共同研究・競争的資金等の研究課題

2020年 - 2023年

振動発電デバイスを用いた自律型インフラモニタリングシステム

日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

課題番号
20K04641
体系的課題番号
JP20K04641
担当区分
研究代表者
配分額
(総額)
4,290,000円
(直接経費)
3,300,000円
(間接経費)
990,000円

小型で安価な高効率MEMS振動発電デバイスの実装による振動モニタリングにより,的確かつ低コストでインフラ構造物の状態を把握できる監視(常時モニタリングおよび緊急時アラート)システムを構築する。「高効率MEMS振動発電デバイスによるインフラ構造物のモニタリングおよびアラートシステム」の構築を目指す上で,簡易に設置できるセンサ端末の開発とともに,構造物への実装による現場での実証実験に適用する。
道路橋をはじめとするインフラ構造物を構成する部材および構造物全体の健全度を診断するための振動・変位データを実験的および解析的に取得し,高効率振動発電デバイスの設計に対し,上記で取得した情報に基づき,自立電源で自己動作する無線通信および変位・振動情報発信デバイスを完成することを目的とした。このとき,実装アプリケーションを想定と先進的デバイスの設計と導入仮説立案を設定する。特に,検出される発電量からモニタリング対象とするRC床版や柱構造物の固有振動数および振動モード等の振動挙動を推定するとともに剛性低下を伴う異常箇所の検知精度を評価している。
その結果,MEMS振動発電デバイスによるRC床版の健全状態および損傷発生箇所を検知できるセンシングシステムを構築することができ,損傷や異常発生時に対象構造物に設置したエレクトレットを用いたMEMS振動発電デバイスにより簡便に検知でき,損傷程度や異常レベルの設定と検知精度について,実構造物での検証実験を進めることができた.

リンク情報
KAKEN
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04641
ID情報
  • 課題番号 : 20K04641
  • 体系的課題番号 : JP20K04641