駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、外部振動(dòng)信息的生成方法、關(guān)于外部振動(dòng)的傳遞函數(shù)信息的生成 ...的制作方法
【專利摘要】從通過基于外部振動(dòng)使駐極體組和電極組相對(duì)位移而執(zhí)行振動(dòng)激勵(lì)發(fā)電的振動(dòng)發(fā)電裝置獲得預(yù)定時(shí)間段中的、與輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息。執(zhí)行對(duì)與輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息的傅里葉變換，以計(jì)算與輸出發(fā)電電壓有關(guān)的輸出頻譜信息。而且，通過考慮規(guī)定外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率范圍的外部振動(dòng)的振動(dòng)速度與振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性的傳遞函數(shù)信息，針對(duì)計(jì)算得到的輸出頻譜信息生成與預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)速度信息，該傳遞函數(shù)信息含有對(duì)應(yīng)于屬于預(yù)定頻率范圍的多個(gè)頻率中的每一個(gè)的、使外部振動(dòng)的振動(dòng)速度與振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓成為預(yù)定比例關(guān)系而設(shè)定的傳遞系數(shù)。因此，可以使用駐極體容易且精確地檢測(cè)外部振動(dòng)信息。
【專利說明】駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、外部振動(dòng)信息的生成方法、關(guān)于外部振動(dòng)的傳遞函數(shù)信息的生成方法、外部振動(dòng)信息的生成程序以及關(guān)于外部振動(dòng)的傳遞函數(shù)信息的生成程序
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用振動(dòng)發(fā)電裝置(該振動(dòng)發(fā)電裝置利用駐極體從外部振動(dòng)發(fā)電)生成關(guān)于外部振動(dòng)的信息的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]近來，在維護(hù)諸如橋梁或道路等的建筑結(jié)構(gòu)時(shí)使用通過檢測(cè)該建筑結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的外部振動(dòng)而獲得的電的要求明顯增加。例如，施加于建筑結(jié)構(gòu)的外部振動(dòng)的振動(dòng)位移大大影響建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度變化，并且對(duì)其檢測(cè)的要求也比較高。關(guān)于這一點(diǎn)，在現(xiàn)有技術(shù)中，使用激光位移傳感器或電磁能來檢測(cè)振動(dòng)位移(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。在專利文獻(xiàn)I討論的技術(shù)中，通過使用線圈或服務(wù)電源(service power supply)控制響應(yīng)于外部振動(dòng)的振子的響應(yīng)，檢測(cè)關(guān)于外部振動(dòng)的位移的信息。
[0003]同時(shí)，開發(fā)了一種使用駐極體的、能夠從外部振動(dòng)產(chǎn)生電的振動(dòng)發(fā)電裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。在非專利文獻(xiàn)I討論的技術(shù)中，使用駐極體從振幅為Imm且頻率為1Hz的外部振動(dòng)產(chǎn)生6 μ W的電力。然而，該技術(shù)未公開使用具有駐極體且從外部振動(dòng)執(zhí)行振動(dòng)激勵(lì)發(fā)電的振動(dòng)發(fā)電裝置適當(dāng)檢測(cè)關(guān)于外部振動(dòng)的速度或位移的信息的配置。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利第2010-48751號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本專利第Η9-79900號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本專利第Hl 1-148815號(hào)公報(bào)
[0009]非專利文獻(xiàn)
[0010]非專利文獻(xiàn)1:Y.Arakawa, Y.Suzuki 和 N.Kasagi, “Micro Seismic PowerGenerator Using Electret Polymer Film”，Power MEMS 2004 年 11 月，2004,第 187-190頁(yè)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本發(fā)明要解決的問題
[0012]在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)諸如激光位移傳感器等的光學(xué)裝置用于檢測(cè)關(guān)于施加于諸如建筑結(jié)構(gòu)等的檢查對(duì)象的外部振動(dòng)的信息時(shí)，使用具有較大尺寸的裝置。因此，其操作性不令人滿意，并且須要單獨(dú)的電源來驅(qū)動(dòng)該裝置。因此，難以測(cè)量關(guān)于檢查對(duì)象的大量振動(dòng)信息。同時(shí)，當(dāng)采用從外部振動(dòng)執(zhí)行振動(dòng)激勵(lì)發(fā)電的振動(dòng)發(fā)電裝置時(shí)，來自裝置的輸出電力可以用作電源。然而，現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)未公開將振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出電力適當(dāng)?shù)呐c振動(dòng)信息相聯(lián)系的配置。
[0013]用于解決問題的手段
[0014]鑒于上述問題，本發(fā)明提供了一種使用駐極體容易且精確地檢測(cè)外部振動(dòng)信息的技術(shù)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，為了解決上述問題，通過以規(guī)定了施加于具有駐極體的振動(dòng)發(fā)電裝置的外部振動(dòng)的振動(dòng)速度(下文中，還稱為“外部振動(dòng)速度”)與振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性的傳遞函數(shù)信息為重點(diǎn)， 申請(qǐng)人:認(rèn)識(shí)到:針對(duì)輸入到振動(dòng)發(fā)電裝置的外部振動(dòng)的各個(gè)頻率，在外部振動(dòng)速度與輸出發(fā)電電壓之間存在預(yù)定比例關(guān)系。另外，通過使用與預(yù)定比例關(guān)系對(duì)應(yīng)的傳遞系數(shù)來準(zhǔn)備依據(jù)外部振動(dòng)的頻率的傳遞函數(shù)信息，從由外部振動(dòng)造成的振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓的推移，可以容易且精確地生成與外部振動(dòng)有關(guān)的速度信息或位移信息。
[0016]更具體地，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng),該駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)包括:振動(dòng)發(fā)電裝置，該振動(dòng)發(fā)電裝置通過基于外部振動(dòng)使由多個(gè)駐極體形成的駐極體組和具有多個(gè)電極對(duì)的電極組在相對(duì)移動(dòng)方向上的位移而執(zhí)行振動(dòng)激勵(lì)發(fā)電，以在所述電極對(duì)的電極之間輸出振動(dòng)激勵(lì)電壓；傳遞函數(shù)存儲(chǔ)部，該傳遞函數(shù)存儲(chǔ)部存儲(chǔ)傳遞函數(shù)信息，該傳遞函數(shù)信息規(guī)定所述外部振動(dòng)中包括的、預(yù)定頻率的范圍內(nèi)的、所述外部振動(dòng)的振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性，所述傳遞函數(shù)信息含有傳遞系數(shù)，該傳遞系數(shù)與屬于所述預(yù)定頻率范圍的多個(gè)頻率中的每一個(gè)相應(yīng)地設(shè)置的、使所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓成為預(yù)定比例關(guān)系；輸出頻譜信息計(jì)算部，該輸出頻譜信息計(jì)算部對(duì)預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的、與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的所述推移信息執(zhí)行傅里葉變換，以計(jì)算與所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的輸出頻譜信息；以及振動(dòng)速度信息生成部，該振動(dòng)速度信息生成部基于與由所述輸出頻譜信息計(jì)算部計(jì)算得到的所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的所述輸出頻譜信息和所述傳遞函數(shù)存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的所述傳遞函數(shù)信息，生成所述預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的、與所述外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)速度信息。
[0017]在設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)電裝置的駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中，所述振動(dòng)發(fā)電裝置利用能夠非永久性地保持電荷的所述駐極體的特征，輸出根據(jù)可以相對(duì)移動(dòng)的電極組與駐極體組之間的外部振動(dòng)的電荷容量變化，作為所述電極對(duì)的電極之間的輸出發(fā)電電壓。因此，振動(dòng)發(fā)電裝置根據(jù)施加于自身的外部振動(dòng)輸出輸出發(fā)電電壓。然而， 申請(qǐng)人:發(fā)現(xiàn)了施加于振動(dòng)發(fā)電裝置的外部振動(dòng)的振動(dòng)速度與輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性，這非常有助于生成關(guān)于外部振動(dòng)的信息。
[0018]S卩， 申請(qǐng)人:發(fā)現(xiàn)針對(duì)輸入到振動(dòng)發(fā)電裝置的外部振動(dòng)的各個(gè)頻率，外部振動(dòng)速度與輸出發(fā)電電壓之間的預(yù)定比例關(guān)系。對(duì)于該預(yù)定比例關(guān)系，可以導(dǎo)出與針對(duì)輸入到振動(dòng)發(fā)電裝置的外部振動(dòng)的各個(gè)頻率確定比例關(guān)系的比例常數(shù)對(duì)應(yīng)的傳遞系數(shù)。另外，可以形成傳遞函數(shù)信息，該傳遞函數(shù)信息基于傳遞系數(shù)，規(guī)定外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率的范圍內(nèi)的、夕卜部振動(dòng)的振動(dòng)速度與振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性。包括以這種方式形成的傳遞系數(shù)的傳遞函數(shù)信息是關(guān)于在外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率范圍內(nèi)將振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓變換成外部振動(dòng)的振動(dòng)速度的函數(shù)的信息，并且形成傳遞函數(shù)信息的傳遞系數(shù)是預(yù)定比例關(guān)系中的比例常數(shù)。因此，該變換是非常有效的。因此，可以使用該變換容易且精確地計(jì)算外部振動(dòng)的振動(dòng)速度。
[0019]因?yàn)閭鬟f函數(shù)信息規(guī)定外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率范圍內(nèi)的、外部振動(dòng)的振動(dòng)速度與振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性，所以駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可以根據(jù)外部振動(dòng)中包括的頻率容易且精確地執(zhí)行變換。通常，因?yàn)橥獠空駝?dòng)含有各種頻率分量，所以可以說使用該傳遞函數(shù)信息的配置是實(shí)用的。因此，優(yōu)選地，基于外部振動(dòng)中包括的預(yù)期頻率分量來設(shè)置預(yù)定頻率。
[0020]因?yàn)轳v極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)具有輸出頻譜信息計(jì)算部，所以通過對(duì)與振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息執(zhí)行傅里葉變換，來計(jì)算與頻率分量對(duì)應(yīng)的輸出頻譜信息。另外，因?yàn)樵撓到y(tǒng)具有振動(dòng)速度信息生成部，所以基于計(jì)算得到的輸出頻譜信息，考慮傳遞函數(shù)信息，生成關(guān)于外部振動(dòng)的振動(dòng)速度的信息。要注意的是，因?yàn)檩敵鲱l譜信息計(jì)算部對(duì)與輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息執(zhí)行傅里葉變換，所以優(yōu)選的是，振動(dòng)速度信息生成部執(zhí)行反傅里葉變換，以生成與外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)速度信息。
[0021]這樣，在根據(jù)本發(fā)明的駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中，如 申請(qǐng)人:新認(rèn)識(shí)到的，使用“針對(duì)輸入到振動(dòng)發(fā)電裝置的外部振動(dòng)的各個(gè)頻率，在外部振動(dòng)速度與輸出發(fā)電電壓之間存在的預(yù)定比例關(guān)系”，準(zhǔn)備傳遞函數(shù)信息。因此，可以從振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出，容易且精確地生成關(guān)于外部振動(dòng)的振動(dòng)速度的信息。
[0022]這里，駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)還可以包括振動(dòng)位移信息生成部，該振動(dòng)位移信息生成部通過對(duì)與由所述振動(dòng)速度信息生成部生成的所述預(yù)定時(shí)間段的所述外部振動(dòng)有關(guān)的所述振動(dòng)速度信息進(jìn)行積分，生成與所述預(yù)定時(shí)間段的所述外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)位移信息。通過采用該配置，僅通過對(duì)與外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)速度信息進(jìn)行一次積分，來生成與外部振動(dòng)有關(guān)的位移信息。因?yàn)轳v極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)隨著積分計(jì)算次數(shù)的增加而易受噪聲的影響，所以如果如本發(fā)明可以用較少次數(shù)的積分計(jì)算來生成與外部振動(dòng)有關(guān)的位移信息，則在實(shí)際應(yīng)用上非常有用。
[0023]在上述駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中，振動(dòng)發(fā)電裝置可以包括:殼體，該殼體容納所述駐極體組和所述電極組；固定部件，該固定部件設(shè)置有所述電極組并且固定到所述殼體側(cè)；以及可動(dòng)部件，該可動(dòng)部件設(shè)置有所述駐極體組并且能夠在面向所述固定部件的同時(shí)基于所述外部振動(dòng)而相對(duì)移動(dòng)。在這種情況下，當(dāng)外部振動(dòng)使可動(dòng)部件振動(dòng)時(shí)，在假定可能的最大振幅處，沿著相對(duì)移動(dòng)方向的、駐極體組中包括的各駐極體的端部可以不橫跨電極組的一個(gè)電極和與該一個(gè)電極相鄰的電極之間的電極側(cè)間隔。具有這種配置的振動(dòng)發(fā)電裝置稱作“非橫向模式振動(dòng)發(fā)電裝置”。
[0024]通常，在使用駐極體的振動(dòng)發(fā)電裝置中，當(dāng)憑借外部振動(dòng)使駐極體組中包括的多個(gè)駐極體多次橫跨電極組中包括的電極組時(shí)，生成較高的輸出發(fā)電電壓。與非橫向模式振動(dòng)發(fā)電裝置相比，具有這種配置的振動(dòng)發(fā)電裝置稱作“橫向模式振動(dòng)發(fā)電裝置”。在橫向模式振動(dòng)發(fā)電裝置中，因?yàn)殡姌O組的各個(gè)電極用預(yù)定空隙(即，電極側(cè)間隔)分開，所以由于駐極體組相對(duì)于電極組移動(dòng)，從而電極側(cè)間隔影響振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓。因此，通過將影響電極側(cè)間隔的紋波電壓的推移疊加在與外部振動(dòng)對(duì)應(yīng)的振動(dòng)激勵(lì)電壓的推移，生成輸出發(fā)電電壓。出于該原因，輸出頻譜信息計(jì)算部、振動(dòng)速度信息生成部和振動(dòng)位移信息生成部中的各個(gè)處理有可能受到波紋電壓的推移的影響。
[0025]同時(shí)，在上述非橫向模式振動(dòng)發(fā)電裝置中，因?yàn)楫?dāng)外部振動(dòng)使設(shè)置駐極體組的可動(dòng)部件振動(dòng)時(shí)，在假定可能的最大振幅處，各個(gè)駐極體的端部不橫跨電極側(cè)間隔，所以由電極側(cè)間隔造成的波紋電壓不疊加在振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓上。出于該原因，振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓的推移非常適當(dāng)?shù)厝Q于外部振動(dòng)。因此，從生成關(guān)于外部振動(dòng)的信息的觀點(diǎn)看，可以盡可能長(zhǎng)久地防止不必要的噪聲產(chǎn)生因素。
[0026]雖然已經(jīng)描述了通過將非橫向模式振動(dòng)發(fā)電裝置應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)而獲得的優(yōu)點(diǎn)，但是并非旨在排除將橫向模式振動(dòng)發(fā)電裝置應(yīng)用于這種系統(tǒng)。本質(zhì)上，橫向模式振動(dòng)發(fā)電裝置可以應(yīng)用于這種系統(tǒng)。
[0027]這里，本發(fā)明可以具體實(shí)施為一種生成諸如外部振動(dòng)的振動(dòng)速度或振動(dòng)位移的外部振動(dòng)信息的方法。即，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種外部振動(dòng)信息的生成方法，該方法包括以下步驟:從振動(dòng)發(fā)電裝置獲得預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的、與輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息，該振動(dòng)發(fā)電裝置通過基于外部振動(dòng)使由多個(gè)駐極體形成的駐極體組和具有多個(gè)電極對(duì)的電極組借助外部振動(dòng)沿相對(duì)移動(dòng)方向位移而執(zhí)行振動(dòng)激勵(lì)發(fā)電，在所述電極對(duì)的電極之間輸出振動(dòng)激勵(lì)電壓；通過對(duì)獲得的與所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息執(zhí)行傅里葉變換來計(jì)算與所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的輸出頻譜信息；以及基于所述計(jì)算得到的輸出頻譜信息和傳遞函數(shù)信息，生成所述預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的、與外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)速度信息，該傳遞函數(shù)信息規(guī)定了所述外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率范圍內(nèi)的、所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性，所述傳遞函數(shù)信息含有與屬于所述預(yù)定頻率范圍的多個(gè)頻率中的每一個(gè)相應(yīng)地設(shè)置的、使所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓成為預(yù)定比例關(guān)系的傳遞系數(shù)。而且，本方法還可以包括通過對(duì)所生成的與所述預(yù)定時(shí)間段中的所述外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)速度信息進(jìn)行積分，生成與所述預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的所述外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)位移信息。
[0028]類似于上述駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的外部振動(dòng)信息的生成方法通過反映“針對(duì)輸入到振動(dòng)發(fā)電裝置的外部振動(dòng)的各個(gè)頻率，在外部振動(dòng)速度與輸出發(fā)電電壓之間存在的預(yù)定比例關(guān)系”，使用“規(guī)定了外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率范圍內(nèi)的、外部振動(dòng)的振動(dòng)速度與振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性的傳遞函數(shù)信息”。因此，可以從振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出，容易且精確地生成關(guān)于外部振動(dòng)的振動(dòng)速度的信息。
[0029]上述非橫向模式振動(dòng)發(fā)電裝置可以應(yīng)用于上述外部振動(dòng)信息的生成方法中所使用的振動(dòng)發(fā)電裝置。因此，從生成關(guān)于外部振動(dòng)的信息的觀點(diǎn)看，可以盡可能長(zhǎng)久地防止不必要的噪聲產(chǎn)生因素。
[0030]這里，本發(fā)明可以具體實(shí)施為關(guān)于上述外部振動(dòng)的傳遞函數(shù)信息的生成方法。即，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種傳遞函數(shù)信息的生成方法，該傳遞函數(shù)信息規(guī)定了振動(dòng)發(fā)電裝置中的、外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率范圍內(nèi)的輸出發(fā)電電壓與振動(dòng)發(fā)電裝置中的所述預(yù)定范圍中的所述外部振動(dòng)的振動(dòng)速度之間的相關(guān)性，該振動(dòng)發(fā)電裝置通過基于所述外部振動(dòng)使由多個(gè)駐極體形成的駐極體組和具有多個(gè)電極對(duì)的電極組沿相對(duì)移動(dòng)方向位移而執(zhí)行振動(dòng)激勵(lì)發(fā)電，在所述電極對(duì)的電極之間輸出振動(dòng)激勵(lì)電壓。振動(dòng)發(fā)電裝置具有:殼體，該殼體容納所述駐極體組和所述電極組；固定部件，該固定部件設(shè)置有所述電極組并且固定到所述殼體側(cè)；以及可動(dòng)部件，該可動(dòng)部件設(shè)置有所述駐極體組并且能夠在面向所述固定部件的同時(shí)基于所述外部振動(dòng)相對(duì)移動(dòng)，使得當(dāng)外部振動(dòng)使可動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)，在假定可能的最大振幅處，沿著相對(duì)移動(dòng)方向的、駐極體組中包括的各個(gè)駐極體的端部可以不橫跨電極組的一個(gè)電極和與該一個(gè)電極相鄰的電極之間的電極側(cè)間隔。另外，傳遞函數(shù)信息的生成方法包括以下步驟:將屬于所述預(yù)定頻率范圍的多個(gè)頻率的所述外部振動(dòng)應(yīng)用于所述振動(dòng)發(fā)電裝置；基于當(dāng)施加所述多個(gè)頻率的所述外部振動(dòng)時(shí)，與所述多個(gè)頻率中的每一個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的、所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息，計(jì)算與各個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的、用于使所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓成為預(yù)定比例關(guān)系的傳遞系數(shù)；并且基于與各個(gè)所述頻率對(duì)應(yīng)的所述傳遞系數(shù)，生成規(guī)定所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性的傳遞函數(shù)信息。
[0031]S卩，本發(fā)明涉及一種使用非橫向模式振動(dòng)發(fā)電裝置生成外部振動(dòng)信息時(shí)所使用的傳遞函數(shù)信息的生成方法。從生成關(guān)于外部振動(dòng)的信息的觀點(diǎn)看，在該方法中，可以獲得能夠盡可能長(zhǎng)久地防止不必要的噪聲產(chǎn)生因素的傳遞函數(shù)信息。
[0032]這里，本發(fā)明可以具體實(shí)施為用于生成外部振動(dòng)信息的程序，該程序使計(jì)算機(jī)生成關(guān)于施加于振動(dòng)發(fā)電裝置的外部振動(dòng)的信息，該振動(dòng)發(fā)電裝置通過基于所述外部振動(dòng)使由多個(gè)駐極體形成的駐極體組和具有多個(gè)電極對(duì)的電極組沿相對(duì)移動(dòng)方向位移而執(zhí)行振動(dòng)激勵(lì)發(fā)電，在所述電極對(duì)的電極之間輸出振動(dòng)激勵(lì)電壓。在這種情況下，所述程序使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行:從所述振動(dòng)發(fā)電裝置獲得預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的、與輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息；通過對(duì)與所獲得的所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息執(zhí)行傅里葉變換，計(jì)算與所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的輸出頻譜信息；以及基于所述計(jì)算得到的輸出頻譜信息和傳遞函數(shù)信息，生成所述預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的、與外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)速度信息，該傳遞函數(shù)信息規(guī)定了所述外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率范圍內(nèi)的、所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性，該傳遞函數(shù)信息含有與屬于所述預(yù)定頻率范圍的多個(gè)頻率中的每一個(gè)相應(yīng)地設(shè)置的、使所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓成為預(yù)定比例關(guān)系的傳遞系數(shù)。而且，該程序還可以使所述計(jì)算機(jī)通過對(duì)所生成的、與所述預(yù)定時(shí)間段中的所述外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)速度信息進(jìn)行積分，來生成與所述預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的所述外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)位移信息。
[0033]類似于上述駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，在根據(jù)本發(fā)明的外部振動(dòng)信息的生成程序的執(zhí)行中，也通過反映“針對(duì)輸入到振動(dòng)發(fā)電裝置的外部振動(dòng)的各個(gè)頻率，在外部振動(dòng)速度與輸出發(fā)電電壓之間存在的預(yù)定比例關(guān)系”，使用“規(guī)定了外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率范圍內(nèi)的、外部振動(dòng)的振動(dòng)速度與振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性的傳遞函數(shù)信息”。因此，可以從振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出，容易且精確地生成關(guān)于外部振動(dòng)的振動(dòng)速度的信息。
[0034]上述非橫向模式振動(dòng)發(fā)電裝置可以應(yīng)用于作為用于生成外部振動(dòng)信息的程序的對(duì)象的振動(dòng)發(fā)電裝置。因此，使用該程序，從生成關(guān)于外部振動(dòng)的信息的觀點(diǎn)看，可以盡可能長(zhǎng)久地防止不必要的噪聲產(chǎn)生因素。
[0035]這里，本發(fā)明可以具體實(shí)施為用于生成關(guān)于外部振動(dòng)的傳遞函數(shù)信息的程序，該程序使計(jì)算機(jī)生成傳遞函數(shù)信息，該傳遞函數(shù)信息規(guī)定了振動(dòng)發(fā)電裝置中的、外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率范圍內(nèi)的輸出發(fā)電電壓與所述預(yù)定范圍中的所述外部振動(dòng)的振動(dòng)速度之間的相關(guān)性，該振動(dòng)發(fā)電裝置通過基于所述外部振動(dòng)使由多個(gè)駐極體形成的駐極體組和具有多個(gè)電極對(duì)的電極組沿相對(duì)移動(dòng)方向位移而執(zhí)行振動(dòng)激勵(lì)發(fā)電，在所述電極對(duì)的電極之間輸出振動(dòng)激勵(lì)電壓。振動(dòng)發(fā)電裝置具有:殼體，該殼體容納所述駐極體組和所述電極組；固定部件，該固定部件設(shè)置有所述電極組并且固定到所述殼體側(cè)；以及可動(dòng)部件，該可動(dòng)部件設(shè)置有所述駐極體組并且能夠在面向所述固定部件時(shí)基于所述外部振動(dòng)相對(duì)移動(dòng)，使得當(dāng)外部振動(dòng)使可動(dòng)部件振動(dòng)時(shí)，在假定可能的最大振幅處，沿著相對(duì)移動(dòng)方向的、駐極體組中包括的各個(gè)駐極體端部被配置為不橫跨電極組的一個(gè)電極和與該一個(gè)電極相鄰的電極之間的電極側(cè)間隔。該程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行:將屬于所述預(yù)定頻率范圍的多個(gè)頻率的所述外部振動(dòng)應(yīng)用于所述振動(dòng)發(fā)電裝置；基于施加所述多個(gè)頻率的所述外部振動(dòng)時(shí)的、與所述多個(gè)頻率中的每一個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息，計(jì)算與各個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的、用于使所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓成為預(yù)定比例關(guān)系的傳遞系數(shù)；并且基于與各個(gè)所述頻率對(duì)應(yīng)的所述傳遞系數(shù)，生成規(guī)定所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性的傳遞函數(shù)信息。
[0036]S卩，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種使用非橫向模式振動(dòng)發(fā)電裝置生成用于生成外部振動(dòng)信息的傳遞函數(shù)信息的程序。通過使計(jì)算機(jī)執(zhí)行該程序，可以獲得從生成關(guān)于外部振動(dòng)的信息的觀點(diǎn)看，能夠盡可能長(zhǎng)久地防止不必要的噪聲產(chǎn)生因素的傳遞函數(shù)信息。
[0037]發(fā)明效果
[0038]可以使用駐極體容易且精確地檢測(cè)外部振動(dòng)信息。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0039]圖1是例示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的振動(dòng)發(fā)電裝置的示意性配置的圖。
[0040]圖2是例示用于生成關(guān)于外部振動(dòng)的信息的、包括圖1的振動(dòng)發(fā)電裝置的系統(tǒng)的示意性配置的圖。
[0041]圖3是例示圖2的系統(tǒng)的功能的功能性框圖。
[0042]圖4是例示用于生成圖2的系統(tǒng)的服務(wù)器中存儲(chǔ)的傳遞函數(shù)信息的過程的流程圖。
[0043]圖5是用于描述執(zhí)行圖4的傳遞函數(shù)信息的生成處理時(shí)的、傳遞函數(shù)信息的生成過程的程序。
[0044]圖6是例示由圖2的系統(tǒng)執(zhí)行的、關(guān)于施加于振動(dòng)發(fā)電裝置的外部振動(dòng)的信息的生成處理的流程圖。
[0045]圖7是用于描述執(zhí)行圖6的外部振動(dòng)信息的生成處理時(shí)的、外部振動(dòng)信息的生成過程的程序。
【具體實(shí)施方式】
[0046]下文中，將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的外部振動(dòng)信息生成。要注意的是，以下實(shí)施方式的配置僅僅是示例性的，并且本發(fā)明不限于這些實(shí)施方式中描述的配置。
[0047]實(shí)施方式I
[0048]圖1是沿振動(dòng)發(fā)電裝置I的縱截面(ZX平面)截取的截面圖，該圖用于例示根據(jù)本發(fā)明的駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)(下文中簡(jiǎn)稱為“振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)”)10中使用的振動(dòng)發(fā)電裝置I的示意性配置，特別是從外部振動(dòng)來發(fā)電的配置。要注意的是，下面將基于圖2和圖3描述振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)10的整個(gè)配置。
[0049]振動(dòng)發(fā)電裝置I具有容納在殼體(未例示)中的可動(dòng)部件3和固定部件5?？蓜?dòng)部件3和固定部件5被配置為在維持相面對(duì)的狀態(tài)的同時(shí)沿著X方向相對(duì)移動(dòng)。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，固定部件5被固定到殼體，并且可動(dòng)部件3的兩端通過插入彈簧4連接到殼體。出于該原因，可動(dòng)部件3本身被配置為憑借施加于振動(dòng)發(fā)電裝置1的外部振動(dòng)，相對(duì)于殼體和固定部件5移動(dòng)(振動(dòng))。
[0050]要注意的是，可動(dòng)部件3和固定部件5被配置為在彼此面對(duì)并且維持其之間的平行狀態(tài)的同時(shí)(即，在恒定維持相面對(duì)的表面之間的間隔的同時(shí))相對(duì)移動(dòng)。因此，憑借可動(dòng)部件3側(cè)中的駐極體2的動(dòng)作，在固定部件5側(cè)中的一對(duì)電極6與7之間產(chǎn)生振動(dòng)激勵(lì)電壓。在現(xiàn)有技術(shù)中，描述了產(chǎn)生振動(dòng)激勵(lì)電壓的原理，這里將不重復(fù)其描述。另外，維持可動(dòng)部件3與固定部件5之間的間隔的配置(即，用于維持其之間的平滑相對(duì)移動(dòng)的配置)對(duì)于提高從外部振動(dòng)而發(fā)電的發(fā)電效率是重要的。然而，本配置不涉及本申請(qǐng)的發(fā)明，因此將不描述該配置。
[0051]這里，將描述可動(dòng)部件3的結(jié)構(gòu)。在可動(dòng)部件3面向固定部件5的表面上，導(dǎo)體上所形成的多個(gè)駐極體2沿著振動(dòng)方向(X-方向)以相等距離并排排布。要注意的是，為了簡(jiǎn)化振動(dòng)發(fā)電裝置1的結(jié)構(gòu)，圖1中僅例示了單個(gè)駐極體2。另外，駐極體2沿著振動(dòng)方向的寬度由“W1”表示。要注意的是，根據(jù)本實(shí)施方式，駐極體2被配置為非永久地保持負(fù)電荷。然后，將描述固定部件5側(cè)的結(jié)構(gòu)。在固定部件5面向可動(dòng)部件3的表面上，多個(gè)電極對(duì)6和7沿著振動(dòng)方向(X-方向)以相等間隔并排排布。要注意的是，為了簡(jiǎn)化振動(dòng)發(fā)電裝置1的結(jié)構(gòu)，圖1中僅例示了一對(duì)電極6和7。另外，各個(gè)電極6和7沿著振動(dòng)方向的寬度由“W2”表示，并且電極6與7之間的間隔被相等地設(shè)置為“W3”。
[0052]這里，駐極體2的寬度W1等于電極6和7的寬度W2，并且電極6與7之間的間隔W3足夠小于寬度W1和W2。另外，當(dāng)沒有外部振動(dòng)施加于振動(dòng)發(fā)電裝置1時(shí)(即，當(dāng)可動(dòng)部件3從一對(duì)彈簧4接收到的彈性力彼此相等，并且可動(dòng)部件3相對(duì)于固定部件5停止(下文中稱作“靜止?fàn)顟B(tài)”)時(shí))，駐極體2的寬度W1的中心與電極6與7之間的間隔W3的中心匹配。因此，當(dāng)可動(dòng)部件3處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，駐極體2沿振動(dòng)方向?qū)ΨQ跨立在電極6與7之間。另外，當(dāng)針對(duì)振動(dòng)發(fā)電裝置1最大程度地施加外部振動(dòng)時(shí)，可動(dòng)部件3的最大振幅由“A0”表示，駐極體W1和電極寬度W2滿足以下關(guān)系。
[0053]ffl = W2>2XA0
[0054]出于該原因，即使當(dāng)經(jīng)由外部振動(dòng)使可動(dòng)部件3以可能的最大振幅A0振動(dòng)時(shí)，可動(dòng)部件2的振動(dòng)方向的端部2a也未在整個(gè)振幅過程中橫越電極之間的間隔W3。S卩，即使使可動(dòng)部件3以可能的最大振幅A0振動(dòng)時(shí)，駐極體2的與電極6和7交疊的各個(gè)面積改變。然而，駐極體2總是跨立于電極6與7之間。因此，圖1的振動(dòng)發(fā)電裝置1對(duì)應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的非橫向模式振動(dòng)發(fā)電裝置。另外，在作為非橫向模式振動(dòng)發(fā)電裝置的振動(dòng)發(fā)電裝置1中，駐極體2的端部2a不橫跨電極之間的間隔W3。因此，在不將波紋電壓添加于振動(dòng)激勵(lì)電壓的情況下，振動(dòng)發(fā)電裝置1輸出振動(dòng)激勵(lì)電壓，該振動(dòng)激勵(lì)電壓具有在原理上與外部振動(dòng)的周期匹配的周期。
[0055]接著，將參照?qǐng)D2和圖3描述生成并收集關(guān)于從使用如上述配置的振動(dòng)發(fā)電裝置1的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的外部振動(dòng)的信息的振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)10。圖2是例示振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)10的示意性配置的圖，并且圖3是例示在振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)10的振動(dòng)發(fā)電裝置1和服務(wù)器20中實(shí)現(xiàn)預(yù)定目的的功能(作為功能單元)的功能框圖。
[0056]具體地，圖2例示用于使用根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)發(fā)電裝置1檢測(cè)用于維護(hù)橋梁50的振動(dòng)信息的系統(tǒng)的示意性配置。因?yàn)橹T如橋梁50的強(qiáng)度的性能隨服務(wù)時(shí)間而劣化，所以必須適時(shí)地識(shí)別橋梁50的性能變化。例如，在由地震或重型車輛的反復(fù)經(jīng)過而導(dǎo)致橋梁50劣化的過程中，關(guān)于橋梁50的振動(dòng)的振動(dòng)位移(振幅)或振動(dòng)速度也發(fā)生變化。關(guān)于這一點(diǎn)，多于一個(gè)的振動(dòng)發(fā)電裝置I安裝在橋梁50中。振動(dòng)發(fā)電裝置I可以安裝在橋梁50的強(qiáng)度可能由于振動(dòng)而劣化等的地方中。另外，振動(dòng)發(fā)電裝置I如下所述以無(wú)線方式向基站15發(fā)送與輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息?；?5連接到因特網(wǎng)16，并且將接收到的信息經(jīng)由因特網(wǎng)16發(fā)送到服務(wù)器20。
[0057]服務(wù)器20使用獲得的信息執(zhí)行生成和收集關(guān)于橋梁50中產(chǎn)生的外部振動(dòng)的信息的處理，并且確定橋梁50所具有的狀態(tài)(諸如強(qiáng)度劣化的程度等)。另外，服務(wù)器20可以從連接到因特網(wǎng)16等的數(shù)據(jù)服務(wù)器17和18獲得確定所需的其他信息(諸如橋梁50所在區(qū)域的天氣數(shù)據(jù)或橋梁50的交通負(fù)載數(shù)據(jù))。
[0058]這里，圖3是例示作為振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)10的核心的振動(dòng)發(fā)電裝置I和服務(wù)器20的功能的功能框圖。本質(zhì)上，振動(dòng)發(fā)電裝置I和服務(wù)器20可以具有除了圖3的功能框之外的功能框。振動(dòng)發(fā)電裝置I包括電存儲(chǔ)單元11和推移信息存儲(chǔ)部12。要注意的是，振動(dòng)發(fā)電裝置I對(duì)應(yīng)于具有中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器等的計(jì)算機(jī)，并且這種功能塊通過執(zhí)行內(nèi)部的預(yù)定程序而形成。電存儲(chǔ)單元11將經(jīng)由外部振動(dòng)在電極6與7之間產(chǎn)生的電力存儲(chǔ)為振動(dòng)激勵(lì)電力。電存儲(chǔ)單元11中存儲(chǔ)的電力用于振動(dòng)發(fā)電裝置I中的各種信號(hào)處理等。推移信息存儲(chǔ)部12是在振動(dòng)發(fā)電裝置I的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)關(guān)于經(jīng)由外部振動(dòng)在電極6與7之間產(chǎn)生的輸出發(fā)電電壓的推移的信息(下文中，簡(jiǎn)稱為“推移信息”)的功能框。存儲(chǔ)器中需要的電力從電存儲(chǔ)單元11提供。另外，推移信息可以隨時(shí)存儲(chǔ)在推移信息存儲(chǔ)部12中。另選地，考慮到存儲(chǔ)所需的功耗的抑制或存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量，可以以預(yù)定周期間歇地存儲(chǔ)推移信息。
[0059]而且，振動(dòng)發(fā)電裝置I安裝有發(fā)送器13和發(fā)送器電池14。發(fā)送器13是向基站15發(fā)送推移信息存儲(chǔ)部12中存儲(chǔ)的推移信息的功能塊。要注意的是，因?yàn)橐詿o(wú)線方式向基站15發(fā)送數(shù)據(jù)需要相應(yīng)的電力，所以從發(fā)送器電池14提供發(fā)送電力，而不是電存儲(chǔ)單元11中存儲(chǔ)的電力。然而，當(dāng)在電存儲(chǔ)單元11中存儲(chǔ)的電力中存在余裕時(shí)，用于發(fā)送信息的電力可以從電存儲(chǔ)單元11而不是發(fā)送器電池14提供。
[0060]接著，服務(wù)器20包括推移信息獲取部21、輸出頻譜信息計(jì)算部22、振動(dòng)速度信息生成部23、振動(dòng)位移信息生成部24和傳遞函數(shù)信息存儲(chǔ)部25。要注意的是，服務(wù)器20對(duì)應(yīng)于具有CPU、存儲(chǔ)器等的計(jì)算機(jī)，并且這種功能塊通過執(zhí)行內(nèi)部的預(yù)定程序而形成。首先，推移信息獲取部21獲得經(jīng)由基站15從振動(dòng)發(fā)電裝置I發(fā)送的、與振動(dòng)發(fā)電裝置I的輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息。要注意的是，當(dāng)振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)10如圖2所示包括多個(gè)振動(dòng)發(fā)電裝置I時(shí)，優(yōu)選地，以能夠確定從哪個(gè)振動(dòng)檢測(cè)器I發(fā)送的所獲得的推移信息的狀態(tài)管理推移信息獲取部21。然后，輸出頻譜信息計(jì)算部22對(duì)由推移信息獲取部21獲得的推移信息執(zhí)行傅里葉變換，以計(jì)算與推移信息有關(guān)的輸出頻譜信息。下面將描述輸出頻譜信息的計(jì)笪
O
[0061]接著，振動(dòng)速度信息生成部23是基于輸出頻譜信息計(jì)算部22計(jì)算的輸出頻譜信息和下文描述的傳遞函數(shù)信息，生成關(guān)于施加于作為推移信息源的振動(dòng)發(fā)電裝置I的外部振動(dòng)的信息中的、關(guān)于振動(dòng)速度的信息的功能塊。另外，振動(dòng)位移信息生成部24是生成關(guān)于外部振動(dòng)的信息中的、關(guān)于振動(dòng)位移的信息的功能塊。下面將描述關(guān)于外部振動(dòng)的信息的生成。
[0062]接著，傳遞函數(shù)信息存儲(chǔ)部25是存儲(chǔ)由振動(dòng)速度信息生成部23和振動(dòng)位移信息生成部24使用以生成相應(yīng)的外部振動(dòng)信息的傳遞函數(shù)信息的功能塊。相應(yīng)的傳遞函數(shù)信息基于與輸入到振動(dòng)發(fā)電裝置1的外部振動(dòng)的頻率匹配而存在的、振動(dòng)發(fā)電裝置1的外部振動(dòng)速度(m/s)與輸出發(fā)電電壓(V)之間的預(yù)定比例關(guān)系形成。在預(yù)定比例關(guān)系下，可以導(dǎo)出傳遞系數(shù)，該傳遞系數(shù)是針對(duì)外部振動(dòng)的各個(gè)頻率確定外部振動(dòng)速度與輸出發(fā)電電壓之間的比例關(guān)系的比例常數(shù)。另外，通過使傳遞系數(shù)與外部振動(dòng)的頻率之間相聯(lián)系形成上述傳遞函數(shù)信息。
[0063]這里，將參照?qǐng)D4和圖5描述傳遞函數(shù)信息的生成的流程。圖4是例示生成傳遞函數(shù)信息的處理的流程圖。生成傳遞函數(shù)信息的處理通過使服務(wù)器20或其他計(jì)算機(jī)(任意計(jì)算機(jī)，而不管是否包括振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)10)執(zhí)行預(yù)定程序來實(shí)現(xiàn)。由此生成的傳遞函數(shù)信息存儲(chǔ)在傳遞函數(shù)信息存儲(chǔ)部25中。另外，雖然執(zhí)行生成傳遞函數(shù)信息的處理獨(dú)立于生成振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)10中的外部振動(dòng)信息的處理(下面描述的圖6的處理)，但是預(yù)先執(zhí)行生成傳遞函數(shù)信息的處理或還是與生成外部振動(dòng)信息的處理同時(shí)執(zhí)行都可以。在后一種情況下，可以按順序更新傳遞函數(shù)信息存儲(chǔ)部25中存儲(chǔ)的傳遞函數(shù)信息。
[0064]下文中，將詳細(xì)描述圖4中的生成傳遞函數(shù)信息的處理。在以下描述中，假定在生成振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)10中的外部振動(dòng)信息的處理(下面描述的圖6的處理)之前執(zhí)行該處理。首先，在步驟S101中，將具有特定單個(gè)頻率的外部振動(dòng)輸入到振動(dòng)發(fā)電裝置1。在步驟S102中，測(cè)量此時(shí)振動(dòng)發(fā)電裝置1的輸出發(fā)電電壓與所輸入的外部振動(dòng)的振動(dòng)速度之間的相關(guān)性。要注意的是，所輸入的外部振動(dòng)的頻率是屬于通過假定振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)10檢測(cè)振動(dòng)發(fā)電裝置1的振動(dòng)而獲得的外部振動(dòng)的預(yù)定頻率范圍的頻率。在該實(shí)施方式中，預(yù)定頻率被設(shè)置為0Hz至20Hz，并且在步驟S101中外部振動(dòng)的頻率以0.5Hz的單位變化的同時(shí)，在步驟S102中測(cè)量此時(shí)外部振動(dòng)速度與輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性。
[0065]接著，在步驟S103中，基于步驟S102的測(cè)量結(jié)果計(jì)算傳遞系數(shù)。這里，將參照?qǐng)D5(a)和圖5(b)描述傳遞系數(shù)的計(jì)算。圖5(a)例示具有11Hz的頻率的外部振動(dòng)輸入到振動(dòng)發(fā)電裝置1時(shí)的輸出發(fā)電電壓的推移。圖5(b)例示規(guī)定多個(gè)測(cè)量點(diǎn)(本實(shí)施方式中是五個(gè)點(diǎn))處的、所述輸入的外部振動(dòng)的振動(dòng)速度與測(cè)量得的輸出發(fā)電電壓之間的比例關(guān)系的直線L1。要注意的是，基于諸如最小平方法等的現(xiàn)有方法從多個(gè)測(cè)量點(diǎn)獲得直線L1。在該實(shí)施方式中，如以下等式1中所示，規(guī)定直線L1。
[0066]y = 3.4433χ-0.0011 (等式 1)
[0067]( “X”表示外部振動(dòng)速度，并且“y”表示輸出發(fā)電電壓)。
[0068]在這種情況下，在等式1中，比例常數(shù)3.4433被設(shè)置為確定外部振動(dòng)速度與輸出發(fā)電電壓之間的比例關(guān)系的傳遞系數(shù)。要注意的是，雖然在等式1中給出-0.0011的截距，但是原則上，當(dāng)外部振動(dòng)速度被設(shè)置為零時(shí)，輸出發(fā)電電壓變?yōu)榱?。另外，因?yàn)榻鼐嘀捣浅o(wú)關(guān)緊要，所以上述等式1可以看做表示外部振動(dòng)速度與輸出發(fā)電電壓之間存在的預(yù)定比例關(guān)系(傳遞系數(shù)為3.4433規(guī)定的比例關(guān)系)。另外，在圖5(a)和圖5(b)中，所輸入的外部振動(dòng)的頻率被設(shè)置為11Hz，并且如上所述，針對(duì)0Hz至20Hz的預(yù)定頻率范圍內(nèi)的以0.5Hz為單位變化的外部振動(dòng)的各個(gè)輸入，如圖5(b)所示，通過假定外部振動(dòng)速度與輸出發(fā)電電壓之間的比例關(guān)系，計(jì)算傳遞系數(shù)。
[0069]然后，在步驟S104中，確定是否完成OHz至20Hz的預(yù)定頻率范圍的測(cè)量。如果在步驟S104中確定為是YES，則處理進(jìn)行到步驟S105。否則，如果在步驟S104中確定為否NO，則對(duì)于未測(cè)量的頻率執(zhí)行步驟SlOl至S103。
[0070]在步驟S105中，如圖5(c)的上半部分所示，步驟S104中計(jì)算得到的傳遞系數(shù)和與各個(gè)傳遞系數(shù)對(duì)應(yīng)的外部振動(dòng)的頻率關(guān)聯(lián)地標(biāo)示，使得生成包括預(yù)定頻率范圍內(nèi)的外部振動(dòng)的頻率與傳遞系數(shù)之間的相關(guān)性的傳遞函數(shù)信息。基于本實(shí)施方式的傳遞函數(shù)信息，可以識(shí)別出當(dāng)所輸入的外部振動(dòng)的頻率在9Hz附近時(shí)，傳遞系數(shù)具有峰值的特性。在圖5(c)的下半部分中，在所輸入的外部振動(dòng)的頻率與輸出發(fā)電電壓中產(chǎn)生相位延遲?？梢?，當(dāng)外部振動(dòng)的頻率超過大約9Hz時(shí)，相位延遲變得重要。
[0071]這樣，借助生成傳遞函數(shù)信息的處理而生成的傳遞函數(shù)信息是關(guān)于用于根據(jù)輸入到振動(dòng)發(fā)電裝置I的外部振動(dòng)的頻率將振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓變換為外部振動(dòng)的振動(dòng)速度的函數(shù)的信息。關(guān)于這一點(diǎn)，將參照?qǐng)D6和圖7描述使用該傳遞函數(shù)信息，從振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)10中包括的振動(dòng)發(fā)電裝置I的輸出發(fā)電電壓，生成關(guān)于施加于振動(dòng)發(fā)電裝置I的外部振動(dòng)的信息(即，外部振動(dòng)速度信息和外部振動(dòng)位移信息)的處理。要注意的是，使用圖3例示的振動(dòng)速度信息生成部23和振動(dòng)位移信息生成部24執(zhí)行該處理。
[0072]這里,如上所述，圖6是例示生成包括與施加于振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)10中包括的振動(dòng)發(fā)電裝置I的外部振動(dòng)有關(guān)的速度信息和位移信息的外部振動(dòng)信息的處理的流程圖。在步驟S201中，在來自振動(dòng)發(fā)電裝置I的、由推移信息獲取部21獲得的推移信息中，提取預(yù)定時(shí)間段的推移信息。例如，在圖7(a)的推移信息中，提取虛線圍繞的時(shí)間段的推移信息。考慮到用于生成外部振動(dòng)信息的處理所需的服務(wù)器20的負(fù)載、輸出頻譜信息的計(jì)算精度等，適當(dāng)設(shè)置該確定時(shí)間段。當(dāng)終止步驟S201的處理時(shí)，處理進(jìn)行到步驟S202。
[0073]在步驟S202中，對(duì)于步驟S201中提取的電壓推移信息執(zhí)行傅里葉變換，以計(jì)算用于該頻率分量的輸出頻譜信息(參見圖7(b))?？梢詫?duì)于上述預(yù)定頻率范圍執(zhí)行輸出頻譜信息的計(jì)算。然而，在圖7(b)中，例示比預(yù)定頻率范圍寬的頻率范圍OHz至30Hz的輸出頻譜信息。參照?qǐng)D7(b)，例示預(yù)定頻率范圍之內(nèi)的大部分輸出頻譜信息。當(dāng)終止步驟S202的處理時(shí)，處理進(jìn)行到步驟S203。
[0074]在步驟S203中，讀取傳遞函數(shù)存儲(chǔ)部25中存儲(chǔ)的傳遞函數(shù)信息，并且該處理進(jìn)行到步驟S204。在步驟S204中，基于步驟S202中計(jì)算得到的輸出頻譜信息(即，圖7(b)的輸出頻譜信息中的、與預(yù)定頻率范圍(OHz至20Hz)對(duì)應(yīng)的輸出頻譜信息)和步驟S203中讀取的傳遞函數(shù)信息，生成與外部振動(dòng)有關(guān)的速度信息。具體地，通過將用于各個(gè)頻率的輸出頻譜信息值乘以與該頻率對(duì)應(yīng)的傳遞系數(shù)的倒數(shù)，并且考慮到與該頻率對(duì)應(yīng)的相位延遲，執(zhí)行反傅里葉變換，生成預(yù)定時(shí)間段的外部振動(dòng)速度信息。
[0075]在步驟S205中，對(duì)于步驟S204中生成的外部振動(dòng)速度信息執(zhí)行時(shí)間積分，以生成外部振動(dòng)位移信息。圖7 (c)例示所生成的外部振動(dòng)位移信息。這樣,振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)10通過執(zhí)行一次時(shí)間積分，計(jì)算外部振動(dòng)位移信息。
[0076]生成上述外部振動(dòng)信息的處理中所使用的傳遞函數(shù)信息是關(guān)于在外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率范圍內(nèi)將振動(dòng)發(fā)電裝置I的輸出發(fā)電電壓變換成外部振動(dòng)的振動(dòng)速度的函數(shù)的信息，并且傳遞函數(shù)信息中包括的傳遞系數(shù)是輸出發(fā)電電壓與外部振動(dòng)速度之間的比例關(guān)系中的比例關(guān)系常數(shù)。因此，使用傳遞函數(shù)信息變換到外部振動(dòng)速度是非常有效的。因此，可以使用該變換容易且精確地實(shí)現(xiàn)外部振動(dòng)速度的計(jì)算。具體地，因?yàn)檎駝?dòng)發(fā)電裝置1是圖1例示的非橫向模式振動(dòng)發(fā)電裝置，所以波紋電壓所造成的噪聲不含在傳遞函數(shù)信息中，并且預(yù)期高精度地生成外部振動(dòng)速度。
[0077]通常，橋梁50中產(chǎn)生的振動(dòng)(施加于振動(dòng)發(fā)電裝置1的振動(dòng))含有各種頻率分量。然而，如上所述，因?yàn)閭鬟f函數(shù)信息存儲(chǔ)部25中存儲(chǔ)的傳遞函數(shù)信息規(guī)定外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率范圍處的外部振動(dòng)的振動(dòng)速度與振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性，所以可以基于振動(dòng)發(fā)電裝置1的輸出發(fā)電電壓適當(dāng)計(jì)算實(shí)際施加于振動(dòng)發(fā)電裝置1的外部振動(dòng)信息。
[0078]修改例1
[0079]圖2的振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)10包括橋梁50中安裝的振動(dòng)發(fā)電裝置1和單獨(dú)安裝的服務(wù)器20。振動(dòng)發(fā)電裝置1和服務(wù)器20經(jīng)由無(wú)線通信或因特網(wǎng)通信彼此電連接，以接收/發(fā)送信息。關(guān)于這一點(diǎn)，代替圖2的振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)10的配置，服務(wù)器20的功能(諸如，輸出頻譜信息計(jì)算部22、振動(dòng)速度信息生成部23、振動(dòng)位移信息生成部24和傳遞函數(shù)信息存儲(chǔ)部25的功能)可以設(shè)置在振動(dòng)發(fā)電裝置1中，并且可以在內(nèi)部形成振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。即，在橋梁50側(cè)中設(shè)置的振動(dòng)發(fā)電裝置1中執(zhí)行生成外部振動(dòng)信息的處理。即使在這種情況下，從信息收集的觀點(diǎn)，優(yōu)選的是，振動(dòng)發(fā)電裝置1中生成的外部振動(dòng)速度信息等經(jīng)由無(wú)線通信等收集在服務(wù)器20中。
[0080]修改例2
[0081]在圖6的外部振動(dòng)信息生成處理中，從推移信息獲取部21獲得的推移信息中的、步驟S201中提取的部分推移信息，生成外部振動(dòng)速度信息和外部振動(dòng)位移信息?？蛇x的，可以基于由推移信息獲取部21獲得的全部推移信息生成外部振動(dòng)速度信息和外部振動(dòng)位移信息。在這種情況下，當(dāng)作為處理對(duì)象的推移信息的時(shí)間范圍比較長(zhǎng)以便在步驟S202中執(zhí)行傅里葉變換時(shí)，根據(jù)傅里葉變換的條件，可能增大輸出頻譜信息的計(jì)算誤差。
[0082]關(guān)于這一點(diǎn)，使用窗口函數(shù)從由推移信息獲取部21獲得的推移信息提取多個(gè)部分推移信息，使得多個(gè)部分推移信息彼此交疊。另外，針對(duì)各個(gè)提取的部分推移信息執(zhí)行步驟S202至S205的處理，以便生成與部分推移信息對(duì)應(yīng)的部分外部振動(dòng)速度信息和部分外部振動(dòng)位移信息。另外，與部分推移信息的交疊部分對(duì)應(yīng)的、部分外部振動(dòng)速度信息和部分外部振動(dòng)位移信息的一部分可以針對(duì)各個(gè)部分信息交疊，使得可以生成與全部推移信息對(duì)應(yīng)的全部外部振動(dòng)速度信息和全部外部振動(dòng)位移信息。通過這種方式生成各信息,可以減小如上所述傅里葉變換中產(chǎn)生的計(jì)算誤差的影響。
[0083]要注意的是，關(guān)于部分外部振動(dòng)速度信息的疊加和部分外部振動(dòng)位移信息的疊加的處理可以使用諸如平均化信息和預(yù)定疊加函數(shù)等的各種方法來執(zhí)行。
[0084]附圖標(biāo)記和字符的說明
[0085]1振動(dòng)發(fā)電裝置
[0086]2駐極體
[0087]3可動(dòng)部件
[0088]4 彈簧
[0089]5固定部件
[0090]6、7:電極
[0091]10振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)
[0092]20服務(wù)器
【權(quán)利要求】
1.一種駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，該駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)包括: 振動(dòng)發(fā)電裝置，該振動(dòng)發(fā)電裝置通過基于外部振動(dòng)使由多個(gè)駐極體形成的駐極體組和具有多個(gè)電極對(duì)的電極組沿相對(duì)移動(dòng)方向位移而進(jìn)行振動(dòng)激勵(lì)發(fā)電，在所述電極對(duì)的電極之間輸出振動(dòng)激勵(lì)電壓； 傳遞函數(shù)存儲(chǔ)部，該傳遞函數(shù)存儲(chǔ)部存儲(chǔ)傳遞函數(shù)信息，該傳遞函數(shù)信息規(guī)定了所述外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率范圍內(nèi)的、所述外部振動(dòng)的振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性，所述傳遞函數(shù)信息含有與屬于所述預(yù)定頻率范圍的多個(gè)頻率中的每一個(gè)相應(yīng)地設(shè)置的、使所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓成為預(yù)定比例關(guān)系的傳遞系數(shù)； 輸出頻譜信息計(jì)算部，該輸出頻譜信息計(jì)算部對(duì)預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的、與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息執(zhí)行傅里葉變換，以計(jì)算與所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的輸出頻譜信息；以及 振動(dòng)速度信息生成部，該振動(dòng)速度信息生成部基于所述輸出頻譜信息計(jì)算部計(jì)算得到的與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的所述輸出頻譜信息和所述傳遞函數(shù)存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的所述傳遞函數(shù)信息，生成所述預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的、與所述外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)速度信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，還包括振動(dòng)位移信息生成部，該振動(dòng)位移信息生成部通過對(duì)所述振動(dòng)速度信息生成部生成的、所述預(yù)定時(shí)間段中的與所述外部振動(dòng)有關(guān)的所述振動(dòng)速度信息進(jìn)行積分，生成所述預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的與所述外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)位移信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的駐極體型振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其中，所述振動(dòng)發(fā)電裝置具有: 殼體，該殼體容納所述駐極體組和所述電極組； 固定部件，該固定部件設(shè)置有所述電極組并且固定到所述殼體側(cè)；以及可動(dòng)部件，該可動(dòng)部件設(shè)置有所述駐極體組并且能夠在面向所述固定部件的同時(shí)基于所述外部振動(dòng)相對(duì)移動(dòng)，并且 當(dāng)所述外部振動(dòng)使所述可動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)，在假定可能的最大振幅處，沿著所述相對(duì)移動(dòng)方向的、所述駐極體組中包括的各個(gè)駐極體的端部不橫跨所述電極組的一個(gè)電極和與所述一個(gè)電極相鄰的電極之間的電極側(cè)間隔。
4.一種外部振動(dòng)信息的生成方法，該方法包括以下步驟: 從振動(dòng)發(fā)電裝置獲得預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的、與輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息，該振動(dòng)發(fā)電裝置通過基于外部振動(dòng)使由多個(gè)駐極體形成的駐極體組和具有多個(gè)電極對(duì)的電極組借助外部振動(dòng)沿相對(duì)移動(dòng)方向位移而進(jìn)行振動(dòng)發(fā)電，在所述電極對(duì)的電極之間輸出振動(dòng)激勵(lì)電壓； 通過對(duì)獲得的與所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息執(zhí)行傅里葉變換，計(jì)算與所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的輸出頻譜信息；以及 基于計(jì)算得到的輸出頻譜信息和傳遞函數(shù)信息，生成所述預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的、與外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)速度信息，該傳遞函數(shù)信息規(guī)定了所述外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率范圍內(nèi)的、所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性，該傳遞函數(shù)信息含有與屬于所述預(yù)定頻率范圍的多個(gè)頻率中的每一個(gè)相應(yīng)地設(shè)置的、使所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓成為預(yù)定比例關(guān)系的傳遞系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的外部振動(dòng)信息的生成方法，還包括通過對(duì)所生成的所述預(yù)定時(shí)間段中的與所述外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)速度信息進(jìn)行積分，生成與所述預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的所述外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)位移信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的外部振動(dòng)信息的生成方法，其中，所述振動(dòng)發(fā)電裝置具有: 殼體，該殼體容納所述駐極體組和所述電極組； 固定部件，該固定部件設(shè)置有所述電極組并且固定到所述殼體側(cè)；以及可動(dòng)部件，該可動(dòng)部件設(shè)置有所述駐極體組并且能夠在面向所述固定部件的同時(shí)基于所述外部振動(dòng)相對(duì)移動(dòng)，并且 當(dāng)基于所述外部振動(dòng)使所述可動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)，在假定可能的最大振幅處，沿著所述相對(duì)移動(dòng)方向的、所述駐極體組中包括的各個(gè)駐極體的端部不橫跨所述電極組的一個(gè)電極和與所述一個(gè)電極相鄰的電極之間的電極側(cè)間隔。
7.一種傳遞函數(shù)信息的生成方法，該傳遞函數(shù)信息規(guī)定了振動(dòng)發(fā)電裝置中的、外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率范圍內(nèi)的輸出發(fā)電電壓與所述預(yù)定頻率范圍中的所述外部振動(dòng)的振動(dòng)速度之間的相關(guān)性，該振動(dòng)發(fā)電裝置通過基于所述外部振動(dòng)使由多個(gè)駐極體形成的駐極體組和具有多個(gè)電極對(duì)的電極組沿相對(duì)移動(dòng)方向位移而進(jìn)行振動(dòng)激勵(lì)發(fā)電，在所述電極對(duì)的電極之間輸出振動(dòng)激勵(lì)電壓， 所述振動(dòng)發(fā)電裝置具有: 殼體，該殼體容納所述駐極體組和所述電極組； 固定部件，該固定部件設(shè)置有所述電極組并且固定到所述殼體側(cè)；以及可動(dòng)部件，該可動(dòng)部件設(shè)置有所述駐極體組并且能夠在面向所述固定部件的同時(shí)基于所述外部振動(dòng)進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)，并且 當(dāng)所述外部振動(dòng)使所述可動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)，在假定可能的最大振幅處，沿著所述相對(duì)移動(dòng)方向的、所述駐極體組中包括的各個(gè)駐極體的端部被配置為不橫跨所述電極組的一個(gè)電極和與所述一個(gè)電極相鄰的電極之間的電極側(cè)間隔， 所述方法包括以下步驟: 對(duì)所述振動(dòng)發(fā)電裝置施加屬于所述預(yù)定頻率范圍的多個(gè)頻率的所述外部振動(dòng)； 基于施加所述多個(gè)頻率的所述外部振動(dòng)時(shí)的、與所述多個(gè)頻率中的每一個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓的推移信息，計(jì)算與各個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的、用于使所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓成為預(yù)定比例關(guān)系的傳遞系數(shù)；并且 基于與各個(gè)所述頻率對(duì)應(yīng)的所述傳遞系數(shù)，生成規(guī)定所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性的傳遞函數(shù)信息。
8.一種用于生成外部振動(dòng)信息的程序，所述程序使計(jì)算機(jī)生成關(guān)于施加于振動(dòng)發(fā)電裝置的外部振動(dòng)的信息，該振動(dòng)發(fā)電裝置通過基于所述外部振動(dòng)使由多個(gè)駐極體形成的駐極體組和具有多個(gè)電極對(duì)的電極組沿相對(duì)移動(dòng)方向位移并在所述電極對(duì)的電極之間輸出振動(dòng)激勵(lì)電壓而執(zhí)行振動(dòng)激勵(lì)發(fā)電， 所述程序使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行: 從所述振動(dòng)發(fā)電裝置獲得預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的、與輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息； 通過對(duì)與所獲得的所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息執(zhí)行傅里葉變換，計(jì)算與所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的輸出頻譜信息；以及 基于所述計(jì)算得到的輸出頻譜信息和規(guī)定所述外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率范圍內(nèi)的、所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性的傳遞函數(shù)信息，生成所述預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的、與所述外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)速度信息，該傳遞函數(shù)信息含有根據(jù)使所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓成為預(yù)定比例關(guān)系的、屬于所述預(yù)定頻率范圍的多個(gè)頻率中的每一個(gè)而設(shè)置的傳遞系數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于生成外部振動(dòng)信息的程序，其中，所述程序還使所述計(jì)算機(jī)通過對(duì)所生成的與所述預(yù)定時(shí)間段中的所述外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)速度信息進(jìn)行積分，生成與所述預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的所述外部振動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)位移信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的用于生成外部振動(dòng)信息的程序，其中，所述振動(dòng)發(fā)電裝置具有: 殼體，該殼體容納所述駐極體組和所述電極組； 固定部件，該固定部件設(shè)置有所述電極組并且固定到所述殼體側(cè)；以及可動(dòng)部件，該可動(dòng)部件設(shè)置有所述駐極體組并且能夠在面向所述固定部件的同時(shí)基于所述外部振動(dòng)相對(duì)移動(dòng)，并且 當(dāng)所述外部振動(dòng)使所述可動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)，在假定可能的最大振幅處，沿著所述相對(duì)移動(dòng)方向的、所述駐極體組中包括的各個(gè)駐極體的端部不橫跨所述電極組的一個(gè)電極與和所述一個(gè)電極相鄰的電極之間的電極側(cè)間隔。
11.一種用于生成關(guān)于外部振動(dòng)的傳遞函數(shù)信息的程序，所述程序使計(jì)算機(jī)生成傳遞函數(shù)信息，該傳遞函數(shù)信息規(guī)定了振動(dòng)發(fā)電裝置中的、所述外部振動(dòng)中包括的預(yù)定頻率的范圍內(nèi)的輸出發(fā)電電壓與所述預(yù)定范圍中的所述外部振動(dòng)的振動(dòng)速度之間的相關(guān)性的傳遞函數(shù)信息，該振動(dòng)發(fā)電裝置通過基于所述外部振動(dòng)使由多個(gè)駐極體形成的駐極體組和具有多個(gè)電極對(duì)的電極組沿相對(duì)移動(dòng)方向位移并在所述電極對(duì)的電極之間輸出振動(dòng)激勵(lì)電壓而執(zhí)行振動(dòng)激勵(lì)發(fā)電， 所述振動(dòng)發(fā)電裝置具有: 殼體，該殼體容納所述駐極體組和所述電極組； 固定部件，該固定部件設(shè)置有所述電極組并且固定到所述殼體側(cè)；以及可動(dòng)部件，該可動(dòng)部件設(shè)置有所述駐極體組并且能夠在面向所述固定部件的同時(shí)基于所述外部振動(dòng)相對(duì)移動(dòng)，并且 當(dāng)所述外部振動(dòng)使所述可動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)，在假定可能的最大振幅處，沿著所述相對(duì)移動(dòng)方向的、所述駐極體組中包括的各個(gè)駐極體的端部被配置為不橫跨所述電極組的一個(gè)電極與和所述一個(gè)電極相鄰的電極之間的電極側(cè)間隔， 所述程序使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行: 將屬于所述預(yù)定頻率范圍的多個(gè)頻率的所述外部振動(dòng)應(yīng)用于所述振動(dòng)發(fā)電裝置； 基于施加所述多個(gè)頻率的所述外部振動(dòng)時(shí)的、與所述多個(gè)頻率中的每一個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓有關(guān)的推移信息，計(jì)算與各個(gè)所述頻率對(duì)應(yīng)地、用于使所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓成為預(yù)定比例關(guān)系的傳遞系數(shù)；并且 基于與各個(gè)所述頻率對(duì)應(yīng)的所述傳遞系數(shù)，生成規(guī)定所述外部振動(dòng)的所述振動(dòng)速度與所述振動(dòng)發(fā)電裝置的所述輸出發(fā)電電壓之間的相關(guān)性的傳遞函數(shù)信息。
【文檔編號(hào)】G01H17/00GK104364623SQ201380028639
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月30日
【發(fā)明者】正木達(dá)章, 中尾慎一, 西田秀志, 佐佐木榮一, 山口浩 申請(qǐng)人:歐姆龍 株式會(huì)社, 國(guó)立大學(xué)法人東京工業(yè)大學(xué)
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