(57)【要約】      （修正有）【課題】土木構造物等を対象とした従来よりもより常時計測等に優れた遠隔ひずみセンサーシステムを提供する。【解決手段】遠隔ひずみセンサーシステムは、複数台のセンサー装置と、前記複数台のセンサー装置とホスト装置の間で通信して情報を統括する中継機とを備えている。ひずみセンサ装置は、ひずみゲージと、測定信号を取り出すためのブリッジ回路、デジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器、データを処理するＣＰＵとデータを送信する無線装置から構成され、土木構造物等に磁石や接着剤で直接固定できる構造となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台のセンサー装置と、前記複数台のセンサー装置と通信して統括する中継機と、前記中継機から伝送されるデータを処理し操作を行うホスト装置とからなり、
前記センサー装置が、ひずみゲージと，ひずみをデジタル値に変換するためのブリッジ回路およびA/D変換器と，データ処理をするためのCPUと，データを送出するための無線通信装置とを備え一体化した遠隔ひずみセンサーシステム。
【請求項２】
前記センサー装置には、振動センサーが設けられ，荷重が加わっている間のみ計測を行うことが可能であることを特徴とする請求項１記載の遠隔ひずみセンサーシステム。
【請求項３】
前記センサー装置は、土木構造物等に磁石や接着により直接固定できる構造とすることを特徴とする遠隔ひずみセンサーシステム。
【請求項４】
前記センサー装置は、内部電源および無線通信の利用により配線作業が不要であることを特徴とする遠隔ひずみセンサーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遠隔ひずみセンサーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来，土木構造物等におけるひずみ計測は，ひずみゲージの取り付けが煩雑である点，高性能のデータロガー等の機器が必要である点，さらに専門技術者が現地にて作業しなければならない点などから，常時の維持管理には利用されていない。そして、従来、ひずみ計測を容易にするための技術として，非特許文献１の摩擦ゲージが開示されている。
【０００３】
また，ひずみ計測システムではないが，一般の遠隔計測・監視システムには，特許文献１の水道，ガスの定期検針システム，特許文献２の地すべり監視システムが開示されている。
【０００４】
非特許文献１の摩擦型ひずみゲージは、非特許文献１に記載されているようにひずみゲージ部，軟質ゴム層，金属板とからなり，金属板に対して鉛直荷重を与えると，荷重がゴム層を介してひずみゲージ全体に伝達され，ひずみゲージの測定面と測定対象面との間に摩擦が生じ、測定対象面にひずみが生じた場合，弾性係数の非常に低いゴム層はひずみゲージ部が測定対象面に追従するのを妨げないため，ひずみゲージ部でひずみを検出できるというものである。 
【０００５】
特許文献１の水道，ガスの定期検針システムは、本部局と、ＰＨＳ基地局を介して当該本部局と通信可能なＰＨＳ無線装置と、このＰＨＳ無線装置との間で通信可能なメータ装置とを有し、前記本部局からの要求信号に応答して、前記ＰＨＳ無線装置の応答データが前記本部局に収集されるＰＨＳを用いた自動検針システムにおいて、前記ＰＨＳ無線装置は、前記メータ装置との間で、間欠動作による無線通信を行なう無線通信部と、この無線通信部を前記本部局からのＰＨＳ着信信号により起動させる起動制御部とからなる。
【０００６】
特許文献２の地すべり監視システムは、振動を発生させる起振源、振動を計測する受振器、計測結果を解析して体積含水率などを出力する計測結果解析装置とからなる。
【非特許文献１】小塩達也，山田健太郎，齋藤好康，椎名政三：摩擦型ひずみゲージによる応力聴診器の開発と構造物の健全度診断への応用，土木学会第60回年次学術講演会概要集，第6部門，pp。255-256，2005
【特許文献１】特開２００２−１７１３５５
【特許文献２】特開２００５−３０８４３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の非特許文献１の摩擦ゲージは、ひずみゲージの取り付けのみを簡易化した技術であり，小型ブリッジ回路を内蔵しているものの計測手法等については従来と変化なく，計測全体が容易になるものではないという問題点を有していた。また、上記従来の特許文献１の水道，ガスの定期検針システムは、センサー部が電池駆動でありメンテナンスフリー性では本発明のシステムと同様であるが，計測頻度が月1回と非常に低く，通信量および電力容量等の点で常時計測を行うひずみ計測への適用は難しいという問題点を有していた。そしてまた、特許文献２の地すべり監視システムは、太陽電池により電源を確保するセンサーであり，電力供給という面では問題がないが，ひずみ計測ではセンサーを構造物上へ設置するため，太陽電池パネルの設置が困難であるという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は、上記従来例等に有していた次のa)〜f)の問題点を解決しようとする土木構造物等を対象とした遠隔ひずみセンサーシステムを提供することを解決すべき課題としている。
a) 一般に，ひずみ計測では，高価な計測機器を用いて，専門技術者が準備，計測を現地にて行わなければならない。
b) ひずみセンサーは屋外の土木構造物等に直接設置されるが，センサー全体の防水性等の耐環境性は考慮されていない。
c) 橋梁をはじめとした土木構造物等のメンテナンス周期である5〜10年程度の期間は，ひずみセンサーはメンテナンスフリーの必要がある。
d)センサー部のブリッジ回路およびA/D変換器，CPU，無線通信装置等はそれぞれ独立した装置であり，センサー部はそれらを組み合わせて構成される。それぞれの装置の電源が常時入っているため，消費電力が大きく，外部電源が必要である。
e) 従来のひずみ計測は電力線，通信線ともに有線が基本であり，配線が煩雑であり，そのとりまわし等作業性に問題がある。
f) 従来の遠隔センサーではセンサーからホスト装置への一方向通信が基本でありセンサー等の設定変更が容易ではないため，異常時に機動的な運用ができない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明の遠隔ひずみセンサーシステムは、
複数台のセンサー装置と、前記複数台のセンサー装置と通信して統括する中継機と、前記中継機から伝送されるデータを処理し操作を行うホスト装置とからなり、
前記センサー装置が、ひずみゲージと，ひずみをデジタル値に変換するためのブリッジ回路およびA/D変換器と，データ処理をするためのCPUと，データを送出するための無線通信装置とを備え一体化したことを特徴とする。
第１発明は、センサー装置を一体化させることにより使用性及び耐環境性を向上させ、内部電源化，無線通信化により通信線，電力線を不要とし，センサー装置単体での動作を可能とし前記問題点a)〜c)が改善できる。
センサー装置の一体化及び機能特化により消費電力が節減することで内部電源化が可能となることにより、問題点c) 及びd)が改善でき内部電源により長期間メンテナンスフリーで動作することが可能となる。問題点e)の改善のため，センサー装置のデータは無線により送出する。通信負荷の低減のため，センサー部のCPUでは維持管理に必要な日最大値や頻度分布等の統計量の演算を行い，データを蓄積する。このように内部電源化，無線通信化により通信線，電力線を不要とし，センサー装置単体での動作を可能とし前記問題点e) が改善できる。中継器は，特定省電力無線やRFID等の無線通信により複数のセンサー装置と通信してそれらを統括するとともに，PHS電話回線や公衆IP網等の既存通信網を通じて管理事務所のホスト装置との通信を行う。中継器は，センサー装置とホスト装置の間で情報を整理するとともに，異常時にはセンサー装置、ホスト装置との双方向通信により，インタラクティブかつリアルタイムにデータを取得することを可能とする。
また、第２発明の遠隔ひずみセンサーシステムは、第１発明の遠隔ひずみセンサーシステムのセンサー装置にトリガーとしての振動センサーが設けられ、荷重が加わっている間のみ計測を行うため消費電力及びデータ通信量を低減できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果を、次のa)〜e)に述べる。
【００１１】
a) 無線通信や既存通信網を利用することにより，現場に赴かずに遠隔で監視，操作を行うことができる。
b) 機能特化した一体化センサーにより，高機能なデータロガーは不要となるため低コスト化が可能である。
c) センサー装置は単独動作のため，センサー装置のための維持管理は不要である。
d) センサー部の一体装置化および通信線，電源線の排除により現場使用性が飛躍的に向上する。
e) すべての操作を遠隔地にあるホスト装置で一括して行うため，管理を一元化することが可能である。また，ネットワーク上のデジタルデータとして管理されるため，広域災害時等に重要となる地域間をまたいでの情報共有が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した一実施例を図面１，２を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００１３】
図２に示されるように、ひずみゲージと，ひずみをデジタル値に変換するためのブリッジ回路およびA/D変換器と，データ処理をするためのCPUと，データを送出するための無線通信装置（子機）とを一体化してセンサー装置を作製する。図１に示されるように、前記作製したセンサー装置の複数台と計測地点近傍に設置した中継器の間を特定省電力無線やRFID等の無線通信により通信してセンサー装置を統括するとともに，PHS電話回線や公衆IP網等の既存通信網を通じて管理事務所のホスト装置を全て双方向通信で結ぶことにより，通常時の維持管理に加えて，異常時にリアルタイムかつインタラクティブな計測・監視を行う。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明の遠隔ひずみセンサーシステムは、土木構造物等を対象とした遠隔ひずみセンサーシステムに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の遠隔ひずみセンサーシステムの構成を模式的に示した説明図である。
【図２】実施例１の遠隔ひずみセンサーシステムのセンサー装置に一体化して組み込まれる要素を模式的に示した説明図である。
【図１】
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【図２】
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