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ピエゾケ-ブルを用いた構造物簡易スマ-トセンサシステムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 25242033
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 社会システム工学・安全システム
研究機関秋田県立大学

研究代表者

下井 信浩  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (10300542)

研究分担者 間所 洋和  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (10373218)
青木 義男  日本大学, 理工学部, 教授 (30184047)
CUADRA CARLOS  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (30302194)
西田 哲也  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (40315627)
研究期間 (年度) 2013-10-21 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
42,640千円 (直接経費: 32,800千円、間接経費: 9,840千円)
2016年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2015年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
2014年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2013年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワードピエゾケーブル / 加速度計 / 微動振動 / 圧電センサ / 固有振動数 / ピエゾ振動センサ / ヘルスモニタリング / モニタリング / 構造工学 / スマ-トセンサ / 情報システム / スマートセンサ / 動的荷重センサ / 溶接接合部 / 露出柱脚機構 / 振動計測 / 計測工学 / スマ-ト情報システム / スマ-トセンシング / ピエゾエレクトリックセンサ
研究成果の概要

橋梁などの構造物の劣化や老化に伴う崩壊を助長する可能性が存在する。その為、安全な道路の安全確保には橋梁の構造条件の計測や点検が必要である。本研究では、構造物の健全性を容易に評価できる振動監視システムのためのピエゾケーブルセンサの試作を提案した。実装試験では、秋田県の国道上にある飛鳥大橋を対象として選定した。本センサは、応力状態の変化が発生したときに電圧信号を発する。この性質を利用して等価重量のトラックを用いて走行試験を実施し得られた振動による周波数応答は, 適確に橋の固有振動数を計測することを確認した。それらは加速度計を使用して得られる周波数応答と同等であることが検証された。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件、 オープンアクセス 10件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Comparison of Displacement Measurements in Exposed Type Column Base Using Piezoelectric Dynamic Sensors and Static Sensors2016

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Shimoi, Tetsuya Nishida, Akihiko Obata, Kazuhisa Nakasho, Hirokazu Madokoro, Carlos Cuadra,
    • 雑誌名

      American Journal of Remote Sensing

      巻: vol.4、issue 5 ページ: 23-32

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Comparison of FEM Analysis and Actual Measurement for Destruction of Brick Masonry Specimen Using a Piezoelectric Limit Sensor2016

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro SHIMOI, Carlos CUADRA, Kazuhisa NAKASHO and Takuya SASAKI,
    • 雑誌名

      International Journal of Science and Engineering Investigations

      巻: vol.5, issue 55 ページ: 61-66

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamic Characteristics of a Bridge Estimated With New Bolt-type Sensor, Ambient Vibration Measurements And Finite Element Analysis2016

    • 著者名/発表者名
      C.CUADRA, N.SHIMOI & M.SAIJO
    • 雑誌名

      International journal of Safety and Security Engineering.

      巻: Vol.6, Issue 1 ページ: 40-52

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of Piezoelectric Limit Sensors with FEM Analysis Results of Compression Failure of Brick Masonry Specimens2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sasaki, Calros Cuadra, Hirokazu Madokoro, Kazuhisa Nakashoi and Nobuhiro Shimoi
    • 雑誌名

      16th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS)

      巻: WA06-1 ページ: 1197-1201

    • DOI

      10.1109/iccas.2016.7832466

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Study of Measurement for Dangerous Prediction on Static Lording Test Using Piezoelectric Limit Sensors2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro SHIMOI, Carlos CUADR
    • 雑誌名

      American Journal of Remote Sensing issued by Science Publishing Group

      巻: Vol.3 号: 3 ページ: 43-48

    • DOI

      10.11648/j.ajrs.20150303.12

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Preliminary Evaluation Of Piezoelectric Sensors For The Prediction Of Compression Failure Of Brick Masonry Components2015

    • 著者名/発表者名
      C. Cuadra, N. Shimoi, T. Sasaki, T. Taguchi
    • 雑誌名

      Structural Studies, Repairs and Maintenance of Heritage Architecture XIV

      巻: Vol.153 ページ: 605-612

    • DOI

      10.2495/str150501

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preliminary study on applicability of a Piezoelectric Sensor for structural monitoring2015

    • 著者名/発表者名
      Cuadra, N. Shimoi,
    • 雑誌名

      Congreso international de computations y telecommunications

      巻: No.Ⅶ ページ: 211-216

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ピエゾ極限センサを用いた静的荷重試験による破壊前の測定比較2015

    • 著者名/発表者名
      下井信浩,CH. Cuadr 佐々木拓哉,間所洋和,西條雅博
    • 雑誌名

      計測自動制御学会, 次世代センシング最前線特集号

      巻: Vol.51 ページ: 696-705

    • NAID

      130005104374

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Comparison of Natural Frequencies of Vibration Analysis for a Bridge Accelerometers and a Piezoelectric Cable Vibration Sensor2015

    • 著者名/発表者名
      N. SHIMOI, M. SAIJO, C. CUADRA and M. Madokoro
    • 雑誌名

      International Journal of Instrumentation Science.

      巻: Vol,4,No.1

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of Natural Frequencies of Vibration for a Bridge Obtained Measurements By New Sensor.2014

    • 著者名/発表者名
      N. SHIMOI, M. SAIJO, C.CUADRA and H.Madokoro
    • 雑誌名

      American Journal of Remote Sensing issued by Science Publishing Group.

      巻: Vol,2, No4 号: 5 ページ: 30-36

    • DOI

      10.5923/j.instrument.20120105.03

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ピエゾ振動センサを用いた固有振動計測2014

    • 著者名/発表者名
      下井 信浩,西条雅博
    • 雑誌名

      月刊超音波Techno

      巻: Vol.26, No.5 ページ: 39-43

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 簡易計測技術による離床判定用圧電センサ2014

    • 著者名/発表者名
      間所洋和,下井信浩,佐藤和人
    • 雑誌名

      月刊機能材料

      巻: Vol.34, No.3 ページ: 57-63

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 宇宙エレベータクライマの基礎研究と自立型プローブクライマのプロトタイプ設計2014

    • 著者名/発表者名
      青木義男
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会誌

      巻: 62巻,10号 ページ: 325-330

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a wheel robot and micro fling robot using for rescue scenarios2013

    • 著者名/発表者名
      N.Shimoi,
    • 雑誌名

      American Journal of Remote Sensing issued by Science Publishing Group

      巻: Vol 1,No3 ページ: 61-66

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bed leaving Detection Using Piezoelectric Unrestrained Sensors and Its Measurement System2013

    • 著者名/発表者名
      H.Madikoro, N.Shimoi,and K.Sato
    • 雑誌名

      Nursing and Health

      巻: Vol.1,No9 ページ: 36-45

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 簡易ピエゾケ-ブル変位センサと有限要素法を用いた伝統木造構造物の振動解析2013

    • 著者名/発表者名
      下井信浩,西條雅博,CH.Cuadra,
    • 雑誌名

      日本機械学会(C編)

      巻: Vol.79No806 ページ: 3442-3453

    • NAID

      130003386412

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Comparison of Piezoelectric Limit Sensors with FEM Analysis Results of Compression Failure of Brick Masonry Specimens2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sasaki, Calros Cuadra, Hirokazu Madokoro, Kazuhisa Nakasho and Nobuhiro Shimoi
    • 学会等名
      16th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS)
    • 発表場所
      Gyeongju, Korea
    • 年月日
      2016-10-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ピエゾ極限センサを用いた煉瓦組積壁の圧縮破壊とFEM解析の比較2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉, Cuadra Carlos, 西村旭正, 石井雅樹, 下井信浩
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会,
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 組積煉瓦壁の圧縮破壊試験とFEM解析による簡易ピエゾ計測センサの性能評価2016

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉, Carlos Cuadra, 間所洋和, 中正和久, 下井信浩
    • 学会等名
      計測自動制御学会東北支部第303回研究集会
    • 発表場所
      秋田県立大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of Frequencies of Vibrations for a Bridge Obtained from Measurements with Accelerometers and Piezoelectric Sensors2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro SHIMOI, Carlos CUADRA
    • 学会等名
      The 13th International Workshop on Advanced Infrared Technology and Applications
    • 発表場所
      Pisa, Italy
    • 年月日
      2015-09-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of Vibration Analysis for a Bridge Using Accelerometers and a Piezoelectric Cable Sensor2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro SHIMOI, Carlos CUADRA,
    • 学会等名
      IEEE Multi-Conference on system and control
    • 発表場所
      Sydney, Australia(MSC 2015)
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ピエゾフィルムセンサを用いた煉瓦構造物の破壊予測2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉,下井信浩,Cuadra Carlos,石井雅樹
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      札幌市・北海道大学
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Preliminary Evaluation of Piezoelectric Sensors For The Prediction Of Compression Failure of Brick Masonry Components2015

    • 著者名/発表者名
      C. Cuadra, N. Shimoi, T. Sasaki, T. Taguchi
    • 学会等名
      14th International Conference on Studies, Repairs and Maintenance of Heritage Architecture STREMAH
    • 発表場所
      Coruna, Spain
    • 年月日
      2015-07-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bed-Leaving Behavior Detection and Recognition Based on Time-Series Learning Using Elman-Type Counter Propagation Networks2014

    • 著者名/発表者名
      H. Madokoro, K. Kakuta, R. Fujisawa, N. Shimoi. K. Sato and Li Xu
    • 学会等名
      14th International Conference on Control, Automation and Systems
    • 発表場所
      Kimdaejung Convention Center, Gwangju, Korea
    • 年月日
      2014-10-22 – 2014-10-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of Natural Frequencies of Vibration for a Bridge Obtained Measurements with Accelerometers and Piezoelectric Cable Sensor2014

    • 著者名/発表者名
      N.SHIMOI, M.SAIJO, C. CUADRA and H. MADOKORO
    • 学会等名
      Second European Conference on Earthquake Engineering and Seismology
    • 発表場所
      Istanbul (ECEES)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic characteristics of a bridge using ambient vibration measurements and finite element analysis2014

    • 著者名/発表者名
      C.CUADRA, N. SHIMOI, T. NISHIDA and H. MADOKORO
    • 学会等名
      15th European Conference on Earthquake Engineering, Istanbul (ECEES)
    • 発表場所
      Istanbul (ECEES)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Performance Evaluation of a Probe Climber for Maintaining Wire Rope2014

    • 著者名/発表者名
      Junya Yasutomi, Yoshio Aoki, Akihisa Tabata, Yuki Kanto, Shoichi Nagoshi
    • 学会等名
      Japan Symposium on Advancing Applications and Capabilities in NDE, MM-3
    • 発表場所
      Makena, United State.
    • 年月日
      2014-06-16 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Unrestrained Sensors Using Piezoelectric Elements for Bed-Leaving Prediction2013

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Madokoro, Nobuhiro Shimoi, and Kazuhito Sato
    • 学会等名
      13th International Conference on Control, Automation and Systems
    • 発表場所
      韓国
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 建築・都市・環境デザインのためのモデリングと最適化技術,第6章 ワイヤーロープ支持構造の健全性評価システム2014

    • 著者名/発表者名
      青木義男他17名
    • 出版者
      日本建築学会
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 実用化事例

    • URL

      http://www.akita-pu.ac.jp/stic/contents/contents_show_all.php?contents_id=8

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] ロボット工学研究室

    • URL

      http://www.akita-pu.ac.jp/robotics/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] リミット型変位検出装置及び構造物等の健全性モニタリングシステム2016

    • 発明者名
      下井信浩
    • 権利者名
      下井信浩
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-134129
    • 出願年月日
      2016-07-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 危険度検出方法2014

    • 発明者名
      下井 信浩,国立東京高専
    • 権利者名
      下井 信浩,国立東京高専
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-03-13
    • 取得年月日
      2014-11-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] ボルト型ひずみ検出器2014

    • 発明者名
      下井 信浩 応用地質㈱
    • 権利者名
      下井 信浩 応用地質㈱
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-03-01
    • 取得年月日
      2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-10-24   更新日: 2019-07-29  

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