JP2016101036A - 給電システムとこれを用いた劣化検出システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記被給電体から間隔を隔てた近傍位置を移動しながら前記被給電体に向けて前記電磁波を発信する移動体を備え、
前記移動体は、移動方向の前後に互いに間隔を隔てて配置され前記電磁波を発信する複数の送電器と、
前記移動体の現在位置を検知し、各送電器の前記電磁波の発信及び切断を制御する制御器と、を有し、
前記制御器は、前記現在位置と既知の前記被給電体の前記位置とから、前記被給電体と各送電器との位置関係を計算し、前記被給電体に近接する前記送電器に前記電磁波を発信させ、前記移動体の移動に合わせて前記電磁波の前記発信をする前記送電器を順次切り替えるように、前記送電器を制御する、ことを特徴とする給電システムが提供される。
前記被給電体は、前記構造物に取り付けられ給電された前記電力で前記構造物の劣化状態を検知し劣化データとして送信可能な検知センサであり、
前記移動体は、前記劣化データを受信するデータ受信機を有し、
前記検知センサは、前記劣化状態の検知と前記劣化データの送信とに必要とする前記電力の給電が完了した後に前記劣化データを送信する、ことを特徴とする給電システムを用いた劣化検出システムが提供される。
前記送電器は、複数の車両にわたり移動方向の前後に互いに間隔を隔てて配置され、
前記データ受信機は、移動方向の後方に位置する前記車両に配置されている。
各車両又は各船舶は、前記制御器、前記送電器、及び前記データ受信機を有し、
前記制御器は、各車両又は各船舶が前記近傍位置を移動するときに、前記電磁波の前記発信をするように前記送電器を制御し、
前記近傍位置を前記電力の給電の完了の後に移動する前記車両又は前記船舶の前記データ受信機は、前記劣化データを受信する。
前記送電器は、前記車体又は前記船体に、移動方向の前後に互いに間隔を隔てて設けられており、
前記データ受信機は、前記車体又は前記船体の後部に搭載される。
前記被給電体から間隔を隔てた近傍位置を移動しながら前記被給電体に向けて前記電磁波を発信する移動体を準備し、
前記移動体に、前記電磁波を発信する複数の送電器を移動方向の前後に互いに間隔を隔てて配置して取り付け、
前記移動体の現在位置を検知する制御器を該移動体に取り付け、
前記現在位置と既知の前記被給電体の前記位置とから、前記被給電体と各送電器との位置関係を前記制御器で計算し、前記被給電体に近接する前記送電器から前記電磁波を発信し、前記移動体の移動に合わせて前記電磁波の前記発信をする前記送電器を順次切り替える、ことを特徴とする給電方法が提供される。
(A)電磁波により給電された電力で前記構造物の劣化状態を検知し劣化データとして送信可能な検知センサを前記構造物に取り付け、
(B)前記構造物から間隔を隔てた近傍位置を移動可能な移動体に、前記電磁波を発信する複数の送電器を移動方向の前後に互いに間隔を隔てて配置し取り付け、前記劣化データを受信するデータ受信機を取り付け、
(C)前記移動体で前記近傍位置を移動しながら、各送電器で前記検知センサに向けて前記電磁波を発信し、
(D)前記劣化状態の検知と前記劣化データの送信とに必要とする電力の給電が完了した後に、前記検知センサから前記劣化データを送信し、該劣化データを前記移動体で受信するものであり、
前記(C)において、前記移動体の現在位置と既知の前記検知センサの位置とから、前記検知センサと各送電器との位置関係を計算し、前記検知センサに近接する前記送電器から前記電磁波を発信し、前記移動体の移動に合わせて前記発信をする前記送電器を順次切り替える、ことを特徴とする劣化検出方法が提供される。
ここで近傍位置Pとは、図1(B)に示すように、送電器Fから発信される電磁波が被給電体2に届く位置(以下、近接位置Q)を一部に含む位置であるが、近傍位置Pの全ての範囲から被給電体2に電磁波が届く必要はない。
送電器Fが発信する電磁波は、マイクロ波や光であってもよい。
ここで「被給電体2に近接する送電器F」とは、ある被給電体2の近接位置Qの範囲内に位置する送電器Fを意味する。
(第1実施形態)
図3〜5は、劣化検出システム100の第1実施形態の説明図である。
図3は、本発明の劣化検出システム100の第1実施形態の全体説明図である。
図4は、本発明の検知センサ102の説明図である。図4(A)は、検知センサ102の第1実施例の説明図であり、図4(B)は、第1実施例の検知センサ102の構成の説明図である。図4(C)は、検知センサ102の第2実施例の説明図であり、図4(D)は、検知センサ102の第3実施例の説明図である。なお、図4(A)(B)において、1つの検知センサ102のみ、その構成を詳しく図に表し、その他の検知センサ102は、その描写を省略している。図4(D)において、1つの第1検知センサ102Hと第2検知センサ102Jについてのみ、その構成を詳しく図に表し、その他の第1検知センサ102Hと第2検知センサ102Jについては、制御装置12とデータ送信機4の描写を省略している。
なお、本発明の蓄電池11は、例えばバッテリ又はキャパシタである。
図4(A)に示す検知センサ102の第1実施例は、ひずみゲージである。図4(B)に示すように検知センサ102の第1実施例は、その内部に、抵抗14に電力を流す充電式の蓄電池11と、蓄電池11に接続された複数の抵抗14と、蓄電池11を制御し、抵抗値を検知するセンサ15と、抵抗値を劣化データとして送信するデータ送信機4と、データ送信機4を制御する制御装置12を有する。構造物Xの構造(もしくは形状)が変化すると、構造物Xの表面又は構造物Xの壁の内部に取り付けられた検知センサ102に外力が加わり、ひずみが生じる。ひずみが生じると、ひずみゲージの抵抗値が増減する。図4(A)において、ひずみが生じた検知センサ102Dを斜線で示す。
図4(C)に示す検知センサ102の第2実施例は、構造物Xの表面又は構造物Xの壁の内部の一部に張り巡らされた電線13と、その電線13に電力を流す充電式の蓄電池11と、蓄電池11を制御し、通電の有無を判定する制御装置12と、その通電の有無を劣化データとして送信するデータ送信機4と、を有する。
検知センサ102の第3実施例は、例えば図4(D)のように、移動方向に延びる電線13をもつ複数のセンサ(以下、第1検知センサ102H)と周方向に延びる電線13をもつ複数のセンサ(第2検知センサ102J)の2種類からなり、第1検知センサ102Hと第2検知センサ102Jの電線13が互いに交差している。図4(D)において、断線を起した検知センサ102K,102Mを斜線で示す。
なお、検知センサ102の第3実施例のその他の構成は、第2実施例と同様である。
しかし移動体103は、それに限らず、保守専用の走行車であってもよい。
もしくは劣化検出システム100は、発信要請信号を検知センサ102に送信するための信号送信機107を送電器Tとは別に備えていてもよい。移動体103が信号送信機107を備える場合、信号送信機107は、最後尾に位置する送電器Tnとデータ受信機106との移動方向における間に配置されることが好ましい。
本発明の劣化検出方法における検知センサ102への送電は、上述した給電方法の(ステップS1)の前に、電磁波によって給電可能な検知センサ102を構造物Xに取り付ける。ここでは、給電された電力で構造物Xの劣化状態を検知し劣化データとして送信できるセンサを検知センサ102として用いる。
また斜面や岩壁等の自然の構造物Xを監視することにより、土砂災害や転石の前兆をいち早く検知し、災害の発生を未然に防ぐ取り組みが求められている。
図6は、本発明の劣化検出システム200の第2実施形態の説明図である。図6(A)は、移動体203が車両であるときの説明図であり、図6(B)は、移動体203が船舶であるときの説明図である。図6(A)は、構造物Xがトンネルである場合を例としている。また図6(B)は、構造物Xが橋梁である場合を例としている。
その他の劣化検出システム200の第2実施形態と方法の構成は、第1実施形態のそれらと同様である。
図7は、本発明の劣化検出システム300の第3実施形態の説明図である。図7(A)は、移動体303が車両であるときの説明図であり、図7(B)は、移動体303が船舶であるときの説明図である。図7(A)は、構造物Xがトンネルである場合を例としている。また図7(B)は、構造物Xが橋梁である場合を例としている。
その他の劣化検出システム300の第3実施形態と方法の構成は、第1実施形態又は第2実施形態のそれらと同様である。
2 被給電体、3,103,203,203L,303 移動体、
4 データ送信機、5,105,205,305 制御器、
102,202,202L,202R,302 検知センサ、
102H 第1検知センサ、102J 第2検知センサ、
102D,102K,102M,102E 劣化を検出した検知センサ、
106,206,306 データ受信機、
107,207,307 信号送信機、
108,208,308 遠隔送信機、
11 蓄電池、12 制御装置、13 電線、14 抵抗、15 センサ、
P 近傍位置、Q 近接位置、R 指令本部、
F,F1,F2,T,U,W 送電器、
X 構造物、Y 棒グラフ、Z 亀裂
Claims (7)
- 位置が固定された被給電体に電磁波により電力を給電する給電システムであって、
前記被給電体から間隔を隔てた近傍位置を移動しながら前記被給電体に向けて前記電磁波を発信する移動体を備え、
前記移動体は、移動方向の前後に互いに間隔を隔てて配置され前記電磁波を発信する複数の送電器と、
前記移動体の現在位置を検知し、各送電器の前記電磁波の発信及び切断を制御する制御器と、を有し、
前記制御器は、前記現在位置と既知の前記被給電体の前記位置とから、前記被給電体と各送電器との位置関係を計算し、前記被給電体に近接する前記送電器に前記電磁波を発信させ、前記移動体の移動に合わせて前記電磁波の前記発信をする前記送電器を順次切り替えるように、前記送電器を制御する、ことを特徴とする給電システム。 - 構造物の劣化を検出する請求項1に記載の給電システムを用いた劣化検出システムであって、
前記被給電体は、前記構造物に取り付けられ給電された前記電力で前記構造物の劣化状態を検知し劣化データとして送信可能な検知センサであり、
前記移動体は、前記劣化データを受信するデータ受信機を有し、
前記検知センサは、前記劣化状態の検知と前記劣化データの送信とに必要とする前記電力の給電が完了した後に前記劣化データを送信する、ことを特徴とする給電システムを用いた劣化検出システム。 - 前記移動体は、移動方向に直列に連結された複数の車両を有する列車であり、
前記送電器は、複数の車両にわたり移動方向の前後に互いに間隔を隔てて配置され、
前記データ受信機は、移動方向の後方に位置する前記車両に配置されている、ことを特徴とする請求項2に記載の給電システムを用いた劣化検出システム。 - 前記移動体は、別々に移動可能な複数の車両又は船舶を有し、
各車両又は各船舶は、前記制御器、前記送電器、及び前記データ受信機を有し、
前記制御器は、各車両又は各船舶が前記近傍位置を移動するときに、前記電磁波の前記発信をするように前記送電器を制御し、
前記近傍位置を前記電力の給電の完了の後に移動する前記車両又は前記船舶の前記データ受信機は、前記劣化データを受信する、ことを特徴とする請求項2に記載の給電システムを用いた劣化検出システム。 - 前記移動体は、移動方向の前後に延びた車体を有する車両、又は移動方向の前後に延びた船体を有する船舶であり、
前記送電器は、前記車体又は前記船体に、移動方向の前後に互いに間隔を隔てて設けられており、
前記データ受信機は、前記車体又は前記船体の後部に搭載される、ことを特徴とする請求項2に記載の給電システムを用いた劣化検出システム。 - 位置が固定された被給電体に電磁波により電力を給電する給電方法であって、
前記被給電体から間隔を隔てた近傍位置を移動しながら前記被給電体に向けて前記電磁波を発信する移動体を準備し、
前記移動体に、前記電磁波を発信する複数の送電器を移動方向の前後に互いに間隔を隔てて配置して取り付け、
前記移動体の現在位置を検知する制御器を該移動体に取り付け、
前記現在位置と既知の前記被給電体の前記位置とから、前記被給電体と各送電器との位置関係を前記制御器で計算し、前記被給電体に近接する前記送電器から前記電磁波を発信し、前記移動体の移動に合わせて前記電磁波の前記発信をする前記送電器を順次切り替える、ことを特徴とする給電方法。 - 構造物の劣化を検出する劣化検出方法であって、
(A)電磁波により給電された電力で前記構造物の劣化状態を検知し劣化データとして送信可能な検知センサを前記構造物に取り付け、
(B)前記構造物から間隔を隔てた近傍位置を移動可能な移動体に、前記電磁波を発信する複数の送電器を移動方向の前後に互いに間隔を隔てて配置し取り付け、前記劣化データを受信するデータ受信機を取り付け、
(C)前記移動体で前記近傍位置を移動しながら、各送電器で前記検知センサに向けて前記電磁波を発信し、
(D)前記劣化状態の検知と前記劣化データの送信とに必要とする電力の給電が完了した後に、前記検知センサから前記劣化データを送信し、該劣化データを前記移動体で受信するものであり、
前記(C)において、前記移動体の現在位置と既知の前記検知センサの位置とから、前記検知センサと各送電器との位置関係を計算し、前記検知センサに近接する前記送電器から前記電磁波を発信し、前記移動体の移動に合わせて前記発信をする前記送電器を順次切り替える、ことを特徴とする劣化検出方法。
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