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テクニカルガイド

■主要センサの基本原理

地震動の精密計測や信頼性の高い警報出力を得るには、サーボ型に代表されるサイズモ系方式の地震センサが必要になりますが、単に地震の大きさだけを検出することを目的とした地震計では必ずしもこの方式を必要としません。その代表的なものが落球型感震器(地震センサ)です。 以下、サーボ型、振子型、落球型の基本原理を示します。

■サーボ型

振子に加速度が加わって零位置からずれると、高感度の変位検出器がこのずれを検出。その信号は、サーボ増幅器を通って駆動部に電流を流します。電流はずれと逆方向の電磁気力を発生して、振子をもとの零位置にもどすよう働きます。この力は、ずれを起こした力と比例していますので、流れた電流によって加速度を測ることができます。
従来の加速度センサでは、振子のずれそのものを直接または間接に測定していたのに対し、このサーボ型加速度センサでは振子の零位置にもどした状態で測定するという点にその特長があり、高感度、高精度で測定できます。

サーボ型

■振子型

地震動の強さは、そのゆれの幅(変位振幅)と変化の早さ(周期)で表わすことができます。振幅を測定するには基準となる不動点が必要ですが、地震動の場合、地盤そのものが動いてしまうため不動点が得られません。そこで、振子重錘を基準として地震動を計測しようとしたのが、振子型地震計です。厳密には、振子重錘もばねや減衰器を介して地盤や構造物に接続されているため絶対静止点ではありませんが、一定の法則に従って運動する振子の動きを記憶することによって、地震動を解析することができます。
制御用地震計をはじめ、多くの地震計に振子型が採用されています。振子型の感震方向は、水平方向と上下方向とがあり、右図は水平方向の基本原理になります。

振子型

■落球型

これは、パイプの上にのった球体が、地震動に伴って加わる水平加速度によって落下するか否かで、地震動の大きさを測る方式です。落下時の加速度は、球の直径とパイプの径の比で決められます。例えば、感震部に、8Galから250Galまでの7段階に対応するパイプを備え、7個の鋼球がのっているとします。地震動で7個のうちの何個かが落球した場合、そのうちの最大加速度のものの信号を表示部に送り、必要な表示が出せるようになっています。この方式の特長は、簡単な機構の故に高い精度をもち、信頼性の高いことで、石油ストーブの耐震自動消火装置や災害防止用スイッチなどに広く使用されています。

落球型

ソリューション事例

【事例1】2 out of 3でのシステム制御

出来る限り停止措置をしたくないブラントに対して、地震時のプラントの制御信号(警報出力による接点)を、2out of 3の制御システムで構築にすることにより、より一層信頼性の高い地震検知を可能にし、お客様の設備を守ります。

【事例1】2 out of 3でのシステム制御

【事例2】ネットワークを利用した地震速報支援

地震計をネットワークに繋ぐことで、地震の速報データの遠方への転送、波形記録確認、保存などを実現します。

【事例2】ネットワークを利用した地震速報支援

【事例3】クラウドサービスを使用した地震時の対応

マルチデバイス対応で、地震時のメール配信や、地震情報のダウンロード、機器の一部状態確認等を行うことができます。

【事例3】クラウドサービスを使用した地震時の対応

協力企業
株式会社フィールドプロ(https://fieldpro.jp/
フロムデータ株式会社(https://fromdata.co.jp/) >>カタログはこちら
株式会社サイスミック(https://www.seismic.co.jp/

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