Solution ソリューション

無線加速度計測システム

LPWA+電池駆動の加速度センサー

無線加速度センサーは無線かつ電池駆動のため、従来の有線式加速度センサーとはちがい、配線工事や電源工事が不要です。このため配線・電源工事が必要だったために設置が難しかった既設の建物でも機器の設置が容易になり、加えて設置コストも低減できます。
また無線通信にはLPWAを活用することで、省電力で広範囲な通信距離を実現します。長距離での無線通信が可能になるため、従来は設置や運用が難しかった大型の建物や橋などの構造物のゆがみや特性変化を計測・遠隔監視することが可能となり、構造ヘルスモニタリングや予兆保全などに活用できます。

無線加速度計測システムのイメージ

構造物に設置した無線加速度センサーからの情報は、無線とインターネットを中継するゲートウェイを通じていったんクラウドに蓄積されます。
蓄積されたデータはクラウドサーバーで処理され、ブラウザー上で波形の閲覧や解析を行えます。

取得した加速度波形のイメージ
観測波形のイメージ

MEMSセンサーの活用

MEMSは微細加工技術によって製造されたデバイスで、半導体集積回路(ICやLSI)を作るために開発された技術(LIGAやフォトリソグラフィーなど)を用いて作られています。
同一の事象を測るセンサーの中で、以前からある他方式で作られたものと比較すると、MEMSセンサーでは小型・軽量を実現できるため、近年ではスマートフォンなどへの組み込み用途でも多用されています。
MEMS加速度センサーには、静電容量方式、ピエゾ抵抗方式、熱検知方式などがあり、弊社では静電容量方式のセンサー素子を採用しています。
静電容量方式はセンサー内部に作り込まれた”おもり”が加速度を受けることで動き、その周りにあるフレームとの間の静電容量がおもりとの距離によって変化することを検知し、加速度情報を得ています。材質は半導体などで作られており機械的動作もなく、長期間にわたる安定動作が期待できます。

MEMS加速度センサーを採用した加速度計では、従来のサーボ式加速度計と比較して、より簡単な取り扱いと省電力・低コストを実現しています。
このため、これまで導入・運用コストの面から実現が困難だった、一つの建物に多くのセンサーを設置したり、より多くの建物へ設置したりすることが可能になり、点から面での加速度データの取得が行えるようになります。
また弊社取り扱いのMEMS加速度センサーは一般的なものより高精度のセンサー素子を採用しており、建物の微小振動の測定や、複数の加速度センサーからの加速度データを基に層間変異を計算する用途などに活用できます。
それに加えて、サーボ式加速度計と同等の精度での測定を可能にした、水晶MEMSセンサーもご利用いただけます。
弊社では測定対象に応じた複数のMEMS加速度センサーをラインアップしており、用途に応じたコストパフォーマンスに優れた加速度センサーの提供が可能です。

MEMSセンサーのイメージ

事例紹介

長谷工コーポレーション 技術研究所様でご採用いただきました。
住宅実験棟に3台の加速度センサーを設置し、建物の揺れに関する研究で活用されています。

長谷工コーポレーション 技術研究所様 住宅実験棟
長谷工コーポレーション 技術研究所様 住宅実験棟

弊社ではMEMS加速度センサーとLPWAを活用し、加速度センサーの導入から運用までのコスト削減とともに、検査精度向上によってお客さまの構造物の付加価値向上を実現します。
特に無線方式は既存の建物に設置する場合、従来の有線式加速度センサーと比べて大幅な工期短縮が可能ですので、住人の皆さまやテナントさまにご迷惑をお掛けすることなく設置が可能です。
構造物への加速度センサー設置により、構造ヘルスモニタリングや予兆保全などへの活用をご検討の際は、ぜひとも弊社にお声掛けください。