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公開番号2025110819
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-29
出願番号2024004881
出願日2024-01-16
発明の名称送信端末、計測システム及び制御方法
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人志賀国際特許事務所
主分類G01N 29/14 20060101AFI20250722BHJP(測定;試験)
要約【課題】構造物の評価に必要となるデータの送信効率を向上させることができる送信端末、計測システム及び制御方法を提供することである。
【解決手段】実施形態の送信端末は、受信部と、通信部と、信号処理部とを持つ。受信部は、構造物の内部で発生した弾性波を検出するセンサから出力された前記弾性波を受信する。通信部は、受信された前記弾性波に基づく送信データを保存する送信バッファメモリに保存されている送信データを無線により送信する。信号処理部は、前記送信バッファメモリに保存されているデータ数と、弾性波が検出された時刻からの経過時間とに基づいて弾性波計測処理を制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
構造物の内部で発生した弾性波を検出するセンサから出力された前記弾性波を受信する受信部と、
受信された前記弾性波に基づく送信データを保存する送信バッファメモリに保存されている送信データを無線により送信する通信部と、
前記送信バッファメモリに保存されているデータ数と、弾性波が検出された時刻からの経過時間とに基づいて弾性波計測処理を制御する信号処理部と、
を備える送信端末。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記信号処理部は、
前記弾性波計測処理として、弾性波計測、前記通信部による送信又は前記送信バッファメモリへの送信データへの保存のいずれかを制御する、
請求項１に記載の送信端末。
【請求項３】
前記信号処理部は、
前記経過時間が第１の閾値を超過し、かつ、前記送信バッファメモリに保存されているデータ数が第２の閾値以上である場合に弾性波計測又は前記送信バッファメモリへの送信データへの保存を停止し、前記通信部による送信を行わせる、
請求項２に記載の送信端末。
【請求項４】
前記信号処理部は、
前記経過時間が第３の閾値を超過し、かつ、前記送信バッファメモリに保存されているデータ数が第４の閾値未満である場合に、弾性波計測又は前記送信バッファメモリへの送信データへの保存の停止を解除する、
請求項３に記載の送信端末。
【請求項５】
前記信号処理部は、
受信された前記弾性波に基づいて車両数をカウントし、カウントした前記車両数が所定の車両数に達した場合に前記弾性波計測処理を制御する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の送信端末。
【請求項６】
前記信号処理部は、
前記弾性波計測処理を制御した後に前記車両数のカウントをリセットし、前記経過時間が第５の閾値を超えたタイミングで車両数をカウントし、前記経過時間が第５の閾値を超えている間は車両数をカウントしない、
請求項５に記載の送信端末。
【請求項７】
前記信号処理部は、
前記経過時間が前記第５の閾値を超えた期間において発生した弾性波が第６の閾値未満の場合には車両数をカウントしない、
請求項６に記載の送信端末。
【請求項８】
前記信号処理部は、
第１の閾値より大きい、車両速度と指定した最大車間距離で定まる第７の閾値を用いて、複数の車両を計測する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の送信端末。
【請求項９】
請求項１に記載の複数の送信端末と、前記複数の送信端末から送信された送信データを収集する収集装置とを備える計測システムであって、
前記複数の送信端末は、
前記送信バッファメモリに保存されているデータ数が第４の閾値未満である場合に前記送信バッファメモリの容量が空いていることを示すメモリ信号を前記収集装置に送信し、
前記収集装置から送信される同期信号の受信後に弾性波の計測を開始し、
前記収集装置は、
前記複数の送信端末のうち所定数の送信端末から前記メモリ信号が得られた場合に前記同期信号を生成し、生成した前記同期信号を前記所定数の送信端末に送信する、計測システム。
【請求項１０】
車両の通行を検知する１以上の車両検知センサをさらに備え、
前記収集装置は、
前記１以上の車両検知センサによって車両が検知されたタイミングに前記所定数の送信端末から前記メモリ信号が得られている場合に前記同期信号を生成する、
請求項９に記載の計測システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、送信端末、計測システム及び制御方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
橋梁等の構造物に対して交通による荷重がかかると、構造物内部の亀裂の進展や摩擦などによりＡＥ（Acoustic Emission:アコースティック・エミッション）が発生する。荷重がかかる面と異なる面（例えば、構造物の下面）にセンサを設置することで、構造物内部で発生する弾性波を検出することができる。従来では、構造物の下面に設置されたセンサにおいて車両通過に伴い発生する弾性波を検出し、検出された複数の弾性波の発生源の密度に基づいて構造物の健全性を評価することが行われている。しかし、これまでは有線接続による計測データの取得が主流であり、近年は無線による計測データの取得が検討されている。
【０００３】
車両通過に伴い発生する弾性波の数は、構造物の健全度にもよるが数百以上となることもある。使用する無線通信規格の周波数帯や計測するセンサ数などによっては無線送信速度に限りがある。そのため、センサによって検出された全てのデータを送信できない可能性がある。全てのデータを送信する必要はないが、構造物の評価に必要となるデータについては効率的に送信できることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－０７０７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、構造物の評価に必要となるデータの送信効率を向上させることができる送信端末、計測システム及び制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の送信端末は、受信部と、通信部と、信号処理部とを持つ。受信部は、構造物の内部で発生した弾性波を検出するセンサから出力された前記弾性波を受信する。通信部は、受信された前記弾性波に基づく送信データを保存する送信バッファメモリに保存されている送信データを無線により送信する。信号処理部は、前記送信バッファメモリに保存されているデータ数と、弾性波が検出された時刻からの経過時間とに基づいて弾性波計測処理を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１の実施形態における計測システムのシステム構成を示す図。
第１の実施形態における送信端末の機能構成例を示す図。
第１の実施形態における弾性波の計測方法を説明するための図。
第１の実施形態におけるＡＥ計測に関する制御方法の概要を説明するための図。
第１の実施形態における送信端末が行う弾性波検知処理の流れ（その１）を示すフローチャート。
第１の実施形態における送信端末が行うデータ送信処理の流れを示すフローチャート。
第１の実施形態における信号処理部が有するＦｌａｇＸに関する処理の流れを示すフローチャート。
第１の実施形態における信号処理部が有するＦｌａｇＹに関する処理の流れを示すフローチャート。
第１の実施形態における信号処理部が行う処理の流れを示すフローチャート。
第１の実施形態における信号処理部が行う処理の流れを示すフローチャート。
第１の実施形態における送信端末が行う弾性波検知処理の流れ（その２）を示すフローチャート。
第１の実施形態における送信端末が行う停止中に発生したイベント群を認識するための処理の流れを示すフローチャート。
第１の実施形態の変形例１におけるＡＥ計測に関する制御方法の概要を説明するための図。
第１の実施形態の変形例１におけるＡＥ計測に関する制御方法の概要を説明するための図。
第２の実施形態における計測システムのシステム構成を示す図。
第２の実施形態におけるＡＥ計測に関する制御方法の概要を説明するための図。
第２の実施形態におけるＡＥ計測に関する制御方法の概要を説明するための図。
第２の実施形態における信号処理部が有するＦｌａｇＸに関する処理の流れを示すフローチャート。
第２の実施形態における信号処理部が有するＦｌａｇＸに関する処理の流れを示すフローチャート。
第２の実施形態における信号処理部が有するＦｌａｇＹに関する処理の流れを示すフローチャート。
第３の実施形態における計測システムのシステム構成を示す図。
第３の実施形態における計測システムの別のシステム構成を示す図。
第３の実施形態におけるＡＥ計測に関する制御方法の概要を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の送信端末、計測システム及び制御方法を、図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における計測システム１００のシステム構成を示す図である。計測システム１００は、センサ１０と、送信端末２０と、収集装置３０を備える。センサ１０と送信端末２０とは、有線で接続されている。送信端末２０と収集装置３０とは、ネットワークＮＷを介して無線で接続されている。ネットワークＮＷは、例えば９２０ＭＨｚ帯やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）である。送信端末２０と収集装置３０との無線接続は、限定される必要はなく、無線で通信可能できればどのような通信方式でもよい。図１では、計測システム１００がセンサ１０及び送信端末２０を一台備える構成を示しているが、計測システム１００はセンサ１０及び送信端末２０をそれぞれ複数台備えてもよい。
【００１０】
センサ１０は、物理量を検知するセンサである。センサ１０は、例えばＡＥセンサ、加速度センサ、マイク及び温度センサ等である。センサ１０は、物理量を検知することができるセンサであれば他のセンサであってもよい。センサ１０は、検知した物理量を電気信号に変換する。センサ１０は、電気信号を送信端末２０に送信する。
（【００１１】以降は省略されています）

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