[发明专利]位置检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及位置检测系统、位置检测传感器等。

背景技术

有时为了实施对山崩、地震以及构造物的崩塌等的预兆检测，会使用一种在测量的目标物(例如，可能发生山崩的地面)上设置发射器的监控系统。在接收器侧能够根据来自发射器的信号的变化而对这些灾害的预兆进行检测，从而有助于防灾。例如，专利文献1的发明公开了由发射超声波的发射器、和接收器构成的系统。

此处，当考虑到在山崖等上设置发射器的情况时，优选为不以电缆等有线的方式，而是以无线的方式发送接收信号。于是，在专利文献1的发明的系统中使用声波，其频率需要为人的可闻阈以上。而且，由相位差辨别分辨率而决定的上限频率实际上为50kHz(专利文献1的0036段)。因此，只能使用20kHz至50kHz的非常狭小的频带，从而在使用方便性方面存在问题。此外，由于需要具备超声波电路和无线电路这两种电路，因此存在系统结构复杂，从而成本增高的问题。

此外，为了确保避难等的时间，尽可能地在早期检测到山崩、地震、构造物的崩塌等的预兆是非常重要的。例如，优选为，不仅能够检测到即将崩塌之前的急剧变化，还能够检测到可能在崩塌数日前产生的非常缓慢的地表滑落等。此处，在这种监控系统中，也存在发射器包括加速度传感器等的运动传感器，并对其输出进行发送的系统。但是，对于非常缓慢的地表滑落，存在无法检测到运动从而漏掉预兆的可能性。因此，优选能够以高精度来实施对目标物的位置检测的系统。

专利文献1：日本特开平9-243412号公报

发明内容

本发明是鉴于这种问题点而实施的发明。根据本发明的几个方式，提供了低成本且设置容易、并具有较高的检测灵敏度的位置检测系统以及位置检测传感器等。

(1)本发明为如下的位置检测系统，其包括：位置检测传感器，其包括第一原子振荡器和传感器侧发送单元，并输出传感器输出信号；基站装置，其包括对所述传感器输出信号进行无线接收的基站侧接收单元、和第二原子振荡器；比较单元，其对来自所述第一原子振荡器的输出信号的相位、与来自所述第二原子振荡器的输出信号的相位进行比较，并输出相位比较信号；存储单元，其对所述相位比较信号的规定值进行存储；位移检测单元，其对所述相位比较信号与所述规定值进行比较，从而对所述位置检测传感器的位移进行检测。

(2)在该位置检测系统中，也可以采用如下方式，即，所述基站装置包括：所述比较单元、所述存储单元以及所述位移检测单元。

(3)在该位置检测系统中，也可以采用如下方式，即，所述位置检测传感器包括：传感器侧接收单元，其对来自所述基站装置的基准信号进行无线接收；所述比较单元，其对所述基准信号与来自所述第一原子振荡器的输出信号进行比较，并输出所述相位比较信号；所述位移检测单元；所述存储单元；传感器侧发送单元，其将所述位移检测单元的输出信号作为所述传感器输出信号而进行无线发送，并且，所述基站装置包括：基站侧接收单元，其对所述传感器输出信号进行无线接收；基站侧发送单元，其根据来自所述第二原子振荡器的输出而生成所述基准信号，并对该基准信号进行无线发送。

(4)在该位置检测系统中，也可以采用如下方式，即，所述位置检测传感器包括：所述比较单元；所述传感器侧发送单元，其将所述相位比较信号作为所述传感器输出信号来进行无线发送，并且，所述基站装置包括：所述存储单元；所述基站侧接收单元，其对由所述传感器侧发送单元所无线发送的所述相位比较信号进行无线接收；位移检测单元，其对由所述基站侧接收单元所无线接收的所述相位比较信号、与所述相位比较信号的规定值进行比较，从而对所述位置检测传感器的位移进行检测。

根据这些发明，通过使用高精度的原子振荡器而提高相位比较的精度，从而能够实现可对微小的位移进行测量的、高检测灵敏度的位置检测系统。此外，由于发送接收信号以无线的方式来实施，因此设置较为容易。而且，能够直接用例如实现比较单元的电路等，来处理被用于无线的频带的信号。由于无需如 专利文献1的发明那样另外设置超声波电路，因此能够提供低成本的位置检测系统。

原子振荡器尤其优选CPT(Coherent Population Trapping：相干布局陷俘)方式。其小型、低成本且功率消耗较小，还可以实现太阳能电池驱动。由于原子振荡器精度较高且稳定，因此在这些发明中，作为基站装置和位置检测传感器各自的独立的频率源而被使用，通过对这些输出的相位比较从而对目标物的位移进行测量。由于在原子振荡器以外的振荡器(例如水晶、陶瓷、RC等)中，尤其是由于频率稳定度较差，因此难以对微小的位移准确地进行测量。