JP2013171041A - 地震監視装置、地震監視システム及び地震監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で、地震の発生を高精度且つ迅速に監視することができる地震監視装置を提供する。
【解決手段】地震監視装置は、地球表面の磁場の変化を監視するための磁場監視モジュールと、振動の変化を監視するための三つの振動監視センサを有する振動監視モジュールと含む。各振動監視センサユニットは、基台、振動アーム、変動磁界発生器、取付本体およびセンサチップを含む。振動アームは、固定端部と自由端部とを有し、自由端部に変動磁界発生器が取付けられる。取付本体は保持部と制限溝とを有し、保持部により振動アームの固定端部が保持され、制限溝により自由端部及び変動磁界発生器の移動の程度が制限される。センサチップは変動磁界発生器の下方に設置される。
【選択図】図９

Description

本発明は、地震監視装置に関し、特に磁場監視モジュールと振動監視モジュールで構成された地震監視装置、その地震監視装置を有する地震監視システム及び地震監視装置を用いた地震監視方法に関する。

地震は人命及び財産に重大な危害を及ぼす自然現象である。地震による地震波の周波数範囲は０．１Ｈｚから数十Ｈｚであり、この周波数範囲はちょうど、地面に建てられた様々なスケールの建築物自身の共振周波数と対応している。そのため、地震波は建築物の地震時の揺れの程度に直接的に大きく影響する。

地震波は伝わり方によって、縦波、横波、表面波と三種類に分けられる。縦波（Ｐ波）は進行波で、地殻の中で５．８〜８ｋｍ／秒の速さで伝わる。縦波は最初に震央に到達し、その影響で地面は上下の振動が生じるが、その破壊力は弱い。横波（Ｓ波）はセン断波で、地殻の中で３．２〜４．０ｋｍ／秒の速さで伝わる。横波は、縦波に続いて震央に到達し、その影響で地面は前後、左右の振動が生じる。その破壊力はとても強い。表面波（Ｌ波）は、縦波と横波が地表で干渉しあって生まれる混合波である。表面波は、波長が長くて振動幅が大きい。表面波は地表に沿ってしか伝播しない。表面波は、建物を壊す主要原因である。なお、従来、地震の計測、検出等に関する技術として、特許文献１、特許文献２に開示されている技術が知られていた。

特開２００９−９７９６９号公報 特開２００８−２５６６４８号公報

地震による損失を可能な限り防止又は減少するように、地震の発生時間、発生地点、震度を確実に予測することが人々に望まれている。

しかし、従来の地震警報器やモニタ装置の大部分は大型の専用設備であるため、普及は難しい。そのうえ、地震の予測は今でも世界的な課題であるが、それを予測できる確率は決して高くない。そのため、従来、地震発生前又は発生中に確実に地震を予測できるように、地震の発生を高精度に監視する簡易な構造に改善された地震監視装置が求められていた。

本発明の目的は、構造が簡単で、地震の発生を高精度かつ迅速に監視できる地震監視装置を提供することにある。

また、本発明のもう一つの目的は、構造が簡単で、地震の発生を高精度かつ迅速に監視できる地震監視システムを提供することにある。

さらに、本発明のもう一つの目的は、構造が簡単で、地震の発生を高精度かつ迅速に監視できる地震監視方法を提供することにある。

上記の目的を実現するために、本発明は、地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における磁場の変化を監視するための磁場監視モジュールと、振動監視モジュールとを含む地震監視装置であって、振動監視モジュールは、地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における振動の変化をそれぞれ監視するための３つの振動監視センサユニットを有し、その各振動監視センサユニットは、基台と、その基台に取り付けられた振動アーム、変動磁界発生器、取付本体およびセンサチップとを含み、振動アームは、固定端部と自由端部とを有し、変動磁界発生器は、振動アームの移動に伴って変動磁界を発生させるように、振動アームの自由端部に取付けられ、取付本体は、保持部と制限溝とを有し、その保持部により振動アームの固定端部が保持され、その制限溝により自由端部及び変動磁界発生器の移動の程度が制限され、センサチップは、変動磁場発生器から発生した変動磁場を検出するように、変動磁界発生器の下方に設置される地震監視装置を特徴とする。

また、取付本体には、振動アームを収容するためのギャップが形成され、そのギャップは、振動アームの振動範囲によりも大きな幅を有することが好ましい。これにより、横方向で振動アーム及び付属装置を保護することができるので、振動アームが過大な外力を受けて横方向にずれ過ぎて破損することを防止することができる。

さらに、振動アームは、自由端部に近接する末端部を有し、取付本体には、振動アームの末端部に対応する位置に窪みが設けられていることが好ましい。

これにより、上下方向（垂直方向）で振動アーム及び付属装置を保護することができるので、振動アームが過大な外力を受けて上下方向にずれ過ぎて破損することを防止することができる。

さらにまた、取付本体には、センサチップを収容するための溝が形成され、その溝は、制限溝の下方に位置することが好ましい。これにより、センサチップを保護することができる。

さらに、振動監視センサユニットは、振動アーム、変動磁界発生器、取付本体およびセンサチップを覆い、これらを保護するシールドケースをさらに有することが好ましい。

さらにまた、振動監視センサユニットは、基台に取り付けられた電気装置をさらに含むようにすることもできる。

センサチップは、複数のＧＭＲ素子と複数の抵抗素子とで構成されたホイートストンブリッジ回路と、接続パッドとを含むようにすることができる。

さらに、磁場監視モジュールは、地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における磁場の変化をそれぞれ監視するための３つの磁場監視センサユニットを有し、その各磁場監視センサは、複数のＧＭＲ素子と複数の抵抗素子で構成されたホイートストンブリッジ回路と、接続パッドとを含むようにすることができる。

そして、本発明は、地震監視装置と、その地震監視装置に接続される増幅器と、Ａ−Ｄ変換器、ＣＰＵと、警報システムを含む地震監視システムを提供する。

さらに、本発明は、磁場監視モジュールを設置し、その磁場監視モジュールにおけるホイートストンブリッジ回路の差動出力波形によって、地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における磁場の変化を監視するステップと、地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における振動の変化を監視するように振動監視モジュールを設置し、その振動監視モジュールにおける振動アームに振動が発生する場合、その振動アームに伴ってその自由端部に取付けられる変動磁界発生器が変位し、その結果、磁場監視センサユニット周辺の磁場が変化し、変動磁界発生器の下方に設置されるセンサチップ中のホイートストンブリッジ回路によって変動磁界発生器から発生した磁場の変化を検出するステップと、磁場監視モジュールにより検出された磁場の変化及び／又は振動監視モジュールにより検出された振動出力の突然変化を分析することにより、地震の発生の有無を判断するステップとを含む地震監視方法を提供する。

本発明に係る地震監視装置によれば、磁場監視モジュールと振動監視モジュールが設置されており、両方面から地震が発生した際の地球現象を監視し、磁場監視モジュール及び／又は振動監視モジュールが検出した出力の突然の変化の有無に基づいて、地震の発生の有無を判断することができる。磁場監視モジュール及び振動監視モジュールは互いに相補的に機能するため、震源が深い場合や遠い場合及び外部環境（例えば建設工事）が原因で振動監視モジュールが機能しなくなったがために正確な判断ができなくなること、震源が深い場合や遠い場合及び外部環境（例えば変電所）の原因で磁場監視モジュールが機能しなくなったがために正確な判断ができなくなることを防止することができる。

また、本発明に係る地震監視装置は、構造が簡単で、検出精度が高く、振動監視モジュールにより地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における振動の突然の変化又は変動の時間差を監視し、又は磁場監視モジュールにより地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における磁場の突然の変化又は変動の時間差を監視することで、地震を事前に予測して通報することが可能であり、多方面からよりタイムリーかつより正確に地震を予測して通報することができる。

以上詳述したように、本発明によれば、構造が簡単で、地震の発生を高精度かつ迅速に監視できる地震監視装置、それを有する地震監視システムおよびそれを用いた地震監視方法が得られる。

本発明に係る地震監視システムの一実施例に係るシステム構成を示す図である。 図１に示した地震監視装置における振動監視モジュールの斜視図である。 図２に示した振動監視センサユニットの斜視図である。 図３に示した振動アームの斜視図である。 図９に示したセンサチップの内部回路図である。 図２に示した振動監視センサユニットの概略動作原理図である。 図１に示した地震監視装置における磁場監視モジュールの斜視図である。 本発明に係る地震監視方法の一実施例の工程図である。 図３に示した振動監視センサユニットの分解斜視図である。

本発明は、以下の詳細な説明及び図面を参照することで明らかになる。以下、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を説明する。なお、異なる図面における同じ符号は同じ部分を示す。

前述したように、本発明は、構造が簡単で、地震の発生を高精度かつ迅速に監視できる地震監視装置、その地震監視装置を有する地震監視システムおよび地震監視装置を用いた地震監視方法を提供することである。

図１は本発明に係る地震監視システム２の一実施例に係るシステム構成を示す図である。図１に示したように、この地震監視システム２は、地震監視装置２０と、この地震監視装置２０に接続される前置増幅器２１と、Ａ−Ｄ変換器２２と、ＣＰＵ２３と、警報システム２４とを含む。

具体的には、この地震監視装置２０は、地球表面の各地点におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向（３次元の直交する座標軸に沿った座標軸方向ともいい、例えば、東西方向、南北方向、高さ方向）それぞれの磁場の変化を監視するための磁場監視モジュール２０１と、同じく地球表面の各地点におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向における振動の変化を監視するための振動監視モジュール２０２とを含んでいる。

磁場監視モジュール２０１及び振動監視モジュール２０２は、いずれも３つのセンサユニット（図１には図示せず）を有している。そのそれぞれのセンサユニットが前置増幅器２１ａ，２１ｂにそれぞれ接続されている。そして、そのそれぞれのセンサユニットからの出力信号が前置増幅器２１ａ，２１ｂに入力される。また、前置増幅器２１ａ，２１ｂからの出力信号がＡ−Ｄ変換器２２およびＣＰＵ２３によって順次処理された後、警報システム２４に入力される。

次に、本発明に係る振動監視モジュール２０２について詳しく説明する。図２に示したように、この振動監視モジュール２０２は、地球表面の互いに垂直なＸ，Ｙ，Ｚ方向における振動の変化を監視するように、ＰＣＢ（プリント基板）２１０に取り付けられた３つの振動監視センサユニット２２０を有している。これら３つの振動監視センサユニット２２０は同じ構成を備えているが、図２に示したように、それぞれが別々の方向を向くように配置されている。以下では、そのうちの一つだけを取り上げて詳しく説明する。

振動監視センサユニット２２０について、図３，図９及び図４を参照して説明する。この振動監視センサユニット２２０は、厚肉矩形板状の基台２２１と、シールドケース２２６とを有している。また、振動監視センサユニット２２０は、基台２２１に取り付けられ、かつシールドケース２２６で覆われた振動アーム２２２、変動磁界発生器２２３、取付主体２２４、センサチップ２２５といった複数の素子を有している。

そして、図３に示したように、この基台２２１には、複数の電気接点２２１１が設けられている。電気接点２２１１は、基台２２１の向かい合った２本の長手辺に沿ってそれぞれ４つずつ設けられている。各電気接点２２１１はＰＣＢ２１０に電気的に接続するように設けられている。

また、各電気接点２２１１の上側に、必要とする複数の電気装置２２７が配設されている。

振動アーム２２２は、図４に詳しく示すように、厚さの薄いシート状に形成されている。振動アーム２２２の一端が取付本体２２４により固定される固定端部２２２１であり、その他端が自由端部２２２２および末端部２２２３である。

ここで、自由端部２２２２は、固定端部２２２１よりも幅の狭いアーム２２２２ａと、アーム２２２２ａよりも幅の広い被保持部２２２２ｂとを有している。末端部２２２３は、その被保持部２２２２ｂからその外側に向かって延びる方向に設けられている。

そして、図９に示すように、被保持部２２２２ｂは、変動磁界発生器２２３によって保持される。振動アーム２２２の自由端部２２２２が所定の曲げ特性を有し、そのアーム２２２２ａがより長い長さを有することで、振動監視センサユニット２２０の感度を向上させることができる。

変動磁界発生器２２３は、二つの磁鉄部材を有し、その二つの磁鉄部材が被保持部２２２２ｂの左右両側に配置されている。そして、振動アーム２２２の被保持部２２２２ｂがその二つの磁鉄部材によって保持されている。二つの磁鉄部材の上側にシールドがそれぞれ取り付けられている。

取付本体２２４は、保持部２２４１を有し、制限溝２２４２が形成されている。保持部２２４１は、二つの支持ブロック２２４１ａ，２２４１ｂから構成されている。二つの支持ブロック２２４１ａ，２２４１ｂはそれぞれ保持部２２４１の左右に配置されている。そして、前述した振動アーム２２２の固定端部２２２１がこれら支持ブロック２２４１ａ，２２４１ｂの尾部（制限溝２２４２から離れた部分で、互いに接合している部分）によって保持固定されている。

また、支持ブロック２２４１ａ、２２４１ｂの間にギャップ２２４３が形成されている。このギャップ２２４３は、アーム２２２２ａの揺れ動きが可能となるように形成されている。具体的には、ギャップ２２４３は、アーム２２２２ａが自由に振動でき、かつ支持ブロック２２４１ａ，２２４１ｂのギャップ２２４３に臨む内側の壁面にアーム２２２２ａが接触しない程度の幅を有している。

このようなギャップ２２４３が形成されていることによって、振動アーム２２２のアーム２２２２ａ及び付属装置を保護することができる。そのため、振動アーム２２２が過大な外力を受けて横方向にずれ過ぎ、それによって振動アーム２２２が破損することや、誤検知を防ぐことができる。

また、この保持部２２４１の前部には、開溝２２４４が形成されている。制限溝２２４２は、開溝２２４４につながり、開溝２２４４よりも幅広に窪んだ凹部である。制限溝２２４２は、厚さの薄い底部と、左右２つの側壁部とによって囲まれている。さらに、制限溝２２４２につながる窪み２２４５が形成されている。

そして、振動アーム２２２は、変動磁界発生器２２３に取り付けられてから、制限溝２２４２を囲む２つの側壁部に接触しない状態で制限溝２２４２中に収容されている。振動アーム２２２は、振動によってその自由端部２２２２の被保持部２２２２ｂが変動磁界発生器２２３とともに激しく揺れたとき、被保持部２２２２ｂが制限溝２２４２を囲む向かい合った二つの側壁部に接触する。こうすることによって、過度な揺れが抑制されるようになっている。

また、制限溝２２４２の底部を介したごく近傍にセンサチップ２２５が配置されているため、変動磁界発生器２２３による磁界の変化が他の部材によって遮られ難くい。しかも、センサチップ２２５に備えられたＧＭＲ素子が微弱な磁場の変化をも検出する。そのため、変動磁界発生器２２３の下方に設けられたセンサチップ２２５によって、磁場の方向の変化を高精度に検出することができるから、地震の発生を高精度に監視できる。

また、この制限溝２２４２につながるように、振動アーム２２２の末端部２２２３に対応する位置に窪み２２４５が設けられている。この窪み２２４５は、末端部２２２３を支持するために設けられていて、その上下方向（垂直方向）に動く振動アーム２２２及び付属装置を保護することができる。これにより、振動アーム２２２が過大な外力を受けて上下方向にずれ過ぎて破損することを防止することができる。

さらに、取付本体２２４の下部に、センサチップ２２５を収容するための溝２２４６が設けられている。図９に示すように、溝２２４６は、取付本体２２４の制限溝２２４２及び変動磁界発生器２２３の下方に位置している。センサチップ２２５がこの溝２２４６の中に設けられて、基台２２１と接続されている。

詳しくは、センサチップ２２５は、ホイートストンブリッジ回路及び関連の接続パッド（図示せず）を有している。図５に示したように、このホイートストンブリッジ回路は、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４とそれぞれ略称される４つのＧＭＲ素子を有している。これら４つのＧＭＲ素子は、ピン止め方向Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４をそれぞれ有する。

より具体的には、ピン止め方向Ｐ１，Ｐ３は同じである。ピン止め方向Ｐ２，Ｐ４は同じであるが、ピン止め方向Ｐ１，Ｐ３とは逆の方向を向いている。ホイートストンブリッジ回路の両側の信号出力のバランスと安定性を取るため、ブリッジの両側には、Ｇ２，Ｇ３とそれぞれ接続する二つの抵抗Ｒ１，Ｒ２がそれぞれ設置される。

また、このホイートストンブリッジ回路は、電源入力端子と信号入力端子とをそれぞれ１対備えている。例えば、Ｇ１とＧ４との間にある端子Ａ１、及びＧ２とＧ３との間にある端子Ａ２を電源入力端子とし、Ｇ１とＧ２との間にある端子Ａ３、及びＧ３とＧ４との間にある端子Ａ４を信号出力端子とすれば、この出力は差動電圧出力である。当該差動電圧出力に基づいて、ＧＭＲ素子の抵抗値の変化を高精度に検出することができる。なお、端子Ａ１とＡ２を信号出力端子とし、端子Ａ３とＡ４を電源入力端子としてもよい。信号の入力は、外部磁場の強度と方向の変化によって決められる。

次に、図９及び図６を組み合わせて説明する。振動アーム２２２が地震発生時に振動した場合、その自由端部２２２２がその両側にブロック（変動磁界発生器２２３の磁鉄）を有するので、地震波に伴い、自由端部２２２２がバランスウエイトのように左右に横揺れする。これに対して、その被保持部２２２２ｂに取り付けられた変動磁界発生器２２３が、図６の矢印２９のように往復運動を行う。つまり、変動磁界発生器２２３の磁鉄が往復移動を行う。こうなることで、変動磁界発生器２２３の下方に配置されたセンサチップ２２５における各ＧＭＲ素子が磁界の変化を感知する。それに、センサチップ２２５は、４つのＧＭＲ素子で構成されたホイートストンブリッジ回路を含み、これらのＧＭＲ素子がピン止め方向Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４をそれぞれ有する。ピン止め方向Ｐ１，Ｐ３が同じであり、ピン止め方向Ｐ２、Ｐ４同じであるため、信号出力端子Ａ３、Ａ４からの出力、すなわち、差動電圧出力に変化が生じる。その差動電圧出力の変化に基づいて、地震発生の有無を判断し、または震度などパラメータを測定する。

上記のように、振動アーム２２２が取付本体２２４内に収容されている、具体的には振動アーム２２２の被保持部２２２２ｂに取り付けられた変動磁界発生器２２３がその動きを制限溝２２４２内に制限されている。そのため、振動アーム２２２は激しく揺れて大きく変位すれば、制限溝２２４２の側壁部によってその動きを制限される。これにより、強い振動による振動アーム２２２の破損を防止することができる。

図７は本発明に係る地震監視装置２０における磁場監視モジュール２０１の斜視図である。同様に、この磁場監視モジュール２０１は、地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における磁場の変化をそれぞれ監視するための３つの磁場監視センサユニット２３０を有する。

この磁場監視センサユニット２３０は、基台２３１と、基台２３１に取り付けられたセンサチップ２３５と、必要とする電気装置２３７とを有する。このセンサチップ２３５は、磁場の変化を直接に監視する。このセンサチップ２３５の構造は上記センサチップ２２５と同じである。地震の発生に伴い地球の磁場が変化した際、センサチップ２３５における各ＧＭＲ素子がその磁場の変化を感知する。それに、センサチップ２３５は４つのＧＭＲ素子で構成されたホイートストンブリッジ回路を有するため、差動電圧出力端子からの出力に変化が生じる。磁場監視センサユニット２３０は、地震発生の有無を差動電圧の変化によって検出する。このセンサチップ２３５の構造について詳しいは省略する。

図８は本発明に係る地震監視方法の一実施例の工程を示した図である。この地震監視方法は、図８に示すように、ステップ（８０１）と、ステップ（８０２）と、ステップ（８０３）とを有している。

そして、ステップ（８０１）では、上記磁場監視モジュール２０１を設置して、その磁場監視モジュール２０１におけるホイートストンブリッジ回路の差動出力波形によって、地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における磁場の変化を監視する。

次に、ステップ（８０２）では、地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における振動変化を監視するように、振動監視モジュール２０２を設置する。ここで、この振動監視モジュール２０２の振動アーム２２２に振動が発生する場合、その振動アーム２２２の振動に伴いその自由端部２２２２に取り付けられる変動磁界発生器２２３が変位する。その結果、磁場監視センサユニット２３０の周辺の磁場が変化して、変動磁界発生器２２３の下方に設置されるセンサチップ２３５中のホイートストンブリッジ回路によって、変動磁界発生器２２３から発生した磁場の変化を検出する。

そして、ステップ（８０３）では、磁場監視モジュール２０１により検出された磁場の変化及び／又は上記振動監視モジュール２０２により検出された振動出力についての突然の変化を分析することによって、地震の発生を判断する。

具体的には、本発明に係る地震監視装置２０は、磁場監視モジュール２０１と振動監視モジュール２０２が設置されていて、地震が発生した際に地球表面上で起こる現象を両モジュールで監視する。そして、磁場監視モジュール２０１及び／又は振動監視モジュール２０２が検出した出力の突然の変化に基づいて、地震の発生を判断することができる。

振動監視モジュール２０２が地震による地球表面の振動を磁場の変動に変換して検出するが、その磁場の変動は磁場監視モジュール２０１によっても検出される。そのため、磁場監視モジュール２０１及び振動監視モジュール２０２は互いに相補的に機能する。

したがって、震源が深い場合や遠い場合及び外部環境（例えば建設工事）が原因で、振動監視モジュール２０２が機能しなくなったがために正確な判断ができなくなることや、震源が深い場合や遠い場合及び外部環境（例えば変電所）が原因で、磁場監視モジュール２０１が機能しなくなったがために正確な判断ができなくなることを防止することができる。

以上のように、本発明に係る地震監視装置２０は、構造が簡単で、検出精度が高い。また、振動監視モジュール２０２によって地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における振動の突然の変化又は変動の時間差を監視し、又は磁場監視モジュール２０１によって地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における磁場の突然の変化又は変動の時間差を監視する。こうすることで、地震監視装置２０により、地震を事前に予測して通報することが可能になる。また、多方面からよりタイムリーかつより正確に地震を予測して通報することができ、それにより、地震による各種の損害を防止又は減少させることができる。

本発明に係る地震監視装置２０は、構造が簡単で、検出精度が高く、しかも小型であるので、鉄道、橋梁、トンネル、ダム及びその他公共の建築物など様々な分野で利用可能であり、広範囲にわたって採用される。

以上の説明は、本発明の好適な実施の形態についての説明であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができる。また、本発明は、上記すべての実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいは方法ステップを適宜組み合わせて構成される装置又は方法も本発明に含まれるものである。

本発明を適用することにより、地震の発生が高精度に迅速に監視できるようになる。本発明は、地震監視装置、地震監視システム、地震監視方法の分野に利用することができる。

２…地震監視システム、２０…地震監視装置、２１，２１ａ，２１ｂ…前置増幅器、２２…Ａ−Ｄ変換器、２３…ＣＰＵ、２４…警報システム、２０１…磁場監視モジュール、２０２…振動監視モジュール、２１０…ＰＣＢ、２２０…振動監視センサユニット、２２１，２３１…基台、２２２…振動アーム、２２３…変動磁界発生器、２２４…取付主体、２２５、２３５…センサチップ、２２６…シールドケース、２２７，２３７…電気装置、２２１１…電気接点、２２２１…固定端部、２２２２…自由端部、２２２２ａ…アーム、２２２２ｂ…被保持部、２２２３…末端部、２２４１…保持部、２２４２…制限溝、２２４１ａ，２２４１ｂ…支持ブロック、２２４３…ギャップ、２２４４…開溝、２２４５…窪み、２２４６…溝、２３０…磁場監視センサユニット

Claims (11)

1. 地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における磁場の変化を監視するための磁場監視モジュールと、振動監視モジュールとを含む地震監視装置であって、
   前記振動監視モジュールは、地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における振動の変化をそれぞれ監視するための３つの振動監視センサユニットを有し、
   該各振動監視センサユニットは、基台と、該基台に取り付けられた振動アーム、変動磁界発生器、取付本体およびセンサチップとを含み、
   前記振動アームは、固定端部と自由端部とを有し、
   前記変動磁界発生器は、前記振動アームの移動に伴って変動磁界を発生させるように、前記振動アームの前記自由端部に取付けられ、
   前記取付本体は、保持部と制限溝とを有し、該保持部により前記振動アームの前記固定端部が保持され、該制限溝により前記自由端部及び前記変動磁界発生器の移動の程度が制限され、
   前記センサチップは、前記変動磁場発生器から発生した変動磁場を検出するように、前記変動磁界発生器の下方に設置されることを特徴とする地震監視装置。
2. 前記取付本体には、前記振動アームを収容するためのギャップが形成され、
   該ギャップは、前記振動アームの振動範囲よりも大きな幅を有することを特徴とする請求項１記載の地震監視装置。
3. 前記振動アームは、前記自由端部に近接する末端部を有し、
   前記取付本体には、前記振動アームの前記末端部に対応する位置に窪みが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の地震監視装置。
4. 前記取付本体には、前記センサチップを収容するための溝が形成され、該溝は、前記制限溝の下方に位置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の地震監視装置。
5. 前記振動監視センサユニットは、前記振動アーム、前記変動磁界発生器、前記取付本体および前記センサチップを覆い、これらを保護するシールドケースをさらに有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の地震監視装置。
6. 前記振動監視センサユニットは、前記基台に取り付けられた電気装置をさらに含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の地震監視装置。
7. 前記センサチップは、複数のＧＭＲ素子と複数の抵抗素子とで構成されたホイートストンブリッジ回路と、接続パッドとを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の地震監視装置。
8. 前記磁場監視モジュールは、地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における磁場の変化をそれぞれ監視するための３つの磁場監視センサユニットを有し、
   該各磁場監視センサユニットは、複数のＧＭＲ素子と複数の抵抗素子で構成されたホイートストンブリッジ回路と、接続パッドとを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の地震監視装置。
9. 請求項１記載の地震監視装置と、該地震監視装置に接続される増幅器と、Ａ−Ｄ変換器と、ＣＰＵと、警報システムとを含むことを特徴とする地震監視システム。
10. 前記地震監視装置として、請求項２から請求項８のいずれか一項記載の地震監視装置を有することを特徴とする請求項９記載の地震監視システム。
11. 磁場監視モジュールを設置し、該磁場監視モジュールにおけるホイートストンブリッジ回路の差動出力波形によって、地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における磁場の変化を監視するステップと、
    地球表面のＸ，Ｙ，Ｚ方向における振動の変化を監視するように振動監視モジュールを設置し、該振動監視モジュールにおける振動アームに振動が発生する場合、その振動アームに伴ってその自由端部に取付けられる前記変動磁界発生器が変位し、その結果、磁場監視センサユニット周辺の磁場が変化し、前記変動磁界発生器の下方に設置されるセンサチップ中のホイートストンブリッジ回路によって前記変動磁界発生器から発生した磁場の変化を検出するステップと、
    前記磁場監視モジュールにより検出された磁場の変化及び／又は前記振動監視モジュールにより検出された振動出力の突然変化を分析することにより、地震の発生の有無を判断するステップとを含む地震監視方法。