自然災害発生検知装置
【課題】災害検知線を引き回すことで広範囲な場所での断線及び短絡の発生を一つの回路で選択的に検知できる自然災害発生検知装置を得る。
【解決手段】電流が流れることにより災害検知線の断線を検知する断線検知回路と、電流が流れることにより災害検知線の短絡を検知する短絡検知回路と、自然災害発生予測領域に設置した定電流器とを直流電源に対してそれぞれ並列に接続し、前記災害検知線は、前記定電流器に対して配線を引き回して接続するとともに、配線における導電性部分が露出した裸線部を有する一方、前記災害検知線が正常である場合には前記断線検知回路及び前記短絡検知回路に電流を流すことなく、前記災害検知線が断線した際に前記断線検知回路にのみ選択的に電流を流すとともに、前記災害検知線が短絡した際に前記短絡検知回路にのみ選択的に電流を流すように構成した制御回路を有して自然災害発生検知装置とする。
【解決手段】電流が流れることにより災害検知線の断線を検知する断線検知回路と、電流が流れることにより災害検知線の短絡を検知する短絡検知回路と、自然災害発生予測領域に設置した定電流器とを直流電源に対してそれぞれ並列に接続し、前記災害検知線は、前記定電流器に対して配線を引き回して接続するとともに、配線における導電性部分が露出した裸線部を有する一方、前記災害検知線が正常である場合には前記断線検知回路及び前記短絡検知回路に電流を流すことなく、前記災害検知線が断線した際に前記断線検知回路にのみ選択的に電流を流すとともに、前記災害検知線が短絡した際に前記短絡検知回路にのみ選択的に電流を流すように構成した制御回路を有して自然災害発生検知装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道施設、自動車道路、発電所、工場、農地、人家に対する自然災害、例えば、暴風雨、豪雨等による冠水、傾斜地に生じる土石流・地すべり・雪崩、河川の氾濫等、広範囲な地域に発生する自然災害の発生を予測して検知するための自然災害発生検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば土砂崩れ・雪崩・河川の氾濫等の自然災害が起こる場合には、その前兆として土砂の移動や河川の増水等による地形状態又は水位状態（以下、土地状態等という）の変化が発生するので、土地状態等の変化をセンサで検知すれば自然災害の発生を予測して検知することができる。
自然災害の発生を予測して検知する装置としては、図９に示すように、抵抗Ａ，抵抗Ａ´，抵抗Ｂ，抵抗Ｂ´で構成されるブリッジ回路６０において、抵抗Ｂ´に対して断線感知器を直列に接続するとともに、抵抗Ｂ´に対して短絡感知器を並列に接続する構成が存在する。断線感知器及び短絡感知器は、自然災害が発生し易い場所に設置して自然災害の前兆となる土地状態等の変化（例えば土砂の移動が発生すること）による機械的な動作により接点が閉じる（若しくは開く）構成により、その設置場所における断線や短絡をスポット的に感知するものである。
そして、上記回路において、「抵抗Ａの抵抗値＝抵抗Ａ´の抵抗値」「抵抗Ｂの抵抗値＝抵抗Ｂ´の抵抗値＋配線抵抗Ｃ」とすることで、通常時においてブリッジ回路の平衡性を維持し、断線感知器６１や短絡感知器６２で断線や短絡を感知した場合にブリッジ回路６０の抵抗値の平衡性が崩れることで、ブリッジ回路６０の中間位置同士間に接続された検知器６５に電流が流れて断線や短絡の発生を検知するものである。
【０００３】
また、雪崩等の自然災害を検知するに際して、その規模や発生時期の把握を行うことができる装置としては、特許文献１のような自然災害発生検出装置が提案されている。
【特許文献１】特許第３７１５４９３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図９に示した自然災害発生検出装置の構造によれば、断線感知器及び短絡感知器の接点は、平常時にオン状態とし土石流や土砂流による浸水が生じた時にオフ状態となる（若しくは、逆にオフ状態からオン状態になる）機械的な動作を伴う構成であるため、動作完了までに時間を要し土地状態等の変化を感知するのにタイムラグが生じるという問題点があった。
また、上記構造によれば、断線感知器６１や短絡感知器６２を設置した場所でのスポット的な点検知であり、ある程度の範囲で検知を行うためには、多数の感知器を設置する必要があり、費用がかかるという問題があった。すなわち、上述の自然災害発生検出装置では、断線や短絡の発生を広域範囲な一定領域で検知（線状的な検知）することができないという問題点があった。
【０００５】
また、上述した自然災害発生検出装置によれば、ブリッジ回路６０において抵抗値の均衡を保つため、「抵抗Ｂの抵抗値＝抵抗Ｂ´の抵抗値＋配線抵抗Ｃ」であることが要件となり、配線抵抗Ｃは設置場所の配線の長さにより変動するので、それに応じて抵抗Ｂ´の抵抗値を調整することが必要となり煩雑であるという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みて提案されたもので、災害検知線を引き回すことで広範囲な場所での断線及び短絡の発生を一つの回路で選択的に検知できる自然災害発生検知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１の自然災害発生検知装置は、電流が流れることにより災害検知線の断線を検知する断線検知回路と、電流が流れることにより災害検知線の短絡を検知する短絡検知回路と、自然災害発生予測領域に設置した定電流器とを直流電源に対してそれぞれ並列に接続し、
前記災害検知線は、前記定電流器に対して配線を引き回して接続するとともに、配線における導電性部分が露出した裸線部を有する一方、
前記災害検知線が正常である場合には前記断線検知回路及び前記短絡検知回路に電流を流すことなく、前記災害検知線が断線した際に前記断線検知回路にのみ選択的に電流を流すとともに、前記災害検知線が短絡した際に前記短絡検知回路にのみ選択的に電流を流すように構成した制御回路と、
を具備することを特徴としている。
【０００８】
請求項２の自然災害発生検知装置は、第１のトランジスタが導通状態となって電流が流れることにより災害検知線の断線を検知する断線検知回路と、第２のトランジスタが導通状態となって電流が流れることにより災害検知線の短絡を検知する短絡検知回路と、自然災害発生予測領域に設置した定電流器とを直流電源に対してそれぞれ並列に接続して成り、次の構成を含むことを特徴としている。
前記災害検知線は、前記定電流器に対して配線を引き回して接続する。
前記災害検知線は、配線における導電性部分が露出した裸線部を有する。
前記第１のトランジスタのオン・オフ制御を行う第３のトランジスタを設ける。
前記第３のトランジスタのベースに電位差を発生させるための断線検知側電位差抵抗を設ける。
前記第２のトランジスタのオン・オフ制御を行う第４のトランジスタを設ける。
前記第４のトランジスタのオン・オフ制御を行う第５のトランジスタを設ける。
前記第５のトランジスタのベースに接続された定電圧ダイオードを設ける。
前記定電圧ダイオードに電位差を発生させるための短絡検知側電位差抵抗を設ける。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２に記載の自然災害発生検知装置において、前記災害検知線は導電性部分が被覆された被覆部を有し、この被覆部を支柱に固定して自然災害発生予測領域に設置して成ることを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２に記載の自然災害発生検知装置において、前記定電流器は、自然災害発生予測領域において、災害検知線の短絡が発生し易い箇所に設置して成ることを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項２に記載の自然災害発生検知装置において、前記直流電源の＋端子側に、ＯＮ／ＯＦＦスイッチから構成される誤動作判別回路を接続したことを特徴としている。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項２又は請求項５に記載の自然災害発生検知装置において、 前記直流電源の−端子側に、断線検知回路及び短絡検知回路側と、断線検知側電位差抵抗及び短絡検知側電位差抵抗とを選択的に接続する選択スイッチを含んで構成される誤動作判別回路を接続したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、定電流器に対して配線を引き回して接続することで災害検知線を構成するので、災害検知線において地形に適した引き回し線の構造を得ることができ、災害検知線の断線や短絡を検知しやすい構成とすることができるとともに、配線を引き回した広い範囲において災害の発生を予測して検知（線状検知）することができる。
【００１４】
自然災害発生予測領域に設置した定電流器に接続された災害検知線に対して、断線検知回路及び短絡検知回路が並列に接続されているので、同一地点の断線検知及び短絡検知を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の一例について、図面を参照しながら説明する。
本発明の自然災害発生検知装置は、自然災害発生予測領域に設置した定電流器４と、定電流器４に接続された災害検知線３と、災害検知線３の断線を検知する断線検知回路１と、災害検知線３の短絡を検知する短絡検知回路２と直流電源５に対してそれぞれ並列に接続して構成されている。
【００１６】
断線検知回路１は、断線検知回路１に直列に接続された第１のトランジスタ１０が導通状態となって電流が流れることにより、この電流値を計測回路（図示せず）で測定することで災害検知線３の断線を検知し、例えばリレー回路（図示せず）を動作させ、自然災害検知装置が設置された近隣に災害発生を知らせる警報器を駆動（警報を鳴らす）して報知するようにしたり、有線・無線・衛星通信で消防署等に通達するように構成されている。
第１のトランジスタ１０のベース側には、この第１のトランジスタ１０のオン・オフ制御を行うための第３のトランジスタ１１のコレクタ側が接続されている。第３のトランジスタ１１のベース・エミッタ間には、第３のトランジスタ１１のベースに電位差を発生させるための断線検知側電位差抵抗１２が接続されることで、第１のトランジスタ１０のオン・オフを制御する制御回路が構成されている。
【００１７】
短絡検知回路２は、短絡検知回路２に直列に接続された第２のトランジスタ２０が導通状態となって電流が流れることにより、この電流値を計測回路（図示せず）で測定することで災害検知線の短絡を検知し、例えばリレー回路（図示せず）を動作させ、自然災害検知装置が設置された近隣に災害発生を知らせる警報器を駆動（警報を鳴らす）して報知するようにしたり、有線・無線・衛星通信で消防署等に通達するように構成されている。
第２のトランジスタ２０のベース側には、この第２のトランジスタのオン・オフ制御を行う第４のトランジスタ２１のコレクタ側が接続されている。第４のトランジスタ２１のベース・エミッタ間には、この第４のトランジスタ２１のオン・オフ制御を行う第５のトランジスタ２２が接続されている。
第５のトランジスタ２２のベース側には定電圧ダイオード２３が接続され、この定電圧ダイオードと第５のトランジスタのエミッタ間に、定電圧ダイオード２３を介して、この定電圧ダイオード２３に電位差を発生させて第５のトランジスタのベースに電流を流すための短絡検知側電位差抵抗２４が接続されている。
したがって、第４のトランジスタ２１、第５のトランジスタ２２、定電圧ダイオード２３、短絡検知側電位差抵抗２４により、第２のトランジスタ２０のオン・オフを制御する制御回路が構成されている。
【００１８】
断線検知側電位差抵抗１２において、第３のトランジスタ１１のベースに接続された側は、災害検知線３及び定電流器４に接続されている。
同様に、短絡検知側電位差抵抗２４において、第５のトランジスタ２２のベースに接続された側は、災害検知線３及び定電流器４に接続されている。
【００１９】
定電流器４は、災害検知線３の正常時に回路に一定の電流が流れるようにするためのもので、例えば抵抗から構成されている。災害検知線３に短絡が発生した場合、図２に示すように、短絡箇所の抵抗Ｒｓとして配線抵抗を無視すると、合成抵抗値Ｒｔ（全体の抵抗）は、抵抗Ｒｓと定電流器４の抵抗Ｒ１と並列接続となり、その値は（Ｒ１Ｒｓ／（Ｒ１＋Ｒｓ））となる。この合成抵抗値Ｒｔは、Ｒ１の値より小さくなるので、正常時及び短絡時の直流電源電圧をＶとすると、正常時に災害検知回路３を流れる電流Ｉ（Ｖ／Ｒ１）に対して、短絡時の短絡電流Ｉｓは、Ｉｓ＝Ｖ／Ｒｔとなり、Ｒｔ＜Ｒ１であるため、電流Ｉより大きな値となる。この短絡電流Ｉｓ（Ｖ／Ｒｔ）が災害検知線３の正常時に流れる電流Ｉ（Ｖ／Ｒ１）と十分区別できる値となるように，予め定電流器４の抵抗Ｒ１が設定されている。
【００２０】
災害検知線３は、定電流器４に対して自然災害の発生を予測して検知したい場所（丘陵の斜面や頂上部、谷、河川・湖の堤防等）に配線を引き回して接続するようになっている。この構成により、配線を引き回した広い範囲において、災害検知線３に発生する断線や短絡を検知可能とすることで、自然災害の前兆となる土地状態等の変化を検知することができる。
配線の引き回しの具体的な構造は、自然災害の発生を予測して検知し易い場所や検知したい災害の種類によって異なるものであり、具体的な配線の引き回し例については後述する。
【００２１】
また、災害検知線３は、短絡情報を得るために、配線の被覆部３ｂを除去して導電性部分が露出した裸線部３ａを有するように構成されている。この裸線部３ａは、災害検知線３の全体に亘って連続して形成されるものでも良いが、被覆部３ｂと裸線部３ａとが交互に形成されるものが好ましい。すなわち、災害検知線３は災害発生地域に引き回して設置されるが、配線の全てが裸線部である場合には、この裸線部を所定の間隔をもって地面に設置される支柱に固定しなければなない。その場合、風等による揺れの繰り返し荷重を受け、晴天時でも断線が生じることから誤作動の要因となる可能性がある。
これに対して、図３（ａ）に示すように、災害検知線３の被覆部３ｂを支柱６に固定すれば、揺れによる断線発生を防止でき、断線検知に対する信頼性の向上を図ることができる。災害地域の地面に設置する支柱６の間隔は、地形、風土や環境及び土質の相違により異なるため、裸線部３ａに対する被覆部３ｂの位置についても不規則な間隔に設けられている。
【００２２】
図３（ａ）は、災害検知線３による断線検知を主として検知する場合の設置方法であるが、短絡検知を検知させる場合には、図３（ｂ）に示すように、それぞれ水平板７ａを有する支柱７，７を支柱６に対して配設し、支柱７，７の水平板７ａの両端で裸線部を拡げて支持することで、支柱６に固定された被覆部に対して裸線部同士を近接位置に配置する。この構造によれば、比較的に近い位置に裸線部同士が位置させることが可能となるので、土砂や雪崩等（導電性を有する）を介して裸線部同士が接続することで短絡状態を検知できる。
【００２３】
次に、上記構造の自然災害発生検知装置による災害検知線３の正常時、断線時、短絡時における回路動作について、図４（ａ）〜（ｃ）を参照しながらそれぞれ説明する。
（正常時）
災害検知線３に断線や短絡がない正常時の場合（図４（ａ））、定電流器４の抵抗値Ｒ１を含む回路の抵抗値の抵抗値Ｒは、配線抵抗Ｒｐを考慮した場合、Ｒ＝Ｒ１＋Ｒｐとなる。ただし、Ｒｐは、「Ｒｐ＝（Ｒ２×Ｒ３）／（Ｒ２＋Ｒ３）＋検知線３の抵抗値」で示される。したがって、直流電源電圧をＶとすると、災害検知線３には電流I（＝Ｖ／（Ｒ１＋Ｒｐ））が流れる。
この電流Ｉにより短絡検知側電位差抵抗２４の抵抗Ｒ２の両端（第５のトランジスタ２２のエミッタと定電圧ダイオード２３間）に電位差が発生するが、電流Ｉが小さいので定電圧ダイオード２３が動作に十分な電位差が生じない。そのため、第５のトランジスタ２２はオフ状態を維持する。
第４のトランジスタ２１のベース・エミッタ間に直流電源５による電源電圧がかかりベース電流が流れる。その結果、第４のトランジスタ２１がオン状態となり、第２のトランジスタ２０がオフ状態となる。
同時に電流Ｉにより断線検知側電位差抵抗１２の抵抗Ｒ３の両端（第３のトランジスタ１１のエミッタとベース間）に電位差が発生する。電流Ｉは小さいが第３のトランジスタ１１を導通させるに十分な電位差が発生する。その結果、第３のトランジスタ１１がオン状態となり、第１のトランジスタ１０がオフ状態を維持する。
【００２４】
（断線時）
災害検知線３のいずれかの箇所に断線が生じた場合（図４（ｂ））、災害検知線３には断線により電流が流れない。したがって、短絡検知側電位差抵抗２４の抵抗Ｒ２の両端（第５のトランジスタ２２のエミッタと定電圧ダイオード２３間）に電位差が発生せず、定電圧ダイオード２３が動作しない。そのため、第５のトランジスタがオフ状態を維持する。
一方、第４のトランジスタ２１のベース・エミッタ間には直流電源５による電源電圧がかかり、ベース電流が流れるため、第４のトランジスタ２１がオン状態となり、第２のトランジスタ２０がオフ状態を維持する。
第３のトランジスタについては、断線検知側電位差抵抗１２に電流が流れないので抵抗Ｒ３の両端に電位差が発生せず、第３のトランジスタ１１がオフ状態となる。その結果、第１のトランジスタ１０のベース・エミッタ間に直流電源５による電源電圧がかかり、第１のトランジスタ１０がオン状態となり、断線検出回路１に電流が流れて断線発生を検知する。
【００２５】
（短絡時）
災害検知線３のいずれかの箇所に短絡が生じた場合（図４（ｃ））、災害検知線３には短絡箇所により抵抗値が変動するので、それに応じた短絡電流Ｉｓが流れる。この短絡電流Ｉｓは、定電流器４の抵抗Ｒ１を流れないので、正常時に流れる電流Ｉよりも十分大きい値となる。
そして、この短絡電流Ｉｓにより短絡検知側電位差抵抗２４の抵抗Ｒ２の両端（第５のトランジスタ２２のエミッタと定電圧ダイオード２３間）に定電圧ダイオード２３が動作に十分な電位差が発生し、第５のトランジスタ２２がオン状態となることで、第４のトランジスタ２１にベース電流が流れず、第４のトランジスタ２１がオフ状態を維持する。
第４のトランジスタ２１がオフ状態を維持した場合、第２のトランジスタ２０のベース・エミッタ間に短絡電流Ｉｓの電圧効果による電圧差が発生し、第２のトランジスタ２０がオン状態となり、短絡検出回路２に電流が流れて短絡発生を検知する。
同時に、短絡電流Ｉｓにより断線検知側電位差抵抗１２の抵抗Ｒ３の両端（第３のトランジスタ１１のエミッタとベース間）に電位差が発生し、第３のトランジスタ１１がオン状態となり、第１のトランジスタ１０がオフ状態を維持する。
【００２６】
災害検知線３に短絡が発生した場合、短絡箇所の短絡抵抗Ｒｓ，断線検知回路１及び短絡検知回路２側の配線抵抗Ｒｘ，定電流器４側の配線抵抗Ｒｙとすると、合成抵抗値Ｒｔは、定電流器４の抵抗Ｒ１と短絡抵抗Ｒｓとの合成抵抗に配線抵抗Ｒｘ，Ｒｙを加算した値、すなわち、Ｒｔ＝Ｒｘ＋Ｒｙ＋（Ｒ１Ｒｓ／（Ｒ１＋Ｒｓ））となるので、短絡電流Ｉｓの値は、直流電源電圧Ｖを合成抵抗値Ｒｔで除した値（Ｖ／Ｒｔ）となる。
短絡が生じた部分の短絡抵抗Ｒｓについては、土質、土砂や雪崩に含まれる水分や不純物の量により異なる値となる。そして、前記した合成抵抗値Ｒｔが小さくなれば、大きい短絡電流Ｉｓが流れることになる。
短絡電流Ｉｓは異常発生を検知するため、ある一定値以上である（正常時の電流値と区別できる）必要があるが、短絡電流Ｉｓの値が同じ大きさであるとすると、配線抵抗を含む合成抵抗値Ｒｔが同じ大きさとなる。その場合、定電流器４の抵抗Ｒ１を小さくすることにより、合成抵抗値Ｒｔにおける配線抵抗の値を大きく設定することができる。
配線抵抗を大きく設定できるということは、芯径が同じ災害検知線３を使用した場合、それだけ長く引き回すことが可能であることを意味するので、より広範囲の領域における災害の検知を行うことができ、短絡予報の信頼性を向上させることができる。
したがって、合成抵抗値Ｒｔの値に影響する定電流器４の抵抗Ｒ１は、可能な範囲で小さくなるように設定するのが好ましい。
【００２７】
また、定電流器が設置された箇所に災害の前兆となる土地状態等の変化が発生し定電流器を含んで短絡したような場合、定電流器の抵抗値を考慮することなく、短絡が生じた部分の抵抗で短絡電流が定まるので、合成抵抗値より小さい値となり短絡電流も大きくなる。したがって、定電流器の設置場所は、土砂崩れや雪崩等の災害が発生し易い場所するのが好ましい。
【００２８】
上記した自然災害発生検知装置の回路構成によれば、災害検知線３に断線や短絡が発生した場合、定電流器４に電流が流れない（断線時）、又は、正常時に定電流器４に流れる電流に対して大きな電流値である短絡電流が流れる（短絡時）ことにより、直流電源に対してそれぞれ並列に接続された断線検知回路１又は短絡検知回路２を動作させ、広い範囲の同一地域に対して断線であるか短絡であるかの検知を行うことができる。
災害検知線の断線及び短絡の発生は、断線検知回路１又は短絡検知回路２に電流が流れるか否かで判断されるため、災害予測検知の異常発生に対してタイムラグなく断線及び短絡の発生を検知することができる。
【００２９】
続いて、配線構造の具体的な引き回し例について、図５及び図６を参照しながら説明する。
例えば、図５（ａ）に示すように谷における災害発生を予測して検知する場合には、図６（ａ）に示すように、降雨に際して水を含み易い谷の上部に定電流器４を設置し台形状に災害検知線３を引き回して構成する。
【００３０】
図５（ｂ）に示すような山や丘陵における災害発生を予測して検知する場合には、図６（ｂ）に示すように、降雨に際して水を含んで崩れ易い頂上部に配線中央に位置する定電流器４を設置し、両側に配線の往復路を繰り返した方形状に災害検知線３を引き回して構成する。
【００３１】
図５（ｃ）に示すような河川・湖の堤防に設置する場合には、図６（ｃ）に示すように、氾濫が生じ易い川上部に定電流器４を設置し、往復する配線を方形状に災害検知線３を引き回して構成する。
【００３２】
図５（ｄ）に示すような傾斜面における強度舗装地に設置する場合には、図６（ｄ）に示すように、降雨に際して水を含んで崩れ易い上部位置に配線中央に位置する定電流器４を設置し、配線の往復路を繰り返した方形状に災害検知線３を引き回して構成する。
また、地形が複雑な場所に設置する場合には、これらの引き回し線の構成を組み合わせた引き回しの構成であってよい。
【００３３】
図５（ａ）〜（ｄ）に示したいずれの地形においても、降雨等の自然現象に対して水を含んで崩れ易い箇所（例えば上部）や水分を含み易い箇所（災害検知線の短絡が発生し易い箇所）に定電流器４を設置することで、災害の前兆となる土地状態等の変化発生時の短絡電流値を大きくすることができ、災害発生検知装置の予報感度を高めることができる。
【００３４】
また、災害検知線３は、定電流器４に対して配線を引き回して接続することで構成されるので、災害検知線３において地形に適した引き回し線の構造を得ることができ、災害発生を予測検知しやすい構成とすることができるとともに、災害検知線３を引き回した広い範囲において災害予測の検知（線状検知）を可能とすることができる。
同一地域の配線を結ぶ定電流器４（Ｒ１）の値を可能な限り小さくするように設定することは、水分を含む自然災害予報を行い次に生ずる地形変化による断線で災害発生を予測して検知して報知するに際して、信頼性の高い報知を行うことができる。
【００３５】
次に、誤動作判別回路が接続された自然災害発生検知装置の実施例について、図７及び図８を参照しながら説明する。
図７は、図１の自然災害発生検知装置に対して、直流電源の＋端子側に、ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳ１から構成される誤動作判別回路４０を接続して構成されている。図中、図１の回路図と同一構成をとる部分については同一符号を付している。
【００３６】
図７の回路中、第１のトランジスタ１０に直列に接続されるダイオード１３は、誘導電圧を防止して第１のトランジスタ１０に電流が逆流するのを防止するものである。断線検知回路１に対して並列に接続されるダイオード１４は、誘導電圧を防止して断線検知回路１に電流が逆流するのを防止するものである。断線検知回路１に対して並列に接続される発光ダイオード１５は、誤動作確認にために点灯させるものであり、発光ダイオード１５に直列に接続される抵抗１６は、発光ダイオード１５に小電流が流れるようにするためのものである。
【００３７】
同様に、第２のトランジスタ２０に直列に接続されるダイオード２５は、誘導電圧を防止して第２のトランジスタ２０に電流が逆流するのを防止するものである。短絡検知回路２に対して並列に接続されるダイオード２６は、誘導電圧を防止して短絡検知回路２に電流が逆流するのを防止するものである。短絡検知回路２に対して並列に接続される発光ダイオード２７は、誤動作確認にために点灯させるものであり、発光ダイオード２７に直列に接続される抵抗２８は、発光ダイオード２７に小電流が流れるようにするためのものである。
【００３８】
上記構成の回路によれば、ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳ１を閉じた状態で断線検知装置１又は短絡検知回路２に電流が流れた場合、発光ダイオード１５又は発光ダイオード２７に電流が流れて点灯し、断線又は短絡の発生を知らせる。この動作の正誤を判別するに場合に、ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳ１を一度オフ状態とし、再度オン状態にすると、誤報である場合は、災害検知線３が正常であるので断線検知回路若しくは短絡検知回路の動作が消滅する。正報である場合は、断線検知回路若しくは短絡検知回路の動作が続行されるので、誤動作であるか否かの判別を行うことができる。
【００３９】
図８は、自然災害発生検知装置の追加・補修工事を行うに場合に、適切に工事されたか否かの試験を断線検知回路や短絡検知回路の動作なしに発光ダイオードの点灯のみで確認できる機能を有する誤動作判別回路を接続した例である。
すなわち、図１の自然災害発生検知装置に対して、直流電源の−端子側に、断線検知回路１及び短絡検知回路２側と、断線検知側電位差抵抗１２及び短絡検知側電位差抵抗２４とを選択的に接続する選択スイッチＳ２を含んで構成される誤動作判別回路５０を接続して構成されている。この回路では、断線検知回路１及び短絡検知回路２側と、断線検知側電位差抵抗１２及び短絡検知側電位差抵抗２４との間に逆流防止用のダイオード５１が選択スイッチＳ２に対して接続されている。
【００４０】
上記構成の回路によれば、自然災害検知装置の追加・補修工事を行うに際して、選択スイッチＳ２を接点１側に接続した状態で、災害検知線３側の断線テストや短絡テストを行った場合においても、発光ダイオード１５又は発光ダイオード２７にのみ電流が流れ、断線検知装置１又は短絡検知回路２を動作させることなく、断線又は短絡の発生の確認（誤動作確認）の試験を行うことができる。
そして、追加・補修工事終了後に、選択スイッチＳ２を接点２側に接続した状態とすれば、図１と同様の断線検知装置１及び短絡検知回路２による災害検知を行うことができる。
【００４１】
また、直流電源の＋端子側に接続される誤動作判別回路４０と、直流電源の−端子側に接続される誤動作判別回路５０の双方を設けたものであれば、自然災害検知装置の災害検知線等の追加工事や補修工事、メンテナンスに長時間必要な場合に際して、誤動作判別回路４０のＯＮ／ＯＦＦスイッチＳ１をオフ状態とすることで、災害検知線３側への電圧供給を遮断させることができるので、電力消費を少なくして省エネルギー化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の自然災害発生検知装置によれば、自然災害の発生が予測される領域に災害検知線を設置することにより、災害検知線の断線検知及び短絡検知について、信頼性の高い検知を行うことができる。
そして、断線検知及び短絡検知を行うことで、自然災害発生予測領域における土地状態等の変化を検知して災害発生の予測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の自然災害発生検知装置の回路説明図である。
【図２】災害検知線に短絡が発生した場合の合成抵抗値を説明するための災害検知線及び定電流器部分の回路説明図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は本発明の自然災害発生検知装置における災害検知線の地面への設置例を示す斜視説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の自然災害発生検知装置の動作を説明するための回路説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の自然災害発生検知装置を設置する場所の例を示した地形説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の自然災害発生検知装置における災害検知線の引き回し例を示す配線説明図である。
【図７】直流電源の＋側に誤動作判別回路を付加した自然災害発生検知装置の実施例の回路説明図である。
【図８】直流電源の−側に誤動作判別回路を付加した自然災害発生検知装置の実施例の回路説明図である。
【図９】従来の自然災害発生検出装置の回路説明図である。
【符合の説明】
【００４４】
１ 断線検知回路
２ 短絡検知回路
３ 災害検知線
３ａ 裸線部
３ｂ 被覆部
４ 定電流器
５ 直流電源
６ 支柱
１０ 第１のトランジスタ
１１ 第３のトランジスタ
１２ 断線検知側電位差抵抗
２０ 第２のトランジスタ
２１ 第４のトランジスタ
２２ 第５のトランジスタ
２３ 定電圧ダイオード
２４ 短絡検知側電位差抵抗
４０ 誤動作判別回路
５０ 誤動作判別回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道施設、自動車道路、発電所、工場、農地、人家に対する自然災害、例えば、暴風雨、豪雨等による冠水、傾斜地に生じる土石流・地すべり・雪崩、河川の氾濫等、広範囲な地域に発生する自然災害の発生を予測して検知するための自然災害発生検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば土砂崩れ・雪崩・河川の氾濫等の自然災害が起こる場合には、その前兆として土砂の移動や河川の増水等による地形状態又は水位状態（以下、土地状態等という）の変化が発生するので、土地状態等の変化をセンサで検知すれば自然災害の発生を予測して検知することができる。
自然災害の発生を予測して検知する装置としては、図９に示すように、抵抗Ａ，抵抗Ａ´，抵抗Ｂ，抵抗Ｂ´で構成されるブリッジ回路６０において、抵抗Ｂ´に対して断線感知器を直列に接続するとともに、抵抗Ｂ´に対して短絡感知器を並列に接続する構成が存在する。断線感知器及び短絡感知器は、自然災害が発生し易い場所に設置して自然災害の前兆となる土地状態等の変化（例えば土砂の移動が発生すること）による機械的な動作により接点が閉じる（若しくは開く）構成により、その設置場所における断線や短絡をスポット的に感知するものである。
そして、上記回路において、「抵抗Ａの抵抗値＝抵抗Ａ´の抵抗値」「抵抗Ｂの抵抗値＝抵抗Ｂ´の抵抗値＋配線抵抗Ｃ」とすることで、通常時においてブリッジ回路の平衡性を維持し、断線感知器６１や短絡感知器６２で断線や短絡を感知した場合にブリッジ回路６０の抵抗値の平衡性が崩れることで、ブリッジ回路６０の中間位置同士間に接続された検知器６５に電流が流れて断線や短絡の発生を検知するものである。
【０００３】
また、雪崩等の自然災害を検知するに際して、その規模や発生時期の把握を行うことができる装置としては、特許文献１のような自然災害発生検出装置が提案されている。
【特許文献１】特許第３７１５４９３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図９に示した自然災害発生検出装置の構造によれば、断線感知器及び短絡感知器の接点は、平常時にオン状態とし土石流や土砂流による浸水が生じた時にオフ状態となる（若しくは、逆にオフ状態からオン状態になる）機械的な動作を伴う構成であるため、動作完了までに時間を要し土地状態等の変化を感知するのにタイムラグが生じるという問題点があった。
また、上記構造によれば、断線感知器６１や短絡感知器６２を設置した場所でのスポット的な点検知であり、ある程度の範囲で検知を行うためには、多数の感知器を設置する必要があり、費用がかかるという問題があった。すなわち、上述の自然災害発生検出装置では、断線や短絡の発生を広域範囲な一定領域で検知（線状的な検知）することができないという問題点があった。
【０００５】
また、上述した自然災害発生検出装置によれば、ブリッジ回路６０において抵抗値の均衡を保つため、「抵抗Ｂの抵抗値＝抵抗Ｂ´の抵抗値＋配線抵抗Ｃ」であることが要件となり、配線抵抗Ｃは設置場所の配線の長さにより変動するので、それに応じて抵抗Ｂ´の抵抗値を調整することが必要となり煩雑であるという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みて提案されたもので、災害検知線を引き回すことで広範囲な場所での断線及び短絡の発生を一つの回路で選択的に検知できる自然災害発生検知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１の自然災害発生検知装置は、電流が流れることにより災害検知線の断線を検知する断線検知回路と、電流が流れることにより災害検知線の短絡を検知する短絡検知回路と、自然災害発生予測領域に設置した定電流器とを直流電源に対してそれぞれ並列に接続し、
前記災害検知線は、前記定電流器に対して配線を引き回して接続するとともに、配線における導電性部分が露出した裸線部を有する一方、
前記災害検知線が正常である場合には前記断線検知回路及び前記短絡検知回路に電流を流すことなく、前記災害検知線が断線した際に前記断線検知回路にのみ選択的に電流を流すとともに、前記災害検知線が短絡した際に前記短絡検知回路にのみ選択的に電流を流すように構成した制御回路と、
を具備することを特徴としている。
【０００８】
請求項２の自然災害発生検知装置は、第１のトランジスタが導通状態となって電流が流れることにより災害検知線の断線を検知する断線検知回路と、第２のトランジスタが導通状態となって電流が流れることにより災害検知線の短絡を検知する短絡検知回路と、自然災害発生予測領域に設置した定電流器とを直流電源に対してそれぞれ並列に接続して成り、次の構成を含むことを特徴としている。
前記災害検知線は、前記定電流器に対して配線を引き回して接続する。
前記災害検知線は、配線における導電性部分が露出した裸線部を有する。
前記第１のトランジスタのオン・オフ制御を行う第３のトランジスタを設ける。
前記第３のトランジスタのベースに電位差を発生させるための断線検知側電位差抵抗を設ける。
前記第２のトランジスタのオン・オフ制御を行う第４のトランジスタを設ける。
前記第４のトランジスタのオン・オフ制御を行う第５のトランジスタを設ける。
前記第５のトランジスタのベースに接続された定電圧ダイオードを設ける。
前記定電圧ダイオードに電位差を発生させるための短絡検知側電位差抵抗を設ける。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２に記載の自然災害発生検知装置において、前記災害検知線は導電性部分が被覆された被覆部を有し、この被覆部を支柱に固定して自然災害発生予測領域に設置して成ることを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２に記載の自然災害発生検知装置において、前記定電流器は、自然災害発生予測領域において、災害検知線の短絡が発生し易い箇所に設置して成ることを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項２に記載の自然災害発生検知装置において、前記直流電源の＋端子側に、ＯＮ／ＯＦＦスイッチから構成される誤動作判別回路を接続したことを特徴としている。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項２又は請求項５に記載の自然災害発生検知装置において、 前記直流電源の−端子側に、断線検知回路及び短絡検知回路側と、断線検知側電位差抵抗及び短絡検知側電位差抵抗とを選択的に接続する選択スイッチを含んで構成される誤動作判別回路を接続したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、定電流器に対して配線を引き回して接続することで災害検知線を構成するので、災害検知線において地形に適した引き回し線の構造を得ることができ、災害検知線の断線や短絡を検知しやすい構成とすることができるとともに、配線を引き回した広い範囲において災害の発生を予測して検知（線状検知）することができる。
【００１４】
自然災害発生予測領域に設置した定電流器に接続された災害検知線に対して、断線検知回路及び短絡検知回路が並列に接続されているので、同一地点の断線検知及び短絡検知を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の一例について、図面を参照しながら説明する。
本発明の自然災害発生検知装置は、自然災害発生予測領域に設置した定電流器４と、定電流器４に接続された災害検知線３と、災害検知線３の断線を検知する断線検知回路１と、災害検知線３の短絡を検知する短絡検知回路２と直流電源５に対してそれぞれ並列に接続して構成されている。
【００１６】
断線検知回路１は、断線検知回路１に直列に接続された第１のトランジスタ１０が導通状態となって電流が流れることにより、この電流値を計測回路（図示せず）で測定することで災害検知線３の断線を検知し、例えばリレー回路（図示せず）を動作させ、自然災害検知装置が設置された近隣に災害発生を知らせる警報器を駆動（警報を鳴らす）して報知するようにしたり、有線・無線・衛星通信で消防署等に通達するように構成されている。
第１のトランジスタ１０のベース側には、この第１のトランジスタ１０のオン・オフ制御を行うための第３のトランジスタ１１のコレクタ側が接続されている。第３のトランジスタ１１のベース・エミッタ間には、第３のトランジスタ１１のベースに電位差を発生させるための断線検知側電位差抵抗１２が接続されることで、第１のトランジスタ１０のオン・オフを制御する制御回路が構成されている。
【００１７】
短絡検知回路２は、短絡検知回路２に直列に接続された第２のトランジスタ２０が導通状態となって電流が流れることにより、この電流値を計測回路（図示せず）で測定することで災害検知線の短絡を検知し、例えばリレー回路（図示せず）を動作させ、自然災害検知装置が設置された近隣に災害発生を知らせる警報器を駆動（警報を鳴らす）して報知するようにしたり、有線・無線・衛星通信で消防署等に通達するように構成されている。
第２のトランジスタ２０のベース側には、この第２のトランジスタのオン・オフ制御を行う第４のトランジスタ２１のコレクタ側が接続されている。第４のトランジスタ２１のベース・エミッタ間には、この第４のトランジスタ２１のオン・オフ制御を行う第５のトランジスタ２２が接続されている。
第５のトランジスタ２２のベース側には定電圧ダイオード２３が接続され、この定電圧ダイオードと第５のトランジスタのエミッタ間に、定電圧ダイオード２３を介して、この定電圧ダイオード２３に電位差を発生させて第５のトランジスタのベースに電流を流すための短絡検知側電位差抵抗２４が接続されている。
したがって、第４のトランジスタ２１、第５のトランジスタ２２、定電圧ダイオード２３、短絡検知側電位差抵抗２４により、第２のトランジスタ２０のオン・オフを制御する制御回路が構成されている。
【００１８】
断線検知側電位差抵抗１２において、第３のトランジスタ１１のベースに接続された側は、災害検知線３及び定電流器４に接続されている。
同様に、短絡検知側電位差抵抗２４において、第５のトランジスタ２２のベースに接続された側は、災害検知線３及び定電流器４に接続されている。
【００１９】
定電流器４は、災害検知線３の正常時に回路に一定の電流が流れるようにするためのもので、例えば抵抗から構成されている。災害検知線３に短絡が発生した場合、図２に示すように、短絡箇所の抵抗Ｒｓとして配線抵抗を無視すると、合成抵抗値Ｒｔ（全体の抵抗）は、抵抗Ｒｓと定電流器４の抵抗Ｒ１と並列接続となり、その値は（Ｒ１Ｒｓ／（Ｒ１＋Ｒｓ））となる。この合成抵抗値Ｒｔは、Ｒ１の値より小さくなるので、正常時及び短絡時の直流電源電圧をＶとすると、正常時に災害検知回路３を流れる電流Ｉ（Ｖ／Ｒ１）に対して、短絡時の短絡電流Ｉｓは、Ｉｓ＝Ｖ／Ｒｔとなり、Ｒｔ＜Ｒ１であるため、電流Ｉより大きな値となる。この短絡電流Ｉｓ（Ｖ／Ｒｔ）が災害検知線３の正常時に流れる電流Ｉ（Ｖ／Ｒ１）と十分区別できる値となるように，予め定電流器４の抵抗Ｒ１が設定されている。
【００２０】
災害検知線３は、定電流器４に対して自然災害の発生を予測して検知したい場所（丘陵の斜面や頂上部、谷、河川・湖の堤防等）に配線を引き回して接続するようになっている。この構成により、配線を引き回した広い範囲において、災害検知線３に発生する断線や短絡を検知可能とすることで、自然災害の前兆となる土地状態等の変化を検知することができる。
配線の引き回しの具体的な構造は、自然災害の発生を予測して検知し易い場所や検知したい災害の種類によって異なるものであり、具体的な配線の引き回し例については後述する。
【００２１】
また、災害検知線３は、短絡情報を得るために、配線の被覆部３ｂを除去して導電性部分が露出した裸線部３ａを有するように構成されている。この裸線部３ａは、災害検知線３の全体に亘って連続して形成されるものでも良いが、被覆部３ｂと裸線部３ａとが交互に形成されるものが好ましい。すなわち、災害検知線３は災害発生地域に引き回して設置されるが、配線の全てが裸線部である場合には、この裸線部を所定の間隔をもって地面に設置される支柱に固定しなければなない。その場合、風等による揺れの繰り返し荷重を受け、晴天時でも断線が生じることから誤作動の要因となる可能性がある。
これに対して、図３（ａ）に示すように、災害検知線３の被覆部３ｂを支柱６に固定すれば、揺れによる断線発生を防止でき、断線検知に対する信頼性の向上を図ることができる。災害地域の地面に設置する支柱６の間隔は、地形、風土や環境及び土質の相違により異なるため、裸線部３ａに対する被覆部３ｂの位置についても不規則な間隔に設けられている。
【００２２】
図３（ａ）は、災害検知線３による断線検知を主として検知する場合の設置方法であるが、短絡検知を検知させる場合には、図３（ｂ）に示すように、それぞれ水平板７ａを有する支柱７，７を支柱６に対して配設し、支柱７，７の水平板７ａの両端で裸線部を拡げて支持することで、支柱６に固定された被覆部に対して裸線部同士を近接位置に配置する。この構造によれば、比較的に近い位置に裸線部同士が位置させることが可能となるので、土砂や雪崩等（導電性を有する）を介して裸線部同士が接続することで短絡状態を検知できる。
【００２３】
次に、上記構造の自然災害発生検知装置による災害検知線３の正常時、断線時、短絡時における回路動作について、図４（ａ）〜（ｃ）を参照しながらそれぞれ説明する。
（正常時）
災害検知線３に断線や短絡がない正常時の場合（図４（ａ））、定電流器４の抵抗値Ｒ１を含む回路の抵抗値の抵抗値Ｒは、配線抵抗Ｒｐを考慮した場合、Ｒ＝Ｒ１＋Ｒｐとなる。ただし、Ｒｐは、「Ｒｐ＝（Ｒ２×Ｒ３）／（Ｒ２＋Ｒ３）＋検知線３の抵抗値」で示される。したがって、直流電源電圧をＶとすると、災害検知線３には電流I（＝Ｖ／（Ｒ１＋Ｒｐ））が流れる。
この電流Ｉにより短絡検知側電位差抵抗２４の抵抗Ｒ２の両端（第５のトランジスタ２２のエミッタと定電圧ダイオード２３間）に電位差が発生するが、電流Ｉが小さいので定電圧ダイオード２３が動作に十分な電位差が生じない。そのため、第５のトランジスタ２２はオフ状態を維持する。
第４のトランジスタ２１のベース・エミッタ間に直流電源５による電源電圧がかかりベース電流が流れる。その結果、第４のトランジスタ２１がオン状態となり、第２のトランジスタ２０がオフ状態となる。
同時に電流Ｉにより断線検知側電位差抵抗１２の抵抗Ｒ３の両端（第３のトランジスタ１１のエミッタとベース間）に電位差が発生する。電流Ｉは小さいが第３のトランジスタ１１を導通させるに十分な電位差が発生する。その結果、第３のトランジスタ１１がオン状態となり、第１のトランジスタ１０がオフ状態を維持する。
【００２４】
（断線時）
災害検知線３のいずれかの箇所に断線が生じた場合（図４（ｂ））、災害検知線３には断線により電流が流れない。したがって、短絡検知側電位差抵抗２４の抵抗Ｒ２の両端（第５のトランジスタ２２のエミッタと定電圧ダイオード２３間）に電位差が発生せず、定電圧ダイオード２３が動作しない。そのため、第５のトランジスタがオフ状態を維持する。
一方、第４のトランジスタ２１のベース・エミッタ間には直流電源５による電源電圧がかかり、ベース電流が流れるため、第４のトランジスタ２１がオン状態となり、第２のトランジスタ２０がオフ状態を維持する。
第３のトランジスタについては、断線検知側電位差抵抗１２に電流が流れないので抵抗Ｒ３の両端に電位差が発生せず、第３のトランジスタ１１がオフ状態となる。その結果、第１のトランジスタ１０のベース・エミッタ間に直流電源５による電源電圧がかかり、第１のトランジスタ１０がオン状態となり、断線検出回路１に電流が流れて断線発生を検知する。
【００２５】
（短絡時）
災害検知線３のいずれかの箇所に短絡が生じた場合（図４（ｃ））、災害検知線３には短絡箇所により抵抗値が変動するので、それに応じた短絡電流Ｉｓが流れる。この短絡電流Ｉｓは、定電流器４の抵抗Ｒ１を流れないので、正常時に流れる電流Ｉよりも十分大きい値となる。
そして、この短絡電流Ｉｓにより短絡検知側電位差抵抗２４の抵抗Ｒ２の両端（第５のトランジスタ２２のエミッタと定電圧ダイオード２３間）に定電圧ダイオード２３が動作に十分な電位差が発生し、第５のトランジスタ２２がオン状態となることで、第４のトランジスタ２１にベース電流が流れず、第４のトランジスタ２１がオフ状態を維持する。
第４のトランジスタ２１がオフ状態を維持した場合、第２のトランジスタ２０のベース・エミッタ間に短絡電流Ｉｓの電圧効果による電圧差が発生し、第２のトランジスタ２０がオン状態となり、短絡検出回路２に電流が流れて短絡発生を検知する。
同時に、短絡電流Ｉｓにより断線検知側電位差抵抗１２の抵抗Ｒ３の両端（第３のトランジスタ１１のエミッタとベース間）に電位差が発生し、第３のトランジスタ１１がオン状態となり、第１のトランジスタ１０がオフ状態を維持する。
【００２６】
災害検知線３に短絡が発生した場合、短絡箇所の短絡抵抗Ｒｓ，断線検知回路１及び短絡検知回路２側の配線抵抗Ｒｘ，定電流器４側の配線抵抗Ｒｙとすると、合成抵抗値Ｒｔは、定電流器４の抵抗Ｒ１と短絡抵抗Ｒｓとの合成抵抗に配線抵抗Ｒｘ，Ｒｙを加算した値、すなわち、Ｒｔ＝Ｒｘ＋Ｒｙ＋（Ｒ１Ｒｓ／（Ｒ１＋Ｒｓ））となるので、短絡電流Ｉｓの値は、直流電源電圧Ｖを合成抵抗値Ｒｔで除した値（Ｖ／Ｒｔ）となる。
短絡が生じた部分の短絡抵抗Ｒｓについては、土質、土砂や雪崩に含まれる水分や不純物の量により異なる値となる。そして、前記した合成抵抗値Ｒｔが小さくなれば、大きい短絡電流Ｉｓが流れることになる。
短絡電流Ｉｓは異常発生を検知するため、ある一定値以上である（正常時の電流値と区別できる）必要があるが、短絡電流Ｉｓの値が同じ大きさであるとすると、配線抵抗を含む合成抵抗値Ｒｔが同じ大きさとなる。その場合、定電流器４の抵抗Ｒ１を小さくすることにより、合成抵抗値Ｒｔにおける配線抵抗の値を大きく設定することができる。
配線抵抗を大きく設定できるということは、芯径が同じ災害検知線３を使用した場合、それだけ長く引き回すことが可能であることを意味するので、より広範囲の領域における災害の検知を行うことができ、短絡予報の信頼性を向上させることができる。
したがって、合成抵抗値Ｒｔの値に影響する定電流器４の抵抗Ｒ１は、可能な範囲で小さくなるように設定するのが好ましい。
【００２７】
また、定電流器が設置された箇所に災害の前兆となる土地状態等の変化が発生し定電流器を含んで短絡したような場合、定電流器の抵抗値を考慮することなく、短絡が生じた部分の抵抗で短絡電流が定まるので、合成抵抗値より小さい値となり短絡電流も大きくなる。したがって、定電流器の設置場所は、土砂崩れや雪崩等の災害が発生し易い場所するのが好ましい。
【００２８】
上記した自然災害発生検知装置の回路構成によれば、災害検知線３に断線や短絡が発生した場合、定電流器４に電流が流れない（断線時）、又は、正常時に定電流器４に流れる電流に対して大きな電流値である短絡電流が流れる（短絡時）ことにより、直流電源に対してそれぞれ並列に接続された断線検知回路１又は短絡検知回路２を動作させ、広い範囲の同一地域に対して断線であるか短絡であるかの検知を行うことができる。
災害検知線の断線及び短絡の発生は、断線検知回路１又は短絡検知回路２に電流が流れるか否かで判断されるため、災害予測検知の異常発生に対してタイムラグなく断線及び短絡の発生を検知することができる。
【００２９】
続いて、配線構造の具体的な引き回し例について、図５及び図６を参照しながら説明する。
例えば、図５（ａ）に示すように谷における災害発生を予測して検知する場合には、図６（ａ）に示すように、降雨に際して水を含み易い谷の上部に定電流器４を設置し台形状に災害検知線３を引き回して構成する。
【００３０】
図５（ｂ）に示すような山や丘陵における災害発生を予測して検知する場合には、図６（ｂ）に示すように、降雨に際して水を含んで崩れ易い頂上部に配線中央に位置する定電流器４を設置し、両側に配線の往復路を繰り返した方形状に災害検知線３を引き回して構成する。
【００３１】
図５（ｃ）に示すような河川・湖の堤防に設置する場合には、図６（ｃ）に示すように、氾濫が生じ易い川上部に定電流器４を設置し、往復する配線を方形状に災害検知線３を引き回して構成する。
【００３２】
図５（ｄ）に示すような傾斜面における強度舗装地に設置する場合には、図６（ｄ）に示すように、降雨に際して水を含んで崩れ易い上部位置に配線中央に位置する定電流器４を設置し、配線の往復路を繰り返した方形状に災害検知線３を引き回して構成する。
また、地形が複雑な場所に設置する場合には、これらの引き回し線の構成を組み合わせた引き回しの構成であってよい。
【００３３】
図５（ａ）〜（ｄ）に示したいずれの地形においても、降雨等の自然現象に対して水を含んで崩れ易い箇所（例えば上部）や水分を含み易い箇所（災害検知線の短絡が発生し易い箇所）に定電流器４を設置することで、災害の前兆となる土地状態等の変化発生時の短絡電流値を大きくすることができ、災害発生検知装置の予報感度を高めることができる。
【００３４】
また、災害検知線３は、定電流器４に対して配線を引き回して接続することで構成されるので、災害検知線３において地形に適した引き回し線の構造を得ることができ、災害発生を予測検知しやすい構成とすることができるとともに、災害検知線３を引き回した広い範囲において災害予測の検知（線状検知）を可能とすることができる。
同一地域の配線を結ぶ定電流器４（Ｒ１）の値を可能な限り小さくするように設定することは、水分を含む自然災害予報を行い次に生ずる地形変化による断線で災害発生を予測して検知して報知するに際して、信頼性の高い報知を行うことができる。
【００３５】
次に、誤動作判別回路が接続された自然災害発生検知装置の実施例について、図７及び図８を参照しながら説明する。
図７は、図１の自然災害発生検知装置に対して、直流電源の＋端子側に、ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳ１から構成される誤動作判別回路４０を接続して構成されている。図中、図１の回路図と同一構成をとる部分については同一符号を付している。
【００３６】
図７の回路中、第１のトランジスタ１０に直列に接続されるダイオード１３は、誘導電圧を防止して第１のトランジスタ１０に電流が逆流するのを防止するものである。断線検知回路１に対して並列に接続されるダイオード１４は、誘導電圧を防止して断線検知回路１に電流が逆流するのを防止するものである。断線検知回路１に対して並列に接続される発光ダイオード１５は、誤動作確認にために点灯させるものであり、発光ダイオード１５に直列に接続される抵抗１６は、発光ダイオード１５に小電流が流れるようにするためのものである。
【００３７】
同様に、第２のトランジスタ２０に直列に接続されるダイオード２５は、誘導電圧を防止して第２のトランジスタ２０に電流が逆流するのを防止するものである。短絡検知回路２に対して並列に接続されるダイオード２６は、誘導電圧を防止して短絡検知回路２に電流が逆流するのを防止するものである。短絡検知回路２に対して並列に接続される発光ダイオード２７は、誤動作確認にために点灯させるものであり、発光ダイオード２７に直列に接続される抵抗２８は、発光ダイオード２７に小電流が流れるようにするためのものである。
【００３８】
上記構成の回路によれば、ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳ１を閉じた状態で断線検知装置１又は短絡検知回路２に電流が流れた場合、発光ダイオード１５又は発光ダイオード２７に電流が流れて点灯し、断線又は短絡の発生を知らせる。この動作の正誤を判別するに場合に、ＯＮ／ＯＦＦスイッチＳ１を一度オフ状態とし、再度オン状態にすると、誤報である場合は、災害検知線３が正常であるので断線検知回路若しくは短絡検知回路の動作が消滅する。正報である場合は、断線検知回路若しくは短絡検知回路の動作が続行されるので、誤動作であるか否かの判別を行うことができる。
【００３９】
図８は、自然災害発生検知装置の追加・補修工事を行うに場合に、適切に工事されたか否かの試験を断線検知回路や短絡検知回路の動作なしに発光ダイオードの点灯のみで確認できる機能を有する誤動作判別回路を接続した例である。
すなわち、図１の自然災害発生検知装置に対して、直流電源の−端子側に、断線検知回路１及び短絡検知回路２側と、断線検知側電位差抵抗１２及び短絡検知側電位差抵抗２４とを選択的に接続する選択スイッチＳ２を含んで構成される誤動作判別回路５０を接続して構成されている。この回路では、断線検知回路１及び短絡検知回路２側と、断線検知側電位差抵抗１２及び短絡検知側電位差抵抗２４との間に逆流防止用のダイオード５１が選択スイッチＳ２に対して接続されている。
【００４０】
上記構成の回路によれば、自然災害検知装置の追加・補修工事を行うに際して、選択スイッチＳ２を接点１側に接続した状態で、災害検知線３側の断線テストや短絡テストを行った場合においても、発光ダイオード１５又は発光ダイオード２７にのみ電流が流れ、断線検知装置１又は短絡検知回路２を動作させることなく、断線又は短絡の発生の確認（誤動作確認）の試験を行うことができる。
そして、追加・補修工事終了後に、選択スイッチＳ２を接点２側に接続した状態とすれば、図１と同様の断線検知装置１及び短絡検知回路２による災害検知を行うことができる。
【００４１】
また、直流電源の＋端子側に接続される誤動作判別回路４０と、直流電源の−端子側に接続される誤動作判別回路５０の双方を設けたものであれば、自然災害検知装置の災害検知線等の追加工事や補修工事、メンテナンスに長時間必要な場合に際して、誤動作判別回路４０のＯＮ／ＯＦＦスイッチＳ１をオフ状態とすることで、災害検知線３側への電圧供給を遮断させることができるので、電力消費を少なくして省エネルギー化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の自然災害発生検知装置によれば、自然災害の発生が予測される領域に災害検知線を設置することにより、災害検知線の断線検知及び短絡検知について、信頼性の高い検知を行うことができる。
そして、断線検知及び短絡検知を行うことで、自然災害発生予測領域における土地状態等の変化を検知して災害発生の予測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の自然災害発生検知装置の回路説明図である。
【図２】災害検知線に短絡が発生した場合の合成抵抗値を説明するための災害検知線及び定電流器部分の回路説明図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は本発明の自然災害発生検知装置における災害検知線の地面への設置例を示す斜視説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の自然災害発生検知装置の動作を説明するための回路説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の自然災害発生検知装置を設置する場所の例を示した地形説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の自然災害発生検知装置における災害検知線の引き回し例を示す配線説明図である。
【図７】直流電源の＋側に誤動作判別回路を付加した自然災害発生検知装置の実施例の回路説明図である。
【図８】直流電源の−側に誤動作判別回路を付加した自然災害発生検知装置の実施例の回路説明図である。
【図９】従来の自然災害発生検出装置の回路説明図である。
【符合の説明】
【００４４】
１ 断線検知回路
２ 短絡検知回路
３ 災害検知線
３ａ 裸線部
３ｂ 被覆部
４ 定電流器
５ 直流電源
６ 支柱
１０ 第１のトランジスタ
１１ 第３のトランジスタ
１２ 断線検知側電位差抵抗
２０ 第２のトランジスタ
２１ 第４のトランジスタ
２２ 第５のトランジスタ
２３ 定電圧ダイオード
２４ 短絡検知側電位差抵抗
４０ 誤動作判別回路
５０ 誤動作判別回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流が流れることにより災害検知線の断線を検知する断線検知回路と、電流が流れることにより災害検知線の短絡を検知する短絡検知回路と、自然災害発生予測領域に設置した定電流器とを直流電源に対してそれぞれ並列に接続し、
前記災害検知線は、前記定電流器に対して配線を引き回して接続するとともに、配線における導電性部分が露出した裸線部を有する一方、
前記災害検知線が正常である場合には前記断線検知回路及び前記短絡検知回路に電流を流すことなく、前記災害検知線が断線した際に前記断線検知回路にのみ選択的に電流を流すとともに、前記災害検知線が短絡した際に前記短絡検知回路にのみ選択的に電流を流すように構成した制御回路と、
を具備することを特徴とする自然災害発生検知装置。
【請求項２】
第１のトランジスタが導通状態となって電流が流れることにより災害検知線の断線を検知する断線検知回路と、第２のトランジスタが導通状態となって電流が流れることにより災害検知線の短絡を検知する短絡検知回路と、自然災害発生予測領域に設置した定電流器とを直流電源に対してそれぞれ並列に接続し、
前記災害検知線は、前記定電流器に対して配線を引き回して接続するとともに、配線における導電性部分が露出した裸線部を有する一方、
前記第１のトランジスタのオン・オフ制御を行う第３のトランジスタと、
前記第３のトランジスタのベースに電位差を発生させるための断線検知側電位差抵抗と、
前記第２のトランジスタのオン・オフ制御を行う第４のトランジスタと、
前記第４のトランジスタのオン・オフ制御を行う第５のトランジスタと、
前記第５のトランジスタのベースに接続された定電圧ダイオードと、
前記定電圧ダイオードに電位差を発生させるための短絡検知側電位差抵抗と、
を具備することを特徴とする自然災害発生検知装置。
【請求項３】
前記災害検知線は導電性部分が被覆された被覆部を有し、この被覆部を支柱に固定して自然災害発生予測領域に設置して成る請求項２に記載の自然災害発生検知装置。
【請求項４】
前記定電流器は、自然災害発生予測領域において、災害検知線の短絡が発生し易い箇所に設置して成る請求項２に記載の自然災害発生検知装置。
【請求項５】
前記直流電源の＋端子側に、ＯＮ／ＯＦＦスイッチから構成される誤動作判別回路を接続した請求項２に記載の自然災害発生検知装置。
【請求項６】
前記直流電源の−端子側に、断線検知回路及び短絡検知回路側と、断線検知側電位差抵抗及び短絡検知側電位差抵抗とを選択的に接続する選択スイッチを含んで構成される誤動作判別回路を接続した請求項２又は請求項５に記載の自然災害発生検知装置。
【請求項１】
電流が流れることにより災害検知線の断線を検知する断線検知回路と、電流が流れることにより災害検知線の短絡を検知する短絡検知回路と、自然災害発生予測領域に設置した定電流器とを直流電源に対してそれぞれ並列に接続し、
前記災害検知線は、前記定電流器に対して配線を引き回して接続するとともに、配線における導電性部分が露出した裸線部を有する一方、
前記災害検知線が正常である場合には前記断線検知回路及び前記短絡検知回路に電流を流すことなく、前記災害検知線が断線した際に前記断線検知回路にのみ選択的に電流を流すとともに、前記災害検知線が短絡した際に前記短絡検知回路にのみ選択的に電流を流すように構成した制御回路と、
を具備することを特徴とする自然災害発生検知装置。
【請求項２】
第１のトランジスタが導通状態となって電流が流れることにより災害検知線の断線を検知する断線検知回路と、第２のトランジスタが導通状態となって電流が流れることにより災害検知線の短絡を検知する短絡検知回路と、自然災害発生予測領域に設置した定電流器とを直流電源に対してそれぞれ並列に接続し、
前記災害検知線は、前記定電流器に対して配線を引き回して接続するとともに、配線における導電性部分が露出した裸線部を有する一方、
前記第１のトランジスタのオン・オフ制御を行う第３のトランジスタと、
前記第３のトランジスタのベースに電位差を発生させるための断線検知側電位差抵抗と、
前記第２のトランジスタのオン・オフ制御を行う第４のトランジスタと、
前記第４のトランジスタのオン・オフ制御を行う第５のトランジスタと、
前記第５のトランジスタのベースに接続された定電圧ダイオードと、
前記定電圧ダイオードに電位差を発生させるための短絡検知側電位差抵抗と、
を具備することを特徴とする自然災害発生検知装置。
【請求項３】
前記災害検知線は導電性部分が被覆された被覆部を有し、この被覆部を支柱に固定して自然災害発生予測領域に設置して成る請求項２に記載の自然災害発生検知装置。
【請求項４】
前記定電流器は、自然災害発生予測領域において、災害検知線の短絡が発生し易い箇所に設置して成る請求項２に記載の自然災害発生検知装置。
【請求項５】
前記直流電源の＋端子側に、ＯＮ／ＯＦＦスイッチから構成される誤動作判別回路を接続した請求項２に記載の自然災害発生検知装置。
【請求項６】
前記直流電源の−端子側に、断線検知回路及び短絡検知回路側と、断線検知側電位差抵抗及び短絡検知側電位差抵抗とを選択的に接続する選択スイッチを含んで構成される誤動作判別回路を接続した請求項２又は請求項５に記載の自然災害発生検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１５６７１４（Ｐ２００９−１５６７１４Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３５３６２（Ｐ２００７−３３５３６２）
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【特許番号】特許第４２６８２０７号（Ｐ４２６８２０７）
【特許公報発行日】平成２１年５月２７日（２００９．５．２７）
【出願人】（０００２３８２９０）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【特許番号】特許第４２６８２０７号（Ｐ４２６８２０７）
【特許公報発行日】平成２１年５月２７日（２００９．５．２７）
【出願人】（０００２３８２９０）
【Ｆターム（参考）】
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