[发明专利]驻极体型振动检测系统、外部振动信息的生成方法、关于外部振动的传递函数信息的生成方法、外部振动信息的生成程序以及关于外部振动的传递函数信息的生成程序

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用振动发电装置(该振动发电装置利用驻极体从外部振动发电)生成关于外部振动的信息的技术。

背景技术

近来，在维护诸如桥梁或道路等的建筑结构时使用通过检测该建筑结构中产生的外部振动而获得的电的要求明显增加。例如，施加于建筑结构的外部振动的振动位移大大影响建筑结构的强度变化，并且对其检测的要求也比较高。关于这一点，在现有技术中，使用激光位移传感器或电磁能来检测振动位移(例如，参照专利文献1)。在专利文献1讨论的技术中，通过使用线圈或服务电源(service power supply)控制响应于外部振动的振子的响应，检测关于外部振动的位移的信息。

同时，开发了一种使用驻极体的、能够从外部振动产生电的振动发电装置(例如，参照专利文献1)。在非专利文献1讨论的技术中，使用驻极体从振幅为1mm且频率为10Hz的外部振动产生6μW的电力。然而，该技术未公开使用具有驻极体且从外部振动执行振动激励发电的振动发电装置适当检测关于外部振动的速度或位移的信息的配置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2010-48751号公报

专利文献2：日本专利第H9-79900号公报

专利文献3：日本专利第H11-148815号公报

非专利文献

非专利文献1：Y.Arakawa,Y.Suzuki和N.Kasagi，“Micro Seismic Power Generator Using Electret Polymer Film”，Power MEMS 2004年11月，2004，第187-190页

发明内容

本发明要解决的问题

在现有技术中，当诸如激光位移传感器等的光学装置用于检测关于施加于诸如建筑结构等的检查对象的外部振动的信息时，使用具有较大尺寸的装置。因此，其操作性不令人满意，并且须要单独的电源来驱动该装置。因此，难以测量关于检查对象的大量振动信息。同时，当采用从外部振动执行振动激励发电的振动发电装置时，来自装置的输出电力可以用作电源。然而，现有技术的技术未公开将振动发电装置的输出电力适当的与振动信息相联系的配置。

用于解决问题的手段

鉴于上述问题，本发明提供了一种使用驻极体容易且精确地检测外部振动信息的技术。

根据本发明，为了解决上述问题，通过以规定了施加于具有驻极体的振动发电装置的外部振动的振动速度(下文中，还称为“外部振动速度”)与振动发电装置的输出发电电压之间的相关性的传递函数信息为重点，申请人认识到：针对输入到振动发电装置的外部振动的各个频率，在外部振动速度与输出发电电压之间存在预定比例关系。另外，通过使用与预定比例关系对应的传递系数来准备依据外部振动的频率的传递函数信息，从由外部振动造成的振动发电装置的输出发电电压的推移，可以容易且精确地生成与外部振动有关的速度信息或位移信息。

更具体地，根据本发明，提供了一种驻极体型振动检测系统，该驻极体型振动检测系统包括：振动发电装置，该振动发电装置通过基于外部振动使由多个驻极体形成的驻极体组和具有多个电极对的电极组在相对移动方向上的位移而执行振动激励发电，以在所述电极对的电极之间输出振动激励电压；传递函数存储部，该传递函数存储部存储传递函数信息，该传递函数信息规定所述外部振动中包括的、预定频率的范围内的、所述外部振动的振动速度与所述振动发电装置的输出发电电压之间的相关性，所述传递函数信息含有传递系数，该传递系数与属于所述预定频率范围的多个频率中的每一个相应地设置的、使所述外部振动的所述振动速度与所述振动发电装置的所述输出发电电压成为预定比例关系；输出频谱信息计算部，该输出频谱信息计算部对预定时间段内的、与所述振动发电装置的所述输出发电电压有关的所述推移信息执行傅里叶变换，以计算与所述输出发电电压有关的输出频谱信息；以及振动速度信息生成部，该振动速度信息生成部基于与由所述输出频谱信息计算部计算得到的所述振动发电装置的所述输出发电电压有关的所述输出频谱信息和所述传递函数存储部中存储的所述传递函数信息，生成所述预定时间段内的、与所述外部振动有关的振动速度信息。