本發(fā)明涉及無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)，尤其涉及一種利用從發(fā)電元件供給的電力的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)，該發(fā)電元件利用從外部輸入的機(jī)械能來(lái)進(jìn)行發(fā)電。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，正在研究一種系統(tǒng)，其通過(guò)無(wú)線發(fā)送來(lái)收集各種傳感器(濕度傳感器、溫度傳感器、振動(dòng)傳感器、氣體濃度傳感器、人體感應(yīng)傳感器、加速度傳感器、CO₂傳感器等)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)收集到的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，由此執(zhí)行各種對(duì)象(機(jī)器、建筑物、環(huán)境等)的狀態(tài)測(cè)量和自動(dòng)控制等。在這樣的系統(tǒng)中，尤其是通過(guò)振動(dòng)傳感器來(lái)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)器或具備旋轉(zhuǎn)機(jī)器的設(shè)備等的振動(dòng)，并評(píng)價(jià)該振動(dòng)的成分，由此對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)器或設(shè)備等的異常、故障進(jìn)行監(jiān)視或診斷的系統(tǒng)，具有廣泛的可利用性，從而十分有用。

在檢測(cè)并評(píng)價(jià)振動(dòng)時(shí)，需要將振動(dòng)傳感器的采樣頻率設(shè)定為檢測(cè)對(duì)象的振動(dòng)頻率的數(shù)倍～十倍左右。因此，假設(shè)即使振動(dòng)傳感器的驅(qū)動(dòng)時(shí)間為短時(shí)間，應(yīng)發(fā)送的檢測(cè)數(shù)據(jù)的量仍會(huì)龐大。由此，用于無(wú)線發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)的電能與用于振動(dòng)傳感器檢測(cè)振動(dòng)的電能相比非常大。

在這種系統(tǒng)中，為了確保為了無(wú)線發(fā)送傳感器的龐大的檢測(cè)數(shù)據(jù)所需要的電能，提出了采用通過(guò)從外部輸入的各種機(jī)械能來(lái)進(jìn)行發(fā)電的環(huán)境發(fā)電元件。例如，將專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的環(huán)境發(fā)電元件安裝在建筑物內(nèi)的空調(diào)管道那樣的振動(dòng)體上，利用從振動(dòng)體輸入的振動(dòng)能來(lái)進(jìn)行發(fā)電。

然而，如專利文獻(xiàn)1公開(kāi)的環(huán)境發(fā)電元件那樣，在將建筑物內(nèi)的空調(diào)管道的振動(dòng)用于發(fā)電時(shí)，由于建筑物內(nèi)的空調(diào)的設(shè)定溫度和室外溫度等原因，空調(diào)管道的振動(dòng)特性(振動(dòng)頻率、振幅等)進(jìn)行變動(dòng)。這樣，對(duì)于環(huán)境發(fā)電元件從外部輸入的機(jī)械能的特性通常由于場(chǎng)所、時(shí)間、季節(jié)、氣象狀態(tài)等各種原因而進(jìn)行變動(dòng)，并不恒定。因此，難以事前假設(shè)環(huán)境發(fā)電元件的實(shí)際的電動(dòng)勢(shì)(發(fā)電能力)。

通常，可以將發(fā)電元件看作與圖1所示的將電動(dòng)勢(shì)E₀(V)的電池與電阻值R₀(Ω)的內(nèi)部電阻進(jìn)行串聯(lián)連接所得到元件等價(jià)。眾所周知在將發(fā)電元件連接至電阻值R₁(Ω)的負(fù)載電阻，并使電流I(A)流過(guò)電路的情況下，通過(guò)使內(nèi)部電阻的電阻值R₀與負(fù)載電阻的電阻值R₁相等，能夠最高效地消耗發(fā)電元件所發(fā)出的電力。此時(shí)，發(fā)電元件和負(fù)載電阻所消耗的消耗電能W₀(W)由下述數(shù)學(xué)式(1)給出。另外，根據(jù)R₀＝R₁的條件，由負(fù)載電阻所消耗的總消耗電能成為電能W₀的50％。

另外，如圖2所示，為了積蓄發(fā)電元件所發(fā)出的電力，通常將電容器等蓄電器與發(fā)電元件連接。在圖2所示的例子中，在發(fā)電元件與蓄電器之間，設(shè)置有開(kāi)關(guān)元件SW。在該例子中，當(dāng)開(kāi)關(guān)元件處于接通狀態(tài)時(shí)，從發(fā)電元件向蓄電器供給電力，在蓄電器內(nèi)積蓄電力。在這樣的電路中，向蓄電器內(nèi)的電力積蓄可以看作是蓄電器的電力消耗。因此，蓄電器也被稱為電容負(fù)載。

蓄電器的電壓E、流經(jīng)電路的電流I以及在電容量C(F)的蓄電器內(nèi)所積蓄的(通過(guò)蓄電器消耗的)電能W與時(shí)間t(s)一起變化，它們各自的值可以用下述數(shù)學(xué)式(2)、(3)、(4)來(lái)表示。另外，將上述連接負(fù)載電阻時(shí)的總消耗電能W₀與連接蓄電器時(shí)的總消耗電能W之比稱為消耗電力效率η，可以用下述數(shù)學(xué)式(5)來(lái)表示。

W＝I×E···(4)

在圖2所示的電路中，將內(nèi)部電阻的電阻值R₀設(shè)為2000(Ω)，將發(fā)電元件的電動(dòng)勢(shì)E₀設(shè)為2(V)，將蓄電器的電容量C設(shè)為500(μF)時(shí)的蓄電器的電壓E、流經(jīng)電路的電流I以及消耗電力效率η的時(shí)間變化如圖3所示。根據(jù)圖3可知，在t＝0(s)時(shí)，E＝0(V)。這表示蓄電器內(nèi)未積蓄電力。另一方面，如果t足夠大，則E≈E₀＝2。這表示在蓄電器內(nèi)未積蓄超過(guò)發(fā)電元件的電動(dòng)勢(shì)E₀的電力。另外，當(dāng)滿足E＝E₀/2(t＝0.7)＝1(V)時(shí)，消耗電力效率η與連接負(fù)載電阻時(shí)同樣地，成為最大效率即50％。這是因?yàn)樵贓＝E₀/2的狀態(tài)下，蓄電器的阻抗與發(fā)電元件的阻抗(內(nèi)部電阻的電阻值R₀)相匹配。作為阻抗相匹配的結(jié)果，在消耗電力效率η的觀點(diǎn)方面，意味著圖2所示的電路與滿足R₀＝R₁時(shí)的圖1所示的電路等價(jià)。

在蓄電器內(nèi)積蓄的電能W可以用下述數(shù)學(xué)式(6)來(lái)表示。圖4表示電能W與蓄電器的電壓E的時(shí)間變化。根據(jù)圖4可知，表示電力的蓄電效率(蓄電器的消耗電力效率η)的、電能W相對(duì)于時(shí)間t的斜率，在t＝0.7(s)的附近，即在蓄電器的電壓E處于E0/2附近時(shí)成為最大。

如上所述，在將蓄電器連接至發(fā)電元件時(shí)，蓄電器的電壓E根據(jù)時(shí)間t而變化。因此，獲得高消耗電力效率η的條件，即用于在蓄電器內(nèi)高效地積蓄電力的條件為蓄電器的電壓E成為E₀/2附近。通常，發(fā)電元件的電動(dòng)勢(shì)E₀為恒定。因此，通過(guò)控制向蓄電器內(nèi)積蓄電力以及從蓄電器釋放(消耗)電力，可容易地使蓄電器的電壓E成為E₀/2附近。然而，如上所述，環(huán)境發(fā)電元件的實(shí)際的電動(dòng)勢(shì)E₀因各種原因而進(jìn)行變動(dòng)。因此，在使用環(huán)境發(fā)電元件的情況下，難以通過(guò)控制向蓄電器內(nèi)積蓄電力以及從蓄電器釋放(消耗)電力使得蓄電器的電壓E成為E₀/2附近。

另外，為了將傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送至外部設(shè)備，后級(jí)的無(wú)線發(fā)送部需要消耗環(huán)境發(fā)電元件所發(fā)出的電力。然而，通常，從外部向環(huán)境發(fā)電元件輸入的機(jī)械能微小，因此環(huán)境發(fā)電元件無(wú)法確保始終啟動(dòng)無(wú)線發(fā)送部的電能。因此，如圖5所示的電路，需要將環(huán)境發(fā)電元件所發(fā)出的電力暫時(shí)積蓄在蓄電器內(nèi)，在花費(fèi)時(shí)間成為預(yù)定值以上的電能后，向無(wú)線發(fā)送部供電。

如上所述，環(huán)境發(fā)電元件的實(shí)際的電動(dòng)勢(shì)E₀由于各種原因而進(jìn)行變動(dòng)，因此在現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)將向無(wú)線發(fā)送部供電的時(shí)間間隔(向蓄電器的電力積蓄時(shí)間)設(shè)定得長(zhǎng)，在蓄電器內(nèi)切實(shí)地確保了無(wú)線發(fā)送部的消耗電能。圖6表示進(jìn)行這種動(dòng)作時(shí)的蓄電器的電壓E與消耗電力效率η的時(shí)間變化。在圖6中，Δt表示向無(wú)線發(fā)送部供電的時(shí)間間隔，ΔE表示由于無(wú)線發(fā)送部的電力消耗導(dǎo)致的蓄電器的電壓E的降低量。另外，在圖6的例子中，發(fā)電元件的電動(dòng)勢(shì)E₀為2(V)。

如圖6所示，在將時(shí)間間隔Δt設(shè)定得長(zhǎng)時(shí)，雖然消耗電力效率η在蓄電器的電壓E到達(dá)E₀/2的時(shí)刻達(dá)到50％，但是在向無(wú)線發(fā)送部供電的定時(shí)下降至約15％。因此，平均來(lái)說(shuō)消耗電力效率η變得非常低，結(jié)果，存在數(shù)據(jù)的平均發(fā)送速率降低的問(wèn)題。另一方面，為了提高數(shù)據(jù)的平均發(fā)送速率，在將時(shí)間間隔Δt設(shè)定得短時(shí)，由于環(huán)境發(fā)電元件的實(shí)際的電動(dòng)勢(shì)E₀進(jìn)行變動(dòng)，因此存在無(wú)法在蓄電器內(nèi)切實(shí)地確保無(wú)線發(fā)送部的消耗電能的問(wèn)題。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2011-172352號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有的問(wèn)題點(diǎn)而作出的，其目的在于，提供一種能夠利用從環(huán)境發(fā)電元件供給的電力，以高消耗電力效率以及高平均發(fā)送速率來(lái)進(jìn)行無(wú)線發(fā)送的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)。

用于解決課題的手段

通過(guò)以下(1)～(10)的本發(fā)明來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的。

(1)一種無(wú)線發(fā)送裝置，其利用從發(fā)電元件供給的電力，該發(fā)電元件利用從外部輸入的機(jī)械能來(lái)進(jìn)行發(fā)電，該無(wú)線發(fā)電裝置的特征在于，具備：

蓄電器，其積蓄所述發(fā)電元件發(fā)出的所述電力；以及

無(wú)線發(fā)送部，其利用從所述蓄電器供給的所述電力來(lái)執(zhí)行無(wú)線發(fā)送動(dòng)作，并能夠設(shè)定通過(guò)1次的所述無(wú)線發(fā)送動(dòng)作消耗的消耗電能，

所述無(wú)線發(fā)送裝置構(gòu)成為根據(jù)所述發(fā)電元件的電動(dòng)勢(shì)，設(shè)定所述無(wú)線發(fā)送部消耗所述電力的定時(shí)以及所述無(wú)線發(fā)送部的所述消耗電能。

(2)在上述(1)中記載的無(wú)線發(fā)送裝置中，在將所述發(fā)電元件的所述電動(dòng)勢(shì)設(shè)為E₀，將在所述無(wú)線發(fā)送部消耗所述電力的所述定時(shí)的所述蓄電器的電壓設(shè)為E₁，將所述無(wú)線發(fā)送部消耗所述電力后的所述蓄電器的電壓設(shè)為E₂時(shí)，所述無(wú)線發(fā)送裝置設(shè)定所述定時(shí)及所述消耗電能，使得0.3E₀≤(E₁+E₂)/2≤0.7E₀。

(3)在上述(2)中記載的無(wú)線發(fā)送裝置中，所述無(wú)線發(fā)送裝置設(shè)定所述定時(shí)及所述消耗電能，使得所述電壓E₁及所述電壓E₂滿足0.5E₀＜E₁≤0.7E₀以及0.3E₀≤E₂＜0.5E₀。

(4)在上述(1)至(3)的任意一項(xiàng)中記載的無(wú)線發(fā)送裝置中，還具備：

切換部，其對(duì)充電模式和開(kāi)路模式進(jìn)行切換，所述充電模式在所述蓄電器內(nèi)積蓄所述發(fā)電元件所發(fā)出的所述電力，所述開(kāi)路模式切斷所述發(fā)電元件與所述蓄電器之間的連接，使所述發(fā)電元件成為開(kāi)路狀態(tài)；以及

電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部，其在所述釋放模式下，檢測(cè)所述發(fā)電元件的所述電動(dòng)勢(shì)。

(5)在上述(4)中記載的無(wú)線發(fā)送裝置中，所述電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部在所述無(wú)線發(fā)送部消耗所述電力之前，檢測(cè)所述發(fā)電元件的所述電動(dòng)勢(shì)。

(6)在上述(4)或(5)中記載的無(wú)線發(fā)送裝置中，所述電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部定期檢測(cè)所述發(fā)電元件的所述電動(dòng)勢(shì)。

(7)在上述(1)至(3)的任意一項(xiàng)中記載的無(wú)線發(fā)送裝置中，所述無(wú)線發(fā)送裝置還具備檢測(cè)所述蓄電器的電壓的電壓檢測(cè)部，

通過(guò)多次檢測(cè)所述蓄電器的所述電壓，來(lái)推定所述發(fā)電元件的所述電動(dòng)勢(shì)。

(8)在上述(7)記載的無(wú)線發(fā)送裝置中，所述無(wú)線發(fā)送裝置多次檢測(cè)所述蓄電器的所述電壓，在所述蓄電器的所述電壓的變化量成為預(yù)定值以下時(shí)，將所述蓄電器的所述電壓推定為所述發(fā)電元件的所述電動(dòng)勢(shì)。

(9)在上述(7)記載的無(wú)線發(fā)送裝置中，所述無(wú)線發(fā)送裝置還具備對(duì)所述蓄電器的所述電壓增加預(yù)定量所需要的時(shí)間間隔進(jìn)行測(cè)定的計(jì)時(shí)器，

基于測(cè)定出的所述時(shí)間間隔，來(lái)推定所述發(fā)電元件的所述電動(dòng)勢(shì)。

(10)一種無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)，其特征在于，具備：利用從外部輸入的機(jī)械能來(lái)進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電元件、以及上述(1)至(9)中的任意一項(xiàng)中記載的無(wú)線發(fā)送裝置。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，可以根據(jù)環(huán)境發(fā)電元件的電動(dòng)勢(shì)，來(lái)設(shè)定無(wú)線發(fā)送部消耗電力的定時(shí)以及無(wú)線發(fā)送部的消耗電能。因此，可利用從環(huán)境發(fā)電元件供給的電力，以高消耗電力效率及高平均發(fā)送速率進(jìn)行無(wú)線發(fā)送。

附圖說(shuō)明

圖1是用于說(shuō)明將負(fù)載電阻連接至發(fā)電元件時(shí)的電力消耗的圖。

圖2是用于說(shuō)明將蓄電器連接至發(fā)電元件時(shí)的電力消耗的圖。

圖3是表示圖2所示的電路的蓄電器的電壓E、流經(jīng)電路的電流I、消耗電力效率η的時(shí)間變化的圖。

圖4是表示圖2所示的電路的蓄電器中積蓄的電能W與電壓E的時(shí)間變化的圖。

圖5是表示利用發(fā)電元件的無(wú)線發(fā)送裝置的1個(gè)例子的圖。

圖6是表示圖5所示的無(wú)線發(fā)送裝置中的蓄電器的電壓E與消耗電力效率η的時(shí)間變化的圖。

圖7是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)的圖。

圖8是圖7所示的發(fā)電元件的截面立體圖。

圖9是圖7所示的發(fā)電元件的分解立體圖。

圖10是圖7所示的發(fā)電元件所具備的板簧的俯視圖。

圖11是將圖7所示的存儲(chǔ)器內(nèi)所保存的發(fā)電元件的電動(dòng)勢(shì)E₀與消耗電能W以及電力消耗定時(shí)關(guān)聯(lián)起來(lái)的數(shù)據(jù)表群的1個(gè)例子。

圖12是表示圖7所示的無(wú)線發(fā)送裝置執(zhí)行的消耗電能及電力消耗定時(shí)的設(shè)定處理的流程圖。

圖13是表示推定圖12所示的電動(dòng)勢(shì)E₀的處理的流程圖。

圖14是表示圖7所示的蓄電器的電壓E與消耗電力效率η的時(shí)間變化的圖。

圖15是表示設(shè)定了消耗電能W及電力消耗定時(shí)后的蓄電器的電壓E及消耗電力效率η的圖。

圖16是表示在無(wú)線發(fā)送裝置的動(dòng)作中，對(duì)消耗電能W及電力消耗定時(shí)進(jìn)行了再設(shè)定時(shí)的蓄電器的電壓E及消耗電力效率η的圖。

圖17是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)的圖。

圖18是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)的圖。

圖19是圖18所示的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)執(zhí)行的電動(dòng)勢(shì)E₀檢測(cè)處理的流程圖。

圖20是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)的圖。

圖21是表示圖20所示的蓄電器的電壓E與消耗電力效率η的時(shí)間變化的圖。

圖22是圖20所示的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)執(zhí)行的電動(dòng)勢(shì)E₀推定處理的流程圖。

圖23是用于說(shuō)明圖20所示的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)執(zhí)行的設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)的處理的圖。

圖24是圖20所示的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)執(zhí)行的設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)的處理的流程圖。

圖25是表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)的圖。

具體實(shí)施方式

下面，基于附圖所示的優(yōu)選的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。此外，在下面的說(shuō)明中，本發(fā)明的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)利用發(fā)電元件，該發(fā)電元利用從外部輸入的振動(dòng)能來(lái)進(jìn)行發(fā)電，但是本發(fā)明并不局限于此。在本發(fā)明的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)中可以使用通過(guò)外力等各種機(jī)械能來(lái)進(jìn)行發(fā)電的各種環(huán)境發(fā)電元件。

＜第1實(shí)施方式＞

首先，對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。

圖7是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)的圖。圖8是圖7所示的發(fā)電元件的截面立體圖。圖9是圖7所示的發(fā)電元件的分解立體圖。圖10是圖7所示的發(fā)電元件所具備的板簧的俯視圖。圖11是將圖7所示的存儲(chǔ)器內(nèi)保存的發(fā)電元件的電動(dòng)勢(shì)E₀與消耗電能W以及電力消耗定時(shí)關(guān)聯(lián)起來(lái)的數(shù)據(jù)表群的1個(gè)例子。此外，在下面的說(shuō)明中，將圖8及圖9中的上側(cè)稱為“上”或者“上方”，將下側(cè)稱為“下”或者“下方”。

圖7所示的無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900包含：發(fā)電元件(環(huán)境發(fā)電元件)100，其利用從外部輸入的振動(dòng)(振動(dòng)能)來(lái)進(jìn)行發(fā)電；以及無(wú)線發(fā)送裝置1，其利用從發(fā)電元件100供給的電力來(lái)執(zhí)行無(wú)線發(fā)送動(dòng)作。

＜＜發(fā)電元件100＞＞

發(fā)電元件100被固定在振動(dòng)體上，利用從該振動(dòng)體輸入的振動(dòng)來(lái)進(jìn)行發(fā)電。這里，作為振動(dòng)體例如舉出旋轉(zhuǎn)機(jī)器(電動(dòng)機(jī)、渦輪、風(fēng)扇等)、空調(diào)管道、配管、輸送機(jī)(貨物列車或汽車、卡車的貨箱等)、構(gòu)成線路的枕木、高速道路或隧道、架橋、泵、用于傳遞液壓及氣壓的管類等。

如圖8及圖9所示，發(fā)電元件100具備：殼體20；在殼體20內(nèi)可在圖8及圖9的上下方向上進(jìn)行振動(dòng)地保持的發(fā)電部10。發(fā)電部10具有：一對(duì)相對(duì)的上側(cè)板簧60U及下側(cè)板簧60L、固定在它們之間且具有永磁鐵31的磁鐵組裝體30、設(shè)置為包圍永磁鐵31的外周側(cè)的線圈40、以及保持線圈40的線圈保持部50。

殼體20具有將發(fā)電元件100固定在振動(dòng)體上，并且收納發(fā)電部10的功能。殼體20具備：罩21、基座23、位于罩21與基座23之間的筒狀部22。

在基座23的四角分別形成有貫穿孔231。使未圖示的螺栓貫穿基座23的貫穿孔231，并與設(shè)置在振動(dòng)體上的螺紋孔旋合。由此，能夠?qū)⒒?3和振動(dòng)體固定，并將發(fā)電元件100安裝(固定)在振動(dòng)體上。通過(guò)將發(fā)電元件100安裝在振動(dòng)體上，可將振動(dòng)體的振動(dòng)傳遞至發(fā)電元件100。

上側(cè)板簧60U及下側(cè)板簧60L具有相對(duì)于殼體20可振動(dòng)地保持磁鐵組裝體30及線圈保持部50的功能。上側(cè)板簧60U被固定在罩21與筒狀部22之間。另一方面，下側(cè)板簧60L被固定在基座23與筒狀部22之間。各板簧分別是通過(guò)金屬制成的薄板材而形成的圓環(huán)狀的部件，并具有彼此相同的構(gòu)造。

如圖10所示，各板簧分別從外周側(cè)開(kāi)始具有：第1環(huán)狀部61、具有比第1環(huán)狀部61的內(nèi)徑小的外徑的第2環(huán)狀部62、以及具有比第2環(huán)狀部62的內(nèi)徑小的外徑的第3環(huán)狀部63。將這些第1環(huán)狀部61、第2環(huán)狀部62及第3環(huán)狀部63分別同心地設(shè)置在各板簧上。另外，第1環(huán)狀部61和第2環(huán)狀部62通過(guò)多個(gè)(在本實(shí)施方式中為4個(gè))第1彈簧部64來(lái)連結(jié)，第2環(huán)狀部62與第3環(huán)狀部63通過(guò)多個(gè)(本實(shí)施方式中為2個(gè))第2彈簧部65來(lái)連結(jié)。

在上側(cè)板簧60U位于設(shè)置在上側(cè)板簧60U的上側(cè)的墊片80與線圈保持部50之間的狀態(tài)下，上側(cè)板簧60U的第2環(huán)狀部62被固定在線圈保持部50的外周部(筒狀部51)的上端部。另外，在下側(cè)板簧60L位于設(shè)置在下側(cè)板簧60L的下側(cè)的墊片80與線圈保持部50之間的狀態(tài)下，下側(cè)板簧60L的第2環(huán)狀部62被固定在線圈保持部50的外周部(筒狀部51)的下端部。

另外，上側(cè)板簧60U的第3環(huán)狀部63被固定在安裝于后述的磁鐵組裝體30上的襯墊70的上部，下側(cè)板簧60L的第3環(huán)狀部63被固定在磁鐵組裝體30的底部。

各個(gè)板簧的4個(gè)第1彈簧部64相對(duì)于第1環(huán)狀部61可在圖8及圖9的上下方向上進(jìn)行振動(dòng)地支撐(連結(jié))第2環(huán)狀部62。如上所述，第1環(huán)狀部61被固定在殼體20(罩21、筒狀部22及基座23)上，第2環(huán)狀部62被固定在線圈保持部50。因此，當(dāng)從振動(dòng)體向殼體20傳遞振動(dòng)時(shí)，進(jìn)一步經(jīng)由第1彈簧部64向線圈保持部50傳遞振動(dòng)。結(jié)果，線圈保持部50相對(duì)于殼體20進(jìn)行振動(dòng)。

另外，各個(gè)板簧的兩個(gè)第2彈簧部65相對(duì)于第2環(huán)狀部62可在圖8及圖9的上下方向上進(jìn)行振動(dòng)地支撐(連結(jié))第3環(huán)狀部63。如上所述，上側(cè)板簧60U的第3環(huán)狀部63經(jīng)由襯墊70被固定在磁鐵組裝體30上，下側(cè)板簧60L的第3環(huán)狀部63被固定在磁鐵組裝體30的底部。因此，當(dāng)從振動(dòng)體向殼體20傳遞振動(dòng)時(shí)，進(jìn)一步經(jīng)由第2彈簧部65向磁鐵組裝體30傳遞振動(dòng)。結(jié)果，磁鐵組裝體30相對(duì)于殼體20及線圈保持部50進(jìn)行振動(dòng)。

在具有該結(jié)構(gòu)的發(fā)電元件100中，形成了第1振動(dòng)系統(tǒng)，線圈保持部50通過(guò)各板簧的第1彈簧部64相對(duì)于殼體20進(jìn)行振動(dòng)；以及第2振動(dòng)系統(tǒng)，磁鐵組裝體30通過(guò)各板簧60U、60L的第2彈簧部65相對(duì)于殼體20及線圈保持部50進(jìn)行振動(dòng)。

將磁鐵組裝體30相對(duì)于殼體20及線圈保持部50可振動(dòng)地支撐在上側(cè)板簧60U與下側(cè)板簧60L之間。磁鐵組裝體30具有：圓盤狀(厚度比較薄的圓柱狀)的永磁鐵31；圓筒狀的背磁軛32，其具有將永磁鐵31配置在其大致中央的底板部321以及從底板部321的外周端部豎立設(shè)置的筒狀部322；以及磁軛33，其設(shè)置在永磁鐵31的上表面。將背磁軛32的底板部321的外周部固定在下側(cè)板簧60L的第3環(huán)狀部63，磁軛33經(jīng)由襯墊70固定在上側(cè)板簧60U的第3環(huán)狀部63上。

背磁軛32被構(gòu)成為將線圈保持部50保持的線圈40在與筒狀部322以及永磁鐵31相離開(kāi)的狀態(tài)下配置在筒狀部322與永磁鐵31(磁軛33)之間。即，將筒狀部322的內(nèi)徑設(shè)計(jì)為大于線圈40的外徑。另外，在背磁軛32的底板部321的中央部附近形成了貫穿孔。

將線圈保持部50相對(duì)于殼體20及磁鐵組裝體30可振動(dòng)地支撐在磁鐵組裝體30與殼體20之間。線圈保持部50具有圓筒狀的筒狀部51、以及配置在筒狀部51的內(nèi)周面?zhèn)鹊膱A環(huán)狀的環(huán)狀部52。將筒狀部51固定在各板簧的第2環(huán)狀部62上。另外，線圈保持部50在環(huán)狀部52的下表面?zhèn)缺３志€圈40。

線圈40被固定在線圈保持部50的環(huán)狀部52下表面的內(nèi)周部附近，并被線圈保持部50保持。另外，線圈40在被線圈保持部50保持的狀態(tài)下，與筒狀部322及永磁鐵31相離開(kāi)地配置在磁鐵組裝體30的背磁軛32的筒狀部322與永磁鐵31之間。該線圈40隨著發(fā)電部10的振動(dòng)(線圈保持部50的振動(dòng)及磁鐵組裝體30的振動(dòng))，相對(duì)于永磁鐵31在上下方向相對(duì)地位移。通過(guò)這樣的振動(dòng)，穿過(guò)線圈40的來(lái)自永磁鐵31的磁力線密度進(jìn)行變化，從而在線圈40中產(chǎn)生交流電流。

線圈40的兩端分別與設(shè)置在線圈保持部50的環(huán)狀部52的上側(cè)的一對(duì)電極端子90連接。通過(guò)在無(wú)線發(fā)送裝置1的輸入端子上連接電極端子90，無(wú)線發(fā)送裝置1可將發(fā)電元件100作為電源使用。

＜＜無(wú)線發(fā)送裝置1＞＞

無(wú)線發(fā)送裝置1在本實(shí)施方式中與未圖示的傳感器可通信地連接，并具有利用從發(fā)電元件100供給的電力，向服務(wù)器或控制裝置等外部設(shè)備無(wú)線發(fā)送從傳感器接收到的檢測(cè)數(shù)據(jù)的功能。與無(wú)線發(fā)送裝置1可通信地連接的傳感器并無(wú)特別限定，但是在本實(shí)施方式中對(duì)作為傳感器使用振動(dòng)傳感器的情況進(jìn)行說(shuō)明。此外，無(wú)線發(fā)送裝置1與振動(dòng)傳感器之間的連接可以是有線連接，也可以是無(wú)線連接。

如圖7所示，無(wú)線發(fā)送裝置1具備：整流器2，其對(duì)從發(fā)電元件100供給的電力進(jìn)行整流；蓄電器3，其積蓄通過(guò)整流器2整流后的電力；無(wú)線發(fā)送部4，其向外部設(shè)備無(wú)線發(fā)送從傳感器接收到的檢測(cè)數(shù)據(jù)；切換部5a，其對(duì)在蓄電器3內(nèi)積蓄電力的充電模式以及從蓄電器3向無(wú)線發(fā)送部4供給電力來(lái)消耗該電力的電力消耗模式進(jìn)行切換；以及電壓檢測(cè)部6，其檢測(cè)蓄電器3的電壓E。

另外，在無(wú)線發(fā)送裝置1中，至少將電壓檢測(cè)部6與無(wú)線發(fā)送部4之間以及將切換部5a與無(wú)線發(fā)送部4之間，通過(guò)數(shù)據(jù)總線等可通信地連接。并且，還將電壓檢測(cè)部6與切換部5a之間可通信地連接。電壓檢測(cè)部6在蓄電器3的電壓E超過(guò)了觸發(fā)電壓E₁時(shí)，向切換部5a發(fā)送電力消耗開(kāi)始信號(hào)。切換部5a基于來(lái)自電壓檢測(cè)部6的電力消耗開(kāi)始信號(hào)，將模式向電力消耗模式切換。因此，在本實(shí)施方式中，切換部5a將模式切換為電力消耗模式的定時(shí)，即從蓄電器3向無(wú)線發(fā)送部4供給電力來(lái)消耗該電力的定時(shí)(下面，簡(jiǎn)稱為“電力消耗定時(shí)”)取決于觸發(fā)電壓E₁。

整流器2與發(fā)電元件100的電極端子90中的至少一方連接，具有對(duì)從發(fā)電元件100供給的電力進(jìn)行整流的功能。整流器2只要能夠?qū)陌l(fā)電元件100供給的電力進(jìn)行整流則沒(méi)有特別限定。例如，可以將二極管整流器、橋式整流器等用作整流器2。

蓄電器3被連接在整流器2與發(fā)電元件100的電極端子90的另一方之間，并具有積蓄及釋放整流器2整流后的電力(充放電)的功能。作為蓄電器3，例如可以使用雙電層電容器或鋰離子電容器等電容器。這種電容器可以快速充電，并且為小型，因此適合作為蓄電器3。另外，也可以將電容器與鉛電池、鋰離子電池、鎳氫電池等二次電池(蓄電池)的組合用作蓄電器3。此時(shí)，在供給電容器容量以上的電力時(shí)，可以在二次電池內(nèi)積蓄剩余部分的電力，因此能夠更高效地利用從高發(fā)電元件100供給的電力。

無(wú)線發(fā)送部4經(jīng)由切換部5a與蓄電器3的兩端連接，具有利用從蓄電器3供給的電力，來(lái)執(zhí)行傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送動(dòng)作的功能。無(wú)線發(fā)送部4具備：進(jìn)行無(wú)線發(fā)送部4的控制的CPU(中央運(yùn)算裝置)41、存儲(chǔ)器42、以及向外部設(shè)備無(wú)線發(fā)送預(yù)定量的檢測(cè)數(shù)據(jù)的RF部43。

存儲(chǔ)器42保存有從與無(wú)線發(fā)送裝置1可通信地連接的傳感器接收到的檢測(cè)數(shù)據(jù)、通過(guò)一次無(wú)線發(fā)送動(dòng)作發(fā)送的數(shù)據(jù)量、以及圖11所示的數(shù)據(jù)表群。

把從傳感器接收到的檢測(cè)數(shù)據(jù)以FIFO(First In/First Out先進(jìn)先出)方式保存在存儲(chǔ)器42內(nèi)，并通過(guò)RF部43來(lái)進(jìn)行無(wú)線發(fā)送。從存儲(chǔ)器42內(nèi)刪除通過(guò)RF部43進(jìn)行了無(wú)線發(fā)送的檢測(cè)數(shù)據(jù)。

在存儲(chǔ)器42內(nèi)保存的通過(guò)1次無(wú)線發(fā)送動(dòng)作發(fā)送的數(shù)據(jù)量可通過(guò)CPU41或外部輸入來(lái)變更。通常，數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送動(dòng)作所需要的消耗電能W與無(wú)線發(fā)送的數(shù)據(jù)量呈比例。例如，在發(fā)送數(shù)據(jù)量為200字節(jié)時(shí)無(wú)線發(fā)送部4的消耗電能W為大約200μJ的情況下，發(fā)送數(shù)據(jù)量為400字節(jié)時(shí)的消耗電能W大約為400μJ。因此，無(wú)線發(fā)送部4通過(guò)變更在存儲(chǔ)器42內(nèi)保存的通過(guò)1次無(wú)線發(fā)送動(dòng)作發(fā)送的數(shù)據(jù)量，可以將1次無(wú)線發(fā)送動(dòng)作消耗的消耗電能W設(shè)定為任意的值。

圖11所示的在存儲(chǔ)器42內(nèi)保存的數(shù)據(jù)表群是將發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀與消耗電能W以及電力消耗定時(shí)關(guān)聯(lián)起來(lái)的數(shù)據(jù)表群。數(shù)據(jù)表群為基于無(wú)線發(fā)送部4的性能及蓄電器3的容量C而事先生成的數(shù)據(jù)，在制造無(wú)線發(fā)送裝置1時(shí)、出貨時(shí)、安裝時(shí)等，由制造者、出貨者、安裝人員等保存在存儲(chǔ)器42內(nèi)。

圖11所示的數(shù)據(jù)表群由與發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀相對(duì)應(yīng)的多個(gè)數(shù)據(jù)表DT構(gòu)成。在圖11中圖示了與蓄電器3的容量C＝500(μF)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)E₀＝3(V)、電動(dòng)勢(shì)E₀＝3.5(V)、電動(dòng)勢(shì)E₀＝4(V)相對(duì)應(yīng)的3個(gè)數(shù)據(jù)表DT1～DT3。

各數(shù)據(jù)表DT包含多個(gè)數(shù)據(jù)組DS，該數(shù)據(jù)組DS由無(wú)線發(fā)送部4的發(fā)送數(shù)據(jù)量、通過(guò)RF部43向外部設(shè)備無(wú)線發(fā)送該數(shù)據(jù)量的檢測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)的消耗電能W、觸發(fā)電壓E₁、以及從蓄電器3向無(wú)線發(fā)送部4供給電力并消耗后的蓄電器3的電壓E₂構(gòu)成。此外，在各數(shù)據(jù)組DS內(nèi)中，設(shè)定了消耗電能W以及觸發(fā)電壓E₁，以便維持在充電模式中從發(fā)電元件100提供給蓄電器3的電能W_in與通過(guò)1次發(fā)送動(dòng)作由無(wú)線發(fā)送部4消耗的消耗電能W之間的能量的收支平衡(成為W_in＝W)。

無(wú)線發(fā)送部4參照在存儲(chǔ)器42內(nèi)保存的數(shù)據(jù)表群，從與推定出的發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀的值相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表DT，選擇任意的數(shù)據(jù)組DS。然后，無(wú)線發(fā)送部4將選擇出的數(shù)據(jù)組DS的發(fā)送數(shù)據(jù)量作為通過(guò)1次無(wú)線發(fā)送動(dòng)作發(fā)送的數(shù)據(jù)量保存在存儲(chǔ)器42內(nèi)，并且，向電壓檢測(cè)部6發(fā)送用于設(shè)定選擇出的數(shù)據(jù)組DS的觸發(fā)電壓E₁的信號(hào)。由此，無(wú)線發(fā)送裝置1可任意地設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)。

在電力消耗模式中，當(dāng)向無(wú)線發(fā)送部4供電時(shí)，無(wú)線發(fā)送部4消耗蓄電器3內(nèi)積蓄的電力，并基于在存儲(chǔ)器42內(nèi)保存的通過(guò)1次無(wú)線發(fā)送動(dòng)作發(fā)送的數(shù)據(jù)量，從存儲(chǔ)器42讀取檢測(cè)數(shù)據(jù)，使用RF部43，向外部設(shè)備無(wú)線發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)。無(wú)線發(fā)送部4在向外部設(shè)備無(wú)線發(fā)送了檢測(cè)數(shù)據(jù)后，對(duì)切換部5a發(fā)送電力消耗結(jié)束信號(hào)。

RF部43只要可向外部設(shè)備無(wú)線發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)則沒(méi)有特別限定。例如，可以將Bluetooth(注冊(cè)商標(biāo))、無(wú)線USB、ZigBee規(guī)格所對(duì)應(yīng)的省電無(wú)線IC等用作RF部43。

切換部5a連接在蓄電器3與無(wú)線發(fā)送部4之間，具有對(duì)充電模式和電力消耗模式進(jìn)行切換的功能，充電模式是在蓄電器3內(nèi)積蓄整流器2整流后的電力的模式，電力消耗模式是從蓄電器3向無(wú)線發(fā)送部4供電來(lái)消耗電力的模式。作為切換部5a，例如，可以使用MOSFET這樣的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件或機(jī)械開(kāi)關(guān)等。切換部5a為常開(kāi)(NO)型的開(kāi)關(guān)，當(dāng)從電壓檢測(cè)部6接收到電力消耗開(kāi)始信號(hào)時(shí)，將蓄電器3與無(wú)線發(fā)送部4連接，當(dāng)從無(wú)線發(fā)送部4接收到電力消耗結(jié)束信號(hào)時(shí)，切斷蓄電器3與無(wú)線發(fā)送部4之間的連接。

在充電模式下，從發(fā)電元件100供給的電力通過(guò)整流器2進(jìn)行整流，并積蓄在蓄電器3內(nèi)。另一方面，在電力消耗模式下，把在蓄電器3內(nèi)積蓄的電力提供給無(wú)線發(fā)送部4從而被消耗。在無(wú)線發(fā)送部4執(zhí)行無(wú)線發(fā)送動(dòng)作并消耗了電力后，當(dāng)切換部5a從無(wú)線發(fā)送部4接收到電力消耗結(jié)束信號(hào)時(shí)，切換部5a將模式從電力消耗模式向充電模式進(jìn)行切換。

電壓檢測(cè)部6在蓄電器3與切換部5a之間，與蓄電器3并聯(lián)連接，具有檢測(cè)蓄電器3的電壓E，在檢測(cè)出的電壓E超過(guò)了觸發(fā)電壓E₁時(shí)，向切換部5a發(fā)送電力消耗開(kāi)始信號(hào)的功能。另外，電壓檢測(cè)部6能夠向無(wú)線發(fā)送部4發(fā)送用于報(bào)告檢測(cè)出的蓄電器3的電壓E的值的信號(hào)。

電壓檢測(cè)部6只要能夠檢測(cè)蓄電器3的電壓E，并向切換部5a及無(wú)線發(fā)送部4發(fā)送信號(hào)則沒(méi)有特別限定。例如，可以將分壓器、儀表用變壓器、基于普克爾斯效應(yīng)的光電場(chǎng)傳感器等元件用作電壓檢測(cè)部6。

根據(jù)來(lái)自無(wú)線發(fā)送部4的信號(hào)來(lái)設(shè)定用于向切換部5a發(fā)送電力消耗開(kāi)始信號(hào)的觸發(fā)電壓E₁。當(dāng)蓄電器3的電壓E超過(guò)觸發(fā)電壓E₁時(shí)，電壓檢測(cè)部6向切換部5a發(fā)送電力消耗開(kāi)始信號(hào)。如上所述，切換部5a當(dāng)從電壓檢測(cè)部6接收到電力消耗開(kāi)始信號(hào)時(shí)，將模式從充電模式向電力消耗模式進(jìn)行切換。另外，在電力消耗模式中，通過(guò)無(wú)線發(fā)送部4消耗電力，當(dāng)接收到電力消耗結(jié)束信號(hào)時(shí)，切換部5a將模式從電力消耗模式向充電模式進(jìn)行切換。此時(shí)，由于無(wú)線發(fā)送部4的電力消耗，蓄電器3的電壓E下降至觸發(fā)電壓E₁以下。然后，再次開(kāi)始向蓄電器3內(nèi)的電力積蓄。

如此，電壓檢測(cè)部6在每次蓄電器3的電壓E超過(guò)觸發(fā)電壓E₁時(shí)，向切換部5a發(fā)送電力消耗開(kāi)始信號(hào)。因此，通過(guò)變更觸發(fā)電壓E₁，無(wú)線發(fā)送部4可任意設(shè)定電力消耗定時(shí)。

接著，參照?qǐng)D12～圖16，說(shuō)明無(wú)線發(fā)送裝置1的動(dòng)作，尤其說(shuō)明推定發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀的處理以及根據(jù)發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀來(lái)設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)的處理。

圖12是表示圖7所示的無(wú)線發(fā)送裝置1執(zhí)行的消耗電能W及電力消耗定時(shí)的設(shè)定處理的流程圖。圖13是表示推定圖12所示的電動(dòng)勢(shì)E₀的處理的流程圖。圖14是表示圖7所示的蓄電器3的電壓E與消耗電力效率η的時(shí)間變化的圖。圖15是表示設(shè)定了消耗電能W及電力消耗定時(shí)后的蓄電器3的電壓E及消耗電力效率η的圖。圖16是表示在無(wú)線發(fā)送裝置1的動(dòng)作中，對(duì)消耗電能W及電力消耗定時(shí)進(jìn)行了再設(shè)定時(shí)的蓄電器3的電壓E及消耗電力效率η的圖。

圖12所示的消耗電能W及電力消耗定時(shí)的設(shè)定處理S100包含：處理S110，其推定發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀；以及處理S120，其設(shè)定無(wú)線發(fā)送部4的消耗電能W及電力消耗定時(shí)(即，觸發(fā)電壓E₁)。

當(dāng)開(kāi)始從發(fā)電元件100向無(wú)線發(fā)送裝置1供電時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行處理S100。在模式為充電模式時(shí)執(zhí)行該消耗電能W及電力消耗定時(shí)的設(shè)定處理S100。另外，不僅在從發(fā)電元件100向無(wú)線發(fā)送裝置1開(kāi)始供電時(shí)執(zhí)行處理S100，還可以定期(每天、每月等)執(zhí)行處理S100。

在處理S110中，推定發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀。圖13表示用于推定發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀的處理S110。另外，圖14表示推定發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀的方法的基本概念。

圖14表示發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀為4(V)時(shí)的蓄電器3的電壓E與消耗電力效率η的時(shí)間變化。如圖14所示，在t＝0(s)的時(shí)刻，E＝0(V)。這表示在蓄電器3內(nèi)未積蓄電力。另一方面，當(dāng)t變得足夠大時(shí)(t＝t₁或者t₂)，成為E≈E₀＝4(V)，蓄電器3飽和。下面，將蓄電器3飽和時(shí)的電壓E稱為飽和電壓。當(dāng)蓄電器3飽和時(shí)，在蓄電器3內(nèi)無(wú)法在這之上積蓄電力。另外，消耗電力效率η在E＝E₀/2＝2(V)時(shí)達(dá)到最大值的50％，在0.3E₀≤E≤0.7E₀(1.2(V)≤E≤2.8(V))時(shí)成為大約40％以上。在本實(shí)施方式中，基于蓄電器3的飽和電壓來(lái)推定發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀。

在圖13所示的工序S111中，在任意的定時(shí)通過(guò)電壓檢測(cè)部6來(lái)檢測(cè)蓄電器3的電壓E_t1，并保存在存儲(chǔ)器42內(nèi)。接著，在工序S112中，在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后，通過(guò)電壓檢測(cè)部6來(lái)檢測(cè)蓄電器3的電壓E_t2，并保存在存儲(chǔ)器42內(nèi)。接著，在工序S113中，通過(guò)無(wú)線發(fā)送部4計(jì)算ΔE_t＝E_t1－E_t2。在工序S114中，通過(guò)無(wú)線發(fā)送部4來(lái)判別ΔE_t是否在預(yù)定值以下。當(dāng)在工序S114中判別為ΔE_t大于預(yù)定值時(shí)，處理S110返回工序S111。另一方面，當(dāng)在工序S114中判別為ΔE_t在預(yù)定值以下時(shí)，也就是說(shuō)即使以預(yù)定的時(shí)間在蓄電器3中積蓄電力(充電)蓄電器3的電壓E也未變化時(shí)，判斷為蓄電器3的電壓E達(dá)到飽和電壓，從而處理S110轉(zhuǎn)移到工序S115。在工序S115中，將發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀推定為蓄電器3的飽和電壓，即E_t2(或者E_t1)，并且處理S110結(jié)束。

此外，可以任意地設(shè)定用于判別蓄電器3的電壓E是否達(dá)到飽和電壓的預(yù)定值，但設(shè)定為大于電壓檢測(cè)部6的分辨率。另外，優(yōu)選將該預(yù)定值設(shè)定為檢測(cè)出的電壓E_t2(或者E_t1)的1％以下，更優(yōu)選設(shè)定為0.1％以下。

返回圖12，當(dāng)在處理S110中推定出發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀時(shí)，處理S100轉(zhuǎn)移到根據(jù)推定出的發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀，設(shè)定無(wú)線發(fā)送部4的消耗電能W及電力消耗定時(shí)(即、觸發(fā)電壓E₁)的處理S120。

在處理S120中，選擇與推定出的發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表DT的任意的數(shù)據(jù)組DS，并設(shè)定通過(guò)一次無(wú)線發(fā)送動(dòng)作發(fā)送的數(shù)據(jù)量及觸發(fā)電壓E₁，由此來(lái)設(shè)定無(wú)線發(fā)送部4的消耗電能W及電力消耗定時(shí)。

此外，在圖11所示的各數(shù)據(jù)表DT中，設(shè)定了觸發(fā)電壓E₁及電壓E₂使得觸發(fā)電壓E₁與電壓E₂的平均值(E₁+E₂)/2成為E₀/2附近。更具體地說(shuō)，優(yōu)選將觸發(fā)電壓E₁及電壓E₂設(shè)定為滿足0.3E₀≤(E₁+E₂)/2≤0.7E₀，更優(yōu)選設(shè)定為滿足0.4E₀≤(E₁+E₂)/2≤0.6E₀，最優(yōu)選設(shè)定為滿足(E₁+E₂)/2＝E₀/2。由此，可在將消耗電力效率η始終保持在高的狀態(tài)的同時(shí)使無(wú)線發(fā)送裝置1進(jìn)行動(dòng)作。

另外，無(wú)線發(fā)送部4在從與發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表DT中選擇任意的數(shù)據(jù)組DS時(shí)，優(yōu)選地以數(shù)據(jù)組DS內(nèi)的觸發(fā)電壓E₁滿足0.5E₀＜E₁≤0.7E₀，并且電壓E₂滿足0.3E₀≤E₂＜0.5E₀的方式來(lái)選擇數(shù)據(jù)組DS。由此，能夠在將消耗電力效率η始終保持在40％以上的同時(shí)，使無(wú)線發(fā)送裝置1進(jìn)行動(dòng)作。

另外，除了上述條件以外，無(wú)線發(fā)送部4也可以參照無(wú)線發(fā)送部4的最低動(dòng)作電壓、每次啟動(dòng)時(shí)不是通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送而直接消耗的電能(例如，在CPU41內(nèi)等積蓄的在電源關(guān)閉后舍棄的電力、CPU41的初始化動(dòng)作所需要的電能等)等，從與發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表DT中選擇任意的數(shù)據(jù)組DS，設(shè)定通過(guò)一次無(wú)線發(fā)送動(dòng)作發(fā)送的數(shù)據(jù)量以及觸發(fā)電壓E₁。

這樣，在根據(jù)推定出的發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀設(shè)定了消耗電能W及電力消耗定時(shí)(即觸發(fā)電壓E₁)后，處理S120結(jié)束。返回圖12時(shí)，當(dāng)處理S120結(jié)束時(shí)處理S100結(jié)束。

圖15表示通過(guò)上述方法設(shè)定了消耗電能W及電力消耗定時(shí)后的無(wú)線發(fā)送裝置1的消耗電力效率η及蓄電器3的電壓E。在圖15的例子中，選擇數(shù)據(jù)組DS來(lái)設(shè)定消耗電能W以及電力消耗定時(shí)，以便滿足(E₁+E₂)/2＝E₀/2＝2(V)，E₁＝0.6E₀＝2.4(V)、E₁＝0.4E₀＝1.6(V)。

根據(jù)圖15可知，通過(guò)根據(jù)發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀來(lái)設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)，能夠?qū)o(wú)線發(fā)送裝置1開(kāi)始了無(wú)線發(fā)送動(dòng)作后的消耗電力效率η始終保持在48％以上的非常高的值。因此，本發(fā)明的無(wú)線發(fā)送裝置1能夠以高消耗電力效率進(jìn)行動(dòng)作，結(jié)果能夠以高的平均發(fā)送速率來(lái)進(jìn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送。

另外，無(wú)線發(fā)送裝置1不僅是在從發(fā)電元件100向無(wú)線發(fā)送裝置1開(kāi)始供電時(shí)，也可以在任意定時(shí)或者定期地執(zhí)行消耗電能W及電力消耗定時(shí)的設(shè)定處理S100。

圖16所示的例子是在電動(dòng)勢(shì)E₀＝3(V)、蓄電器3的電容量C＝500(μF)時(shí)的無(wú)線發(fā)送裝置1的消耗電力效率η的例子。在圖16中的t＝1～3(s)的區(qū)間1中，設(shè)定了消耗電能W及電力消耗定時(shí)，使得消耗電能W＝200(μJ)、觸發(fā)電壓E₁＝1.65(V)及(E₁+E₂)/2＝E₀/2＝1.5(V)。另一方面，在t＝3～6(s)的區(qū)間2中，設(shè)定了消耗電能W及電力消耗定時(shí)，使得消耗電能W＝500(μJ)、觸發(fā)電壓E₁＝1.89(V)及(E₁+E₂)/2＝E₀/2＝1.5(V)。

如此，在無(wú)線發(fā)送裝置1的無(wú)線發(fā)送動(dòng)作中，通過(guò)在任意定時(shí)或者定期地設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)，能夠根據(jù)應(yīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)的余量等，來(lái)適當(dāng)?shù)刂匦略O(shè)定(更新)消耗電能W及電力消耗定時(shí)。另外，當(dāng)在無(wú)線發(fā)送裝置1的無(wú)線發(fā)送動(dòng)作中發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀進(jìn)行變動(dòng)時(shí)，可以與該變動(dòng)對(duì)應(yīng)地設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)。

＜第2實(shí)施方式＞

接著，針對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。圖17是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)的圖。

下面，針對(duì)第2實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)，以與上述第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)于相同的事項(xiàng)省略其說(shuō)明。

第2實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900除了從無(wú)線發(fā)送裝置1中省略了切換部5a，并且變更了處理S120中的無(wú)線發(fā)送部4的消耗電能W及電力消耗定時(shí)的設(shè)定方法以外，與上述第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900相同。

本實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送部4還具有上述第1實(shí)施方式的切換部5a的功能，即對(duì)充電模式(也稱為睡眠模式)和電力消耗模式進(jìn)行切換的功能，充電模式是在蓄電器3內(nèi)積蓄整流器2整流后的電力的模式，電力消耗模式是從蓄電器3向無(wú)線發(fā)送部4供電來(lái)消耗電力的模式。

并且，上述第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送部4使用在存儲(chǔ)器42內(nèi)保存的數(shù)據(jù)表群的數(shù)據(jù)組DS內(nèi)的發(fā)送數(shù)據(jù)量來(lái)任意設(shè)定消耗電能W，但是本實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送部4使用在存儲(chǔ)器42內(nèi)保存的數(shù)據(jù)表群的數(shù)據(jù)組DS內(nèi)的觸發(fā)電壓E₁及電壓E₂來(lái)任意設(shè)定消耗電能W。

即，本實(shí)施方式的電壓檢測(cè)部6構(gòu)成為：當(dāng)檢測(cè)出蓄電器3的電壓E超過(guò)觸發(fā)電壓E₁時(shí)，向無(wú)線發(fā)送部4發(fā)送電力消耗開(kāi)始信號(hào)，并且，由于無(wú)線發(fā)送部4的電力消耗，當(dāng)檢測(cè)到蓄電器3的電壓E低于電壓E₂時(shí)，向無(wú)線發(fā)送部4發(fā)送電力消耗結(jié)束信號(hào)。另外，根據(jù)來(lái)自無(wú)線發(fā)送部4的信號(hào)，設(shè)定用于向無(wú)線發(fā)送部4發(fā)送信號(hào)的觸發(fā)電壓E₁及電壓E₂。

電壓檢測(cè)部6與上述的第1實(shí)施方式同樣地，當(dāng)檢測(cè)到蓄電器3的電壓E超過(guò)了觸發(fā)電壓E₁時(shí)，對(duì)無(wú)線發(fā)送部4發(fā)送電力消耗開(kāi)始信號(hào)。無(wú)線發(fā)送部4當(dāng)從電壓檢測(cè)部6接收到電力消耗開(kāi)始信號(hào)時(shí)，將模式從充電模式向電力消耗模式進(jìn)行切換。當(dāng)模式切換為電力消耗模式時(shí)，無(wú)線發(fā)送部4消耗從蓄電器3供給的電力，開(kāi)始檢測(cè)數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送動(dòng)作。此時(shí)，本實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送部4并未特別地設(shè)定應(yīng)無(wú)線發(fā)送的檢測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量，直至從電壓檢測(cè)部6接收到電力消耗結(jié)束信號(hào)為止，持續(xù)進(jìn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送動(dòng)作。

在無(wú)線發(fā)送部4持續(xù)進(jìn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)的無(wú)線發(fā)送動(dòng)作的期間，由于無(wú)線發(fā)送部4的無(wú)線發(fā)送動(dòng)作，使得蓄電器3內(nèi)積蓄的電力持續(xù)被消耗，蓄電器3的電壓E逐漸下降。由于無(wú)線發(fā)送部4的電力消耗，電壓檢測(cè)部6當(dāng)檢測(cè)到蓄電器3的電壓E低于電壓E₂時(shí)，向無(wú)線發(fā)送部4發(fā)送電力消耗結(jié)束信號(hào)。無(wú)線發(fā)送部4當(dāng)從電壓檢測(cè)部6接收到電力消耗結(jié)束信號(hào)時(shí)，將模式從電力消耗模式向充電模式進(jìn)行切換。然后，再次開(kāi)始向蓄電器3內(nèi)積蓄電力。

這樣，每當(dāng)蓄電器3的電壓E超過(guò)觸發(fā)電壓E₁，電壓檢測(cè)部6向無(wú)線發(fā)送部4發(fā)送電力消耗開(kāi)始信號(hào)，每當(dāng)蓄電器3的電壓E低于電壓E₂，電壓檢測(cè)部6向無(wú)線發(fā)送部4發(fā)送電力消耗結(jié)束信號(hào)。因?yàn)闊o(wú)線發(fā)送部4通過(guò)1次無(wú)線發(fā)送動(dòng)作消耗的消耗電能W取決于從電力消耗開(kāi)始信號(hào)至電力消耗結(jié)束信號(hào)為止的時(shí)間間隔，因此本實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送部4能夠通過(guò)變更觸發(fā)電壓E₁及電壓E₂，來(lái)任意設(shè)定消耗電能W。

即，在本實(shí)施方式中，無(wú)線發(fā)送部4根據(jù)發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀來(lái)變更觸發(fā)電壓E₁及電壓E₂，由此能夠根據(jù)發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀，來(lái)設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)。

這樣，在本實(shí)施方式中，可以不使用切換部，而是能夠根據(jù)發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀來(lái)設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)，因此可簡(jiǎn)化無(wú)線發(fā)送裝置1的結(jié)構(gòu)。另外，在本實(shí)施方式中，由于不使用切換部，因此能夠防止由于切換部的疲勞損壞、接觸不良、老化等使無(wú)線發(fā)送裝置1發(fā)生故障。無(wú)線發(fā)送裝置1大多與發(fā)電元件100一起安裝在振動(dòng)體上，由于振動(dòng)無(wú)線發(fā)送裝置1的各元件、尤其是切換部容易發(fā)生故障。因此，對(duì)于防止這樣的由于切換部的疲勞損壞、接觸不良、老化等造成的無(wú)線發(fā)送裝置1的故障的效果尤其有用。

通過(guò)該第2實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900，也產(chǎn)生與上述第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900相同的作用和效果。

＜第3實(shí)施方式＞

接著，對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。

圖18表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)。圖19是圖18所示的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)所執(zhí)行的電動(dòng)勢(shì)E₀檢測(cè)處理的流程圖。

下面，針對(duì)第3實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)，以與上述第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)的不同點(diǎn)為中心來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)于相同的事項(xiàng)省略其說(shuō)明。

第3實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900除了無(wú)線發(fā)送裝置1具備第2切換部5b以及電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部7，并且通過(guò)電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部7直接檢測(cè)發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀這一點(diǎn)以外，與上述第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900相同。

第2切換部5b被連接在發(fā)電元件100與整流器2之間，具有對(duì)上述充電模式和開(kāi)路模式進(jìn)行切換的功能，開(kāi)路模式是切斷發(fā)電元件100與蓄電器3之間的連接而使發(fā)電元件100呈開(kāi)路狀態(tài)的模式。另外，第2切換部5b至少與無(wú)線發(fā)送部4及電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部7可通信地連接，能夠基于從無(wú)線發(fā)送部4或者電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部7接收到的信號(hào)來(lái)執(zhí)行切換動(dòng)作。

作為第2切換部5b，例如可以使用與上述切換部5a相同的開(kāi)關(guān)元件，但是第2切換部5b為常閉(NC)型的開(kāi)關(guān)。第2切換部5b當(dāng)從無(wú)線發(fā)送部4接收到信號(hào)時(shí)，切斷發(fā)電元件100與蓄電器3之間的連接，使發(fā)電元件100呈開(kāi)路狀態(tài)。另一方面，第2切換部5b當(dāng)從電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部7接收到信號(hào)時(shí)，將發(fā)電元件100與蓄電器3之間連接，并將模式從開(kāi)路模式向充電模式進(jìn)行切換。

電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部7與發(fā)電元件100的一對(duì)電極端子90連接，具有在第2切換部5b使發(fā)電元件100呈開(kāi)路狀態(tài)時(shí)，直接檢測(cè)發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀的功能。另外，電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部7至少與無(wú)線發(fā)送部4及第2切換部5b可通信地連接，并向無(wú)線發(fā)送部4發(fā)送直接檢測(cè)出的發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀的值，然后，向第2切換部5b發(fā)送信號(hào)。

作為電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部7，例如可以使用與上述的電壓檢測(cè)部6相同的元件。電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部7檢測(cè)開(kāi)路狀態(tài)的發(fā)電元件100的電壓，根據(jù)該檢測(cè)出的電壓的振幅，直接檢測(cè)發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀。

第3實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1執(zhí)行圖19所示的檢測(cè)發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀的處理S130，來(lái)取代上述第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1所執(zhí)行的推定發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀的處理S110。

在開(kāi)始處理S130后，在工序S131中，在任意定時(shí)或者周期性地從無(wú)線發(fā)送部4向第2切換部5b發(fā)送信號(hào)。第2切換部5b當(dāng)從無(wú)線發(fā)送部4接收到信號(hào)時(shí)，將模式從充電模式向釋放模式進(jìn)行切換。接著，在工序S132中，電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部7通過(guò)檢測(cè)開(kāi)路狀態(tài)的發(fā)電元件100的電壓，直接檢測(cè)發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀，并向無(wú)線發(fā)送部4發(fā)送檢測(cè)出的發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀。然后，在工序S133中，電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部7向第2切換部5b發(fā)送信號(hào)。第2切換部5b當(dāng)從電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部7接收到信號(hào)時(shí)，將模式從開(kāi)路模式向充電模式進(jìn)行切換。在工序S133結(jié)束后，檢測(cè)發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀的處理S130結(jié)束。

這樣在本實(shí)施方式中，因?yàn)槭褂玫?切換部5b以及電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)部7來(lái)直接檢測(cè)發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀，因此與推定發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀的情況相比，可更準(zhǔn)確地掌握電動(dòng)勢(shì)E₀。另外，在本實(shí)施方式中，由于不需要多次測(cè)定蓄電器3的電壓E，因此可縮短取得電動(dòng)勢(shì)E₀所需要的時(shí)間。

通過(guò)第3實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900，也可產(chǎn)生與上述第1實(shí)施方式和上述第2實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900相同的作用和效果。

＜第4實(shí)施方式＞

接著，對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。圖20是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)的圖。

第4實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900除了無(wú)線發(fā)送裝置1具備計(jì)時(shí)器8，且將發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀的推定方法和設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)的處理進(jìn)行了變更這一點(diǎn)以外，與上述第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900相同。

下面，針對(duì)第4實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)，以與上述第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)于相同的事項(xiàng)省略其說(shuō)明。

計(jì)時(shí)器8在蓄電器3與切換部5a之間與蓄電器3并聯(lián)連接，并具有在經(jīng)過(guò)了預(yù)定的時(shí)間間隔Δt時(shí)，向切換部5a發(fā)送電力消耗開(kāi)始信號(hào)的功能。并且，計(jì)時(shí)器8可以基于來(lái)自無(wú)線發(fā)送部4的測(cè)定開(kāi)始信號(hào)及測(cè)定結(jié)束信號(hào)，進(jìn)行時(shí)間間隔Td的測(cè)定，并將測(cè)定出的時(shí)間間隔Td發(fā)送至無(wú)線發(fā)送部4。

計(jì)時(shí)器8與無(wú)線發(fā)送部4可通信地連接。另外，根據(jù)來(lái)自無(wú)線發(fā)送部4的信號(hào)來(lái)設(shè)定用于向切換部5a發(fā)送電力消耗開(kāi)始信號(hào)的時(shí)間間隔Δt。每當(dāng)經(jīng)過(guò)所設(shè)定的時(shí)間間隔Δt，計(jì)時(shí)器8向切換部5a發(fā)送電力消耗開(kāi)始信號(hào)。切換部5a當(dāng)從計(jì)時(shí)器8接收到電力消耗開(kāi)始信號(hào)時(shí)，將模式從充電模式向電力消耗模式進(jìn)行切換。因此，在本實(shí)施方式中，電力消耗定時(shí)取決于計(jì)時(shí)器8的時(shí)間間隔Δt。即，在本實(shí)施方式中，通過(guò)變更計(jì)時(shí)器8的時(shí)間間隔Δt，無(wú)線發(fā)送部4能夠變更電力消耗定時(shí)。

計(jì)時(shí)器8只要能夠?qū)r(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)，向切換部5a及無(wú)線發(fā)送部4發(fā)送信號(hào)，則沒(méi)有特別限定。例如，可以將通過(guò)CR振蕩來(lái)對(duì)時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)的CR振蕩電路、通過(guò)電容器和電阻來(lái)對(duì)時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)的積分電路、利用時(shí)鐘信號(hào)的電路等用作計(jì)時(shí)器8。此外，在本實(shí)施方式中，計(jì)時(shí)器8與蓄電器3并聯(lián)連接，利用在蓄電器3內(nèi)積蓄的電力來(lái)進(jìn)行動(dòng)作，但是本發(fā)明并不局限于此。例如，計(jì)時(shí)器8本身可以具有電池等其他電源，也可以從外部電源獲取電力。

接著，參照?qǐng)D21～24來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1的動(dòng)作、推定發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀的處理、以及根據(jù)發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀變更消耗電能W及電力消耗定時(shí)的處理。

圖21是表示圖20所示的蓄電器3的電壓E與消耗電力效率η的時(shí)間變化的圖。圖22是圖20所示的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900執(zhí)行的電動(dòng)勢(shì)E₀推定處理的流程圖。圖23用于說(shuō)明圖20所示的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)所執(zhí)行的設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)的處理。圖24是圖20所示的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)所執(zhí)行的設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)的處理的流程圖。

本實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1通過(guò)多次測(cè)定未飽和狀態(tài)的蓄電器3的電壓E(例如、圖21中的E＝E_t1～E_t3)來(lái)執(zhí)行推定發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀的處理S140，從而取代上述第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1所執(zhí)行的處理S110。

圖22是本實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1所執(zhí)行的推定電動(dòng)勢(shì)E₀的處理S140的流程圖。首先，在工序S141中，將變量n初始化(n＝1)。接著，在工序S142中，通過(guò)電壓檢測(cè)部6來(lái)檢測(cè)蓄電器3的電壓E，并判別檢測(cè)出的電壓E是否已到達(dá)預(yù)定的基準(zhǔn)電壓E_tn。當(dāng)在工序S142中判別為電壓E小于預(yù)定的基準(zhǔn)電壓E_tn時(shí)，重復(fù)工序S142，直至電壓E達(dá)到預(yù)定的基準(zhǔn)電壓E_tn為止。另一方面，當(dāng)在工序S142中判別為電壓E已達(dá)到預(yù)定的基準(zhǔn)電壓E_tn時(shí)，處理轉(zhuǎn)入工序S143。

在工序S143中，計(jì)時(shí)器8通過(guò)來(lái)自無(wú)線發(fā)送部4的測(cè)定開(kāi)始信號(hào)，來(lái)判別是否已經(jīng)開(kāi)始時(shí)間測(cè)定，即是否已經(jīng)開(kāi)始時(shí)間間隔Td的測(cè)定。當(dāng)在工序S143中判別為計(jì)時(shí)器8還沒(méi)開(kāi)始時(shí)間測(cè)定時(shí)，處理轉(zhuǎn)入工序S144。在工序S144中，重置計(jì)時(shí)器8，開(kāi)始時(shí)間間隔Td的測(cè)定。另外，在工序S144中，使變量n增大，并再次在工序S142中，判別電壓E是否達(dá)到下一個(gè)基準(zhǔn)電壓E_tn。

另一方面，當(dāng)在工序S143中判別為計(jì)時(shí)器8已經(jīng)開(kāi)始時(shí)間測(cè)定的情況下，處理轉(zhuǎn)入工序S145。在工序S145中，計(jì)時(shí)器8的時(shí)間測(cè)定結(jié)束，取得時(shí)間間隔Td，并向無(wú)線發(fā)送部4發(fā)送時(shí)間間隔Td的值。然后，在工序S146中，判別無(wú)線發(fā)送部4是否已取得預(yù)定數(shù)的時(shí)間間隔Td。當(dāng)在工序S146中判別為無(wú)線發(fā)送部4未取得預(yù)定數(shù)的時(shí)間間隔Td時(shí)，處理S140返回工序S142，重復(fù)工序S142～S146，直至無(wú)線發(fā)送部4取得預(yù)定數(shù)的時(shí)間間隔Td為止。此外，應(yīng)取得的時(shí)間間隔Td的數(shù)并未特別限定，但是至少為2個(gè)以上，從提高后述的曲線回歸的精度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選至少為3個(gè)以上。

另一方面，當(dāng)在工序S146中判別為無(wú)線發(fā)送部4已取得預(yù)定數(shù)的時(shí)間間隔Td時(shí)，處理轉(zhuǎn)入工序S147。在工序S147中，無(wú)線發(fā)送部4基于已取得的多個(gè)時(shí)間間隔Td，即為使蓄電器3的電壓E增加預(yù)定量所需要的時(shí)間間隔Td，通過(guò)多項(xiàng)式近似等的曲線回歸，來(lái)計(jì)算電壓E達(dá)到各基準(zhǔn)電壓E_tn時(shí)的時(shí)間t_n(例如，E_t1時(shí)的時(shí)間t₁)。然后，在工序S148中，通過(guò)將E_tn代入數(shù)學(xué)式(2)的E，將t_n代入t，來(lái)推定發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀。這里，數(shù)學(xué)式(2)中的C為蓄電器3的電容量。當(dāng)推定出發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀時(shí)，推定發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀的處理S140結(jié)束。

在推定出發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀后，本實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1執(zhí)行使用反饋處理來(lái)設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)(即、時(shí)間間隔Δt)的處理S150，從而取代上述第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1所執(zhí)行的處理S120。

圖23是表示本實(shí)施方式的設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)的處理S150的基本概念的圖。如上所述，在本實(shí)施方式中，計(jì)時(shí)器8在每次經(jīng)過(guò)所設(shè)定的時(shí)間間隔Δt時(shí)，向切換部5a發(fā)送信號(hào)。切換部5a當(dāng)從電壓檢測(cè)部6接收到信號(hào)時(shí)，將模式從充電模式向電力消耗模式進(jìn)行切換。

因此，在預(yù)定的時(shí)間間隔Δt的期間，在蓄電器3內(nèi)持續(xù)積蓄電力，在經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)間間隔Δt后，通過(guò)無(wú)線發(fā)送部4消耗消耗電能W的電力，蓄電器3的電壓E下降ΔE。

本實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1也與上述第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1同樣地，從蓄電器3向無(wú)線發(fā)送部4供電，把在消耗電力的定時(shí)的蓄電器3的電壓設(shè)為E₁，將無(wú)線發(fā)送部4消耗了電力后的蓄電器3的電壓設(shè)為E₂時(shí)，設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)(時(shí)間間隔Δt)，使得(E₁+E₂)/2成為E₀/2附近。

此時(shí)，當(dāng)在充電模式中未取得從發(fā)電元件100向蓄電器3供給的電能W_in與消耗電能W之間的能量收支平衡(W_in＝W)時(shí)，難以持續(xù)維持(E₁+E₂)/2成為E₀附近的條件。

例如，在圖23中的區(qū)間1中，由于電能W_in大于消耗電能W，因此每當(dāng)重復(fù)充放電動(dòng)作時(shí)，電壓E₁增加(E_1-1＜E_1-2＜E_1-3)。在圖23中的區(qū)間2中，由于電能W_in小于消耗電能W，因此每當(dāng)重復(fù)充放電動(dòng)作時(shí)，電壓E₁減少(E_1-3＞E_1-4＞E_1-5)。在這種情況下，難以持續(xù)維持(E₁+E₂)/2成為E₀/2附近的條件。

另一方面，在圖23中的區(qū)間3中，由于取得了電能W_in與消耗電能W之間的能量的收支平衡(W_in＝W)，因此即使重復(fù)充放電動(dòng)作，電壓E₁也沒(méi)有變化(E_1-8＝E_1-9＝E_1-10)。在這種情況下，容易持續(xù)維持(E₁+E₂)/2成為E₀/2附近的條件。

電能W_in能夠通過(guò)時(shí)間間隔Δt(電力消耗定時(shí))來(lái)控制。例如，如果延長(zhǎng)時(shí)間間隔Δt，則電能W_in增加。相反地，如果延長(zhǎng)時(shí)間間隔Δt，則電能W_in減少。另一方面，如上所述，消耗電能W能夠通過(guò)一次發(fā)送動(dòng)作中發(fā)送的數(shù)據(jù)量來(lái)進(jìn)行控制。

本實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1使用反饋處理來(lái)設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)(即，時(shí)間間隔Δt)，從而在取得上述能量的收支平衡的同時(shí)，使得(E₁+E₂)/2成為E₀/2附近。

圖24是本實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1所執(zhí)行的用于設(shè)定消耗電能W及電力消耗定時(shí)的處理S150的流程圖。此外，在開(kāi)始處理S150時(shí)，將存儲(chǔ)器42內(nèi)保存的通過(guò)一次發(fā)送動(dòng)作發(fā)送的數(shù)據(jù)量及時(shí)間間隔Δt設(shè)定為任意的初期值。

在處理S140中推定出發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀后，開(kāi)始進(jìn)行處理S150。此外，不僅在處理S140中推定出發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀之后執(zhí)行處理S150，還可以在任意定時(shí)或者定期地執(zhí)行處理S150，也可以在每次無(wú)線發(fā)送部4執(zhí)行無(wú)線發(fā)送動(dòng)作時(shí)執(zhí)行處理S150。

在工序S151中，在蓄電器3內(nèi)積蓄預(yù)定量的電力。工序S151中的預(yù)定量沒(méi)有特別限定，但是設(shè)定為至少大于假設(shè)的消耗電能W。關(guān)于是否在蓄電器3內(nèi)積蓄了預(yù)定量的電力的判別，可以通過(guò)電壓檢測(cè)部6檢測(cè)蓄電器3的電壓E來(lái)執(zhí)行，也可以通過(guò)使用計(jì)時(shí)器8在預(yù)定的時(shí)間檢測(cè)從發(fā)電元件100向蓄電器3供電的情況來(lái)執(zhí)行。

接著，在工序S152中，將變量n初始化(n＝1)。接著，在工序S153中，通過(guò)電壓檢測(cè)部6檢測(cè)蓄電器3的電壓E_1-n，并保存在無(wú)線發(fā)送部4的存儲(chǔ)器42內(nèi)。接著，在工序S154中，基于存儲(chǔ)器42內(nèi)保存的通過(guò)1次發(fā)送動(dòng)作發(fā)送的數(shù)據(jù)量，通過(guò)無(wú)線發(fā)送部4，從存儲(chǔ)器42內(nèi)讀入預(yù)定量的檢測(cè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)RF部43將讀出的預(yù)定量的檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至外部設(shè)備。接著，在工序S155中，通過(guò)電壓檢測(cè)部6檢測(cè)蓄電器3的電壓E_2-n，并保存在無(wú)線發(fā)送部4的存儲(chǔ)器42內(nèi)。

接著，在工序S156中，通過(guò)無(wú)線發(fā)送部4對(duì)D＝E₀/2－(E_1-n+E_2-n)/2進(jìn)行運(yùn)算。在工序S156中，當(dāng)D大于預(yù)定的上側(cè)閾值UT時(shí)，處理S150轉(zhuǎn)入工序S157。在工序S157中，將通過(guò)一次無(wú)線發(fā)送動(dòng)作發(fā)送的數(shù)據(jù)量減小(電壓E₂增大)，或者將時(shí)間間隔Δt增大(電壓E₁增大)。另一方面，在工序S156中，當(dāng)D小于預(yù)定的下側(cè)閾值LT時(shí)，處理S150轉(zhuǎn)入工序S158。在工序S158中，將通過(guò)一次無(wú)線發(fā)送動(dòng)作發(fā)送的數(shù)據(jù)量增大(電壓E₂減小)，或者將時(shí)間間隔Δt減小(電壓E₁減小)。在工序S157或者工序S158之后，處理S150轉(zhuǎn)入工序S159。在工序S159中，將變量n增大，處理S150返回工序S153。另一方面，在工序S156中，當(dāng)D在LT≤D≤UT的范圍時(shí)，處理S150結(jié)束。

上側(cè)閾值UT的值沒(méi)有特別限定，但是優(yōu)選為0.2E₀以下，更加優(yōu)選為0.1E₀以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.01E₀以下。下側(cè)閾值LT的值沒(méi)有特別限定，但是優(yōu)選為－0.2E₀以上，更優(yōu)選為－0.1E₀以上，進(jìn)一步優(yōu)選為－0.01E₀以上。能夠通過(guò)設(shè)定上側(cè)閾值UT及下側(cè)閾值LT以便滿足上述條件，由此通過(guò)反饋處理，使(E₁+E₂)/2切實(shí)成為E₀/2附近。

另外，將在該處理S150中設(shè)定的發(fā)送數(shù)據(jù)量及時(shí)間間隔Δt優(yōu)選設(shè)定為電壓E₁滿足0.5E₀＜E₁≤0.7E₀，且電壓E₂滿足0.3E₀≤E₂＜0.5E₀。由此，能夠在始終將消耗電力效率η保持在高的狀態(tài)的同時(shí)使無(wú)線發(fā)送裝置1進(jìn)行動(dòng)作。

這樣，本實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1在每次從蓄電器3向無(wú)線發(fā)送部4供電來(lái)消耗電力時(shí)，對(duì)電壓E₁及電壓E₂進(jìn)行檢測(cè)，執(zhí)行圖24所示的反饋處理。因此，即使在無(wú)線通信動(dòng)作中發(fā)電元件100的電動(dòng)勢(shì)E₀進(jìn)行了變動(dòng)時(shí)，控制消耗電能W及時(shí)間間隔Δt，從而維持了電能W_in與消耗電能W之間的能量的收支平衡，并且使(E₁+E₂)/2成為E₀/2附近，因此無(wú)線發(fā)送裝置1能夠執(zhí)行穩(wěn)定的動(dòng)作。

另外，如上所述，在本實(shí)施方式中，將計(jì)時(shí)器8用于電力消耗定時(shí)的控制。通常，用于始終驅(qū)動(dòng)測(cè)量時(shí)間間隔的計(jì)時(shí)器8所需要的電能小于用于始終驅(qū)動(dòng)電壓檢測(cè)部6所需要的電能。因此，在本實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1中，相較于上述第1實(shí)施方式～第3實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1，關(guān)于蓄電器3內(nèi)積蓄的電力能夠降低無(wú)線發(fā)送部4以外消耗的量。

通過(guò)該第4實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900，也可產(chǎn)生與上述第1實(shí)施方式～第3實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900相同的作用和效果。

＜第5實(shí)施方式＞

接著，對(duì)本發(fā)明的第5實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。圖25是表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)的圖。

下面，針對(duì)第5實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)，以與上述第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)于相同的事項(xiàng)省略其說(shuō)明。

第5實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900除了無(wú)線發(fā)送裝置1具備傳感器9這一點(diǎn)以外，與上述第1實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900相同。

傳感器9是與其他實(shí)施方式中在無(wú)線發(fā)送裝置1的外部，與無(wú)線發(fā)送裝置1可通信地連接的傳感器相同的傳感器。本實(shí)施方式的傳感器9與無(wú)線發(fā)送部4同樣地，在切換部5a將模式從充電模式向電力消耗模式進(jìn)行切換時(shí)，利用從蓄電器3供給的電力，取得檢測(cè)數(shù)據(jù)。把傳感器9取得的檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至無(wú)線發(fā)送部4，并以FIFO方式保存在無(wú)線發(fā)送部4的存儲(chǔ)器42內(nèi)。然后，把在存儲(chǔ)器42內(nèi)保存的檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)RF部43發(fā)送至外部設(shè)備。在本實(shí)施方式中，通過(guò)1次發(fā)送動(dòng)作消耗的消耗電能W是無(wú)線發(fā)送部4與傳感器9的消耗電力之和。

這樣，在無(wú)線發(fā)送裝置1本身具備傳感器9的情況下，除了針對(duì)取得檢測(cè)數(shù)據(jù)的傳感器9準(zhǔn)備電源以外，無(wú)需另外準(zhǔn)備電池或外部電源等電源。因此，可容易地進(jìn)行傳感器9的維修。

通過(guò)該第5實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900，可產(chǎn)生與上述第1～第4實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)900相同的作用和效果。

以上，基于圖示的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的無(wú)線發(fā)送裝置及無(wú)線發(fā)送系統(tǒng)進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不局限于此，各結(jié)構(gòu)能夠置換為可發(fā)揮相同功能的任意結(jié)構(gòu)，或者能夠添加任意結(jié)構(gòu)。例如，能夠?qū)⑸鲜龅?～第5實(shí)施方式的任意結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合。

此外，在上述的各實(shí)施方式中，發(fā)電元件是100產(chǎn)生交流電流來(lái)向無(wú)線發(fā)送裝置1供電的交流電源，但是本發(fā)明并不局限于此，發(fā)電元件100也可以是產(chǎn)生直流電流來(lái)向無(wú)線發(fā)送裝置1供電的直流電源。此時(shí)，可從各實(shí)施方式的無(wú)線發(fā)送裝置1中省略整流器2。

產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用

根據(jù)本發(fā)明，能夠與環(huán)境發(fā)電元件的電動(dòng)勢(shì)相對(duì)應(yīng)地設(shè)定無(wú)線發(fā)送部消耗電力的定時(shí)以及無(wú)線發(fā)送部的消耗電能。因此，可以利用從環(huán)境發(fā)電元件供給的電力，以高的消耗電力效率及高平均發(fā)送速率來(lái)進(jìn)行無(wú)線發(fā)送。因此，本發(fā)明具有產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用性。