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OSVで使われるセンサ

OSV技術は様々な分野で活用することが可能です。 ここでは情報を可視化するために開発されているセンサを紹介します

LEDS

Light Emitting Deformation Sensor(北斗電子工業製)

特許第5320651号「光の色による自然及び人工構造物の変状原位置表示装置」
ワイヤーとばねを直列でつなぎ,2点間の相対変位をばねの伸びとして捉え,それをLEDの光の色で表現します.

変状が大きな断面に光る変位計を設置することによって,
支保構造が所定の機能を発揮していることを確認することができます.
(協力:NEXCO東日本,鴻池組)

開削トンネルの躯体完成後,切り梁撤去の作業中に光る変位計を配置しました.
ジャッキを緩めることにより近傍の変位計が黄色になり,
わずかながら動きがあることが明確に確認できた例です.
(協力:阪神高速道路,西松建設)

光る変位計をたくさん使うと,クリスマスツリーのようになります.

LEDS

Light Emitting Inclination Sensor(曙ブレーキ工業製)

加速度センサを2個内蔵し,センサ内部を50℃に保持した状態で傾斜を精密に測り,
そのデータを光の色で表現します.角度計測の精度は1/100℃程度を期待できます.

ニューデリーでの初めてのOSVプロジェクトのためにLEISがデビューしました.

桁部は建設が進むにつれて次第に重量を増し,長くなります.その間,桁部を支える支持はメインの橋脚と仮のトラス構造で,支持ポイントは4.5mほどの支間長しかありません.したがって,長くなってゆく桁のそれぞれの側でコンクリートが打設されると,桁部がそちら側に傾きます.その傾斜を計測するために,高精度の傾斜センサが導入されました.センサは陽射しよけのボックス内に置かれ,センサボックスも内部を常に摂氏50度に保って,温度影響を最小限にした状態で,計測を実施しました.計測期間の最大気温は約48度でした.計測されたデータは,パトライトの3色回転灯の光で表示されるシステムとしました.(New Delhi, India)

光の色と,それを見たときの対応アクションをわかりやすくボードに描き,これを毎日見てもらうようにしました.英語とヒンディー語の両方で記載されています. (New Delhi, India)

夜はOSVが最も鮮明に確認できる時間帯です.それぞれのセンサの光の色により,一目で工事現場の状況を把握できます.また,これらの光の一部は外部の一般人にも公開されているため,周辺住民も現場の状況が把握できるようになっています.屋上からのレーザー光が赤いラインとして見えるのは,ニューデリー付近の大気中に多くのチリが含まれているのが原因です.環境問題の一つです. (New Delhi, India)

LEDS

Light Emitting Deformation Sensor for rock bolt and anchor(北斗電子工業製)

特許第5181213号「線材の変状検知装置」
光る変位計のコンセプトをロックボルトやグランドアンカーに適用したものです.テンドンの変形に無関係な細いケーブルを摩擦のない状態で取り付けて,その伸びを光の色で表現します.

光るアンカーの機能試験を行った例です.アンカーの軸力が一目でわかります.
(協力:エスイー)

LEDS

Light Emitting Converter(東亞エルメス製)

実用新案第3193861号「土木・建築作業現場における計測データの変状表示及びデータ収集アダプターユニット」
光るデーターコンバーター(LEC)は様々なセンサ(変位,ひずみ,応力,圧力,pH,温度,湿度など)に繋いでデータをリアルタイムに光の色で表示するための装置です.データロガーの役割も果たすため,多種多様な場面で効果的なOSVの実施に利用できます.太陽電池との併用や,複数のセンサを1台のLECに連結し,スイッチングしながらデータの判断と可視化を行うことも可能です.

NATM施工において,2次覆工コンクリート養生の状態をモニタリングするために,温度,湿度をLECでモニタリングしました.
多様な要望にLECが対応できることを示した例です.
(協力:錢高組)

土被りの非常に浅いトンネルの工事中の安全性を確認するために,
LECで内空変位を可視化した初めての例です.
(協力:西松建設)

地下水のpHを測定し,それをLECで可視化した例です.
環境データを可視化することも重要なOSVの仕事です.
(協力:大林組)

LEDS

Single Observation Point

特許第5769055号「ミラー調整治具,構造物変状検知システムおよび構造物変状検知方法」
LEDなどの光源を手前において固定し,モニタリングしたい場所に鏡を置き,光源が映るようにしておきます.この状態で、鏡を置いている場所に何らかの変状が発生すると,その影響で光源の光が映らなくなります.それによって、「光が映らなくなった場所で何かが起こっている」ことがわかります.このような鏡を多数配置する事で,広範囲を低コストでモニタリングするための方法論を構築できます.ただし、視覚的観測をおこなう場所は, 3D空間の1点に限られており,その意味でこの方法をSingle Observation Point法と呼んでいます.そのポイントにカメラを置けば,データを画像として記録し,関係者に送付することもできます.(オフィスひもろぎ製)

LEDS

Light State Sensor System / digital

特許第5607185号「自然および人工構造物変状検知装置」
さまざまな自然現象が起る場所で,その現象や変化を分かりやすく光の色に変えて表現したり,そこが明るいのか,暗いのか,あるいは何色になっているのかなどの視覚的情報を精密な光センサで読み取り,データとして記録することができます.光の状態をセンシングするこの方法論を総称してLS³と呼び,大きくアナログ方式とデジタル方式を開発しています. Digital method (レーザック製)  様々な現象が生じている場所に光ファイバーを配置し,非常に狭い領域で起こっていることをファイバーの先端で光の情報(光の強さ,色合いなど)として記録します.モニタリング箇所が暗所であることが多いため,照明用のファイバーと2本セットで用いる方法が効果的です.固体,液体,気体やその混合体が見せる様々な現象を読み解くための新しい方法論として幅広い応用が考えられています.

LS³/digitalシステムの構成です.光ファイバーの先端でさまざまな有益な情報を読み取ることができます.非常に応用範囲が広い方法論です.(レーザック製)

LEDS

Light State Sensor System / analogue

変位や傾斜が生じる場所にカラーフィルタと白色光源を用意し,モニタリング対象物に生じる動きを直接フィルターの動きに連動させ,背後にある白色光に色がついて見えるようにします.
自然な方式で変状を低コストで光の色として表現でき,フィルターの設定や光の表現方法は多種多様です.

カラーフィルターと光ファイバーを使ってトンネル切羽前方の変位を可視化した例です.
(学生実験)

カラーフィルターを使ってmmオーダーの変位を可視化した例です.(学生実験)

LEDS

Light Emitting Inclination Sensor / pocket (曙ブレーキ工業製)

ポータブルな傾斜計で,簡単に設置でき,設置した場所の傾斜を光の色で表現できます.設置に要する時間も非常に短く,
モビリティーの高いOSVモニタリングが可能になります.

LEDS

Electrical Paper(大日本印刷製)

様々なセンサと併用して使える省電力型表示デバイスです.ランニングコストが非常に低く,デザインも自由似せていできます.
また,電源喪失が生じた際でも,最後に表示されていた画像がそのまま長時間保持されます.

5*5のグリッドを持つ電子ペーパーです.
色だけではなく,さまざまな模様を表示できる超省電力表示デバイスです.
他のセンサとの柔軟なコラボレーションも可能です.

LEDS

Mechanical tools

電気を使わず,シンプルでメカニカルな動きだけで変位や傾斜を表現しようとする方法論です.
徹底的なコストダウンとスマートな設計によって工事現場や災害警戒区域で「使うのが当たり前の道具」として認められるように開発を進めています.

LEDS

Chemical tools

素材そのものがセンサ機能を有する場合,それを有効利用できます.
研究会では新材料やユニークな機能を持った材料に注目して,社会インフラの安全監視体制を整備するためのヒューマンネットワークを構築し続けています.
(TOYOBO製)

LEDS

指定した温度で色が変わる示温ラベルです.
単独で,あるいは他の方法とのコラボを通して,さまざまな利用方法が考えられます.
(アセイ工業製)

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