• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Study on method of monitoring facility condition using vibration power generation of high output piezoelectric elements as power source

Research Project

Project/Area Number 18K04030
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
Research InstitutionKanagawa University

Principal Investigator

Fujimoto Shigeru  神奈川大学, 工学部, 教授 (80386888)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 一木 正聡  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 副研究センター長 (00267395)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
KeywordsPZT素子 / La添加PZT素子 / 積層PZT素子 / 振動発電 / センサ駆動回路 / 無線加速度センサ / 加速度計測 / 状態監視 / 圧電素子 / ランタン(La) / 設備状態モニタリング / 動荷重 / 加速度センサ / ランタン / エナジーハーベスティング / 添加剤 / 添加剤ランタン / 積層圧電素子
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this research is to develop a method to electrically convert the vibration generated in industrial equipment using a PZT element, drive a wireless accelerometer using this as a power source, and monitor the operating condition of industrial equipment at a remote location.
The results of this research are as follows. (1) In order to improve the power generation characteristics of the PZT element, we developed a La-added PZT element and a La-added laminated PZT element in which it were laminated. (2) Further, we developed a power supply stabilization circuit for driving the acceleration sensor. (3) We succeeded in measuring the acceleration by applying a vibration table vibration force and small compressor vibration to the La-added laminated PZT elements to generate vibration power and driving a wireless acceleration sensor. As a result, we were able to establish a self-sustaining wireless acceleration monitoring method, which is the purpose of our research.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学術的意義は、PZT素子の振動発電能力の大幅向上のため、添加するLaの最適濃度を見出すと共にこれを最適な積層数で積層したLa添加積層PZT素子を開発したことである。さらに、小型産業設備の振動を用いたLa添加積層PZT素子を電源として無線加速度センサを駆動し、加速度計測を無線で行える状態監視システムを開発、実証したことである。
社会的意義は、開発した状態監視システムは産業設備の稼働時の振動を利用して自立駆動できるため、プラント事故により外部電源が喪失した場合でも産業設備の稼働状態を遠隔で監視し続けることが可能であり、産業設備およびプラント全体の安全性を向上させることができることである。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Demonstration Experiment of Autonomous Wireless Acceleration Monitoring System Using La doped and Laminated PZT Element as Power Source2021

    • Author(s)
      藤本滋、小島翔、一木正聡
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines

      Volume: 141 Issue: 10 Pages: 356-363

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.141.356

    • NAID

      130008095556

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • Year and Date
      2021-10-01
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evaluation of Driving Characteristics of Wireless Acceleration Sensor by Vibration Power Generation Using La-doped Laminated PZT Elements2020

    • Author(s)
      小島翔,藤本滋,一木正聡
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines

      Volume: 140 Issue: 12 Pages: 328-335

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.140.328

    • NAID

      130007948618

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • Year and Date
      2020-12-01
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] La 添加 PZT 素子の発電特性評価2019

    • Author(s)
      小島翔,藤本滋,諸星陽裕,一木正聡
    • Journal Title

      電気学会論文誌E

      Volume: 139 Pages: 323-328

    • NAID

      130007699895

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] La添加積層型PZT素子を電源とした 自律型加速度モニタリングシステムの実証実験2020

    • Author(s)
      藤本滋,一木正聡
    • Organizer
      Dynamics and Design conference 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] La添加積層型PZT素子を電源とした自立型無線加速度モニタリングシステムの実証試験2020

    • Author(s)
      小島翔、藤本滋、一木正聡
    • Organizer
      第36回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] La添加積層型圧電素子の発電特性および 最適負荷インピーダンスに関する検討2019

    • Author(s)
      藤本 滋,小島 翔,一木 正聡
    • Organizer
      Dynamics and Design Conference 2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] La添加積層型圧電素子を用いた振動発電による加速度センサの駆動実験2019

    • Author(s)
      小島翔, 藤本滋,一木正聡
    • Organizer
      Dynamics and Design Conference 2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] La添加積層PZT素子を用いた振動発電による 無線加速度センサの駆動特性評価2019

    • Author(s)
      小島翔, 藤本滋,一木正聡
    • Organizer
      第35回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] La添加積層型PZT素子の発電特性2019

    • Author(s)
      小島翔,藤本滋,一木正聡,諸星陽裕
    • Organizer
      日本機械学会 関東支部 第25期総会・講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] La添加PZT素子の発電特性評価2018

    • Author(s)
      小島翔,藤本滋,一木正聡,諸星陽裕
    • Organizer
      第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2018 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi