[發(fā)明專利]位置檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210068711.3
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN102679881B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 珎道幸治
• 申請（專利權(quán)）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京金信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11225
• 代理人: 黃威,張彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及位置檢測系統(tǒng)、位置檢測傳感器等。

背景技術(shù)

有時為了實施對山崩、地震以及構(gòu)造物的崩塌等的預(yù)兆檢測，會使用一種在測量的目標(biāo)物(例如，可能發(fā)生山崩的地面)上設(shè)置發(fā)射器的監(jiān)控系統(tǒng)。在接收器側(cè)能夠根據(jù)來自發(fā)射器的信號的變化而對這些災(zāi)害的預(yù)兆進行檢測，從而有助于防災(zāi)。例如，專利文獻1的發(fā)明公開了由發(fā)射超聲波的發(fā)射器、和接收器構(gòu)成的系統(tǒng)。

此處，當(dāng)考慮到在山崖等上設(shè)置發(fā)射器的情況時，優(yōu)選為不以電纜等有線的方式，而是以無線的方式發(fā)送接收信號。于是，在專利文獻1的發(fā)明的系統(tǒng)中使用聲波，其頻率需要為人的可聞閾以上。而且，由相位差辨別分辨率而決定的上限頻率實際上為50kHz(專利文獻1的0036段)。因此，只能使用20kHz至50kHz的非常狹小的頻帶，從而在使用方便性方面存在問題。此外，由于需要具備超聲波電路和無線電路這兩種電路，因此存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，從而成本增高的問題。

此外，為了確保避難等的時間，盡可能地在早期檢測到山崩、地震、構(gòu)造物的崩塌等的預(yù)兆是非常重要的。例如，優(yōu)選為，不僅能夠檢測到即將崩塌之前的急劇變化，還能夠檢測到可能在崩塌數(shù)日前產(chǎn)生的非常緩慢的地表滑落等。此處，在這種監(jiān)控系統(tǒng)中，也存在發(fā)射器包括加速度傳感器等的運動傳感器，并對其輸出進行發(fā)送的系統(tǒng)。但是，對于非常緩慢的地表滑落，存在無法檢測到運動從而漏掉預(yù)兆的可能性。因此，優(yōu)選能夠以高精度來實施對目標(biāo)物的位置檢測的系統(tǒng)。

專利文獻1：日本特開平9-243412號公報

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于這種問題點而實施的發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的幾個方式，提供了低成本且設(shè)置容易、并具有較高的檢測靈敏度的位置檢測系統(tǒng)以及位置檢測傳感器等。

(1)本發(fā)明為如下的位置檢測系統(tǒng)，其包括：位置檢測傳感器，其包括第一原子振蕩器和傳感器側(cè)發(fā)送單元，并輸出傳感器輸出信號；基站裝置，其包括對所述傳感器輸出信號進行無線接收的基站側(cè)接收單元、和第二原子振蕩器；比較單元，其對來自所述第一原子振蕩器的輸出信號的相位、與來自所述第二原子振蕩器的輸出信號的相位進行比較，并輸出相位比較信號；存儲單元，其對所述相位比較信號的規(guī)定值進行存儲；位移檢測單元，其對所述相位比較信號與所述規(guī)定值進行比較，從而對所述位置檢測傳感器的位移進行檢測。

(2)在該位置檢測系統(tǒng)中，也可以采用如下方式，即，所述基站裝置包括：所述比較單元、所述存儲單元以及所述位移檢測單元。

(3)在該位置檢測系統(tǒng)中，也可以采用如下方式，即，所述位置檢測傳感器包括：傳感器側(cè)接收單元，其對來自所述基站裝置的基準(zhǔn)信號進行無線接收；所述比較單元，其對所述基準(zhǔn)信號與來自所述第一原子振蕩器的輸出信號進行比較，并輸出所述相位比較信號；所述位移檢測單元；所述存儲單元；傳感器側(cè)發(fā)送單元，其將所述位移檢測單元的輸出信號作為所述傳感器輸出信號而進行無線發(fā)送，并且，所述基站裝置包括：基站側(cè)接收單元，其對所述傳感器輸出信號進行無線接收；基站側(cè)發(fā)送單元，其根據(jù)來自所述第二原子振蕩器的輸出而生成所述基準(zhǔn)信號，并對該基準(zhǔn)信號進行無線發(fā)送。

(4)在該位置檢測系統(tǒng)中，也可以采用如下方式，即，所述位置檢測傳感器包括：所述比較單元；所述傳感器側(cè)發(fā)送單元，其將所述相位比較信號作為所述傳感器輸出信號來進行無線發(fā)送，并且，所述基站裝置包括：所述存儲單元；所述基站側(cè)接收單元，其對由所述傳感器側(cè)發(fā)送單元所無線發(fā)送的所述相位比較信號進行無線接收；位移檢測單元，其對由所述基站側(cè)接收單元所無線接收的所述相位比較信號、與所述相位比較信號的規(guī)定值進行比較，從而對所述位置檢測傳感器的位移進行檢測。

根據(jù)這些發(fā)明，通過使用高精度的原子振蕩器而提高相位比較的精度，從而能夠?qū)崿F(xiàn)可對微小的位移進行測量的、高檢測靈敏度的位置檢測系統(tǒng)。此外，由于發(fā)送接收信號以無線的方式來實施，因此設(shè)置較為容易。而且，能夠直接用例如實現(xiàn)比較單元的電路等，來處理被用于無線的頻帶的信號。由于無需如 專利文獻1的發(fā)明那樣另外設(shè)置超聲波電路，因此能夠提供低成本的位置檢測系統(tǒng)。

原子振蕩器尤其優(yōu)選CPT(Coherent Population Trapping：相干布局陷俘)方式。其小型、低成本且功率消耗較小，還可以實現(xiàn)太陽能電池驅(qū)動。由于原子振蕩器精度較高且穩(wěn)定，因此在這些發(fā)明中，作為基站裝置和位置檢測傳感器各自的獨立的頻率源而被使用，通過對這些輸出的相位比較從而對目標(biāo)物的位移進行測量。由于在原子振蕩器以外的振蕩器(例如水晶、陶瓷、RC等)中，尤其是由于頻率穩(wěn)定度較差，因此難以對微小的位移準(zhǔn)確地進行測量。