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JP2575294Y2 - Vibration analyzer - Google Patents

Vibration analyzer

Info

Publication number
JP2575294Y2
JP2575294Y2 JP1992024600U JP2460092U JP2575294Y2 JP 2575294 Y2 JP2575294 Y2 JP 2575294Y2 JP 1992024600 U JP1992024600 U JP 1992024600U JP 2460092 U JP2460092 U JP 2460092U JP 2575294 Y2 JP2575294 Y2 JP 2575294Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
vibration
time
generated
feature amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1992024600U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0577730U (en
Inventor
勝行 稲毛
勉 石田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp filed Critical Omron Corp
Priority to JP1992024600U priority Critical patent/JP2575294Y2/en
Publication of JPH0577730U publication Critical patent/JPH0577730U/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2575294Y2 publication Critical patent/JP2575294Y2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は、振動解析装置に関する
もので、より具体的には検出した振動が、地震によるも
のか、それ以外のものかを判別したりするための解析装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration analyzing apparatus, and more specifically, to an analyzing apparatus for determining whether a detected vibration is caused by an earthquake or other.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の振動解析装置としては、例えば特
開平4−38427号公報に示されるものがある。すな
わち、地震波等の入力波をパルス波に変換し、その変換
されたパルス信号の一定時間内に生じるパルス数,パル
スがオンしている時間,パルスがオフしている時間並び
にそれら各パルス間のオン時間比,オフ時間比を特徴量
としてファジィ推論を行い、その入力波が地震波か否か
の判断を行っている。
2. Description of the Related Art A conventional vibration analyzer is disclosed in, for example, JP-A-4-38427. That is, an input wave such as a seismic wave is converted into a pulse wave, and the number of pulses generated within a fixed time of the converted pulse signal, the time during which the pulse is on, the time during which the pulse is off, and the time between these pulses Fuzzy inference is performed using the on-time ratio and the off-time ratio as features, and it is determined whether or not the input wave is a seismic wave.

【0003】[0003]

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の振動解析装置では、多数種の特徴量を要すると
ともに、上記各特徴量を抽出するためには、上記一定時
間内に生じるすべてのパルスを検出し、その発生数、並
びに各パルスのオン時間と、前後のパルス間のオフ時間
を計測し、その計測結果に基づいて相互に比較・演算処
理をして特徴量を得なければならず、その作業が煩雑と
なる。しかも、得られた特徴量を用いて行うファジィル
ール数も多くなる。その結果、解析処理が複雑・煩雑化
し、処理に長時間を要してしまう。
However, in the above-described conventional vibration analysis apparatus, a large number of types of feature amounts are required, and all the pulses generated within the predetermined time are extracted to extract the respective feature amounts. The number of occurrences, the on-time of each pulse, and the off-time between the preceding and succeeding pulses must be measured and compared with each other based on the measurement result to obtain a feature amount. The work becomes complicated. In addition, the number of fuzzy rules to be performed using the obtained feature amount also increases. As a result, the analysis processing becomes complicated and complicated, and the processing takes a long time.

【0004】本考案は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、使用する特徴量の数
を少なくし、振動波形の解析を高速に行うことのできる
振動解析装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide a vibration analyzing apparatus capable of reducing the number of features to be used and analyzing a vibration waveform at high speed. To provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本考案に係る振動解析装置では、振動波形を複
数の異なるしきい値処理部で複数の2値波形に変換する
信号生成回路と、低しきい値により変換された2値波形
の第1パルスの発生から、高しきい値により変換された
2値波形の第1パルスが発生するまでの時間と、その高
しきい値により変換された2値波形の第1パルスから第
2パルスまでのオフ時間とを特徴量として抽出する特徴
量抽出手段と、その特徴量抽出手段が抽出した前記特徴
量を入力として前記振動波形の種別を判別する判別手段
とを備えた。
In order to achieve the above-mentioned object, in a vibration analyzing apparatus according to the present invention, a signal generating circuit for converting a vibration waveform into a plurality of binary waveforms by a plurality of different threshold processing sections. And the time from the generation of the first pulse of the binary waveform converted by the low threshold to the generation of the first pulse of the binary waveform converted by the high threshold, and the high threshold A feature amount extracting unit that extracts an off time from a first pulse to a second pulse of the converted binary waveform as a feature amount, and a type of the vibration waveform using the feature amount extracted by the feature amount extracting unit as an input Determining means for determining the

【0006】[0006]

【作用】振動が発生すると、その振動に応じたアナログ
波が、信号生成回路に入力される。すると、この信号生
成回路では、異なるしきい値により複数の2値波形が形
成され、次段の特徴量抽出手段に送られ、所定の特徴量
が抽出される。そして、その抽出された特徴量に基づい
て、判別手段において上記振動が地震によるものか否か
が判断される。すなわち、地震の場合には、最初に比較
的小さな振動(低しきい値により変換された2値波形の
第1パルスが発生する)があり、一定期間経過後本格的
な大きな揺れ(高しきい値により変換された2値波形の
第1パルスが発生する)がくる。従って、係る期間が長
いと地震の可能性が大きい。また、係る大きな振動は所
定の間隔でオン・オフするため、高しきい値により変換
された2値波形の第1パルスから第2パルスまでのオフ
時間が大きい場合にも地震の可能性が大きい。一方、人
為的な衝撃の場合には、いきなり大きな振動が生じ、し
かも、比較的短かな周期で揺れる。したがって、上記期
間並びにオフ時間がともに短い場合には、人為的な振動
の可能性が大きい。
When a vibration is generated, an analog wave corresponding to the vibration is input to a signal generation circuit. Then, in this signal generation circuit, a plurality of binary waveforms are formed by different threshold values, and are sent to the next-stage feature value extracting means, where a predetermined feature value is extracted. Then, based on the extracted feature amount, the determination unit determines whether the vibration is caused by an earthquake. That is, in the case of an earthquake, first, there is a relatively small vibration (a first pulse of a binary waveform converted by a low threshold is generated), and after a certain period of time, a full-scale large shaking (a high threshold) The first pulse of the binary waveform converted by the value is generated). Therefore, if the period is long, the possibility of an earthquake is large. In addition, since such a large vibration is turned on and off at a predetermined interval, the possibility of an earthquake is large even when the off-time from the first pulse to the second pulse of the binary waveform converted by the high threshold is long. . On the other hand, in the case of an artificial impact, a large vibration is suddenly generated, and the vibration is generated at a relatively short cycle. Therefore, when both the period and the off time are short, the possibility of artificial vibration is large.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本考案に係る振動解析装置の好適な実
施例を添付図面を参照にして詳述する。図1は、本考案
に係る振動解析装置の一実施例を示している。同図に示
すように、本考案の振動解析装置10は、自動水平感震
器等の振動検出器11の出力側に接続されている。振動
検出器11は、振動を受けるとその大きさに比例して出
力電圧が変動するもので、その出力波形は、アナログ波
となる。そして、本考案の装置10では、そのアナログ
波を入力として、その波形の発生要因が地震か或いは人
為的な操作にともなう衝撃かの判定を行うもので、その
アナログ波が、信号生成回路12に入力される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the vibration analyzing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the vibration analysis device according to the present invention. As shown in the figure, the vibration analysis device 10 of the present invention is connected to the output side of a vibration detector 11 such as an automatic horizontal seismic sensor. When the vibration detector 11 receives vibration, its output voltage fluctuates in proportion to the magnitude of the vibration, and its output waveform is an analog wave. In the device 10 of the present invention, the analog wave is used as input to determine whether the cause of the waveform is an earthquake or an impact caused by an artificial operation, and the analog wave is sent to the signal generation circuit 12. Is entered.

【0008】この信号生成回路12は、平行に配置され
たしきい値の異なる2つの比較器12a,12bから構
成され、第1の比較器12aのしきい値は4.0Vに設
定され、また、第2の比較器12bのしきい値は2.0
Vに設定されている。これにより、各比較器では、上記
アナログ波が2値化されオン/オフのパルス波に変換さ
れる。すなわち、これら両比較器12a,12bが、し
きい値処理部になる。
This signal generating circuit 12 is composed of two comparators 12a and 12b having different thresholds arranged in parallel, the threshold of the first comparator 12a is set to 4.0V, and , The threshold value of the second comparator 12b is 2.0
V is set. Thus, in each comparator, the analog wave is binarized and converted into an on / off pulse wave. That is, these comparators 12a and 12b become a threshold processing unit.

【0009】そして、それら両比較器12a,12bの
出力が、次段の特徴量抽出部13に入力される。この特
徴量抽出部13では、上記2つのパルスデータに基づい
て所定の特徴量を抽出するもので、具体的には以下のよ
うになっている。すなわち、振動が生じると、図2に示
すようにしきい値の違いから、出力電圧が2V以上で4
V未満の場合には、第2の比較器12bによって生成さ
れるパルスデータ2のみにパルスが発生し、4V以上の
場合には、そのパルスデータ2に加え、第1の比較器1
2aによって生成されるパルスデータ1でもパルスが発
生する。そして、両パルスが同時に発生する場合であっ
ても、発生しているパルス幅(オン時間)はパルスデー
タ2におけるパルス幅の方が大きく、また、パルスデー
タ2のパルスが立ち上がった後、パルスデータ1のパル
スが立ち上がり、パルスデータ1のパルスが立ち下がっ
た後、パルスデータのパルスが立ち下がるようになる。
The outputs of the comparators 12a and 12b are input to the feature extraction unit 13 at the next stage. This feature value extraction unit 13 extracts a predetermined feature value based on the above two pulse data, and is specifically as follows. That is, when vibration occurs, as shown in FIG.
When the voltage is lower than V, a pulse is generated only in the pulse data 2 generated by the second comparator 12b, and when the voltage is 4 V or higher, the first comparator 1
A pulse is also generated in the pulse data 1 generated by 2a. Even when both pulses are generated at the same time, the generated pulse width (ON time) of the pulse data 2 is larger than that of the pulse data 2, and after the pulse of the pulse data 2 rises, the pulse data After the 1 pulse rises and the pulse of the pulse data 1 falls, the pulse of the pulse data falls.

【0010】ここで、振動を検知し、パルスデータ2の
一番目のパルス(第1パルス)P21が発生(立ち上が
り)してから一定期間に生じる両パルスデータにおける
パルスを特徴量を求めるための計算の対象データとし、
その第1パルスP21が発生してから、パルスデータ1の
第1パルスP11が発生するまでの時間(遅れ時間)RT
と、そのパルスデータ1の第1パルスP11から第2パル
スP12が発生するまでのオフ時間(第1パルスP11の立
ち下がりから、第2パルスP12の立ち上がりまでの時
間)OFFTをそれぞれ計算することにより特徴量を求
める。
Here, a calculation is performed to detect the vibration and to determine the characteristic amount of the pulse in both pulse data generated during a certain period after the first pulse (first pulse) P21 of the pulse data 2 is generated (rising). Target data,
Time (lag time) RT from the generation of the first pulse P21 to the generation of the first pulse P11 of the pulse data 1
And the OFF time (the time from the fall of the first pulse P11 to the rise of the second pulse P12) OFFT of the pulse data 1 until the first pulse P11 to the second pulse P12 are generated. Find the feature value.

【0011】なお、パルスデータ2の第1パルスPZ21
が発生してから一定期間経過してもパルスデータ1の第
1パルスが発生しない場合には、上記RT,OFFTは
ともに零とする。
The first pulse PZ21 of the pulse data 2
If the first pulse of the pulse data 1 does not occur even after a certain period of time has elapsed since the occurrence of, the above RT and OFFT are both set to zero.

【0012】上記のようにして求めた特徴量RT,OF
FTを次段の判別部14に入力する。この判別部14で
は、与えられた特徴量を入力として、図3に示すメンバ
シップ関数並びに下記のルールにしたがってファジィ推
論を行うことにより、検出された振動波形が、地震によ
るものなのか、それ以外の人為的なものなのかを判断す
る。
The feature values RT and OF obtained as described above
The FT is input to the determination unit 14 at the next stage. The discriminating unit 14 performs fuzzy inference according to the membership function shown in FIG. 3 and the following rules with the given feature amount as an input, and determines whether the detected vibration waveform is due to an earthquake or not. To determine if it is artificial.

【0013】[0013]

【表1】 <ルール> 1.IF OFFT IS BIG THEN DEC=EQ 2.IF RT IS BIG THEN DEC=EQ 3.IF OFFT IS SML AND IF RT IS SML THEN DEC=UEQ 但し、DEC:判定結果,EQ:地震,UEQ:衝撃(人為的振動等)であ る。[Table 1] <Rules> 1. IF OFFT IS BIG THEN DEC = EQ 2. IF RT IS BIG THEN DEC = EQ IF OFF IS IS SML AND IF RT IS SML THEN DEC = UEQ where DEC: determination result, EQ: earthquake, UEQ: impact (artificial vibration, etc.).

【0014】すなわち、通常地震が発生すると、まず伝
播速度は早いがエネルギーの小さい(比較的揺れの小さ
い)縦波P波に伴う振動(初期微動)が生じ、その後伝
播速度は遅いがエネルギーが大きい(比較的揺れの大き
い)横波S波に伴う振動が生じる。そしてその横波に伴
う振動は、比較的大きなうねりのようになる。従って、
地震の場合には、最初に比較的小さな振動(第2の比較
器10bのみにより検出される)があった後、一定期間
経過後本格的な大きな揺れがくる。従って、係る期間、
すなわち、上記RTが大きいと地震と判断できるため、
上記ルール1が規定される。また、係る大きな振動は所
定の間隔でオン・オフするため、上記ルール2のよう
に、オフ時間が大きい場合にも地震であると判断でき
る。
That is, when a normal earthquake occurs, first, vibration (initial tremor) associated with a longitudinal P wave having a high propagation speed but low energy (relatively small fluctuation) occurs, and thereafter the propagation speed is low but the energy is large. Oscillation is caused by the transverse wave (relatively large swing) S wave. And the vibration accompanying the transverse wave becomes like a relatively large swell. Therefore,
In the case of an earthquake, after a relatively small vibration (detected only by the second comparator 10b) first, a full-fledged large swing comes after a certain period of time. Therefore, during that period,
In other words, if the RT is large, it can be determined that an earthquake has occurred.
The above rule 1 is defined. Further, since such a large vibration is turned on and off at a predetermined interval, it can be determined that an earthquake has occurred even when the off time is long as in the rule 2.

【0015】一方、例えば振動検出器10人為的な衝撃
が加わった場合には、いきなり大きな振動となり、振動
検出器10からの出力電圧も大きなものとなり、しか
も、比較的短な周期で揺れる。従って、ルール3のよう
に、RT並びにOFFTがともにSMLの時には、人為
的な振動と判断するのである。
On the other hand, for example, when an artificial shock is applied to the vibration detector 10, the vibration suddenly becomes large, the output voltage from the vibration detector 10 becomes large, and the vibration fluctuates at a relatively short cycle. Therefore, as in Rule 3, when both RT and OFFT are SML, it is determined that the vibration is artificial.

【0016】なお、本例ではパルスデータ2の第1パル
ス発生後一定期間経過したら、次回の振動解析に備える
ようになっている。すなわち、その一定期間経過後にパ
ルスデータ2で発生したパルスは上記第1パルスP21と
なる。
In this embodiment, after a certain period of time has elapsed after the generation of the first pulse of the pulse data 2, the apparatus is prepared for the next vibration analysis. That is, the pulse generated by the pulse data 2 after the elapse of the certain period becomes the first pulse P21.

【0017】また、上記ルールから明らかなように、第
1の比較器12aのしきい値としては、上記P波に伴う
振動でパルスが発生せず、S波に伴う振動でパルスが発
生するような値に設定され、また、第2の比較器12b
のしきい値としては、上記P波にともなう振動でパルス
が発生するような値に設定するのが望ましい。
Further, as is apparent from the above rule, the threshold value of the first comparator 12a is such that a pulse is not generated by the vibration associated with the P wave, but is generated by the vibration associated with the S wave. And the second comparator 12b
Is desirably set to a value such that a pulse is generated by the vibration accompanying the P-wave.

【0018】なお、上記した実施例では判別部における
判断をファジィ推論を用いて行ったが、本考案では特徴
量を少なくすることができたことにも相俟って、比較器
並びにAND/OR素子を適宜組み合わせることによ
り、上記各特徴量が所定の値より大きいか或いは小さい
かにより地震か否かの判断を行うようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the judgment in the discriminating section is performed by using fuzzy inference. However, in the present invention, the comparator and the AND / OR are combined with the fact that the feature amount can be reduced. By appropriately combining the elements, it may be determined whether or not the earthquake is an earthquake based on whether each of the feature amounts is larger or smaller than a predetermined value.

【0019】[0019]

【考案の効果】以上のように、本考案に係る振動解析装
置では、振動の判別に使用する特徴量の数が少なく、し
かも、振動開始直後に発生する数個のパルスを使用して
判断することができるため、振動波形の解析を高速に行
うことができる。
As described above, in the vibration analyzing apparatus according to the present invention, the number of feature values used for discriminating the vibration is small, and the judgment is performed using several pulses generated immediately after the start of the vibration. Therefore, the analysis of the vibration waveform can be performed at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本考案に係る振動解析装置の好適な一実施例を
示すブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a preferred embodiment of a vibration analysis device according to the present invention.

【図2】特徴量抽出部における作用を説明する図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating an operation of a feature amount extraction unit.

【図3】判別部におけるメンバシップ関数を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a membership function in a determination unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 振動解析装置 12 信号生成回路 13 特徴量抽出部 14 判別部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vibration analyzer 12 Signal generation circuit 13 Feature extraction part 14 Discrimination part

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−38427(JP,A) 特開 平3−219535(JP,A) 特開 平2−167435(JP,A) 特開 平3−18787(JP,A) 特開 平2−167436(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01H 17/00 G01H 1/00 G01P 15/08 G01V 1/28 - 1/30Continuation of the front page (56) References JP-A-4-38427 (JP, A) JP-A-3-219535 (JP, A) JP-A-2-167435 (JP, A) JP-A-3-18787 (JP , A) JP-A-2-167436 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01H 17/00 G01H 1/00 G01P 15/08 G01V 1/28-1/30

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 振動波形を複数のしきい値処理部で複数
の2値波形に変換する信号生成回路と、 低しきい値により変換された2値波形の第1パルスの発
生から、高しきい値により変換された2値波形の第1パ
ルスが発生するまでの時間と、その高しきい値により変
換された2値波形の第1パルスから第2パルスまでのオ
フ時間とを特徴量として抽出する特徴量抽出手段と、 その特徴量抽出手段が抽出した前記特徴量を入力として
前記振動波形の種別を判別する判別手段とを備えた振動
解析装置。
A signal generation circuit for converting a vibration waveform into a plurality of binary waveforms by a plurality of threshold value processing units; The time until the first pulse of the binary waveform converted by the threshold value is generated and the off-time from the first pulse to the second pulse of the binary waveform converted by the high threshold value are defined as the feature amounts. A vibration analysis apparatus comprising: a feature amount extraction unit to be extracted; and a determination unit that determines a type of the vibration waveform by using the feature amount extracted by the feature amount extraction unit as an input.
JP1992024600U 1992-03-25 1992-03-25 Vibration analyzer Expired - Lifetime JP2575294Y2 (en)

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