看处于地震带的ROHM工程师如何开发地震检测传感器模块

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在日本,每年发生地震的次数最多的是日本,地震探测至关重要。为了避免诸如火灾等二次灾害并实现更快的恢复,一旦发生地震,就必须采取措施(即安全地关闭生产设备)。
 
因此,日本公司正在努力开发地震探测设备,并在国内和公共部门部署应用,使日本成为该领域的全球领导者。然而,问题仍然存在,地震检测设备易于误检测,因为大多数常用的机械地震探测器和电子传感器模块无法区分由于地震引起的震动和由日常生活中的外部因素引起的震动之间的差异。
 
作为回应,位于京都的半导体公司ROHM正致力于开发能够最大限度地减少错误检测可能性的地震检测传感器模块。光模块生产总部的工程师Tsuwa先生对产品的开发和功能进行了解释。
 
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开发原始算法
ROHM的原始算法被证明是实现高检测精度所需的突破。根据Tsuwa的说法,利用与地震强度高度相关的SI值开发算法,可以区分地震引起的振动与外部因素之间的差异,从而消除误报。作为证据,该算法能够正确地检测日本气象厅提供的200个过去的样本数据。 
“外部因素的例子包括来自过往车辆和火车的振动,弹跳球,以及当自行车或其他物体与设备碰撞时。我们通过对地震和外部因素产生的噪声进行重复模拟来开发我们的专有算法。通过这样做,我们能够逐渐了解各种振动之间的差异,“Tsuwa说。“例如,在由于外部因素引起振动的情况下,短时间(几秒到几十秒)会出现单个突然波形,而地震引起的振动会持续很长时间的连续波形(几十个)几秒到几分钟)(图)。我们的算法结合了这些差异。“
 
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数字。地震与外部噪声之间的波形差异
 
Tsuwa是由12名工程师组成的团队的领导者,每名工程师都是软件,硬件和模块方面的专家。然而,验证波形差异非常耗时,因此,开发地震传感器模块花费了大约一年的时间。但Tsuwa和他的团队无所畏惧,因为他们希望为客户提供更高的安全性。通过以有效和高效的方式合作,他们终于能够实现成功的商业化。
 
应用实例
ROHM的新传感器模块能够检测地震强度为5或更高的地震(使用日本气象厅创建的地震烈度等级)。因此,它有望被广泛应用,包括配电盘,照明设备,自动售货机和电梯。提高可以检测到地震的准确性将使得可以可靠地实现诸如关闭设备之类的措施,或者相反地,在发生灾难时自动打开自动售货机。此外,允许的安装角度为±15°,即使在斜坡上也可轻松安装,有助于提高采用率。
 
预计该技术不仅会在日本引入,也会在亚洲其他地区以及经常发生地震的北美和拉丁美洲引入。
 
在CEATEC日本2018年展出
CPS和物联网领域的150,000多名专家参加了2018年10月16日至19日在东京举行的CEATEC JAPAN 2018年。罗姆展示了最新的技术和解决方案,包括其地震检测传感器模块,吸引了许多参观者。(照片)
 
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CEATEC展出的地震检测传感器模块演示
 
这标志着地震检测模块首次在展会上展出。除了面板外,还展示了一个由配备传感器模块的模拟自动售货机组成的演示。自动售货机被放置在可以模拟地震的设备上,允许游客体验模块操作,包括一旦发现地震就发出声音的警报。许多参观者感到惊讶的是,这种技术可以在尺寸仅为11mm x 9mm x 2mm的模块中实现。
 
前景
“在业界,大多数公司都专注于质量改进和硬件性能,但我们新传感器模块的关键在于其独特的算法 - 换句话说,软件。我相信我们只能通过利用ROHM相当大的硬件专业知识来开发精密软件,“Tsuwa说。“展望未来,我们希望进一步提高地震检测算法的性能,并在2019年进入市场时尝试增加对各种外部因素的抵抗力。与此同时,我们希望为更大的因素做出贡献通过扩大我们的阵容以支持路灯等基础设施应用以及家用电子产品和工业设备,提高安全性。“
 
罗姆将垂直整合系统与“质量第一”的企业目标相结合,实现高品质,尖端的产品开发,同时继续追求技术创新,通过高附加值的产品和解决方案为文化的进步做出贡献。