JP2014134501A - 振動強度測定装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】振動強度測定装置の制御方法は、加速度検出部による加速度データを取得するステップと、取得された加速度データに基づいて振動強度を測定するステップとを備え、取得するステップおよび測定するステップの少なくとも一方は、振動の発生から収束するまでの間の振動特性が所定条件を満たすか否かを判断するステップと、所定条件を満たすと判断した場合に、取得するステップにおける取得処理および測定するステップにおける算出処理の少なくとも一方を調整するステップを含む。
【選択図】図2
Description
図1は、本実施の形態に従う振動強度測定装置1の概略構成図である。
(2.1 全体概要)
図2は、本実施の形態に従う振動強度測定装置1の処理の流れの概要の一例について説明するフロー図である。
センサ部10は、まず待機モードであるものとする(ステップS2)。センサ部10は、初期状態においては、低消費電力の待機モードに設定されているものとする。そして、地震が発生したと判断した場合に動作モードに移行するものとする。具体的には、本例において、センサI/F14は、待機モードにおいては、加速度センサ12の出力である検出信号(加速度検出信号)を長いサンプリング間隔でサンプリングする。そして、加速度データをメモリ16に格納する処理を実行する。
まず、演算処理部30は、センサ部10から出力された起動信号を受け付ける(ステップS12)。
次に、図2のステップS14における取得処理について説明する。
(2.3 演算処理)
次に、図2のステップS16における演算処理について説明する。
(2.4 判定処理)
次に、図3および図4における判定処理について説明する。
図5を参照して、所定条件を満たされたかどうか、一例としてすなわち所定条件となるトリガーを超えたかどうかが判定される(ステップS46)。
当該判定処理において、加速度、速度値、最大速度値、SI値等、各種の値に関して、それぞれ所定条件が満たされたかどうかが判定される。この判定処理は一例として上記の図3および図4のフロー図に記載されているが、上述したように必ずこの判定処理を通過しなければならないというものではない。例えば、図4において、ステップS41の判定処理は行うが、ステップS43の判定処理は行わないというような組み合わせでもよい。
図6(A)を参照して、ここでは、時間の経過とともに演算処理部30により算出されたSI値が示されている。縦軸がSI値、横軸が時間tを示している。
まず、最大速度値Svが更新されない期間の閾値として閾値Tr3を超えるかどうかを判定する(ステップS60)。
まず、SI値が閾値Tr1を超えたかどうかを判定する(ステップS50)。
(3.1 サンプリング間隔の調整)
図8は、本実施の形態に従うセンサ部10の動作モードにおけるパラメータの調整を説明する図である。
図9は、本実施の形態に従うセンサ部10と演算処理部30との間の通信処理のパラメータの調整を説明する図である。
図10は、本実施の形態に従う演算処理部30の演算処理における固有周期速度の個数の調整を説明する図である。
具体的には、加速度データaに基づいて、固有周期Tに従う速度値v(T1)〜v(Tn)をそれぞれ算出し、算出された速度値v(T1)〜v(Tn)に基づいて最大速度値Sv(T1)〜Sv(Tn)をそれぞれ算出し、最大速度値Sv(T1)〜Sv(Tn)に基づいてSI値を算出する場合が示されている。
図11は、本実施の形態に従う最大速度値の保存方式について説明する図である。
図12は、本実施の形態に従う演算処理部30の演算処理における最大速度値の計測間隔の調整を説明する図である。
図13は、本実施の形態に従う演算処理部30の演算処理における演算間隔の調整を説明する図である。
図14は、本実施の形態に従う振動強度測定装置の調整処理のテーブルの具体例について説明する図である。
また、別の所定条件として最大速度値Svが更新されない期間Tr3としてTr3=10sが設定されている。
図14(B)には、調整処理する場合の調整パラメータテーブルが示されている。
時刻t0において、地震動が発生した初期状態においては、図14(B)のテーブルに従ってサンプリング間隔g0(0.01s)、通信間隔s0(1s)、各固有周期速度の数n0(7)、最大速度計測間隔R0(Tr3の条件を満たすまで)、速度演算間隔m0(1s)、SI値の演算間隔l0(1s)に設定される場合が示されている。
上記においては、例えば、一例として、所定条件としてSI値が閾値Tr1を超えた場合や、SI値が更新されない期間Tr2を超えた場合や、最大速度値Svが更新されない期間Tr3を超えた場合等にパラメータを調整する場合について説明したが、特に当該場合に限られず、種々の所定条件を設けて調整することが可能である。
図17を参照して、例えば、加速度値に関しては、(1)ある一定の加速度値、(2)加速度の増加率、(3)ある一定の加速度を超えるまでの時間、(4)ある一定の加速度を超えた時の継続時間、(5)ある一定の加速度を超えた回数、(6)ある一定の加速度を超えていない時の継続時間、(7)地震発生から収束までの加速度の継続時間を利用することが可能である。
次に、センサ部10から取得する加速度データをメモリ34に格納する場合について説明する。
上記においては、選択する固有周期は、周期T=0.1〜2.5の範囲に設定される場合について説明したが、特に当該範囲に限られず、別の範囲に従って固有周期速度を算出することも可能である。
図18(A)を参照して、ここでは、例えばT=1〜10までの範囲で固有周期速度を算出する場合が示されている(式4)。
高層建築物の場合には、地震が発生した後、長周期で震動のピークが現れることが判明している。したがって、従来のSI値の求め方として、T=0.1〜2.5の範囲では正しく地震の強度を計測できない可能性もある。それゆえ、計算する固有周期速度を長周期側にシフトさせることによって高層建築物に対応させた精度の高い地震の強度を計測するようにしてもよい。
図19は、最大速度値Svと固有周期Tとの曲線に基づいてSI値を演算する方式を説明する図である。
(変形例5)
震動強度測定装置の設置時における傾斜を計測して、センサ部のメモリに当該計測した値を格納するようにしても良い。当該計測した傾斜角を用いて、検出された加速度データを補正して精度の高い加速度データとすることも可能である。
次に、加速度データ等をベクトル合成する方式について説明する。
具体的には、当該X軸成分の加速度axおよびY軸成分の加速度ayに基づいてベクトル分解して所定方向の加速度データを算出する。
図21(A)を参照して、ここでは、8方向の加速度a0〜a7の方向が一例として示されている。
再び図20を参照して、上記ベクトル分解された加速度a0〜a7の8方向について、それぞれの加速度データに基づいて、固有周期Tに従う速度値v(T1)〜v(Tn)をそれぞれ算出し、算出された速度値v(T1)〜v(Tn)に基づいて最大速度値Sv(T1)〜Sv(Tn)をそれぞれ算出し、最大速度値Sv(T1)〜Sv(Tn)に基づいてSI値を算出する場合が示されている。
当該処理により、任意の方向(本例においては8方向)のSI値を算出して、精度の高いSI値の算出が可能である。なお、本例においては、一例として8方向のSI値を算出する場合について説明しているが、さらに複数方向のSI値を算出することによりさらに精度を向上させることが可能である。
図22は、本変形例6に従う複数軸の加速度データに基づいてSI値を算出する演算処理の概念を説明する図である。
具体的には、当該X軸成分の加速度axおよびY軸成分の加速度ayに基づいて、固有周期Tに従う速度値v(T1)〜v(Tn)をそれぞれ算出する。
そして、ベクトル合成された速度値v(T1)〜v(Tn)に基づいて最大速度値Sv(T1)〜Sv(Tn)をそれぞれ算出し、最大速度値Sv(T1)〜Sv(Tn)に基づいてSI値を算出する場合が示されている。
図23は、本変形例6の別の例に従う複数軸の加速度データに基づいてSI値を算出する演算処理の概念を説明する図である。
具体的には、当該X軸成分の加速度axおよびY軸成分の加速度ayを取得する。
Claims (11)
- 加速度検出部を含む振動強度測定装置の制御方法であって、
加速度検出部による加速度データを取得するステップと、
前記取得された加速度データに基づいて振動強度を測定するステップとを備え、
前記取得するステップおよび前記測定するステップの少なくとも一方は、
振動の発生から収束するまでの間の振動特性が所定条件を満たすか否かを判断するステップと、
前記所定条件を満たすと判断した場合に、前記取得するステップにおける取得処理および前記測定するステップにおける算出処理の少なくとも一方を調整するステップを含む、振動強度測定装置の制御方法。 - 前記加速度検出部は、可変可能なサンプリング間隔に従って加速度データを生成し、
前記調整するステップは、前記所定条件を満たすと判断した場合に前記サンプリング間隔を長く設定する、請求項1記載の振動強度測定装置の制御方法。 - 前記加速度検出部は加速度データを順次、メモリに格納し、
前記取得するステップは、可変可能な通信間隔に従って前記メモリに格納されている加速度データを一括して取得し、
前記調整するステップは、前記所定条件を満たすと判断した場合に前記通信間隔を長く設定する、請求項1記載の振動強度測定装置の制御方法。 - 前記振動強度を測定するステップは、
所得した加速度データに基づいて各固有周期における速度値を算出するステップと、
前記算出された各固有周期における速度値に基づいて最大速度値を算出するステップとを含み、
前記調整するステップは、前記所定条件を満たすと判断した場合に前記最大速度値を算出する際の前記各固有周期における速度値の個数を減少させる、請求項1記載の振動強度測定装置の制御方法。 - 前記振動強度を測定するステップは、
取得した加速度データに基づいて速度値を算出するステップと、
前記算出された速度値に基づいて最大速度値を算出するステップと、
前記最大速度値に基づいて前記振動強度を示す指標を算出するステップとを含み、
前記調整するステップは、前記所定条件を満たすと判断した場合に前記速度値、前記振動強度を示す指標の少なくともいずれかの演算間隔を長く設定する、請求項1記載の振動強度測定装置の制御方法。 - 前記振動強度を測定するステップは、
取得した加速度データに基づいて速度値を算出するステップと、
前記算出された速度値に基づいて最大速度値を算出するステップと、
前記最大速度値に基づいて前記振動強度を示す指標を算出するステップとを含み、
前記調整するステップは、前記所定条件を満たすと判断した場合に前記最大速度値をリセットするタイミングである最大速度計測間隔を変化させる、請求項1記載の振動強度測定装置の制御方法。 - 前記加速度検出部は、複数軸に対する加速度データをそれぞれ生成し、
前記振動強度を測定するステップは、
取得した加速度データに基づいて速度値を算出するステップと、
前記算出された速度値に基づいて最大速度値を算出するステップと、
前記最大速度値に基づいて前記振動強度を示す指標を算出するステップとを含み、
前記調整するステップは、前記所定条件を満たすと判断した場合に前記取得した加速度データに関して前記複数軸に対する加速度データを合成する、請求項1記載の振動強度測定装置の制御方法。 - 前記加速度検出部は、複数軸に対する加速度データをそれぞれ生成し、
前記振動強度を測定するステップは、
取得した加速度データに基づいて速度値を算出するステップと、
前記算出された速度値に基づいて最大速度値を算出するステップと、
前記最大速度値に基づいて前記振動強度を示す指標を算出するステップとを含み、
前記調整するステップは、前記所定条件を満たすと判断した場合に前記速度値を算出するステップにおいて、前記複数軸に対するそれぞれの加速度データに基づく速度値を合成する、請求項1記載の振動強度測定装置の制御方法。 - 複数軸に対する加速度検出部を含む振動強度測定装置の制御方法であって、
加速度検出部による各軸の加速度データを取得するステップと、
前記取得された各軸の加速度データに基づいて振動強度を測定するステップとを備え、
前記振動強度を測定するステップは、
前記取得された各軸の加速度データを合成するステップと、
合成された加速度データに基づいて速度値を算出するステップと、
前記算出された速度値に基づいて最大速度値を算出するステップと、
前記最大速度値に基づいて前記振動強度を示す指標を算出するステップとを含む、振動強度測定装置の制御方法。 - 複数軸に対する加速度検出部を含む振動強度測定装置の制御方法であって、
加速度検出部による各軸の加速度データを取得するステップと、
前記取得された各軸の加速度データに基づいて振動強度を測定するステップとを備え、
前記振動強度を測定するステップは、
前記取得された各軸の加速度データに基づいて各軸の速度値を算出するステップと、
前記算出された各軸の速度値を合成するステップと、
前記合成された速度値に基づいて最大速度値を算出するステップと、
前記最大速度値に基づいて前記振動強度を示す指標を算出するステップとを含む、振動強度測定装置の制御方法。 - 加速度検出部を含む振動強度測定装置であって、
前記加速度検出部と接続されたコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記加速度検出部による加速度データを取得し、
取得された加速度データに基づいて振動強度を測定し、
前記加速度データを取得するための取得処理および前記振動強度を測定するための算出処理の少なくとも一方において、
振動の発生から収束するまでの間の振動特性が所定条件を満たすか否かを判断し、
前記所定条件を満たすと判断した場合に、前記加速度データの取得処理および前記振動強度を測定するための算出処理の少なくとも一方を調整する、振動強度測定装置。
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