建物の振動計測用センサの開発について

ニュースリリース
建物の振動計測用センサの開発について

2012年6月28日
富士電機株式会社

　富士電機株式会社（東京都品川区、代表取締役社長：北澤通宏）は、建物など大型構造物の振動計測用に、独自開発の加速度センサデバイスを搭載した振動計測センサを開発しましたのでお知らせいたします。

1．開発の背景と狙い

　大地震によってビルなどの大型構造物が損傷を受けた場合、迅速にその程度を評価し、ビル管理者や使用者に安全性に関する情報を提供する必要がありますが、専門家による災害時の巡回診断には時間的・物理的に限界があります。建物の振動を、地震計などを用いて計測することで自動的に判定する検討も行われていますが、そのような計測器には一定レベル以上の性能が必要であり、診断に必要な台数の設置にはコスト面で制約が多く、普及が進んでいません。

　今回、当社が開発した振動計測センサは、構造物の振動計測に必要な性能と低コストを両立させ、災害時の迅速な診断を実現するものです。構造的な劣化や災害時の安全性などを迅速に診断する、いわゆる構造ヘルスモニタリング（注）への適用を目指します。

(注): 構造ヘルスモニタリング（Structural Health Monitoring)
新築・既存の構造物にセンサを設置して振動などの物理量を計測し、
様々な信号処理手法を用いて、蓄積された損傷や劣化の発生箇所および度合いについて診断・予測する技術。

　当社は、戸田建設株式会社（東京都中央区、代表取締役社長：井上舜三）と、実際に建物の診断に適用した場合の効果を評価するための共同研究を進めています。同社技術研究所の実大規模の試験体に、当社開発の振動計測センサ、診断処理部、結果表示用モニタを設置し、検証実験を行っています。

2．センサの特長

(1)	1台での3軸振動計測（水平2方向および垂直方向）を小型・低コストで実現
	MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）技術を応用した独自開発の加速度センサデバイスと微小信号処理技術により、これまで困難であった小型・低コストでの1台3軸計測を実現しました。
(2)	高層ビルから小型の構造物まで、低周波領域の振動計測に対応
	一般的な地震動の周波数帯域である1～3Hz程度を中心に、長周期地震動による高層ビルなどへの影響を計測できる0.1Hzまでの低周波領域から、より速く振動する低層の建物などの小型構造物に対応する50Hzまでの計測を可能にしました。
(3)	各センサの計測時刻精度を向上し、建物の変形を正確に計測
	建物全体の診断には、振動によって柱などの構造部材がどの程度ダメージを受けたか推定するために、各階が同時刻において相互にどう動いたかという情報が必要となります。この精度を高めるために、各センサの計測時刻を1000分の1秒以下まで合わせています。
(4)	測定値を内部でデジタル化し、パソコンなどの外部機器へ直接データ送信
	PoE(注)電源を採用し、LANケーブル1本の接続で電源供給とデータ通信が可能。