１において、演算処理部３５は、校正処理を実行する校正処理実施命令をＤＡＣ３１に送信する。
次いで、ステップＳ２２において、ＤＡＣ３１より、所定の加速度に対応した校正信号（正弦波電流）がテストコイル７に印加される。これにより、検出コイル６から、検出信号（加速度信号：電圧値）が出力される。
次いで、ステップＳ２３において、ＡＤＣ３４は、検出コイル６から出力された検出信号をＡ／Ｄ処理する。
【００５１】
次いで、ステップＳ２４において、演算処理部３５は、検出信号の電圧値を加速度値（Ｇａｌ値）に換算する。
次いで、ステップＳ２５において、演算処理部３５は、所定時間の加速度値を平均化する。
次いで、ステップＳ２６において、演算処理部３５は、平均化した加速度値を、記憶部３６に記憶された感度情報に基づいて補正する。
【００５２】
次いで、ステップＳ２７において、演算処理部３５は、平均化した加速度値とテストコイル７与えた加速度との差が所定の閾値以内であるか否かを判断し、所定の閾値以内でない場合（ステップＳ２７：ＮＯ）、続くステップＳ２８において、地震計１００は正常に稼動しないと判断し、表示部５０によりエラー表示を行い、合わせて音出力部７０よりエラー信号を出力し、本処理を終了する。
一方、所定の閾値以内である場合（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、続くステップＳ２９において、地震計１００は正常に稼動すると判断し、本処理を終了する。
【００５３】
以上のように、本実施形態によれば、テストコイル７に当該テストコイル７の感度を取得するための所定の加速度に対応するテスト信号を入力し、テスト信号に応じて検出コイル６から出力された検出信号から加速度を算出し、算出した加速度及びテストコイル７に入力したテスト信号に対応する加速度の比より、テストコイル７の感度を取得して記憶することとなる。
このため、外部機器が無くとも、テストコイル７の感度を設定することができるので、テストコイル７の感度設定にあたって作業者の手が介在しないので、ヒューマンエラーが発生するのを防止することができ、機械の信頼性を向上させることができる。
また、外部機器を接続する必要がないため、テストコイル７の感度設定作業が簡単になり、作業効率が向上する。
【００５４】
また、本実施形態によれば、算出した加速度が所定の範囲内であるか否かを判断し、所定の範囲内であると判断された場合にテストコイル７の感度を取得し、所定の範囲内でないと判断された場合にエラー表示及び／又はエラー信号出力を行う。
このため、作業者に適切なエラーメッセージが通知されることになる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、テスト信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定となるように、テスト信号を入力する。
このため、感度設定処理時にテストコイル７に電流を印加する際、出力を安定させることができる。
【００５６】
また、本実施形態によれば、テストコイル７に、検出コイル６を校正するための所定の校正信号を入力し、入力された校正信号に応じて検出コイル６から出力された検出信号の出力値を、記憶部３６に記憶された感度情報を用いて補正する。
このため、検出コイル６の校正を適切に行うことができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、校正信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定となるように、校正信号を入力する。
このため、校正処理時にテストコイル７に電流を印加する際、出力を安定させることができる。
【００５８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行うことが可能である。
【００５９】
例えば、上記実施形態においては、振動検出器１０として過減衰型加速度計を例示して説明したが、動電型検出器やサーボ型振動検出器であっても良い。
【００６０】
また、上記実施形態においては、演算処理部３５は、テストコイル感度取得命令を、地震計１００の出荷時などに行われる作業者の指示に応じて送信することとしたが、演算処理部３５は、予め決められた時刻毎などの所定のタイミングとなったことを判断し、テストコイル感度取得命令を送信する構成としても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１００ 地震計
１０ 振動検出器
１ ケース
２Ａ，２Ｂ マグネット
３Ａ 上磁性部材
３Ｂ 下磁性部材
３ａ 外側磁極
４ 中央磁性部材
４１ 当接部
４２ 起立部
４ａ 内側磁極
５ ボビン（可動部）
５ａ 保持部
６ 検出コイル
７ テストコイル
８Ａ，８Ａ 支持バネ
８Ｂ，８Ｂ 支持バネ
９ 空隙（磁界空間）
３０ 制御部
３１ ＤＡＣ
３２ アナログ信号出力部
３３ アナログ信号入力部
３４ ＡＤＣ
３５ 演算処理部（テスト信号入力手段、算出手段、感度取得手段、記憶手段、判断手段、校正信号入力手段、補正手段）
３６ 記憶部
５０ 表示部（警報手段）
７０ 音出力部（警報手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界が形成された磁界空間内に配置され、外乱振動により変位可能な可動部の振動により起電力を発生して検出信号を出力する検出コイル、及び前記可動部に模擬的な振動を与えるテストコイルを備えた振動検出器と、
前記テストコイルに、当該テストコイルの感度を取得するための所定の加速度に対応するテスト信号を入力するテスト信号入力手段と、
前記テスト信号入力手段により入力されたテスト信号に応じて前記検出コイルから出力された検出信号から加速度を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出した加速度と、前記テストコイルに入力したテスト信号に対応する加速度との比より、前記テストコイルの感度を取得する感度取得手段と、
前記感度取得手段により取得した前記テストコイルの感度を記憶する記憶手段と、
を備えることを特徴とする地震計。
【請求項２】
前記算出手段により算出した加速度が所定の範囲内であるか否かを判断する判断手段を備え、
前記感度取得手段は、前記判断手段によって、前記算出手段により算出した加速度が所定の範囲内であると判断された場合に、前記テストコイルの感度を取得することを特徴とする請求項１に記載の地震計。
【請求項３】
前記判断手段によって、前記算出手段により算出した加速度が所定の範囲内でないと判断された場合に、エラー表示及び／又はエラー信号出力を行う警報手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の地震計。
【請求項４】
前記テスト信号入力手段は、前記テスト信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定となるように前記テスト信号を入力することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の地震計。
【請求項５】
前記テストコイルに、前記検出コイルを校正するための所定の校正信号を入力する校正信号入力手段と、
前記校正信号入力手段により入力された校正信号に応じて前記検出コイルから出力された検出信号の出力値を、前記記憶手段に記憶された前記テストコイルの感度を用いて補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の地震計。
【請求項６】
前記校正信号入力手段は、前記校正信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定となるように前記校正信号を入力することを特徴とする請求項５に記載の地震計。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の地震計に内蔵された振動検出器の感度設定方法であって、
前記テストコイルに、当該テストコイルの感度を取得するための所定の加速度に対応するテスト信号を入力するテスト信号入力工程と、
前記テスト信号入力工程により入力されたテスト信号に応じて前記検出コイルから出力された検出信号から加速度を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出した加速度と、前記テストコイルに入力したテスト信号に対応する加速度との比より、前記テストコイルの感度を取得する感度取得工程と、
前記感度取得工程により取得した前記テストコイルの感度を前記記憶手段に記憶する記憶工程と、
を有することを特徴とする地震計に内蔵された振動検出器の感度設定方法。
【請求項１】
磁界が形成された磁界空間内に配置され、外乱振動により変位可能な可動部の振動により起電力を発生して検出信号を出力する検出コイル、及び前記可動部に模擬的な振動を与えるテストコイルを備えた振動検出器と、
前記テストコイルに、当該テストコイルの感度を取得するための所定の加速度に対応するテスト信号を入力するテスト信号入力手段と、
前記テスト信号入力手段により入力されたテスト信号に応じて前記検出コイルから出力された検出信号から加速度を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出した加速度と、前記テストコイルに入力したテスト信号に対応する加速度との比より、前記テストコイルの感度を取得する感度取得手段と、
前記感度取得手段により取得した前記テストコイルの感度を記憶する記憶手段と、
を備えることを特徴とする地震計。
【請求項２】
前記算出手段により算出した加速度が所定の範囲内であるか否かを判断する判断手段を備え、
前記感度取得手段は、前記判断手段によって、前記算出手段により算出した加速度が所定の範囲内であると判断された場合に、前記テストコイルの感度を取得することを特徴とする請求項１に記載の地震計。
【請求項３】
前記判断手段によって、前記算出手段により算出した加速度が所定の範囲内でないと判断された場合に、エラー表示及び／又はエラー信号出力を行う警報手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の地震計。
【請求項４】
前記テスト信号入力手段は、前記テスト信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定となるように前記テスト信号を入力することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の地震計。
【請求項５】
前記テストコイルに、前記検出コイルを校正するための所定の校正信号を入力する校正信号入力手段と、
前記校正信号入力手段により入力された校正信号に応じて前記検出コイルから出力された検出信号の出力値を、前記記憶手段に記憶された前記テストコイルの感度を用いて補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の地震計。
【請求項６】
前記校正信号入力手段は、前記校正信号の値を徐々に上げ、所定の加速度に対応する値に達した時点で一定となるように前記校正信号を入力することを特徴とする請求項５に記載の地震計。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の地震計に内蔵された振動検出器の感度設定方法であって、
前記テストコイルに、当該テストコイルの感度を取得するための所定の加速度に対応するテスト信号を入力するテスト信号入力工程と、
前記テスト信号入力工程により入力されたテスト信号に応じて前記検出コイルから出力された検出信号から加速度を算出する算出工程と、
前記算出工程により算出した加速度と、前記テストコイルに入力したテスト信号に対応する加速度との比より、前記テストコイルの感度を取得する感度取得工程と、
前記感度取得工程により取得した前記テストコイルの感度を前記記憶手段に記憶する記憶工程と、
を有することを特徴とする地震計に内蔵された振動検出器の感度設定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１１３７２９（Ｐ２０１３−１１３７２９Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０５１０（Ｐ２０１１−２６０５１０）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
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