2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of an Autonomous Seismic Sensor Applying Chip-scale Atomic Clock
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16K01283
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| Research Institution | Tsukuba University of Technology |
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Principal Investigator |
倉田 成人 筑波技術大学, 産業技術学部, 教授 (00416869)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 時刻同期 / 地震センサ / MEMS / チップスケール原子時計 / 地震観測 / 構造ヘルスモニタリング / IoT |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、地震の揺れを計るセンサにチップスケール原子時計(CSAC)を応用し、自律的に超高精度な時刻情報を計測データに付与する技術の開発を行い、日本全国に広く地震センサを展開できる技術基盤を確立することを目的とした。まず、チップスケール原子時計（CSAC）によりセンサに超高精度な時刻情報を付与するメカニズムを実装し、MEMS加速度センサチップを搭載した地震センサの製作と、基本性能、及びデータ収集機能の確認を行った。基本性能としての加速度計測性能及び時刻同期性能については、製作した地震センサにより振動台試験を実施して確認した。3G/LTE、及び無線LANに接続して、計測データを収集する機能を確認した上で、筑波技術大学総合研究棟に地震センサを設置し、実地震のモニタリングを実施した。茨城県つくば市にて震度１以上を観測した地震に対して、すべて地震の検知、計測、データ収集を行い、サーバに収集した加速度データの積分処理により層間変形角を算出し、各地震に対する構造物の構造健全性評価を行った。さらに、製作した地震センサに用意した任意のアナログ型センサを接続できる外部入力インターフェースを介して、変位センサ、あるいは、ひずみセンサを接続して計測実験を行い、搭載したMEMS加速度センサを使う場合と同様に、基本性能、及びデータ収集機能が実現できることを確認した。内蔵したMEMS加速度センサを使う地震センサと、変位センサを接続する地震センサを対象として、振動台を使った振動計測実験を行った。これより、異種センサ間での時刻同期を確保したセンシングが可能であることを確認した。これらにより、日本全国に広く地震センサを展開できる技術基盤を確立した。
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