2015 Fiscal Year Research-status Report
地盤中の水の挙動の調査を格段に進展できるワイヤレスマルチセンサの開発への挑戦
| Project/Area Number |
26630215
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
風間 基樹 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20261597)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安原 一哉 茨城大学, 地球変動適応科学研究機関, 特命研究員 (20069826)
鎌田 賢 茨城大学, 工学部, 教授 (70204609)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | マルチセンサ / ワイヤレス / 地盤中 / 間隙水圧 / 差圧 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は、間隙水中の差圧や流量を地盤中で直接的に計測するセンシング技術を多点ワイヤレスで実現することを目指すものである。
平成26年度に試作したワイヤレスの実験後データ回収型のセンサについては、電源供給部の衝撃性能を高め、繰返し実験を行った。回収した実験データから、センサの剛体回転の動きの再現を試みた。動きをビジュアルにみせるためのソフトウェアを作成中である。
平成27年度に、新たに地表部までは優先でそこから、アンテナでデータを取得する方式のセンサのプロトタイプを作成した。このセンサは、水圧、３成分加速度、3軸ジャイロのマルチセンサである。粘性土地盤の沈下傾斜をモニタリングできるかどうかを現場（石巻市の河川堤防試験盛土）にて、実証試験に供した。地中３－５ｍの深さにセンサを設置し、2ヶ月間ほど観測を行い、センサからのデータ取得の安定性、消費電力エネルギー、温度依存性などを検討した。その結果、絶対水圧を測るセンサに比較して、差圧を計測するタイプで、温度依存性が高いこと、データ通信が安定的に行われない場合があることが判明した。
地中や水中部からの無線通信を実現するための通信方式を電気通信系の研究者を交えて検討した。最初の仕様としては、室内模型震動実験の模型地盤中に設置し、実験後に回収する方式のセンサで検討することとした。
これら研究成果の一部は、2015年に開催された国際会議等で発表した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
26年度の試作機に比較して、汎用性が高く、小型化し、しかもワイヤレス通信機能を持つプロトタイプを作成し、現場実験まで進めている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
開発の過程で、現場仕様と室内実験仕様では、求められるものがかなり違うので、それぞれの用途に最も適した仕様を決定し、それぞれのプロトタイプを作成する。
水中、地中への投げ込み方式のセンサについては、電源供給、通信方式でネックになっている部分があり、それを解決する方式の検討、適用上の限界点を研究する予定である。
また、ワイヤレスの投げ込み方式、センサ回収後のデータ取得方式のセンサの実証実験をおこなうため、ドラム式の回転流動試験装置を使う予定である。このため、群馬高専の森田准教授を新たに研究者に追加した。
|
| Causes of Carryover |
センサ部分の開発費が、仕様変更のため予定のものと違いが生じたため。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
最終年度の研究目標であるプロトタイプの開発費に充当する予定である。
|
