(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属材料で構成された第１の電極と、
前記第１の電極に対して離間して設けられ、第２の金属材料で構成された第２の電極と、
前記第１の電極の表面の一部との間に前記第１の電極の隙間腐食を生じさせ得る隙間を形成して配置された隙間形成体と、
前記第１の電極と前記第２の電極との電位差を測定する機能を有する機能素子とを備え、
前記第１の電極の表面は、前記隙間形成体に覆われた第１の領域と、前記隙間形成体に覆われていない第２の領域とを有しており、
前記第１の領域は、前記第１の電極の一方向での一方側に偏在し、前記第２の領域は、
前記第１の電極の前記一方向での他方側に偏在しており、
前記第２の領域の表面積は、前記第１の領域の表面積よりも大きく、
前記第１の金属材料は、測定対象部位の環境変化に伴って、表面に不動態膜を形成する金属材料であることを特徴とする構造物の環境変化を測定するセンサー装置。
【請求項２】
前記第１の電極は、前記一方向に沿って延在する長手形状をなす請求項１に記載のセンサー装置。
【請求項３】
前記第１の電極および前記隙間形成体は、それぞれ、板状またはシート状をなし、互いに重ねられた状態で前記隙間形成体が前記第１の電極に対して固定されている請求項１ないし２のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項４】
前記第１の電極は、凹部が形成され、
前記隙間形成体は、貫通溝が形成され、
前記凹部が前記貫通溝によって外部と連通している請求項１ないし３のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項５】
前記凹部の深さは、１μｍ以上１００μｍ以下である請求項４に記載のセンサー装置。
【請求項６】
前記凹部の深さは、１０μｍ以上８０μｍ以下である請求項４に記載のセンサー装置。
【請求項７】
前記凹部の深さは、２０μｍ以上６０μｍ以下である請求項４に記載のセンサー装置。
【請求項８】
前記第１の電極は、緻密体で構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項９】
前記第２の電極は、多孔質体で構成されている請求項１、２、３、４または８に記載のセンサー装置。
【請求項１０】
前記多孔質体の空孔の平均径は、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下である請求項９に記載のセンサー装置。
【請求項１１】
前記多孔質体の空孔率は、１０％以上９０％以下である請求項９または１０に記載のセンサー装置。
【請求項１２】
前記隙間形成体は、前記第１の金属材料と同種の金属材料で構成されている請求項１ないし１１のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項１３】
前記隙間形成体は、絶縁性材料で構成されている請求項１ないし１１のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項１４】
前記絶縁材料は、ポリサルフォン、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン、またはポリフッ化ビニリデンのいずれかで構成されている請求項１３に記載のセンサー装置。
【請求項１５】
前記隙間形成体は、耐アルカリ性を有する請求項１ないし１４のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項１６】
前記第１の電極は、凹部が形成され、
前記隙間形成体は、貫通溝が形成され、
前記凹部が前記貫通溝によって外部と連通しており、
前記凹部の深さは、１μｍ以上１００μｍ以下である請求項８ないし１５のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項１７】
前記第１の電極は、凹部が形成され、
前記隙間形成体は、貫通溝が形成され、
前記凹部が前記貫通溝によって外部と連通しており、
前記凹部の深さは、１０μｍ以上８０μｍ以下である請求項８ないし１５のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項１８】
前記第１の電極は、凹部が形成され、
前記隙間形成体は、貫通溝が形成され、
前記凹部が前記貫通溝によって外部と連通しており、
前記凹部の深さは、２０μｍ以上６０μｍ以下である請求項８ないし１５のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項１９】
前記第１の金属材料は、鉄または鉄系材料である請求項１２に記載のセンサー装置。
【請求項２０】
前記第１の電極と前記第２の電極とは同一平面上に設けられている請求項１ないし１９のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項２１】
前記第１の電極と前記第２の電極とは平面視において互いの面積が等しく設けられている請求項１ないし２０のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項２２】
前記第１の電極と前記第２の電極とは平面視において一方向に長手形状を有する請求項１ないし２１のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項２３】
前記第１の電極と前記第２の電極とは基板に支持され、
前記基板と、前記第１の電極と前記第２の電極との間には絶縁層が設けられている請求項１ないし２２のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項２４】
前記第２の金属材料は、測定対象部位の環境変化に伴って、表面に不動態膜を形成する金属材料であることを特徴とする請求項１から２３のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項２５】
前記構造物はコンクリート構造物であり、前記構造物の環境変化を測定する請求項１から２４のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項２６】
前記環境変化が、前記コンクリート構造物の中性化または塩化物イオンの侵入である請求項１から２５のいずれかに記載にセンサー装置。
【請求項２７】
前記センサー装置は機能素子をさらに備えている請求項１ないし２３のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項２８】
請求項１ないし２７のいずれかに記載の前記センサー装置が設けられた構造物。
【請求項２９】
前記第１の電極および前記第２の電極は、前記構造物の外表面からの距離が互いに等しく設置されている請求項２８に記載の構造物。
【請求項３０】
前記第１の領域が前記第２の領域よりも前記構造物の外表面側に位置するように、前記センサー装置が配置された請求項２４ないし２９のいずれかに記載の構造物。
【請求項３１】
請求項１ないし２７のいずれかに記載のセンサー装置の前記第１の電極および前記第２の電極を測定対象物内に埋設するセンサー装置の設置方法であって、
前記第１の電極を前記測定対象物内に埋設する際に、前記第１の領域側を前記第２の領域側よりも前記測定対象物の外表面側に位置するように、前記第１の電極を設置すること
を特徴とするセンサー装置の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサー装置、構造物およびセンサー装置の設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサー装置としては、例えば、コンクリート中の鉄筋の腐食状態を測定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
施工直後のコンクリート構造物中のコンクリートは、通常、強アルカリ性を呈する。そのため、施工直後のコンクリート構造物中の鉄筋は、その表面に不動態膜が形成されるため、安定である。しかし、施工後に酸性雨や排気ガス等の影響を受けたコンクリート構造物は、コンクリートが徐々に酸性化（中性化）していくため、鉄筋が腐食することとなる。また、コンクリート構造物は、コンクリートへ侵入した塩化物イオンによっても鉄筋が腐食する。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の装置では、参照電極および対極を備えたプローブをコンクリートに埋設して、鉄筋の腐食による電位変化および分極抵抗を測定することにより、鉄筋の腐食を予測する。
しかし、かかる装置では、鉄筋の腐食の原因がコンクリート中へ侵入した塩化物イオンによるものなのか、コンクリートの中性化によるものなのかを特定することができず、その結果、コンクリート構造物の適切な保全を行うことができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２２２０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、コンクリート構造物のコンクリート中の塩化物イオン濃度変化をコンクリートのｐＨ変化と区別して測定し、その測定情報をコンクリート構造物の計画的な保全に活用することができるセンサー装置およびその設置方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のセンサー装置は、第１の金属材料で構成された第１の電極と、
前記第１の電極に対して離間して設けられ、第２の金属材料で構成された第２の電極と、
前記第１の電極の表面の一部との間に前記第１の電極の隙間腐食を生じさせ得る隙間を形成して配置された隙間形成体と、
前記第１の電極と前記第２の電極との電位差を測定する機能を有する機能素子とを備え、
前記第１の電極の表面は、前記隙間を介して前記隙間形成体に覆われた第１の領域と、前記隙間形成体に覆われていない第２の領域とを有しており、
前記第１の領域は、前記第１の電極の一方向での一方側に偏在し、前記第２の領域は、前記第１の電極の前記一方向での他方側に偏在していることを特徴とする。
【０００７】
このように構成されたセンサー装置によれば、第１の電極と隙間形成体との間に局所的な隙間が形成されているので、測定対象部位の塩化物イオン濃度が第２の電極の腐食が生じない比較的低い状態であっても、第１の電極を隙間腐食により腐食させることができる。
特に、第１の領域側を第２の領域側よりも測定対象物の外表面側に位置するように、第１の電極を設置することにより、第１の電極の第１の領域側の塩化物イオン濃度が第２の領域側の塩化物イオン濃度よりも濃くなるように、塩化物イオン濃度の濃度勾配を生じさせることができる。その結果、第１の電極の隙間腐食を促進させることができる。
そのため、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的低い状態であっても、第１の電極と第２の電極との電位差が生じ、かかる電位差に基づいて塩化物イオンの侵入を高感度に検知することができる。
【０００８】
本発明のセンサー装置では、前記第２の領域の表面積は、前記第１の領域の表面積よりも大きいことが好ましい。
これにより、第１の電極の隙間腐食を促進させることができる。
本発明のセンサー装置では、前記第１の電極は、前記一方向に沿って延在する長手形状をなすことが好ましい。
これにより、第１の電極の隙間腐食を促進させることができる。
【０００９】
本発明のセンサー装置では、前記第１の電極および前記隙間形成体は、それぞれ、板状またはシート状をなし、互いに重ねられた状態で前記隙間形成体が前記第１の電極に対して固定されていることが好ましい。
これにより、第１の電極の隙間腐食を生じさせ得る隙間を第１の電極と隙間形成体との間に簡単かつ確実に形成することができる。
【００１０】
本発明のセンサー装置では、前記隙間形成体は、前記第１の金属材料と同種の金属材料で構成されていることが好ましい。
これにより、隙間形成体が第１の電極の自然電位に影響を及ぼすのを防止することができる。そのため、第１の電極および隙間形成体の設計が容易となる。
本発明のセンサー装置では、前記隙間形成体は、絶縁性材料で構成されていることが好ましい。
これにより、隙間形成体が第１の電極の自然電位に影響を及ぼすのを防止することができる。そのため、第１の電極および隙間形成体の設計が容易となる。
【００１１】
本発明のセンサー装置では、前記隙間形成体は、耐アルカリ性を有することが好ましい。
これにより、測定対象部位がコンクリートである場合であっても、隙間形成体の耐久性を優れたものとすることができる。そのため、コンクリートの状態を長期に亘り安定して測定することができる。
【００１２】
本発明のセンサー装置では、前記第１の金属材料は、前記測定部位の環境変化に伴って表面に不動態膜を形成するか、または、表面に存在した不動態膜を消失させる金属材料であることが好ましい。
これにより、第１の電極と第２の電極との電位差に基づいて、測定対象部位に塩化物イオンが侵入したことを高感度に検知することができる。
【００１３】
本発明のセンサー装置では、前記第１の金属材料は、鉄または鉄系材料であることが好ましい。
鉄または鉄系合金（鉄系材料）は比較的安価で入手が容易である。また、例えば、センサー装置をコンクリート構造物の状態測定に用いた場合、第１の電極をコンクリート構造物中の鉄筋と同一材料（または近似した材料）で構成することが可能であり、コンクリート構造物中の鉄筋の腐食状態を効果的に検知することができる。
【００１４】
本発明のセンサー装置は、金属材料で構成された電気抵抗体と、
前記電気抵抗体の表面の一部との間に前記電気抵抗体の隙間腐食を生じさせ得る隙間を形成して設けられた隙間形成体と、
前記電気抵抗体の抵抗値を測定する機能を有する機能素子とを有し、
前記電気抵抗体の表面は、前記隙間を介して前記隙間形成体に覆われた第１の領域と、前記隙間形成体に覆われていない第２の領域とを有し、
前記第１の領域は、前記電気抵抗体の一方向での一方側に偏在し、前記第２の領域は、前記電気抵抗体の前記一方向での他方側に偏在していることを特徴とする。
【００１５】
このように構成されたセンサー装置によれば、電気抵抗体と隙間形成体との間に局所的な隙間が形成されているので、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的低い状態であっても、電気抵抗体を隙間腐食により腐食させることができる。
特に、第１の領域側を第２の領域側よりも測定対象物の外表面側に位置するように、電気抵抗体を設置することにより、電気抵抗体の第１の領域側の塩化物イオン濃度が第２の領域側の塩化物イオン濃度よりも濃くなるように、塩化物イオン濃度の濃度勾配を生じさせることができる。その結果、電気抵抗体の隙間腐食を促進させることができる。
そのため、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的低い状態であっても、電気抵抗体の抵抗値が変化し、かかる変化に基づいて塩化物イオンの侵入を高感度に検知することができる。
【００１６】
本発明のセンサー装置では、前記第２の領域の表面積は、前記第１の領域の表面積よりも大きいことが好ましい。
これにより、電気抵抗体の隙間腐食を促進させることができる。
本発明のセンサー装置では、前記電気抵抗体は、前記一方向に沿って延在し、前記一方向に対して垂直な方向に間隔を隔てて並んで設けられた１対の第１の導体と、前記１対の第１の導体の一端部同士の間に設けられ、前記１対の第１の導体同士を電気的に接続する第２の導体とを有し、
前記第１の領域は、前記第２の導体に設けられていることが好ましい。
これにより、電気抵抗体の隙間腐食を促進させることができる。
【００１７】
本発明のセンサー装置では、前記隙間形成体は、前記金属材料と同種の金属材料で構成されていることが好ましい。
これにより、隙間形成体と電気抵抗体とが接触しても、その接触による電気抵抗体の腐食を防止することができる。
本発明のセンサー装置では、前記隙間形成体は、絶縁性材料で構成されていることが好ましい。
これにより、隙間形成体が電気抵抗体の一部として機能してしまうのを防止することができる。そのため、電気抵抗体および隙間形成体の設計が容易となる。
【００１８】
本発明のセンサー装置では、前記隙間形成体は、耐アルカリ性を有することが好ましい。
これにより、測定対象部位がコンクリートである場合であっても、隙間形成体の耐久性を優れたものとすることができる。そのため、コンクリートの状態を長期に亘り安定して測定することができる。
【００１９】
本発明のセンサー装置では、前記金属材料は、前記測定部位の環境変化に伴って表面に不動態膜を形成するか、または、表面に存在した不動態膜を消失させる金属材料であることが好ましい。
これにより、電気抵抗体の抵抗値に基づいて、測定対象部位に塩化物イオンが侵入したことを高感度に検知することができる。
【００２０】
本発明のセンサー装置では、前記金属材料は、鉄または鉄系材料であることが好ましい。
これらの金属は比較的安価で入手が容易である。また、例えば、センサー装置をコンクリート構造物の状態測定に用いた場合、電気抵抗体をコンクリート構造物中の鉄筋と同一材料（または近似した材料）で構成することが可能であり、コンクリート構造物中の鉄筋の腐食状態を効果的に検知することができる。
【００２１】
本発明のセンサー装置の設置方法は、本発明のセンサー装置の前記第１の電極および前記第２の電極を測定対象物内に埋設するセンサー装置の設置方法であって、
前記第１の電極を前記測定対象物内に埋設する際に、前記第１の領域側を前記第２の領域側よりも前記測定対象物の外表面側に位置するように、前記第１の電極を設置することを特徴とする。
このようなセンサー装置の設置方法によれば、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的低い状態であっても、第１の電極と第２の電極との電位差が生じ、かかる電位差に基づいて塩化物イオンの侵入を高感度に検知することができる。
【００２２】
本発明のセンサー装置の設置方法は、本発明のセンサー装置の前記電気抵抗体を測定対象物内に埋設するセンサー装置の設置方法であって、
前記電気抵抗体を前記測定対象物内に埋設する際に、前記第１の領域側を前記第２の領域側よりも前記測定対象物の外表面側に位置するように、前記電気抵抗体を設置することを特徴とする。
このようなセンサー装置の設置方法によれば、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的低い状態であっても、電気抵抗体の抵抗値が変化し、かかる変化に基づいて塩化物イオンの侵入を高感度に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセンサー装置の使用状態の一例を示す図である。
【図２】図１に示すセンサー装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すセンサー装置を示す平面図である。
【図４】図３中のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図３中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図２に示す第１の電極の塩化物イオンによる腐食を説明する模式図である。
【図８】図２に示す機能素子に備えられた差動増幅回路を示す回路図である。
【図９】図２に示す機能素子に備えられた差動増幅回路を示す回路図である。
【図１０】図１に示すセンサー装置の作用の一例を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るセンサー装置を示す図である。
【図１２】図１１に示す第１の電極および隙間形成体を説明するための拡大側面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るセンサー装置の使用状態の一例を示す図である。
【図１４】図１３に示すセンサー装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】図１３に示すセンサー装置を示す平面図である。
【図１６】図１５中のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係るセンサー装置を示す平面図である。
【図１８】図１７中のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１９】本発明の第５実施形態に係るセンサー装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のセンサー装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るセンサー装置の使用状態の一例を示す図、図２は、図１に示すセンサー装置の概略構成を示すブロック図、図３は、図１に示すセンサー装置を示す平面図、図４は、図３中のＡ−Ａ線断面図、図５は、図３中のＢ−Ｂ線断面図、図６は、図３中のＣ−Ｃ線断面図、図７は、図２に示す第１の電極の塩化物イオンによる腐食を説明する模式図、図８は、図２に示す機能素子に備えられた差動増幅回路を示す回路図、図９は、図２に示す機能素子に備えられた差動増幅回路を示す回路図、図１０は、図１に示すセンサー装置の作用の一例を説明するための図である。
なお、図１、３では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸としてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。また、以下の説明では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」と言う。また、以下では、本発明のセンサー装置をコンクリート構造物の品質測定に用いる場合を例に説明する。
【００２５】
図１に示すセンサー装置１は、コンクリート構造物１００の品質を測定するものである。
コンクリート構造物１００は、コンクリート１０１内に複数の鉄筋１０２が埋設されている。そして、センサー装置１は、コンクリート構造物１００のコンクリート１０１内の鉄筋１０２付近に埋設されている。なお、センサー装置１は、コンクリート構造物１００を打設する際に、コンクリート１０１の打設前に鉄筋に固定して埋め込んでもよいし、打設後に硬化したコンクリート１０１に穿孔して埋め込んでもよい。
このセンサー装置１は、本体２と、その本体２上に設けられた第１の電極３および第２の電極４とを有する。また、図１では説明の便宜上図示を省略しているが、センサー装置１は、第１の電極３上に設けられた隙間形成体８を有する（図３参照）。
【００２６】
本実施形態では、第１の電極３および第２の電極４は、鉄筋１０２よりもコンクリート構造物１００の外表面側において、コンクリート構造物１００の外表面からの距離が互いに等しくなるように設置されている。また、第１の電極３および第２の電極４は、それぞれ、電極面がコンクリート構造物１００の外表面に対して垂直となるように設置されている。そして、第１の電極３および第２の電極４は、コンクリート１０１の測定対象部位の状態変化に伴って、これらの間の電位差が変化するように構成されている。なお、第１の電極３および第２の電極４については、後に詳述する。
また、センサー装置１は、図２に示すように、第１の電極３および第２の電極４に電気的に接続された機能素子５１と、電源５２と、温度センサー５３と、通信用回路５４と、アンテナ５５と、発振器５６とを有し、これらが本体２内に収納されている。
【００２７】
以下、センサー装置１を構成する各部を順次説明する。
（本体）
本体２は、第１の電極３、第２の電極４および機能素子５１等を支持する機能を有する。
このような本体２は、図４および図５に示すように、第１の電極３、第２の電極４および機能素子５１を支持する基板２１を有する。なお、基板２１は、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６をも支持するが、図３〜５では、説明の便宜上、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６の図示を省略している。
この基板２１は、絶縁性を有する。基板２１としては、特に限定されず、例えば、アルミナ基板、樹脂基板等を用いることができる。
【００２８】
図４〜６に示すように、この基板２１上には、例えばソルダーレジストのような絶縁性の樹脂組成物で構成された絶縁層２３が設けられている。そして、この絶縁層２３を介して基板２１上には、第１の電極３、第２の電極４および機能素子５１が実装されている。
この基板２１上には、機能素子５１（集積回路チップ）が保持され、機能素子５１の導体部６１、６２（電極パッド）が第１の電極３および第２の電極４と接続されている。
【００２９】
この導体部６１は、第１の電極３と、導体部５１６ａ、５１６ｄおよびトランジスタ５１４ａのゲート電極とを電気的に接続している。また、導体部６２は、第２の電極４と、導体部５１６ｂ、５１６ｅおよびトランジスタ５１４ｂのゲート電極とを電気的に接続している。第１の電極３と第２の電極４は、各々、トランジスタ５１４ａ、５１４ｂのゲート電極と接続しているためフローテイング状態にある。５１５ａと５１５ｂは、集積回路の層間絶縁膜であり、２５は、集積回路の保護膜である。
【００３０】
また、本体２は、機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６を収納する機能を有する。
特に、本体２は、機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６を液密的に収納するように構成されている。
具体的には、図４および図５に示すように、本体２は、封止部２４を有する。この封止部２４は、機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６を封止する機能を有する。これにより、センサー装置１を水分やコンクリートの存在下に設置した場合に、機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６の劣化を防止することができる。
【００３１】
ここで、封止部２４は、開口部２４１を有し、この開口部２４１から第１の電極３および第２の電極４を露出させつつ、第１の電極３および第２の電極４以外の各部を覆うように設けられている（図３〜５参照）。これにより、封止部２４が第１の電極３および第２の電極４以外の各部の劣化を防止しつつ、センサー装置１が測定を行うことができる。
封止部２４の構成材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂のような熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂のような熱硬化性樹脂等の各種樹脂材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、封止部２４は、必要に応じて設ければよく、省略することもできる。
【００３２】
（第１の電極、第２の電極）
第１の電極３および第２の電極４は、図４、５に示すように、それぞれ、前述した本体２の外表面上（より具体的には基板２１上）に設けられている。特に、第１の電極３および第２の電極４は、同一平面上に設けられている。そのため、第１の電極３および第２の電極４の設置環境の差が生じるのを防止することができる。
また、第１の電極３および第２の電極４は、互いに電位の影響を受けない程度（例えば数ｍｍ）に離間している。
【００３３】
本実施形態では、第１の電極３および第２の電極４は、それぞれ、板状またはシート状をなしている。また、第１の電極３および第２の電極４の平面視形状は、それぞれ、四角形をなしている。また、第１の電極３および第２の電極４は、平面視にて、互いの形状および面積が等しくなっている。なお、第１の電極３および第２の電極４の平面視での形状および面積は、互いに異なっていてもよい。
【００３４】
また、第１の電極３および第２の電極４は、それぞれ、Ｙ軸方向（一方向）に沿って延在する長手形状をなす。特に、第１の電極３が長手形状をなしていることにより、効率的に、後述する第１の領域を第１の電極３の一方向（長手方向）での一方側に偏在させ、後述する第２の領域を第１の電極３の前記一方向での他方側に偏在させることができる。そのため、後述するような第１の電極３の隙間腐食を促進させることができる。
【００３５】
本実施形態では、第１の電極３の上面（すなわち基板２１とは反対側の面）には、凹部３１が形成されている。これにより、後述するように隙間形成体８が第１の電極３の上面に接合された状態で、第１の電極３と隙間形成体８との間に隙間Ｇを形成することができる。
この凹部３１は、例えば、凹部３１の形成前の第１の電極３に隙間形成体８を接合した状態で、隙間形成体８をマスクとして用いてエッチング（特に、ウエットエッチング）することにより形成することができる。このようにして凹部３１を形成することにより、第１の電極３と隙間形成体８との間に後述するような第１の電極３の塩化物イオンによる腐食を促進し得る隙間Ｇを簡単かつ確実に形成することができる。なお、凹部３１の形成方法は、これに限定されるものではない。
【００３６】
また、この凹部３１の深さ（最大深さ）は、後述するような第１の電極３の塩化物イオンによる腐食を促進し得る隙間Ｇを形成することができれば、特に限定されないが、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましく、１０μｍ以上８０μｍ以下であるのがより好ましく、２０μｍ以上６０μｍ以下であるのがさらに好ましい。これにより、後述するような第１の電極３の隙間腐食を生じさせ得る隙間Ｇを簡単かつ確実に形成することができる。
また、凹部３１の幅は、後述するような第１の電極３の隙間腐食を生じさせ得る隙間Ｇを形成することができれば、特に限定されない。
【００３７】
また、第１の電極３は、その少なくとも表面付近が緻密体で構成されているのが好ましい。これにより、第１の電極３は、塩化物イオンの存在下において、最も腐食が生じやすい部分が最初に腐食し、その最初に腐食を生じた部位の腐食し易さが他の部分に比してさらに大きくなるため、局所的な腐食（孔食）が生じる。
また、第２の電極４は、その少なくとも表面付近が多孔質体で構成されているのが好ましい。これにより、第２の電極４の表面には腐食の生じやすい部分として微細な多数の凹部が均一に分散して形成される。そのため、第２の電極４の表面は、塩化物イオンの存在下において、均一に腐食が生じ、局所的な腐食（孔食）が抑制される。
【００３８】
また、上述したように第２の電極４を多孔質体を用いて構成した場合、その多孔質体の空孔の平均径は、前述したような塩化物イオンによる孔食を防止し得る範囲であれば、特に限定されないが、例えば、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下であるのが好ましい。すなわち、かかる空孔は、メソ孔であるのが好ましい。またに、かかる多孔質体の空孔率は、前述したように塩化物イオンによる孔食を防止し得る範囲であれば、特に限定されないが、例えば、１０％以上９０％以下であるのが好ましい。
【００３９】
かかる範囲内の平均径の空孔を有する多孔質体で第２の電極４が構成されていることにより、前述したような第２の電極４の塩化物イオンによる孔食を防止または抑制するとともに、細孔による毛管凝縮効果により、より低い相対湿度で、第２の電極４上に水分を結露させることができる。そのため、第２の電極４上に安定して液体の水を存在させることができる。すなわち、仮に第２の電極４が緻密体で構成された場合に第２の電極４上に結露が生じないような低い相対湿度においても、第２の電極４上にそれぞれ結露させて液体の水を存在させることができる。
このようなことから、外部環境の湿度や温度の変化に伴ってコンクリート１０１内の相対湿度が変化しても、第２の電極４上の水分量の変動を防止することができる。その結果、外部環境の湿度や温度の変化によって第２の電極４の自然電位が変動するのを防止し、コンクリート１０１の測定対象部位の状態を高感度に測定することができる。
【００４０】
ここで、第１の電極３および第２の電極４の構成材料について説明する。
第１の電極３は、不動態膜（第１の不動態膜）を形成する第１の金属材料（以下、単に「第１の金属材料」とも言う）で構成されている。このように構成された第１の電極３は、ｐＨの変化によって不動態膜が形成されたり破壊されたりする。このような第１の電極３は、不動態膜が形成された状態（不動態化した状態）では不活性（貴）であり、自然電位が高くなる（貴化する）。一方、第１の電極３は、不動態膜が破壊された状態（消失された状態）では活性（卑）である。そのため、第１の電極３の電位は、ｐＨ変化に伴う不動態膜の有無により急峻に変化する。
【００４１】
第１の金属材料としては、不動態膜が形成される限り、特に限定されないが、例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｎまたはこれらを含む合金等が挙げられる。
例えば、Ｆｅは、ｐＨが９よりも大きいときに不動態膜を形成する。また、ＦｅＡｌ（Ａｌ０．８％）系炭素鋼は、ｐＨが４よりも大きいときに不動態膜を形成する。また、Ｎｉは、ｐＨが８〜１４であるときに不動態膜を形成する。また、Ｍｇは、ｐＨが１０．５よりも大きいときに不動態膜を形成する。また、Ｚｎは、ｐＨが６〜１２であるときに不動態膜を形成する。また、ＳＵＳ３０４は、ｐＨが２〜１３であるときに不動態膜を形成する。
また、例えば、炭素鋼（ＳＤ３４５）は、塩化物イオン濃度が約１．２ｋｇ／ｍ３を超えたときに不動態膜の破壊が始まる。
【００４２】
中でも、第１の金属材料は、ＦｅまたはＦｅを含む合金（Ｆｅ系合金）、すなわち鉄系材料（具体的には、炭素鋼、合金鋼、ＳＵＳ等）であるのが好ましい。鉄系材料は安価で入手が容易である。また、本実施形態のように、センサー装置１をコンクリート構造物１００の状態測定に用いた場合、第１の金属材料をコンクリート構造物１００の鉄筋１０２と同一または近似の材料とすることが可能であり、鉄筋１０２の腐食環境状態を効果的に検知することができる。例えば、第１の電極３がＦｅで構成されている場合、ｐＨが９以上か否かの判断ができる。
【００４３】
一方、第２の電極４は、第２の金属材料（以下、単に「第２の金属材料」とも言う）で構成されている。
この第２の金属材料としては、第２の電極４が電極として機能し得るものであれば、特に限定されず、各種金属材料を用いることができる。
また、第２の金属材料は、前述した第１の金属材料と同種の材料（同一または近似した材料）で構成されていてもよいし、前述した第１の金属材料と異なる材料で構成されていてもよい。
また、第２の金属材料は、不動態膜を形成するものであってもよいし、不動態膜を形成しないものであってもよい。
【００４４】
第１の金属材料および第２の金属材料が互いに同種である場合、第１の電極３および第２の電極４は、測定対象部位のｐＨ変化に対して、互いに同一または近似して状態が変化する。したがって、測定対象部位のｐＨが変化しても、第１の電極３と第２の電極４との電位差は、全く変化しないか、あるいは、ほとんど変化しない。そのため、測定対象部位の塩化物イオン濃度変化を測定対象部位のｐＨ変化と区別して測定することができる。
すなわち、第１の電極３および第２の電極４の表面にそれぞれ不動態膜が形成された状態において、第１の電極３と第２の電極４との電位差が測定対象部位の塩化物イオン濃度に応じたものとなる。そのため、第１の電極３と第２の電極４との電位差に基づいて、測定対象部位に塩化物イオンが侵入したことをより高感度に検知することができる。
【００４５】
一方、第１の金属材料および第２の金属材料が互いに異なる種類である場合、第２の金属材料が不動態膜（第２の不動態膜）を形成するものであると、第１の電極３の不動態膜が形成または消失するタイミングと、第２の電極４の不動態膜が形成または消失するタイミングとを異ならせることができる。そのため、第１の電極３と第２の電極４との電位差に基づいて、測定対象部位のｐＨが設定値以下か否かを検知することができる。
【００４６】
例えば、測定対象部位のｐＨの低下に伴う、第１の電極３の不動態膜が消失するタイミングが、第２の電極４の不動態膜が消失するタイミングよりも早い場合、第２の電極４は、前述したように不動態膜の有無により第１の電極３の電位が変化する際に、不導体膜の形成や破壊（消失）が無く、急激な電位の変化がない。そのため、前述したように不動態膜の有無により第１の電極３の電位が変化する際に、第１の電極３と第２の電極４との電位差が急峻に変化する。そのため、第１の電極３および第２の電極４の設置環境（本実施形態ではコンクリート１０１の鉄筋１０２付近）のｐＨが設定値以下か否かを正確に検知することができる。
【００４７】
また、第２の金属材料が不動態膜（第２の不動態膜）を形成するものである場合、第２の金属材料として、上述の第１の金属材料として例示した金属を挙げることができる。
第１の金属材料および第２の金属材料の双方が不動態膜を形成する金属材料である場合、第１の金属材料が不動態膜を形成するｐＨの範囲の下限値を第１のｐＨ（第１の不動態化ｐＨ）とし、第２の金属材料が不動態膜を形成するｐＨの範囲の下限値を第２のｐＨ（第２の不動態化ｐＨ）としたとき、第１のｐＨおよび第２のｐＨが互いに異なるのが好ましい。すなわち、第１の金属材料は、第１のｐＨよりも大きいｐＨとなったときに不動態膜を形成し、第２の金属材料は、第１のｐＨとは異なる第２のｐＨよりも大きいｐＨとなったときに不動態膜を形成するのが好ましい。これにより、第１の電極３および第２の電極４が設置された環境のｐＨが第１のｐＨ以下か否かおよび第２のｐＨ以下か否かをそれぞれ正確に検知することができる。
【００４８】
この場合、第１のｐＨが８以上１０以下であり、かつ、第２のｐＨが７以下であるのが好ましい。これにより、第１のｐＨ以下か否かを検知することにより、第１の電極３および第２の電極４の設置環境が中性状態に近付いていることを事前に知ることができる。このようなことから、本実施形態にように、センサー装置１をコンクリート構造物１００の状態測定に用いた場合、鉄筋１０２の腐食防止の対策を事前に行うことができる。また、第２のｐＨ以下か否かを検知することにより、第１の電極３および第２の電極４の設置環境（測定対象部位）が酸性状態になってしまったことを知ることもできる。
【００４９】
また、この場合、第２の金属材料は、Ｆｅを含む合金（Ｆｅ系合金）、すなわち鉄系材料であるのが好ましい。鉄系材料は安価で入手が容易である。また、本実施形態のように、センサー装置１をコンクリート構造物１００の状態測定に用いた場合、第１の金属材料を鉄筋１０２と同一材料とすることが可能であり、第２の金属材料を鉄筋１０２と同種材料（Ｆｅ系合金）とすることにより、鉄筋１０２の腐食状態を効果的に検知することができる。
【００５０】
一方、第２の金属材料が不動態膜を形成しないものである場合、第２の金属材料として、Ｐｔ、Ａｕ等を挙げることができる。第２の金属材料が不動態膜を形成しないものである場合、第１の電極３および第２の電極４の設置環境が強アルカリ状態から強酸性状態へ変化するとき、その変化を１段階で高感度に検知することができる。
この場合、第１の金属材料は、３以上５以下のｐＨ、または、８以上１０以下のｐＨよりも大きいｐＨとなったときに不動態膜を形成するものであるのが好ましい。３以上５以下のｐＨ以下か否かを検知することにより、第１の電極３および第２の電極４の設置環境が酸性状態になってしまったことを知ることができる。また、８以上１０以下のｐＨ以下か否かを検知することにより、第１の電極３および第２の電極４の設置環境が中性状態に近付いていることを事前に知ることができる。
このような第１の電極３および第２の電極４の形成方法としては、それぞれ、特に限定されず、公知の成膜法を用いることができる。
【００５１】
（隙間形成体）
隙間形成体８は、第１の電極３の表面の一部との間に隙間Ｇを形成して配置されている。この隙間Ｇは、第１の電極３の表面に対して局所的に形成され、隙間形成体８の後述する貫通溝８１を介して外部に連通している。
このような隙間Ｇを形成することより、測定対象部位の塩化物イオン濃度が第２の電極４の腐食が生じない比較的低い状態であっても、第１の電極３を隙間腐食により腐食させることができる。そのため、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的低い状態であっても、第１の電極３と第２の電極４との電位差が生じ、かかる電位差に基づいて塩化物イオンの侵入を高感度に検知することができる。
特に、隙間形成体８は、第１の電極３の長手方向（すなわちＹ軸方向）での一方の端部側の部分との間に隙間Ｇを形成している。
【００５２】
ここで、第１の電極３の表面は、隙間Ｇを介して隙間形成体８に覆われた第１の領域（以下、単に「第１の領域」ともいう）と、隙間形成体８に覆われずに外部に露出した第２の領域（以下、単に「第２の領域」ともいう）とを有している。なお、本実施形態では、第１の領域は、凹部３１の壁面のうち隙間形成体８に覆われた部分であり、第２の領域は、主に第１の電極３の本体２とは反対側の面のうち隙間形成体８に覆われていない部分である。
【００５３】
そして、第１の領域は、第１の電極３の一方向（長手方向）での一方側に偏在し、第２の領域は、第１の電極３の前記一方向での他方側に偏在している。
そのため、第１の領域側を第２の領域側よりもコンクリート構造物１００の外表面側に位置するように、第１の電極３を設置することにより、第１の電極３の第１の領域側の塩化物イオン濃度が第２の領域側の塩化物イオン濃度よりも濃くなるように、塩化物イオン濃度の濃度勾配を生じさせることができる。その結果、第１の電極３の隙間腐食を促進させることができる。
本実施形態では、第２の領域の表面積は、第１の領域の表面積よりも大きい。これにより、後述するように、第１の電極３の隙間腐食を促進させることができる。
【００５４】
また、第１の電極３および第２の電極４がそれぞれ前述したような不動態膜を形成する金属材料で構成されている場合、第２の電極４に形成された不動態膜は、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的高くなるまで破壊されず、また、局所的な破壊が一旦生じても、ｐＨが所定値以上の環境下では再生する。そのため、測定対象部位のｐＨが所定値以上である場合、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的高くなるまでの間、第２の電極４の自然電位が高い状態（貴化した状態）に安定して維持される。
【００５５】
一方、第１の電極３に形成された不動態膜は、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的低くても、第１の電極３と隙間形成体８との間の隙間Ｇに侵入した塩化物イオンによる局所的な破壊が一旦生じると、かかる隙間Ｇ内において、第１の電極３から溶出した金属イオンの濃度が増大し、それに伴って、塩化物イオンの濃度が増大するため、再生されない。そのため、測定対象部位のｐＨが所定値以上である場合、測定対象部位に塩化物イオンが存在しないときには、第１の電極３の自然電位が高い状態（貴化した状態）に安定して維持されるが、測定対象部位に塩化物イオンが侵入すると、第１の電極３の隙間腐食が進行し、第１の電極３の自然電位が低くなる（卑化する）。
このようなことから、第１の電極３と第２の電極４との電位差に基づいて、測定対象部位に塩化物イオンが侵入したことを高感度に検知することができる。
【００５６】
以下、図７に基づいて、隙間形成体８との間に隙間Ｇが形成された第１の電極３の塩化物イオンによる腐食（隙間腐食）についてより具体的に説明する。
第１の電極３が塩化物イオン（Ｃｌ−）の存在下にあるとき、隙間Ｇ内に侵入した塩化物イオンにより、第１の電極３の表面に形成された不動態膜の局所的な破壊が一旦生じると、第１の電極３を構成する第１の金属材料が金属イオン（Ｍｎｎ＋）として隙間Ｇ内に溶出する。
例えば、第１の金属材料が純鉄（Ｆｅ）である場合、
Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ
の反応により、隙間Ｇ内に金属イオンとしてＦｅ２＋が溶出する。
【００５７】
このように隙間Ｇ内に溶出した金属イオンは、拡散速度が遅く、隙間Ｇ内に滞留する。これにより、隙間Ｇ内での金属イオンの濃度が増加する。
すると、隙間Ｇ内での電気的中性を保つように、隙間Ｇ外から隙間Ｇ内へ塩化物イオンが泳動し、塩化物イオンが隙間Ｇ内に集中する。これにより、隙間Ｇ内での塩化物イオンの濃度も増加する。
そのため、隙間Ｇ外における塩化物イオンの濃度に比し、隙間Ｇ内における塩化物イオンの濃度が高くなる。
【００５８】
また、隙間Ｇ内では、金属イオンと塩化物イオンと水との反応により、水素イオンが発生し、隙間Ｇ内の水素イオン濃度が増加、すなわち隙間Ｇ内のｐＨが低下する。
例えば、第１の金属材料が純鉄（Ｆｅ）である場合、
Ｆｅ２＋＋２Ｃｌ−→ＦｅＣｌ２
ＦｅＣｌ２＋２Ｈ２Ｏ→Ｆｅ（ＯＨ）２＋ＨＣｌ
の反応により、隙間Ｇ内の水素イオンの濃度が増加する。
【００５９】
そのため、隙間Ｇ外における水素イオンの濃度に比し、隙間Ｇ内における水素イオンの濃度が高くなる。
以上のようなことから、隙間Ｇ外における塩化物イオンおよび水素イオンの濃度が比較的少なくても、隙間Ｇ内の塩化物イオン濃度および水素イオン濃度が高まり、第１の電極３の隙間腐食が進行することとなる。
【００６０】
ここで、第１の電極３の表面は、隙間腐食が生じる部分（すなわち隙間Ｇを介して隙間形成体８に覆われた部分）がアノード領域（すなわち第１の領域）となり、隙間Ｇの外側に露出した部分（すなわち隙間形成体８に覆われずに露出した部分）がカソード領域（すなわち第２の領域）となる。
例えば、第１の金属材料が純鉄（Ｆｅ）である場合、
第１の電極３のアノード領域では、Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅのアノード反応が生じ、
第１の電極３のカソード領域では、１／２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ→２ＯＨ−のカソード反応が生じる。
【００６１】
このようなカソード反応は、第１の電極３のカソード領域を大きくすることにより、アノード反応が促進される。そのため、第１の電極３の表面の隙間Ｇの外側に露出した部分の面積を大きくすることにより、測定対象部位の塩化物イオン濃度がより低い状態においても、第１の電極３の隙間腐食が生じるため、測定対象部位への塩化物イオンの侵入をより高感度に検知することができる。
【００６２】
隙間形成体８は、前述した第１の電極３の表面に形成された凹部３１の壁面との間に隙間を形成しつつ凹部３１を覆って設けられている。本実施形態では、隙間形成体８は、板状またはシート状をなし、凹部３１の開口縁部に接合されている。また、隙間形成体８には、その厚さ方向に貫通する貫通溝８１が形成されている。この貫通溝８１は、凹部３１に連通している。
このような貫通溝８１を有する隙間形成体８と、凹部３１を有する第１の電極３とを組み合わせることにより、第１の電極３の隙間腐食を生じさせ得る隙間Ｇを第１の電極３と隙間形成体８との間に簡単かつ確実に形成することができる。
【００６３】
貫通溝８１は、平面視にて一方向に延びる長尺状をなしている。なお、貫通溝８１（貫通孔）の平面視形状は、第１の電極３の隙間腐食を生じさせ得る隙間Ｇを形成し得るものであれば、これに限定されない。
この貫通溝８１の幅は、前述したように隙間Ｇ内への塩化物イオンの侵入が可能であるとともに、第１の電極３の隙間腐食を生じさせ得る隙間Ｇを隙間形成体８と第１の電極３との間に形成することができれば、特に限定されない。
【００６４】
このような隙間形成体８の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、絶縁材材料、または、第１の電極３を構成する第１の金属材料と同種の金属材料を用いるのが好ましく、特に、本実施形態では、前述したように隙間形成体８をマスクとして用いてエッチングにより第１の電極３の凹部３１を形成できるという観点から、絶縁性材料を用いるのが好ましい。
【００６５】
隙間形成体８が絶縁性材料で構成されている場合、隙間形成体８が第１の電極３の自然電位に影響を及ぼすのを防止することができる。そのため、第１の電極３および隙間形成体８の設計が容易となる。
かかる絶縁性材料としては、特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等の絶縁性セラミックス材料、ＰＳＦ（ポリサルフォン）、ＰＡＩ（プリアミドイミド）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の樹脂材料等が挙げられ、中でも、本実施形態では、前述したように隙間形成体８をマスクとして用いてエッチングにより第１の電極３の凹部３１を形成できるという観点から、絶縁性セラミックス材料を用いるのが好ましい。
【００６６】
また、隙間形成体８が第１の電極３を構成する金属材料と同種の金属材料で構成されている場合、隙間形成体８が第１の電極３の自然電位に影響を及ぼすのを防止することができる。そのため、第１の電極３および隙間形成体８の設計が容易となる。
また、隙間形成体８は、耐アルカリ性を有するのが好ましい。これにより、測定対象部位がコンクリートである場合であっても、隙間形成体８の耐久性を優れたものとすることができる。そのため、コンクリートの状態を長期に亘り安定して測定することができる。
また、隙間Ｇにおける隙間形成体８と第１の電極３との間の距離（第１の電極３の厚さ方向での距離）は、１μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましく、１０μｍ以上８０μｍ以下であるのがより好ましく、２０μｍ以上６０μｍ以下であるのがさらに好ましい。これにより、第１の電極３の隙間腐食を生じさせることができる。
【００６７】
（機能素子）
機能素子５１は、前述した本体２の内部に埋設されている。なお、機能素子５１は、前述した本体２の基板２１に対して第１の電極３および第２の電極４とは、同一面に設けても、反対側に設けても良い。
この機能素子５１は、第１の電極３と第２の電極４との電位差を測定する機能を有する。これにより、第１の電極３と第２の電極４との電位差に基づいて、第１の電極３および第２の電極４の設置環境の塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを検知することができる。
また、機能素子５１は、第１の電極３と第２の電極４との電位差に基づいて、測定対象物であるコンクリート構造物１００の測定対象部位のｐＨあるいは塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを検知する機能をも有する。これにより、コンクリート構造物１００のｐＨ変化あるいは塩化物イオン濃度変化に伴う状態変化を検知することができる。
【００６８】
このような機能素子５１は、例えば、集積回路である。より具体的には、機能素子５１は、例えば、ＭＣＵ（マイクロコントロールユニット）であり、図２に示すように、ＣＰＵ５１１と、Ａ／Ｄ変換回路５１２と、差動増幅回路５１４とを有する。
より具体的に説明すると、機能素子５１は、図６に示すように、基板５１３と、基板５１３上に設けられた複数のトランジスタ５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃと、トランジスタ５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃを覆う層間絶縁膜５１５ａ、５１５ｂと、配線および導体ポストを構成する導体部５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃ、５１６ｄ、５１６ｅ、５１６ｆと、保護膜２５と、電極パッドを構成する導体部６１、６２とを有する。
【００６９】
基板５１３は、例えばＳＯＩ基板であり、ＣＰＵ５１１およびＡ／Ｄ変換回路５１２が形成されている。基板５１３としてＳＯＩ基板を用いることにより、トランジスタ５１４ａ〜５１４ｃをＳＯＩ型ＭＯＳＦＥＴとすることができる。
複数のトランジスタ５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃは、それぞれ例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり、差動増幅回路５１４の一部を構成するものである。
差動増幅回路５１４は、図８に示すように、３つのトランジスタ５１４ａ〜５１４ｃと、カレントミラー回路５１４ｄとで構成されている。
【００７０】
また、差動増幅回路５１４は、図９に示すように、演算増幅器２０１、２０２と、演算増幅器２０３とを有する。
演算増幅器２０１は、比較用電極７を基準として第１の電極３の電位を検出する。また、演算増幅器２０２は、比較用電極７を基準として第２の電極４の電位を検出する。また、演算増幅器２０３は、演算増幅器２０１の出力電位と演算増幅器２０２の出力電位との差を検出する。
【００７１】
導体部５１６ａは、その一端がトランジスタ５１４ａのゲート電極に接続され、他端が前述した導体部５１６ｄに接続されている。導体部５１６ｄは、導体部６１を介して第１の電極３に電気的に接続されている。これにより、トランジスタ５１４ａのゲート電極と第１の電極３とが電気的に接続されている。そのため、第１の電極３の電位の変化に応じて、トランジスタ５１４ａのドレイン電流が変化する。
【００７２】
同様に、導体部５１６ｂは、その一端がトランジスタ５１４ｂのゲート電極に接続され、他端が前述した導体部５１６ｅに接続されている。導体部５１６ｅは、導体部６２を介して第２の電極４に電気的に接続されている。これにより、トランジスタ５１４ｂのゲート電極と第２の電極４とが電気的に接続されている。そのため、第２の電極４の電位の変化に応じて、トランジスタ５１４ｂのドレイン電流が変化する。
また、導体部５１６ｃは、その一端がトランジスタ５１４ｃのゲート電極に接続され、他端が前述した導体部５１６ｆに接続され、回路の一部を構成している。
【００７３】
また、機能素子５１は、電源５２からの通電により作動する。電源５２は、機能素子５１を動作可能な電力を供給できるものであれば、特に限定されず、例えば、ボタン型電池のような電池であってもよいし、圧電素子のような発電機能を有する素子を用いた電源ものであってもよい。
また、機能素子５１は、温度センサー５３の検知温度情報を取得し得るように構成されている。これにより、測定対象部位の温度に関する情報も得ることができる。このような温度に関する情報を用いることにより、測定対象部位の状態をより正確に測定したり、測定対象部位の変化を高感度に予想したりすることができる。
温度センサー５３は、測定対象物であるコンクリート構造物１００の測定対象部位の温度を検知する機能を有する。このような温度センサー５３としては、特に限定されず、例えば、サーミスター、熱電対等の公知の様々な種類の温度センサーを用いることができる。
【００７４】
また、機能素子５１は、通信用回路５４を駆動制御する機能をも有する。例えば、機能素子５１は、第１の電極３と第２の電極４との電位差に関する情報（以下、単に「電位差情報」ともいう）と、測定対象部位のｐＨや塩化物イオン濃度が設定値以下か否かに関する情報（以下、単に「ｐＨ情報」ともいう）とをそれぞれ通信用回路５４に入力する。また、機能素子５１は、温度センサー５３によって検知された温度に関する情報（以下、単に「温度情報」ともいう）も併せて通信用回路５４に入力する。
【００７５】
通信用回路５４は、アンテナ５５に給電する機能（送信機能）を有する。これにより、通信用回路５４は、入力された情報をアンテナ５５を介してＲＦ帯またはＬＦ帯（好ましくはＬＦ帯）を用いて無線送信することができる。送信された情報は、コンクリート構造物１００の外部に設けられた受信機（リーダー）で受信される。
この通信用回路５４は、例えば、電磁波を送信するための送信回路、信号を変調する機能を有する変調回路等を有する。なお、通信用回路５４は、信号の周波数を小さく変換する機能を有するダウンコンバータ回路、信号の周波数を大きく変換する機能を有するアップコンバータ回路、信号を増幅する機能を有する増幅回路、電磁波を受信するための受信回路、信号を復調する機能を有する復調回路等を有していてもよい。
【００７６】
また、アンテナ５５は、特に限定されないが、例えば、金属材料、カーボン等で構成され、巻線、薄膜等の形態をなす。
また、機能素子５１は、発振器５６からのクロック信号を取得し得るように構成されている。これにより、各回路の同期をとったり、各種情報に時刻情報を付加したりすることができる。
発振器５６は、特に限定されないが、例えば、水晶振動子を利用した発振回路で構成されている。
以上説明したように構成されたセンサー装置１を用いた測定方法は、第１の電極３および第２の電極４を測定対象物であるコンクリート構造物１００内にそれぞれ埋設し、第１の電極３と第２の電極４との電位差に基づいて、コンクリート構造物１００の状態を測定する。
【００７７】
ここで、センサー装置１の設置方法は、センサー装置１を用意し、第１の電極３および第２の電極４をコンクリート構造物１００内に埋設する。
特に、第１の電極３をコンクリート構造物１００内に埋設する際に、第１の領域側を第２の領域側よりもコンクリート構造物１００の外表面側（＋Ｙ方向側）に位置するように、第１の電極３を設置する。すなわち、第１の電極３の第１の領域側をコンクリート構造物１００の外表面から浅い側、第１の電極３の第２の領域側をコンクリート構造物１００の外表面から深い側に位置するように、第１の電極３を設置する。
これにより、上述したように、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的低い状態であっても、第１の電極３と第２の電極４との電位差が生じ、かかる電位差に基づいて塩化物イオンの侵入を高感度に検知することができる。
【００７８】
以下、第１の電極３および第２の電極４がそれぞれ炭素鋼（ＳＤ３４５）で構成されている場合を例として、センサー装置１の作用を説明する。
打設直後のコンクリート構造物１００において、通常、適切に打設されていれば、コンクリート１０１は強アルカリ性を呈する。そのため、このとき、測定対象部位に塩化物イオンが侵入していなければ、第１の電極３および第２の電極４は、それぞれ、安定な不動態膜を形成する。すなわち、図１０（ａ）に示すように、第１の電極３は、その表面に不動態膜３３が形成され、第２の電極４は、その表面に不動態膜４３が形成される。これにより、第１の電極３および第２の電極４の自然電位がそれぞれ上がっている（貴化している）。そのため、コンクリートの打設直後における第１の電極３と第２の電極４との電位差は小さくなる。
【００７９】
その後、不動態膜３３、４３が形成されている状態において、コンクリート構造物１００のコンクリート１０１の測定対象部位に塩化物イオンが侵入すると、その塩化物イオン濃度が炭素鋼を腐食させる限界濃度に達するまでの間、第２の電極４に形成された不動態膜４３は、塩化物イオンの存在下においても、腐食せず、自然電位がほとんど変化せず貴化した状態（高い状態）に維持される。一方、第１の電極３に形成された不動態膜は、塩化物イオン濃度が炭素鋼を腐食させる限界濃度に達していなくても、塩化物イオンの存在下において、局所的な腐食（孔食）が生じる。すなわち、第１の電極３の不動態膜３３には、図１０（ｂ）に示すように、貫通した欠損部３３１が形成され、その欠損部３３１を介して第１の電極３の不動態化されていない部分が露出し、第１の電極３が腐食、すなわち第１の電極３が隙間腐食する。これにより、第１の電極３の自然電位が卑化する（下がる）。
このようなことから、測定対象部位へ塩化物イオンが侵入すると、第１の電極３と第２の電極４との電位差が大きくなる。そのため、第１の電極３と第２の電極４との電位差に基づいて、測定対象部位の塩化物イオン濃度変化を測定することができる。
【００８０】
また、コンクリート構造物１００は、二酸化炭素、酸性雨、排気ガス等の影響により、コンクリート１０１のｐＨが徐々に酸性側に変化（中性化）していく。
そして、コンクリート１０１のｐＨが９程度にまで下がると、図１０（ｃ）に示すように、第１の電極３および第２の電極４は、不動態膜３３、４３がともに崩壊し始め、それぞれ自然電位が下がる（卑化する）。このとき、第１の電極３および第２の電極４は、ともに自然電位が下がっているので、第１の電極３と第２の電極４との電位差は、小さくなる。また、第１の電極３と比較用電極７との電位差、および、第２の電極４と比較用電極７との電位差がそれぞれ急峻に変化する。そのため、測定対象部位のｐＨが９程度となったことを高感度に検知することができる。なお、このとき、第１の電極３および第２の電極４の腐食がそれぞれ進む。
【００８１】
このような検知結果を利用することにより、コンクリート構造物１００の打設後の品質の経時変化をモニタリングすることができる。そのため、鉄筋１０２が腐食する前に、コンクリート１０１の劣化（中性化や塩分侵入）を把握することができる。これにより、鉄筋１０２が腐食する前に、コンクリート構造物１００に塗装や防腐剤混入モルタル等による補修工事を行うことが可能となる。
また、コンクリート構造物１００の打設時に異常があった否かを判断することもできる。そのため、コンクリート構造物１００の初期トラブルを防止し、コンクリート構造物１００の品質を向上させることができる。
【００８２】
以上説明したように第１実施形態のセンサー装置１によれば、第１の電極３と隙間形成体８との間に局所的な隙間Ｇが形成されているので、測定対象部位の塩化物イオン濃度が第２の電極４の塩化物イオンによる腐食が生じない比較的低い状態であっても、第１の電極３を隙間腐食により腐食させることができる。そのため、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的低い状態であっても、第１の電極３と第２の電極４との電位差が生じ、かかる電位差に基づいて塩化物イオンの侵入を検知することができる。
【００８３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図１１は、本発明の第２実施形態に係るセンサー装置を示す図、図１２は、図１１に示す第１の電極および隙間形成体を説明するための拡大側面図である。
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態のセンサー装置は、第１の電極、第２の電極および隙間形成体の構成が異なる以外は、第１実施形態のセンサー装置とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００８４】
本実施形態のセンサー装置１Ａは、図１１に示すように、本体２Ａと、その本体２Ａ上に設けられた第１の電極３Ａおよび第２の電極４Ａと、第１の電極３Ａ上に設けられた隙間形成体８Ａとを有する。
第１の電極３Ａおよび第２の電極４Ａは、図１１に示すように、それぞれ、長尺状をなし、互いに平行となるように本体２Ａ上に立設されている。
このような第１の電極３Ａおよび第２の電極４Ａは、それぞれ、Ｙ軸方向に沿って延在するように設置される。すなわち、第１の電極３Ａおよび第２の電極４Ａは、それぞれ、先端側が基端側（本体２Ａ側）よりも測定対象物の外表面側に位置するように設置される。
【００８５】
隙間形成体８Ａは、図１２に示すように、第１の電極３Ａの表面の一部との間に隙間Ｇ１を形成して設けられている。
特に、隙間形成体８Ａは、第１の電極３Ａの長手方向（すなわちＹ軸方向）での一方の端部側（先端側）の部分との間に隙間Ｇ１を形成している。
ここで、第１の電極３Ａの表面は、隙間Ｇ１を介して隙間形成体８Ａに覆われた第１の領域と、隙間形成体８Ａに覆われずに外部に露出した第２の領域とを有している。
そして、この第１の領域は、第１の電極３Ａの一方向（長手方向）での一方側に偏在し、この第２の領域は、第１の電極３の前記一方向での他方側に偏在している。
【００８６】
また、隙間形成体８Ａは、平面視にて四角形をなしている。なお、隙間形成体８Ａの平面視形状は、四角形に限定されず、例えば、円形であってもよい。
また、本実施形態では、第１の電極３Ａおよび隙間形成体８Ａは、それぞれ、板状またはシート状をなし、互いに重ねられた状態で隙間形成体８Ａが第１の電極３Ａに対して固定部材１０により固定されている。これにより、第１の電極３Ａの隙間腐食を生じさせ得る隙間Ｇ１を第１の電極３Ａと隙間形成体８Ａとの間に簡単かつ確実に形成することができる。
より具体的に説明すると、固定部材１０は、ボルト１０ａと、ワッシャー１０ｂ、１０ｃと、ナット１０ｄとを有している。
【００８７】
そして、第１の電極３Ａおよび隙間形成体８Ａは、互いに重ねられた状態にて、双方を貫通する貫通孔（図示せず）が形成されており、その貫通孔に一方側からワッシャー１０ｂを介してボルト１０ａを挿通し、他方側からワッシャー１０ｃを介してボルト１０ａにナット１０ｄを螺合させることにより、隙間形成体８Ａが第１の電極３Ａに対して固定部材１０により固定されている。
このようなボルト１０ａおよびナット１０ｄは、隙間形成体８Ａを局所的に第１の電極３Ａに対して圧着させるので、隙間形成体８Ａの圧着された部分以外の部分が第１の電極３Ａに対して若干浮き上がり、隙間Ｇ１が形成される。なお、ワッシャー１０ｂ、１０ｃは、省略してもよい。
【００８８】
この隙間Ｇ１における第１の電極３Ａと隙間形成体８Ａとの間の距離は、ボルト１０ａおよびナット１０ｄの締付トルクに応じて調整することができる。なお、かかる距離は、前述した第１実施形態における隙間Ｇにおける第１の電極３と隙間形成体８との間の距離と同様の大きさ、すなわち、第１の電極３Ａの隙間腐食を生じ得る程度の大きさに設定すればよい。
また、隙間形成体８Ａの構成材料としては、前述した第１実施形態の隙間形成体８の構成材料と同様のものを用いることができ、絶縁材材料、または、第１の電極３Ａを構成する金属材料と同種の金属材料を用いるのが好ましい。
【００８９】
また、ボルト１０ａ、ワッシャー１０ｂ、１０ｃおよびナット１０ｄの構成材料としては、隙間形成体８Ａと同様の構成材料を用いることができ、隙間形成体８Ａと同様、絶縁材材料、または、第１の電極３Ａを構成する金属材料と同種の金属材料を用いるのが好ましい。
以上説明したような第２実施形態のセンサー装置１Ａによっても、コンクリート構造物１００のコンクリート１０１中の塩化物イオン濃度変化をコンクリート１０１のｐＨ変化と区別して測定し、その測定情報をコンクリート構造物１００の計画的な保全に活用することができる。
【００９０】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
図１３は、本発明の第３実施形態に係るセンサー装置の使用状態の一例を示す図、図１４は、図１３に示すセンサー装置の概略構成を示すブロック図、図１５は、図１３に示すセンサー装置を示す平面図、図１６は、図１５中のＤ−Ｄ線断面図である。
以下、第３実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００９１】
本実施形態のセンサー装置１Ｂは、図１３に示すように、本体２Ｂと、その本体２Ｂの表面に露出した電気抵抗体９とを有する。本実施形態では、電気抵抗体９は、鉄筋１０２よりもコンクリート構造物１００の外表面側となるように、コンクリート構造物１００内に設置されている。そして、電気抵抗体９は、コンクリート１０１の測定対象部位の酸または塩化物イオンによって腐食し、切断するように構成されている。
【００９２】
また、図１３では説明の便宜上図示を省略しているが、センサー装置１Ｂは、電気抵抗体９の表面の一部との間に隙間を形成して設けられた隙間形成体８Ｂが設けられている（図１５、１６参照）。なお、電気抵抗体９および隙間形成体８Ｂについては、後に詳述する。
また、センサー装置１Ｂは、図１４に示すように、電気抵抗体９に電気的に接続された機能素子５１Ｂと、電源５２Ｂと、温度センサー５３Ｂと、通信用回路５４Ｂと、アンテナ５５Ｂと、発振器５６Ｂとを有し、これらが本体２Ｂ内に収納されている。
【００９３】
以下、センサー装置１Ｂを構成する各部を順次説明する。
（本体）
本体２Ｂは、電気抵抗体９および機能素子５１Ｂ等を支持する機能を有する。
このような本体２Ｂは、図１５および図１６に示すように、電気抵抗体９および機能素子５１Ｂを支持する基板２１Ｂを有する。なお、基板２１Ｂは、電源５２Ｂ、温度センサー５３Ｂ、通信用回路５４Ｂ、アンテナ５５Ｂおよび発振器５６Ｂをも支持するが、図１５および図１６では、説明の便宜上、電源５２Ｂ、温度センサー５３Ｂ、通信用回路５４Ｂ、アンテナ５５Ｂおよび発振器５６Ｂの図示を省略している。
【００９４】
この基板２１Ｂは、前述した第１実施形態の基板２１と同様の基板を用いることができる。
この基板２１Ｂ上には、例えばソルダーレジストのような絶縁性の樹脂組成物で構成された絶縁層２３Ｂが設けられている。そして、この絶縁層２３Ｂを介して基板２１Ｂ上には、電気抵抗体９および機能素子５１Ｂが実装されている。
【００９５】
図１５に示すように、機能素子５１Ｂの導体部６１Ｂ、６２Ｂ（電極パッド）が配線７１Ｂ、７２Ｂを介して電気抵抗体９の両端部に電気的に接続されている。
また、図１５および図１６に示すように、本体２Ｂは、封止部２４Ｂを有する。この封止部２４Ｂは、機能素子５１Ｂ、電源５２Ｂ、温度センサー５３Ｂ、通信用回路５４Ｂ、アンテナ５５Ｂおよび発振器５６Ｂを封止する機能を有する。
【００９６】
ここで、封止部２４Ｂは、開口部２４１Ｂを有し、この開口部２４１Ｂから電気抵抗体９の一部を露出させつつ、電気抵抗体９以外の各部を覆うように設けられている。
このような封止部２４Ｂの構成材料としては、前述した第１実施形態の封止部２４の構成材料と同様のものを用いることができる。
なお、封止部２４Ｂは、必要に応じて設ければよく、省略することもできる。
【００９７】
（電気抵抗体）
電気抵抗体９は、図１５および図１６に示すように、前述した本体２Ｂの外表面上（より具体的には基板２１Ｂ上）に設けられている。
この電気抵抗体９は、酸または塩化物イオンにより腐食するものである。そのため、電気抵抗体９は、酸または塩化物イオンの環境下で、腐食により切断される。
【００９８】
電気抵抗体９は、互いに離間した１対の第１の部分９１、９２（第１の導体）と、この２つの第１の部分９１、９２間に形成された第２の部分９３（第２の導体）とから構成されている。
第１の部分９１、９２は、Ｙ軸方向（一方向）に沿って延在し、Ｙ軸方向に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）に間隔を隔てて並んで設けられている。
また、第１の部分９１、９２は、それぞれ、板状またはシート状をなし、平面視にて四角形をなしている。
【００９９】
そして、第２の部分９３は、１対の第１の部分９１、９２の一端部同士の間に設けられ、１対の第１の部分９１、９２同士を電気的に接続している。本実施形態では、第２の部分９３は、長手形状をなし、その一端が第１の部分９１に接続され、他端が第１の部分９２に接続されている。
この第２の部分９３の平面視での面積は、第１の部分９１の平面視での面積、および、第１の部分９２の平面視での面積よりも小さくなっている。すなわち、第１の部分９１の平面視での面積、および、第１の部分９２の平面視での面積は、それぞれ、第２の部分９３の平面視での面積よりも大きくなっている。これにより、電気抵抗体９の隙間腐食時にカソード反応を生じる部分の表面積を大きくすることができる。また、電気抵抗体９の隙間腐食時にアノード反応を生じる部分の横断面（電流が流れる方向に直交する断面）の面積を小さくし、電気抵抗体９が隙間腐食により切断されやすくすることができる。
【０１００】
このような電気抵抗体９の構成材料としては、酸または塩化物イオンの存在下で腐食するものであれば、特に限定されないが、測定対象部位の環境変化に伴って表面に不動態膜を形成するか、または、表面に存在した不動態膜を消失させる金属材料を用いるのが好ましく、鉄または鉄系材料を用いるのがより好ましい。
これにより、測定対象部位のｐＨが所定値以上である場合に、電気抵抗体９の表面に不動態膜が形成される。
【０１０１】
このような不動態膜を形成する金属材料としては、前述した第１実施形態の第１の電極３の構成材料と同様のものを用いることができる。
また、電気抵抗体９は、前述したような金属材料からなる緻密質体で構成されているのが好ましい。これにより、電気抵抗体９の後述する隙間腐食を生じさせやすくすることができる。
このような電気抵抗体９は、特に限定されず、成膜法を用いて形成することができる。
また、電気抵抗体９の厚さは、特に限定されないが、腐食による電気抵抗の変化が大きく、コンクリート強度に影響を及ぼさないためには、１０ｎｍ以上５ｍｍ以下であるのが好ましい。
【０１０２】
（隙間形成体）
隙間形成体８Ｂは、電気抵抗体９の表面の一部との間に隙間Ｇ２を形成して配置されている。
このような隙間Ｇ２を形成することより、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的低い状態であっても、電気抵抗体９を隙間腐食により腐食させることができる。
【０１０３】
そのため、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的低い状態であっても、電気抵抗体９の抵抗値が変化し、かかる変化に基づいて塩化物イオンの侵入を検知することができる。
特に、隙間形成体８Ｂは、電気抵抗体９の第２の部分９３との間に隙間Ｇ２を形成している。
【０１０４】
ここで、電気抵抗体９の表面は、隙間Ｇ２を介して隙間形成体８Ｂに覆われた第１の領域と、隙間形成体８Ｂに覆われずに外部に露出した第２の領域とを有している。
そして、この第１の領域は、電気抵抗体９の一方向（Ｙ軸方向）での一方側に偏在し、この第２の領域は、電気抵抗体９の前記一方向での他方側に偏在している。なお、本実施形態では、第１の領域は、第２の部分９３に設けられ、第２の領域は、主に第１の部分９１、９２に設けられている。
そのため、第１の領域側を第２の領域側よりもコンクリート構造物１００の外表面側に位置するように、電気抵抗体９を設置することにより、電気抵抗体９の第１の領域側の塩化物イオン濃度が第２の領域側の塩化物イオン濃度よりも濃くなるように、塩化物イオン濃度の濃度勾配を生じさせることができる。その結果、電気抵抗体９の隙間腐食を促進させることができる。
【０１０５】
本実施形態では、第２の領域の表面積は、第１の領域の表面積よりも大きい。これにより、電気抵抗体９の隙間腐食を促進させることができる。
本実施形態では、隙間形成体８Ｂは、電気抵抗体９の第２の部分９３の表面との間に間隔Ｇ２を形成している。そのために、電気抵抗体９は、隙間形成体８Ｂに覆われていない部分の表面積が、隙間Ｇ２を介して隙間形成体８Ｂに覆われている部分の表面積よりも大きい。すなわち、電気抵抗体９の隙間腐食時に、カソード反応を生じる部分の表面積が、アノード反応を生じる部分の表面積よりも大きい。これにより、電気抵抗体９の隙間腐食を促進することができる。
【０１０６】
また、本実施形態では、隙間形成体８Ｂは、電気抵抗体９の第２の部分９３の長手方向に間隔を隔てて並ぶ３つの隙間形成体８２、８３、８４で構成されている。
このような隙間形成体８Ｂは、例えば、電気抵抗体９上にアルミニウムのような金属を電解メッキにより成膜して犠牲層を形成した後、その犠牲層上に隙間形成体８Ｂを公知の成膜法により形成し、犠牲層を強アルカリ液により溶解して除去することにより形成することができる。
【０１０７】
このような隙間形成体８Ｂの構成材料としては、特に限定されないが、例えば、絶縁材材料、または、電気抵抗体９を構成する金属材料と同種の金属材料を用いるのが好ましい。
隙間形成体８Ｂが絶縁性材料で構成されている場合、隙間形成体８Ｂが電気抵抗体９の一部として機能してしまうのを防止することができる。そのため、電気抵抗体９および隙間形成体８Ｂの設計が容易となる。
【０１０８】
かかる絶縁性材料としては、特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等の絶縁性セラミックス材料、ＰＳＦ（ポリサルフォン）、ＰＡＩ（プリアミドイミド）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の樹脂材料等が挙げられ、中でも、本実施形態では、前述したような犠牲層の除去に用いる強アルカリ液に耐え得るものが好ましい。
また、隙間形成体８Ｂが電気抵抗体９を構成する金属材料と同種の金属材料で構成されている場合、隙間形成体８Ｂと電気抵抗体９とが接触しても、その接触による電気抵抗体９の腐食を防止することができる。
【０１０９】
また、隙間形成体８Ｂは、耐アルカリ性を有する材料から構成されているのが好ましい。これにより、測定対象部位がコンクリートである場合であっても、隙間形成体８Ｂの耐久性を優れたものとすることができる。そのため、コンクリートの状態を長期に亘り安定して測定することができる。
また、隙間Ｇ２における隙間形成体８Ｂと電気抵抗体９との間の距離は、１μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましく、１０μｍ以上８０μｍ以下であるのがより好ましく、２０μｍ以上６０μｍ以下であるのがさらに好ましい。これにより、電気抵抗体９の隙間腐食を生じさせることができる。
【０１１０】
（機能素子）
機能素子５１Ｂは、前述した本体２Ｂの内部に埋設されている。なお、機能素子５１Ｂは、前述した本体２Ｂの基板２１Ｂに対して電気抵抗体９とは、同一面に設けても、反対側に設けても良い。
この機能素子５１Ｂは、電気抵抗体９の抵抗値を測定する機能を有する。これにより、電気抵抗体９の抵抗値に基づいて、測定対象部位の状態を測定することができる。
【０１１１】
また、機能素子５１Ｂは、電気抵抗体９の抵抗値に基づいて、測定対象物であるコンクリート構造物１００の測定対象部位のｐＨあるいは塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを検知する機能をも有する。これにより、コンクリート構造物１００のｐＨ変化あるいは塩化物イオン濃度変化に伴う状態変化を検知することができる。
このような機能素子５１Ｂは、例えば、集積回路である。より具体的には、機能素子５１Ｂは、例えば、ＭＣＵ（マイクロコントロールユニット）であり、図１４に示すように、ＣＰＵ５１１Ｂと、Ａ／Ｄ変換回路５１２Ｂと、測定回路５１４Ｂとを有する。
【０１１２】
また、機能素子５１Ｂは、電源５２Ｂからの通電により作動する。この電源５２Ｂとしては、前述した第１実施形態の電源５２と同様のものを用いることができる。
また、機能素子５１Ｂは、温度センサー５３Ｂの検知温度情報を取得し得るように構成されている。これにより、測定対象部位の温度に関する情報も得ることができる。
温度センサー５３Ｂは、測定対象物であるコンクリート構造物１００の測定対象部位の温度を検知する機能を有する。このような温度センサー５３Ｂとしては、前述した第１実施形態の温度センサー５３と同様のものを用いることができる。
【０１１３】
また、機能素子５１Ｂは、通信用回路５４Ｂを駆動制御する機能をも有する。例えば、機能素子５１Ｂは、電気抵抗体９の抵抗値に関する情報と、測定対象部位のｐＨあるいは塩化物イオン濃度が設定値以下か否かに関する情報とをそれぞれ通信用回路５４Ｂに入力する。また、機能素子５１Ｂは、温度センサー５３Ｂによって検知された温度に関する情報も併せて通信用回路５４Ｂに入力する。
【０１１４】
通信用回路５４Ｂは、アンテナ５５Ｂに給電する機能（送信機能）を有する。
この通信用回路５４Ｂは、前述した第１実施形態の通信用回路５４と同様に構成されている。
また、アンテナ５５Ｂは、前述した第１実施形態のアンテナ５５と同様に構成されている。
また、機能素子５１Ｂは、発振器５６Ｂからのクロック信号を取得し得るように構成されている。
発振器５６Ｂは、前述した第１実施形態の発振器５６Ｂと同様に構成されている。
【０１１５】
以上説明したように構成されたセンサー装置１Ｂは、電気抵抗体９を測定対象物であるコンクリート構造物１００内に埋設し、電気抵抗体９の抵抗値に基づいて、コンクリート構造物１００の状態を測定する。
ここで、センサー装置１Ｂの設置方法は、センサー装置１Ｂを用意し、電気抵抗体９をコンクリート構造物１００内に埋設する。
【０１１６】
特に、電気抵抗体９をコンクリート構造物１００内に埋設する際に、第１の領域側を第２の領域側よりもコンクリート構造物１００の外表面側（＋Ｙ方向側）に位置するように、電気抵抗体９を設置する。
これにより、上述したように、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的低い状態であっても、電気抵抗体９の抵抗値が変化し、かかる変化に基づいて塩化物イオンの侵入を高感度に検知することができる。
【０１１７】
以下、電気抵抗体９がＦｅ（炭素鋼）で構成されている場合を一例として、センサー装置１Ｂの作用を説明する。
打設直後のコンクリート構造物１００において、通常、適切に打設されていれば、コンクリート１０１は強アルカリ性を呈する。そのため、このとき、電気抵抗体９は、安定な不動態膜を形成する。
その後、コンクリート構造物１００は、二酸化炭素、酸性雨、排気ガス等の影響により、コンクリート１０１のｐＨが徐々に酸性側に変化していく。
【０１１８】
コンクリート１０１のｐＨが９程度にまで下がる前に、コンクリート構造物１００のコンクリート１０１の測定対象部位に塩化物イオンが侵入すると、その塩化物イオン濃度が炭素鋼を腐食させる限界濃度（約１．２ｋｇ／ｍ３）に達していなくても（約０．１ｋｇ／ｍ３程度であっても）、電気抵抗体９に形成された不動態膜は、塩化物イオンの存在下において、隙間Ｇ２により隙間腐食が生じ、電気抵抗体９の抵抗値が大きくなる。
【０１１９】
このような電気抵抗体９の抵抗値に基づいて、測定対象部位への塩化物イオンの侵入を高感度に検知することができる。
また、コンクリート構造物１００のコンクリート１０１の測定対象部位に塩化物イオンが侵入していなくても、コンクリート１０１のｐＨが９程度にまで下がると、電気抵抗体９が腐食し、電気抵抗体９の抵抗値がともに大きくなる。
このような電気抵抗体９の抵抗値に基づいて、測定対象部位のｐＨが９程度になったことを検知することができる。
【０１２０】
以上説明したように第３実施形態のセンサー装置１Ｂによれば、電気抵抗体９と隙間形成体８Ｂとの間に局所的な隙間Ｇ２が形成されているので、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的低い状態であっても、電気抵抗体９を隙間腐食により腐食させることができる。
そのため、測定対象部位の塩化物イオン濃度が比較的低い状態であっても、電気抵抗体９の抵抗値が変化し、かかる変化に基づいて塩化物イオンの侵入を高感度に検知することができる。
【０１２１】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態を説明する。
図１７は、本発明の第４実施形態に係るセンサー装置を示す平面図、図１８は、図１７中のＤ−Ｄ線断面図である。
以下、第４実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第４実施形態のセンサー装置は、隙間形成体の構成が異なる以外は、第３実施形態のセンサー装置とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【０１２２】
図１７に示すセンサー装置１Ｃは、電気抵抗体９の表面の一部との間に隙間Ｇ３を形成して設けられた隙間形成体８Ｃを有する。
隙間形成体８Ｃは、電気抵抗体９の第２の部分９３の両側面との間に隙間Ｇ３を形成して設けられている。本実施形態では、隙間形成体８Ｃは、図１８に示すように、シート状または板状をなし、基板２１Ｂ上に設けられている。
この隙間形成体８Ｃの構成材料としては、隙間形成体８Ｃが電気抵抗体９の一部として機能してしまうのを防止する観点から、絶縁材料を用いるのが好ましい。
このような隙間形成体８Ｃは、公知の成膜法により形成することができる。
以上説明したような第４実施形態に係るセンサー装置１Ｃによっても、コンクリート１０１の品質劣化を防止しつつ、測定対象物の状態を測定し、その測定結果に基づく情報を鉄筋１０２の腐食前の計画的または予防的な保全に活用することができる
【０１２３】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態を説明する。
図１９は、本発明の第５実施形態に係るセンサー装置を示す図である。
以下、第５実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第５実施形態のセンサー装置は、電気抵抗体および隙間形成体の構成が異なる以外は、第３実施形態のセンサー装置とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【０１２４】
図１９に示すセンサー装置１Ｄは、本体２Ｂ上に設けられ、機能素子５１Ｂに電気的に接続された電気抵抗体９Ｄと、電気抵抗体９Ｄとの間に隙間を形成して配置された隙間形成体８Ｄとを有する。
電気抵抗体９Ｄは、互いに離間して設けられたブロック状の導体９４、９５（第１の導体）と、導体９４と導体９５とを電気的に接続する長尺状の導体９６（第２の導体）とを有する。
【０１２５】
導体９４、９５は、それぞれ、本体２Ｂ上に固定され、本体２Ｂの外表面から突出している。
導体９４、９５は、Ｙ軸方向（一方向）に沿って延在し、Ｙ軸方向に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）に間隔を隔てて並んで設けられている。
この導体９４、９５の構成材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されないが、導体９６の構成材料と同様のものを用いるのが好ましい。
【０１２６】
このような導体９４の先端部と導体９５の先端部との間には、棒状の絶縁体で構成された隙間形成体８Ｄが設けられている。
隙間形成体８Ｄは、一端が導体９４に固着され、他端が導体９５に固着されている。この固着の方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤による固着、嵌合による固着などが挙げられる。
また、隙間形成体８Ｄは、四角柱状をなしている。
【０１２７】
この隙間形成体８Ｄの構成材料としては、測定対象物内で比較的安定して存在し得る絶縁性材料であれば、特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等の絶縁性セラミックス材料、ＰＳＦ（ポリサルフォン）、ＰＡＩ（プリアミドイミド）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の樹脂材料等を用いることができる。
【０１２８】
このような隙間形成体８Ｄの外周には、長尺状の導体９６が巻回されている。
導体９６は、１対の導体９４、９５の一端部（先端部）同士の間に設けられ、１対の導体９４、９５同士を電気的に接続している。
この導体９６は、一端部が導体９４に半田等により固定され、他端部が導体９５に半田等により固定されている。
【０１２９】
このような導体９６は、隙間形成体８Ｄとの間に導体９６の隙間腐食を生じさせ得る隙間Ｇ４が形成された状態となる。これにより、電気抵抗体９Ｄの導体９６を隙間腐食させることができる。
また、導体９６にその長手方向に沿って引っ張り応力を生じさせることができる。特に、前述したように隙間形成体８Ｄの横断面が四角形をなしているので、隙間形成体８Ｄに巻回された導体９６は、隙間形成体８Ｄの角部に対応する部分に生じる引っ張り応力を大きくすることができる。
【０１３０】
このように、電気抵抗体９Ｄは、その表面の一部（具体的には導体９６）に引っ張り応力を生じさせた状態で保持されている。これにより、電気抵抗体９Ｄの腐蝕速度を高めることができる。これは、電気抵抗体９Ｄの表面の引っ張り応力が生じた部分は原子間または分子間の結合が弱くなるため、電気抵抗体９Ｄの表面に不導体膜が形成されていても、その不導体膜が酸または塩化物イオンにより破壊されやすくなるからである。
以上説明したような第５実施形態に係るセンサー装置１Ｄによっても、コンクリート１０１の品質劣化を防止しつつ、測定対象物の状態を測定し、その測定結果に基づく情報を鉄筋１０２の腐食前の計画的または予防的な保全に活用することができる。
【０１３１】
以上、本発明のセンサー装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明のセンサー装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、前述した実施形態では、第１の電極および第２の電極、または、電気抵抗体が基板上に設けられた場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、第１の電極および第２の電極、または、電気抵抗体は、例えば、センサー装置の本体の封止樹脂で構成された部分の外表面上に設けてもよい。
【０１３２】
また、前述した実施形態における第１の電極と同様の構成を電気抵抗体として用いることもできるし、前述した実施形態における電気抵抗体と同様の構成を第１の電極として用いることもできる。
また、前述した実施形態では測定情報をアクティブタグ通信により無線送信によりセンサー装置外部へ送信する場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、パッシブタグ通信を用いて情報をセンサー装置の外部へ送信してもよいし、有線により情報をセンサー装置の外部へ送信してもよい。
【０１３３】
また、前述した実施形態では機能素子、電源、温度センサー、通信用回路、アンテナおよび発振器を本体内に収納し、これらを第１の電極および第２の電極とともに測定対処物であるコンクリート構造物１００内に埋設する場合を例に説明したが、機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６を測定対象物の外部に設けてもよい。
【符号の説明】
【０１３４】
１‥‥センサー装置  １Ａ‥‥センサー装置  １Ｂ‥‥センサー装置  １Ｃ‥‥センサー装置  １Ｄ‥‥センサー装置  ２‥‥本体  ２Ａ‥‥本体  ２Ｂ‥‥本体  ３‥‥第１の電極  ３Ａ‥‥第１の電極  ４‥‥第２の電極  ４Ａ‥‥第２の電極  ７‥‥比較用電極  ８‥‥隙間形成体  ８Ａ‥‥隙間形成体  ８Ｂ‥‥隙間形成体  ８Ｃ‥‥隙間形成体  ８Ｄ‥‥隙間形成体  ９‥‥電気抵抗体  ９Ｄ‥‥電気抵抗体  １０‥‥固定部材  １０ａ‥‥ボルト  １０ｂ‥‥ワッシャー  １０ｃ‥‥ワッシャー  １０ｄ‥‥ナット  ２１‥‥基板  ２１Ｂ‥‥基板  ２３‥‥絶縁層  ２３Ｂ‥‥絶縁層  ２４‥‥封止部  ２４Ｂ‥‥封止部  ２５‥‥保護膜  ３１‥‥凹部  ３３‥‥不動態膜  ４３‥‥不動態膜  ５１‥‥機能素子  ５１Ｂ‥‥機能素子  ５２‥‥電源  ５２Ｂ‥‥電源  ５３‥‥温度センサー  ５３Ｂ‥‥温度センサー  ５４‥‥通信用回路  ５４Ｂ‥‥通信用回路  ５５‥‥アンテナ  ５５Ｂ‥‥アンテナ  ５６‥‥発振器  ５６Ｂ‥‥発振器  ６１‥‥導体部  ６２‥‥導体部  ６１Ｂ、６２Ｂ‥‥導体部  ７１Ｂ、７２Ｂ‥‥配線  ８１‥‥貫通溝  ８２‥‥隙間形成体  ８３‥‥隙間形成体  ８４‥‥隙間形成体  ９１‥‥第１の部分（第１の導体）  ９２‥‥第１の部分（第１の導体）  ９３‥‥第２の部分（第２の導体）  ９４‥‥導体（第１の導体）  ９５‥‥導体（第１の導体）  ９６‥‥導体（第２の導体）  １００‥‥コンクリート構造物  １０１‥‥コンクリート  １０２‥‥鉄筋  ２０１‥‥演算増幅器  ２０２‥‥演算増幅器  ２０３‥‥演算増幅器  ２４１‥‥開口部  ２４１Ｂ‥‥開口部  ３３１‥‥欠損部  ５１１‥‥ＣＰＵ  ５１１Ｂ‥‥ＣＰＵ  ５１２‥‥変換回路  ５１２Ｂ‥‥変換回路  ５１３‥‥基板  ５１４‥‥差動増幅回路  ５１４Ｂ‥‥測定回路  ５１４ａ‥‥トランジスタ  ５１４ｂ‥‥トランジスタ  ５１４ｃ‥‥トランジスタ  ５１４ｄ‥‥カレントミラー回路  ５１５ａ‥‥層間絶縁膜  ５１５ｂ‥‥層間絶縁膜  ５１６ａ‥‥導体部  ５１６ｂ‥‥導体部  ５１６ｃ‥‥導体部  ５１６ｄ‥‥導体部  ５１６ｅ‥‥導体部  ５１６ｆ‥‥導体部  Ｇ‥‥隙間  Ｇ１‥‥隙間  Ｇ２‥‥間隔  Ｇ３‥‥隙間  Ｇ４‥‥隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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