(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄構造物の被測定個所に接着され該被測定個所に生ずる応力を電気信号に変換して検出するカプセル型ひずみゲージと、
前記カプセル型ひずみゲージで検出した検出信号を増幅、Ａ／Ｄ変換を施して得られた応力の検出値と基準値との比較判定処理を司る処理部と、
前記処理部からの出力データを記録する記録部と、
前記処理部または前記記録部からの出力を受けて判定結果を表示する表示部と、
前記カプセル型ひずみゲージ、前記処理部、前記記録部の各部に電源を供給する電池電源部と、
前記処理部、前記記録部、前記表示部、前記電池電源部を収容する筐体部と、を有し、
前記処理部は、
所定の監視時間帯において所定回数に亘り応力測定を繰り返し実行して、データを前記記録部に記録し、
前記所定の監視時間帯において記録されたデータのうち、最大振幅値と最小振幅値との差である最大測定振幅値を複数段の基準値と比較して、前記複数段の基準値のうち、いずれかの基準値を越えた最大測定振幅値を前記記録部に記録すると共に、
当該最大測定振幅値が、過去に記録された最大測定振幅値を上回ったときは、当該過去に記録された最大測定振幅値を更新して前記記録部に記録すると共に、
前記表示部に対し、本点灯を予告する点滅動作を複数の時点で実行させた後、当該最大測定振幅値が該当する段階のアラーム信号をもって複数の警告パラメータのいずれかを所定時間駆動表示させて本点灯を実行させるよう制御することで、
鉄構造物に負荷される応力を長期に亘って監視するように構成したことを特徴とする鉄構造物の応力監視装置。
【請求項２】
前記所定の監視時間帯は、一日のうち少なくとも１列車編成の列車が通過する限られた時間帯に割り当てられ且つ複数日に一回の周期で割り当てられた時間帯であることを特徴とする請求項１に記載の鉄構造物の応力監視装置。
【請求項３】
前記表示部は、ｎ個の表示素子が縦列状に配設され、前記ｎ個の表示素子のうち点灯位置および点灯個数との組み合わせで複数の警報パターンを設定しておき、当該警報パターンによって前記最大測定振幅値のレベルの大きさを視認し得るように構成したことを特徴とする請求項１に記載の鉄構造物の応力監視装置。
【請求項４】
前記表示部は、４個のＬＥＤ素子が縦列状に配設されてなり、前記最大測定振幅値のレベルによって点灯位置および点灯個数を変更するものであって、
前記最大測定振幅値のレベルが段階的に高くなるについて、以下のように１０段階で点灯位置および点灯個数を設定してなることを特徴とする請求項１または３に記載の鉄構造物の応力監視装置。
１段階（点灯が必要な最低レベル）で、１段目（最下段）を点灯。
２段階：２段目を点灯。
３段階：３段目を点灯。
４段階：４段目（最上段）を点灯。
５段階：１段目と２段目とを点灯。
６段階：１段目と３段目とを点灯。
７段階：１段目と４段目とを点灯。
８段階：２段目と３段目とを点灯。
９段階：２段目と４段目とを点灯。
１０段階（最高レベル）：３段目と４段目とを点灯。
【請求項５】
前記筐体部は、前記処理部、前記記録部、前記表示部、前記電池電源部を外部から隔絶するように収容し、正面側の一部を透明または半透明の部材で構成し、前記表示部の表示パターンを正面側より視認し得るように構成したことを特徴とする請求項１に記載の鉄構造物の応力監視装置。
【請求項６】
レーザ発光素子と、
所定時間に所定回数のパルス光を発光するように前記レーザ発光素子を駆動制御する照射制御回路と、
前記レーザ発光素子と前記照射制御回路を駆動する電源電池からなる照射器を、前記応力監視装置とは別途に備え、
前記表示部は、前記照射器の前記レーザ発光素子からのパルス光を受光部で受け且つ当該パルス光のパルス数を計数し、当該パルス光が所定時間内に所定回数に達したことを認知したときに限り、前記表示部を駆動制御する電源制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の鉄構造物の応力監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄構造物の応力監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道や高速道路には、橋梁等の鉄構造物が数多く設置されており、車両運行の安全を図る安全管理の立場から、これらの鉄構造物に金属疲労に起因した亀裂等の異常が生じていないかを監視することが不可欠である。
このような背景に関連する技術としては、下記特許文献１〜特許文献４に示すような様々なものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開平０６−１９４２７５号公報）には、構造物が受ける負荷や環境からの影響を長期的にモニターし得るようにするシステムが開示されている。具体的には、構造物に取付可能なベースにセンサを配設し、該センサよりの信号を処理する演算制御装置、該演算制御装置で処理した情報を記録する記録装置、上記情報を外部へ送信し得る送受信装置を備えている。上記ベースを構造物に取付けておくと、構造物が環境などから受ける影響が上記センサで検出され、検出された信号が上記演算制御装置で処理され、処理された情報が自動的に上記記録装置に記録されて行く。外部から上記送受信装置を操作し、上記記録装置に記録された情報を外部へ送信させ、該情報を構造物の劣化損傷程度を判定するのに利用する。
また、特許文献２（特開平０７−１２８１８２号公報）には、自動的に橋梁の安全性の予知が可能になる橋梁特性検査機器が開示されている。具体的には、橋梁に外部より振動を加えて、この振動を振動検出部で検出し、その振動波形を有線で伝送して中継局に一時蓄積してから無線で計測部に伝送し、この計測部の判定部で、振動波形から橋梁の安全性を判定する。
【０００４】
また、特許文献３（特開２００１−３３８３８２号公報）には、小型化および省電力化が可能な計測装置を得ると共に、簡易に物理量の収集を行うことができるモニタリングシステムが開示されている。具体的には、無線伝送機に内蔵された受信回路によって外部から無線伝送要求を示す無線信号を受信した場合にのみ、センサーによって計測した歪み量を示す情報を無線伝送機に内蔵された送信回路によって無線信号として送信する。
さらに、特許文献４（特開２００４−１０１３９８号公報）には、橋梁の長期的監視を実質的に可能にすることが開示されている。具体的には、橋梁の複数の部位に位置対応して配置される複数のセンサを含むセンサ群から構成されている。上記センサの各々は、上記各部位の物理量を計測する計測器部分と、データ管理器部分とから形成されている。該データ管理器部分は、物理量を記録する記録器部分と、データを無線で送信する発信器部分とから構成されている。データは、物理量と上記各部位との対応を含んでいる。データが無人的に入手され得るので、従来実質的に不可能であった橋梁の監視が実質的に可能になるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−１９４２７５号公報
【特許文献２】特開平０７−１２８１８２号公報
【特許文献３】特開２００１−３３８３８２号公報
【特許文献４】特開２００４−１０１３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従前の一般的な鉄構造物（鋼製構造物という場合がある）の監視システムには、解決すべき課題が残されていた。まず、第１の課題としては、ひずみゲージは、風雪に耐えるもの（耐候性）にする必要が有り、また、該ひずみゲージを橋梁等の鉄構造物になるべく簡易に且つ頑丈に取り付ける必要が有る。しかも、該ひずみゲージの取り付けに際しては、取り付けの相手側である橋梁等の鉄構造物に対しては何等の損傷も与えてはいけないという施工規則上の制限が有る。例えば、橋梁の鉄骨にボルト穴を開けることや、溶接を施工することなども禁じられている。
次なる第２の課題として、橋梁等の鉄構造物に設置される監視装置は、取り替えやメンテナンスを頻繁に行うことができないので、長期間に亘って設置されたままの状態で使用されなければならない。そこで、この監視装置は、長期耐久性を有すると共に使用する電源電池は、この長期間の使用に耐える必要が生じるが、それには、電池の寿命を長寿命にすることだけでは限界が有り、使用上の特別な工夫が必要となる。
【０００７】
次なる第３の課題として、採取する監視データは、監視装置が設置された橋梁等の鉄構造物を、実際に車両が通過した時間帯を含めて得られた監視データであることが必要であり、このため、監視装置が監視を実施する監視時間帯にも特別な配慮が必要となる。
さらなる第４の課題として、監視データの把握手段にも一工夫が必要となる。すなわち、監視データを単に記録して解析するだけではなく、監視装置に該監視データを表示させて、定期点検の際に、監視対象である橋梁等の鉄構造物の状態を該表示を現場で目視して把握できることが望ましい。なお、定期的に点検する作業者は、必ずしも監視装置が設置されている場所に接近できるとは限らず、また、接近する手間を省きたい場合も有り得るので、上記表示の視認による状態把握は、ある程度遠くからでも視認が可能であることが好ましい。さらに、上記表示の表示方法には、金属疲労に伴う亀裂等の重大な異常発生の場合も含めて、一目で上記鉄構造物の状態の経時変化を把握できるようにする工夫も必要となる。
本発明の目的は、上述したそれぞれの課題を解決し得る鉄構造物の応力監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記第１、第２および第４の課題を解決するために、請求項１に記載の本発明の鉄構造物の応力監視装置は、鉄構造物の被測定個所に接着され該被測定個所に生ずる応力を電気信号に変換して検出するカプセル型ひずみゲージと、
前記カプセル型ひずみゲージで検出した検出信号を増幅、Ａ／Ｄ変換を施して得られた応力の検出値と基準値との比較判定処理を司る処理部と、
前記処理部からの出力データを記録する記録部と、
前記処理部または前記記録部からの出力を受けて判定結果を表示する表示部と、
前記カプセル型ひずみゲージ、前記処理部、前記記録部の各部に電源を供給する電池電源部と、
前記処理部、前記記録部、前記表示部、前記電池電源部を収容する筐体部と、を有し、
前記処理部は、
所定の監視時間帯において所定回数に亘り応力測定を繰り返し実行して、データを前記記録部に記録し、
前記所定の監視時間帯において記録されたデータのうち、最大振幅値と最小振幅値との差である最大測定振幅値を複数段の基準値と比較して、前記複数段の基準値のうち、いずれかの基準値を越えた最大測定振幅値を前記記録部に記録し、
当該最大測定振幅値が、過去に記録された最大測定振幅値を上回ったときは、当該過去に記録された最大測定振幅値を更新して前記記録部に記録すると共に、
前記表示部に対し、本点灯を予告する点滅動作を複数の時点で実行させた後、当該最大測定振幅値が該当する段階のアラーム信号をもって複数の警告パラメータのいずれかを所定時間駆動表示させて本点灯を実行させるよう制御することで、
鉄構造物に負荷される応力を長期に亘って監視するように構成したことを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２に記載の本発明の鉄構造物の応力監視装置は、前記所定の監視時間帯は、一日のうち少なくとも１列車編成の列車が通過する限られた時間帯に割り当てられ且つ複数日に一回の周期で割り当てられた時間帯であることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項３に記載の本発明の鉄構造物の応力監視装置における前記表示部は、前記表示部は、ｎ個の表示素子が縦列状に配設され、前記ｎ個の表示素子のうち点灯位置および点灯個数との組み合わせで複数の警報パターンを設定しておき、当該警報パターンによって前記最大測定振幅値のレベルの大きさを視認し得るように構成したことを特徴としている。
また、請求項４に記載の本発明の鉄構造物の応力監視装置は、前記表示部は、４個のＬＥＤ素子が縦列状に配設されてなり、前記最大測定振幅値のレベルによって点灯位置および点灯個数を変更するものであって、
前記最大測定振幅値のレベルが段階的に高くなるについて、以下のように１０段階で点灯位置および点灯個数を設定してなることを特徴としている。
１段階（点灯が必要な最低レベル）で、１段目（最下段）を点灯。
２段階：２段目を点灯。
３段階：３段目を点灯。
４段階：４段目（最上段）を点灯。
５段階：１段目と２段目とを点灯。
６段階：１段目と３段目とを点灯。
７段階：１段目と４段目とを点灯。
８段階：２段目と３段目とを点灯。
９段階：２段目と４段目とを点灯。
１０段階（最高レベル）：３段目と４段目とを点灯。
【００１２】
また、請求項５に記載の本発明の鉄構造物の応力監視装置における上記筐体部は、前記処理部、前記記録部、前記表示部、前記電池電源部を外部から隔絶するように収容し、正面側の一部を透明または半透明の部材で構成し、前記表示部の表示パターンを正面側より視認し得るように構成したことを特徴としている。
また、請求項６に記載の本発明の鉄構造物の応力監視装置は、レーザ発光素子と、
所定時間に所定回数のパルス光を発光するように前記レーザ発光素子を駆動制御する照射制御回路と、
前記レーザ発光素子と前記照射制御回路を駆動する電源電池からなる照射器を、前記応力監視装置とは別途に備え、
前記表示部は、前記照射器の前記レーザ発光素子からのパルス光を受光部で受け且つ当該パルス光のパルス数を計数し、当該パルス光が所定時間内に所定回数に達したことを認知したときに限り、前記表示部を駆動制御する電源制御部を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、鉄構造物の被測定個所にカプセル型ひずみゲージを接着により固定するため、鉄構造物に対して損傷を与えることなく長期に亘って安定的に使用し得る鉄構造物の応力監視装置を提供することができる。
また、所定の監視時間帯において記録されたデータのうち、最大振幅値と最小振幅値との差である最大測定振幅値を複数段の基準値と比較して、前記複数段の基準値のうち、いずれかの基準値を越えた最大測定振幅値を前記記録部に記録し、
当該最大測定振幅値が、過去に記録された最大測定振幅値を上回ったときは、当該過去に記録された最大測定振幅値を更新して前記記録部に記録する
ことにより、鉄構造物の状態の経時変化を予知することが可能となり、例えば、上記鉄構造物の微細な亀裂を発見したり、疲労限度または耐久限度を見極めることも可能となる。
また、表示部に対し、本点灯を予告する点滅動作を複数の時点で実行させた後、当該最大測定振幅値が該当する段階のアラーム信号をもって複数の警告パラメータのいずれかを所定時間駆動表示させて本点灯を実行させるよう制御することにより、
第１に、複数の警告パラメータを駆動する際に、より大きな電力を消耗する本点灯時間を極力短くし、電力消費の比較的に少ない点滅動作を一定時間先行させることで、結果的に消費電力を抑制し、長期に亘る使用が可能となり、さらに、第２には、本点灯に先立って点滅動作を複数の時点で実行させることにより、本点灯をする表示部を事前に注視させることができ、点検作業員が遠くからでも段取り良く、確実且つ容易に本点灯表示を視認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視用カプセル型ひずみゲージ、応力監視装置を含むシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視装置の構成要素を収納する筐体の外観構成を示す外観図であり、このうち、図２（ａ）は、表示部を備えた側の外観構成を示す正面図、図２（ｂ）は、コネクタ類の接続口を備えた側の外観構成を示す底面図、図２（ｃ）は、右側の外観構成を示す右側面図である。
【図３】本発明に係る鉄構造物の応力監視装置によって、所定の監視時間帯において集録された応力データが示す最大振幅値と最小振幅値との差から得られる測定振幅値を示すグラフ図である。
【図４】本発明に係る鉄構造物の応力監視装置の一部を構成するＬＥＤ表示部における表示部の表示パターンを示す説明図である。
【図５】図５に示すＬＥＤ表示部とは、異なる形態のＬＥＤ表示部の表示方法を示す説明図であり、図５（ａ）は、本点灯時刻に先行する時刻と点灯方法との対応関係を示す説明図であり、図５（ｂ）は、予告点灯動作のイメージを示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】図６に示すフローチャートのうち、計測制御（サブルーチン）における動作を示すフローチャート図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視用カプセル型ひずみゲージの構成を示すものであり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は先端部分を拡大して示す部分拡大平面図である。
【図９】応力監視用カプセル型ひずみゲージ、応力監視装置およびデータ回収ユニットを被監視対象である橋梁等の鉄構造物に取り付けた様子を示す説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視装置を含むシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０の鉄構造物の応力監視装置に付属する照射器の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１０の鉄構造物の応力監視装置に内蔵され、照射器から所定の照射パルスを受けたとき、ＬＥＤ表示器を点灯駆動する機能を付加した表示部の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１０に示す鉄構造物の応力監視装置において、照射器から発せられるレーザ光のパルス波形と、ＬＥＤ表示部のタイマー波形と、カウンタ波形との関係を示すタイミングチャートで、（ａ）は、所定回数のパルス光を受光した正常な状態を示し（ｂ）は、所定回数のパルス光が受光されなかった異常な状態を示している。
【図１４】図１０に示す鉄構造物の応力監視装置における照射器と、表示部との間の動作を示すフローチャートである。
【図１５】照射器のパルス光の照射により表示部を表示させる方式を採用してなる本発明の第３の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視装置の構成を示す斜視図である。
【図１６】図１０の第３の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視装置の外観構成を示す正面図である。
【図１７】図１０の鉄構造物の応力監視装置に付属する照射器の外観構成を示すもので、（ａ）は、正面図、（ｂ）は右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施の形態は、特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また、実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、本発明の第２の実施の形態に係る応力監視用カプセル型ひずみゲージおよび本発明の第１の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視装置を含むシステムの全体構成を示すブロック図である。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視装置の構成要素を収納する筐体の外観構成を示すものであり、図２（ａ）は、表示部を備えた側の外観構成を示す正面図、図２（ｂ）は、コネクタ類の接続口を備えた側の外観構成を示す底面図、図２（ｃ）は、右側の外観構成を示す右側面図である。
【００１６】
図１に示す鉄構造物の応力監視装置（以下、単に「応力監視装置」という）２０は、ひずみＡＭＰ（ひずみ増幅器）２１、ＣＰＵ（処理部）２２、ＬＥＤ表示部２３（表示部）、電源部２４（電池電源部）および発振器２５を備える。尚、応力監視装置２０は、他の構成要素として、図２に示すように、上記構成要素を収納する筐体２０１（防水機能を有するの筐体）を備えるものとする。
ここで、ＣＰＵ２２は、Ａ／Ｄ変換部２２１、メモリ部２２２（記録部）、比較部２２３（処理部）およびＵＳＢ２２４（記録部）を備える。また、電源部２４は、電源制御部２４１およびリチウム電池２４２を備える。データ回収ユニット３０およびＰＣ（専用ソフト）４０は、ＵＳＢメモリの入出力機能を制御するＵＳＢ制御部３１、ミニサイズのＵＳＢメモリであるＵＳＢｍｉｎｉ３２、通常サイズのＵＳＢメモリであるＵＳＢ−Ａ３３および電源部３５を備える。但し、このデータ回収ユニット３０およびＰＣ（専用ソフト）４０については、本発明に付属する外部の構成要素であり、本発明の構成要件に必須のものではないが、付加することが望ましい。
【００１７】
応力監視装置２０のひずみＡＭＰ２１は、鉄構造物の応力監視用カプセル型ひずみゲージ（以下、単に「ひずみゲージ」という）１０から入力された測定対象のひずみ量（応力の検出値）を示す信号のレベルを増幅し、Ａ／Ｄ変換部２２１に送出する。
ＣＰＵ２２は、上記増幅されたひずみ量を示す信号（アナログ量）のレベルを所定の周期で監視し、これをＡ／Ｄ変換部２２１でディジタル量に変換した結果（応力データ）をメモリ部２２２に履歴として記憶させる（すなわち応力データを収録する）と共に、予め指定された複数段の基準値に基づいて上記応力データに示されている上記信号レベルを比較部２２３によって段階的に比較し、その結果をＬＥＤ表示部２３によって表示する。
ここで、Ａ／Ｄ変換部２２１は、ひずみゲージ１０から送出された上記ひずみ量を示す信号のレベルを上記ディジタル量（上記ひずみ量のディジタル表現の信号）に変換するものである。なお、ＣＰＵ２２は、後述するように、上記監視の上記周期や監視時間帯等の制御をも行うものである。このＣＰＵ２２の制御により、電源部２４のリチウム電池２４２は、限られた寿命の下に長期間（例えば８年間）の使用に耐えることができるようになる。
【００１８】
ＣＰＵ２２内の比較部２２３は、上記集録した応力データについて、上記予め指定された複数の基準値（この例においては、例えば、金属疲労に至る過程に関連させて１０段階の基準値）Ｋｎと上記ひずみ量（応力の検出値）を示す信号レベルとを比較し、その結果、上記信号レベルに対して上記基準値に基づく所定の段階を付与するものである。上記の比較処理は、詳しくは後述するが、所定の周期で、かつ所定の監視時間帯において実行される。比較部２２３は、上述のとおり、上記集録された応力データを複数段の上記基準値と比較すると共に、上記所定の段階に対応した複数のアラーム信号を生成し、ＬＥＤ表示部２３に対し、複数の警報パターンを表示させるように制御する。
ＣＰＵ２２内の比較部２２３としての処理部は、前記所定の監視時間帯において集録された応力データのうち、最大振幅値と最小振幅値との差である最大測定振幅値を前記複数の基準値と比較して、前記複数の基準値のうち、いずれかの基準値を越えた最大測定振幅値を前記記録部に記録すると共に、当該最大測定振幅値が該当する段階のアラーム信号をもって、複数の警報パターンのいずれかを駆動表示させる。
【００１９】
特に、前記処理部は、集録された応力データのうち、最大振幅値と最小振幅値との差である最大測定振幅値が、過去に集録された応力データの最大測定振幅値を上回ったとき、当該最大測定振幅値を更新して前記記録部に集録すると共に、当該最大測定振幅値が該当する段階のアラーム信号をもって複数の警告パラメータのいずれかを駆動表示させる。
従って、表示部２３は、過去に集録された応力データの最大測定振幅値は、それ以降それを上回る結果が出るまではピーク値が維持され、当該最大測定振幅値が該当する段階のアラーム信号をもって同じ表示を続行することになる。
さらに、ＵＳＢ２２４は、ＵＳＢメモリのインタフェースにより、比較部２２３の出力データをＵＳＢ規格の信号に変換して収録する機能を有する。なお、これとは逆に、外部から入力されたＵＳＢ規格の信号をＣＰＵ２２４の内部コードに変換する機能も有する。
【００２０】
ＬＥＤ表示部２３は、ＬＥＤ素子によって構成された光学的な表示素子を有する装置である。ここでは、例えば、４個のＬＥＤランプの発光の有無（ＯＮ／ＯＦＦ）の組み合わせによって、上記予め指定された基準に基づく段階的な表示を行う。尚、ＬＥＤ素子は、多数の発光素子をもって、１個のＬＥＤ素子を構成するものとする。その表示方法の詳細は、後述するが、後述するその表示方法は、表示内容が一目で視認可能なものであり、その視覚的な認識結果が、上記測定対象の段階的な状態の発生の把握に直接的に結び付くものであるので、本発明の請求範囲に規定しているものである。但し、本発明では、一般に、上記表示方法は、特に限定するものではなく、他に、例えば、信号レベルに対応した何らかのディジタル表現および数字やグラフでの表示も可能である。
電源部２４は、ひずみＡＭＰ２１、ＣＰＵ２２、ＬＥＤ表示部２３、発振器２５およびひずみゲージ１０に対するブリッジ電源（図示せず）等が使用する電力を供給するものであり、リチウム電池２４２（市販品で良い）は、電源部２４の電池電源部である。電源部２４の電源制御部２４１は、安定化回路を備え、リチウム電池２４２の電力を受けて、負荷に応じた電力を安定的に供給する機能を有することができる。
【００２１】
発振器２５は、応力監視装置２０内で必要となるディジタル処理用、同期制御用のクロックおよびデータ取得時のサンプリング用のクロックを生成して出力するものである。
一方、データ回収ユニット３０およびＰＣ（専用ソフト）４０については、本発明に付属する外部の構成要素である。これらデータ回収ユニット３０やＰＣ４０により、本発明に係る応力監視装置２０から、上記履歴として記憶されたひずみ量のディジタル表現の信号を外部に取り出すことができる。また、上記信号レベルの上記複数の基準値を作成し、この基準値をレベル判定の指示としてＣＰＵ２２に入力することができる。
なお、上述の応力データの集録は、所定の周期（例えば１回／１日）で、鉄道車両が少なくとも１列車編成通過する時間を見込んだ所定の監視時間帯（例えば１２：００〜１２：２０の２０分間）において実行し、この所定の監視時間帯では、所定回数（例えば最大７回）に亘り応力測定を繰り返して実行するものとする。上記所定の監視時間帯は、例えば、監視対象が鉄道の場合、一日のうち少なくとも１列車編成の列車が通過する限られた時間帯に割り当てられ且つ複数日（例えば、１週間当たり）に一回の周期で割り当てられた時間帯であるものとすることができる。
【００２２】
上記監視時間帯や監視時間内における測定回数、測定日数間隔についての具体例は、上記の通りであるが、測定対象、測定目的等によっては適宜変更し得るものである。
図３は、所定の監視時間帯において集録された応力データが示す最大振幅値と最小振幅値との差から得られる測定振幅値Ｄ、即ち最大測定振幅値を示すグラフである。
ＣＰＵ２２は、上記所定の監視時間帯（本実施の形態では、午後１２時から１２時２０分の間）において集録された上記応力データのうち、最大振幅値と最小振幅値との差である最大測定振幅値（図３）Ｄを上記複数の基準値と比較し、該複数の基準値のうち、いずれかの基準値を越えた最大測定振幅値を上記メモリ部２２２およびＵＳＢ２２４に記録する。さらに、ＣＰＵ２２は、当該最大測定振幅値が上記所定の段階のうちから、該当する段階を選んで、該段階に対応するアラーム信号を決定する。さらに、ＣＰＵ２２は、上記アラーム信号をＬＥＤ表示部２３に表示させるが、その表示方法としては、複数の警報パターンのいずれか１つを選んで駆動表示させるものとする。
【００２３】
図４は、ＬＥＤ表示部２３における表示部の表示パターンを示す説明図である。但し、この図４は、本来は、図２、図９、図１５、図１６等に示すように縦長の状態で使用するものであるが、説明の便宜上、表示部を横向きに示している。しかしながら、以下の説明では、該表示部は本来の縦長であるものとして説明している。
ＬＥＤ表示部２３の表示部は、ＬＥＤ素子（ＬＥＤランプ）で構成されたｎ個の表示素子が縦列状に配設されており、当該ｎ個の表示素子のうち、点灯位置と消灯位置および点灯個数と消灯個数との組み合わせで示される複数の警報パターンが設定されている。当該警報パターンによれば、該表示部から少し離れた場所からでも、前述の測定振幅値のレベルの大きさを一目で視認することができる効果が有る。
特に、このＬＥＤ表示部２３が、４個のＬＥＤ素子が４段に亘り縦列状に配設されている場合、この４個のＬＥＤ素子のうち１個のみが点灯する設定にする場合、図４でレベル１〜４として示すように、点灯位置が最下段から４段目へと上がるにつれて、振幅レベルが段階的に高くなるように設定すればよい。この表示方法によれば、警報パターンが視認し易くなり、かつ振幅レベルの把握が的確に行える効果が有る。
【００２４】
また、４個のＬＥＤ素子のうち２個だけが点灯する設定にする場合、図４でレベル５〜７として示すように、最下段の１個目が点灯している時に２個目の点灯位置が下から２段目〜４段目へと上がるにつれて、さらに段階的にレベルが高くなるように設定すればよい。
さらに、同じく、４個のＬＥＤ素子のうち２個が点灯する設定にする場合、図４でレベル８〜９として示すように、下から２段目の１個目が点灯している時に２個目が下から３段目〜４段目へと点灯位置が上がるにつれて、さらにレベルが段階的に高くなるように設定すればよい。さらに２個が点灯する場合であって、下から３段目と４段目が点灯するときに、図４でレベル１０として示すように、最もレベルが大きくなるように設定すればよい。
上述したところを、より具体的に以下に説明する。
図４において、前記ＬＥＤ表示部２３は、４個のＬＥＤ素子が縦列状に配設されてなり、最大測定振幅値のレベルによって点灯位置および点灯個数を変更するものであって、
最大測定振幅値のレベルが段階的に高くなるについて、以下のように１０段階で点灯位置および点灯個数を設定してなるものである。
１段階（点灯が必要な最低レベル）で、１段目（最下段）を点灯。
２段階：２段目を点灯。
３段階：３段目を点灯。
４段階：４段目（最上段）を点灯。
５段階：１段目と２段目とを点灯。
６段階：１段目と３段目とを点灯。
７段階：１段目と４段目とを点灯。
８段階：２段目と３段目とを点灯。
９段階：２段目と４段目とを点灯。
１０段階（最高レベル）：３段目と４段目とを点灯。
さらに、図４に示すように、ひずみゲージの断線、ノイズ混入、接着不良等を表示する手段として、ＬＥＤ表示部２３を流用することもできる。
【００２５】
次に、図２に示す筐体２０１について説明する。
筐体２０１は、前述の応力監視装置２０の構成要素（具体的には、ひずみＡＭＰ２１、ＣＰＵ２２、ＬＥＤ表示部２３（表示部）、電源部２４（電池電源部）および発振器２５）を外部から隔絶するように収容するものである。
特に、筐体２０１の正面側の一部を透明または半透明の部材で構成すれば、ＬＥＤ表示部２３の表示部の表示パターンを正面側より視認し得るように構成することができる。
筐体２０１の背面側には、取付フランジ２０１ａ、２０１ｂを設けてある。この取付フランジ２０１ａ、２０１ｂは、例えば、鉄橋の梁の一部に取付板を介して挟み込むようにして取り付ける役割を果たす。２０１ｃは、取付ボルトの挿通孔である。
なお、応力監視装置２０の別途の機能として、ＣＰＵ２２は、ＬＥＤ表示部２３による本表示を行う前に、この本表示を予告する事前表示を行うことができる。
【００２６】
図５は、ＬＥＤ表示部２３の表示方法を示す説明図であり、図５（ａ）は、本点灯時刻に先行する時刻と点灯方法との対応関係を示す説明図であり、図５（ｂ）は、予告点灯動作のイメージを示す説明図である。
ＣＰＵ２２は、ＬＥＤ表示部２３に対し、表示パターンを所定時間に渡って本点灯させる前に、該本点灯を予告する点滅動作を所定の複数時点で実行させるように制御する。
例えば、本点灯５分前に５回予告灯点滅を行い、２分前に２回予告灯点滅を行い、１分前に、１回予告灯点滅を行い、３秒前に１秒毎にカウントダウンで点滅させるように、予告表示する。
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視装置の動作を示すフローチャートである。以下、図１〜５を参照しながら、図６に示すフローチャートを使用して、本実施の形態に係る鉄構造物の応力監視装置の動作を説明する。
【００２７】
なお、応力監視装置２０のＣＰＵ２２は、図６に示す動作を所定期間に１回だけ（例えば、１回／７日）実施するものとする。また、比較部２２３の動作の説明は上述したので、ここでは省略する。
まず、ステップＳ１では、ＣＰＵ２２は、セルフテスト（サブルーチン）にて、応力監視装置（および応力監視用カプセル型ひずみゲージ）の機能を自己診断する。この部分は発明の構成要件には直接関係しないノウハウ事項につき、ここでは説明を省略する。
ステップＳ２では、ＣＰＵ２２は、ステップ１における自己診断をパスしたか否かを検証し、上記自己診断をパスした場合はステップＳ３のサブルーチンの計測制御に進み、上記自己診断をパスしていない場合はステップＳ６に移る。
ステップＳ３では、ＣＰＵ２２は、計測制御（サブルーチン、後述）にて、開始トリガ判定後のひずみ量の計測を所定回数（ここでは最大７回）だけ実施する。
【００２８】
ステップＳ４では、ＣＰＵ２２は、ステップＳ３におけるひずみ量の計測が成功したか否かを検証し、上記ひずみ量の計測が成功した場合はステップＳ５に進み、上記ひずみ量の計測が成功でなかった場合はステップＳ６に移る。
ステップＳ５では、ＣＰＵ２２は、計測データの登録を行う。具体的には、計測した応力データ（ひずみ量のデータ）をメモリ部２２２およびＵＳＢ２２４に記憶させる。
ステップＳ６では、ＣＰＵ２２が、エラー情報の登録を行う。具体的には、計測時のエラー状況に応じたエラー情報をメモリ部２２２およびＵＳＢ２２４に記憶させる。その後、ステップＳ７に移る。
【００２９】
ステップＳ７では、ＣＰＵ２２は、次回起動のための予約を行う（具体的には次回起動手続きを実施した後、スリープする）。
図７は、計測制御（サブルーチン）における動作を示すフローチャートである。以下、図１〜６を参照しながら、図７に示すフローチャートを使用して、計測制御（サブルーチン）における動作を説明する。
まず、ステップＳ２１では、ＣＰＵ２２は、所定のサンプリング周波数（例えば、２００〔Ｈｚ〕）にて、ひずみゲージ１０から、ひずみゲージＡＭＰ２１、Ａ／Ｄ変換部２２１を順に介してひずみ量のデータ（応力データ）の取得を開始する。
次に、ステップＳ２２では、ＣＰＵ２２は、Ａ／Ｄ変換部２２１を介して取得したひずみ量の値が所定の開始トリガレベル（設定値）を超えたか否かを検証する。該ひずみ量の値が所定の開始トリガレベル（例えば、図３における列車通過判定レベル：Ｌ）を超えた場合は、ステップＳ２３に進む。また、該ひずみ量の値が所定の開始トリガレベルＬを超えていない場合はステップＳ２５に進む。
【００３０】
ステップＳ２３では、ＣＰＵ２２は、Ａ／Ｄ変換部２２１を介して取得したひずみ量（振幅レベル）の値が所定の開始トリガレベルＬを超えた時点以降の２０秒間の応力データを計測し、その間の最大値および最小値をメモリ部２２２およびＵＳＢ２２４に記憶させる。
ステップＳ２４では、ＣＰＵ２２は、７回繰り返す計測が完了したか否かを検証し、上記７回の計測が完了している場合は直ちにメインルーチンに復帰する。さもなくば、上記７回の計測が完了していない場合はステップＳ２１に戻り、ステップＳ２２、ステップＳ２３を続行する。
ステップＳ２５では、ＣＰＵ２２は、ステップＳ２１のデータ収録を開始してから２０分が経過したか否かを検証し、上記２０分が経過している場合は直ちにメインルーチンに復帰する。上記２０分が経過していない場合はステップＳ２１に戻る。
【００３１】
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視用カプセル型ひずみゲージ（以下、単に「ひずみゲージ」と略称する場合がある）の構成を示す構成図であり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は先端部分を拡大して示す拡大平面図を示す。
同図８に示す鉄構造物の応力監視用カプセル型ひずみゲージは、図１に示すひずみゲージ１０（溶接型ひずみゲージ）である。
同図に示す鉄構造物の応力監視用カプセル型ひずみゲージは、先端部が封じられたシースチューブ１０３内に充填された絶縁物からなる粉体により上記シースチューブ１０３内に保持されたひずみ感応抵抗体部（図示せず）を有するセンサ部１０１を備える。また、薄肉で細長い矩形状を呈し長手方向の中心に沿って前記シースチューブ１０３に固着されたフランジ部１００と、薄肉でフランジ部１００より大きな矩形状を有し、当該フランジ部と重なり合う中央線に沿った部分を、溶接により固着されたゲージ取付板１０２（ゲージ溶接板）と、を備えて構成されている。
ゲージ取付板１０２は、応力を測定すべき鉄構造物の被測定個所に接着により固着し得るように構成しているが、このような固着方法によれば、鉄構造物の被測定個所を傷つけることを回避することができる。
【００３２】
以下、鉄構造物の応力監視用カプセル型ひずみゲージの取付方法（すなわち鉄構造物の被測定個所に対するゲージ取付板１０２を固定する施行方法）について説明する。
まず、ゲージ取付板１０２を、当該被測定個所に位置付け、接着剤により固着する。その後、全体を樹脂で被覆する。より具体的には、ゲージ取付板１０２とフランジ部１００とセンサ部１０１の表面およびゲージ取付板１０２周辺近傍の当該被測定個所を含めてビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂２０〜３０％とポリメルカプタン７０〜８０％とからなるコンパウンド（商品名：デナズディックスチール）を混合したものを３〜５分以内に盛り付け、被覆するように塗布する。その後、所定時間の経過により硬化させる。このように施工することにより、ひずみゲージ１０（すなわち本発明の第３の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視用カプセル型ひずみゲージ）を当該被測定個所に強固に取り付けることができる。
上記のようにして、塗布された被覆材は、シェア硬度がＤ７５〜８５、比重２．２、圧縮強度が８０〜１００Ｎ／mm２、使用上限温度が１５０℃に及ぶなど、優れた固着手段であるといえる。
【００３３】
図９は、ひずみゲージ１０、応力監視装置２０およびデータ回収ユニット３０を被監視対象である橋梁等の鉄構造物１０４に取り付けた様子を示す説明図である。ここでは、取り付けを行った後、データ回収ユニット３０から、信号レベルの複数の基準値を生成し、この基準値をレベル判定の指示としてＣＰＵ２２に入力する場面をイメージとして示している。前述のとおり、データ回収ユニット３０からは、上記指示の入力を行うことが可能であると共に、前述のとおり、応力監視装置２０のメモリ部２２２およびＵＳＢ２２４に履歴として記憶されたひずみ量のディジタル表現の信号を取り出すこともでき、例えば、表示との関連を、後から確認することができる。
第２の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視用カプセル型ひずみゲージによれば、応力監視装置２０の筐体２０１には、防水機能を付与しているので風雪や高湿度環境に耐え、必要な耐用年数（例えば、８年以上）を確保することができる。また、ひずみゲージを橋梁等の鉄構造物に取り付ける施工方法として、被監視対象である橋梁等の鉄構造物に対してはボルト穴を開けることや溶接を施工することは回避し、接着材による接着を行うので、該構造物に何等の損傷も与えることがない。よって、この種の建造物に適用される厳しい施工規則上の制限をクリアすることができる。
【００３４】
また、応力監視装置２０のＣＰＵ２２が、リチウム電池２４２の出力時間帯を必要最小限に節約する制御を行うことで、電源部２４のリチウム電池２４２の寿命を延ばし、長期間の使用に耐えることができる。よって、橋梁等の鉄構造物に設置された本監視装置は、取り替えやメンテナンスを頻繁に行う必要が無くなる。
また、応力監視装置２０のＣＰＵ２２は、ひずみゲージ１０から採取する監視データが、実際に車両が通過した時間帯を確実に含めたデータとなるように制御するので、実際の負荷状態での応力監視を的確に行うことができる。
さらに、応力監視装置２０のＣＰＵ２２は、ＬＥＤ表示部２３の表示方法として、被監視対象である橋梁等の鉄構造物に発生している応力のレベルが遠くからでも肉眼により、または、双眼鏡を覗くことにより、一目で視認して把握できるような工夫をしているので、金属疲労等に起因した亀裂等の重大な異常発生の場合も含めて、上記鉄構造物の状態を確実に把握することができる。
【００３５】
さらに、ひずみゲージ１０の構成として、センサ部１０１を溶接したフランジ部１００を、該フランジ部よりも表面積の大きいゲージ取付板１０２の表面に更に溶接して固着する構成としたので、取り付けの現場では、ゲージ取付板１０２を接着剤を使用して監視対象である橋梁等の鉄構造物に簡単に接着させることができて、しかも、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂とポリメルカプタンとからなるコンパウンドをもって、ゲージ取付板１０２、フランジ部１００とセンサ部１０１の表面、ゲージ取付板１０２の周辺近傍の被測定個所を含めて被覆するので長期間に渡って安定的に固着させることができる。
次に、図１０〜図１７を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視装置を含むシステムの全体構成を示すブロック図であり、図１１は、図１０の鉄構造物の応力監視装置に付属する照射器の構成を示すブロック図である。
図１２は、図１０の鉄構造物の応力監視装置に内蔵され、照射器から所定の照射パルスを受けたとき、ＬＥＤ表示器を点灯駆動する機能を付加した表示部の構成を示すブロック図である。
【００３６】
図１３は、図１０に示す鉄構造物の応力監視装置において、照射器から発せられるレーザ光のパルス波形と、ＬＥＤ表示部のタイマー波形と、カウンタ波形との関係を示すタイミングチャートで、（ａ）は、所定回数のパルス光を受光した正常な状態を示し（ｂ）は、所定回数のパルス光が受光されなかった異常な状態を示している。
図１４は、図１０に示す鉄構造物の応力監視装置における照射器と、表示部との間の動作を示すフローチャートである。
図１５は、照射器のパルス光の照射により表示部を表示させる方式を採用してなる本発明の第３の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視装置の構成を示す斜視図である。
図１６は、図１０の第３の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視装置の外観構成を示す正面図である。
図１７は、図１０の鉄構造物の応力監視装置に付属する照射器の外観構成を示すもので（ａ）は、正面図、（ｂ）は、右側面図である。
図１０において、ひずみアンプ（ひずみ増幅器）２１、ＣＰＵ（処理部）２２、電源部（電池電源部）２４および発振器２５は、図１の第１の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視装置のひずみアンプ２１、ＣＰＵ２２、電源部２４および発振器２５とそれぞれ共通であるので、上述したところを援用し、その説明を省略する。
【００３７】
また、図１における応力監視装置に示されるデータ回収ユニット３０、ＰＣ（専用ソフト）４０は、図１０には図示されていないが、同様に付設されてもよい。
ＣＰＵ２２は、上記増幅されたひずみ量を示す信号（アナログ量）のレベルを所定の周期で監視し、これをＡ／Ｄ変換部２２１でディジタル量に変換した結果（応力データ）をメモリ部２２２に履歴として記憶させる（すなわち応力データを収録する）と共に、予め指定された複数段の基準値に基づいて上記応力データに示されている上記信号レベルを比較部２２３によって段階的に比較し、その結果をＬＥＤ表示部３３に表示する。
このＬＥＤ表示部３３は、図１のＬＥＤ表示部２３とは、その駆動方法が異なっている。
即ち、ＬＥＤ表示器３３１は、付属の照射器４１から、所定時間に所定回数のパルス光（レーザ光）を受光したときに限り、発光表示するように構成されている。従って、この方式を、ここでは、「レーザ光スイッチ方式」と称することとし、図１に示す第１の実施の形態の方式を、定時点灯方式と称することとする。
【００３８】
表示部３３は、ＬＥＤ素子によって構成された光学的な表示素子を有する装置である。ここでは、例えば、４個のＬＥＤランプの発光の有無（ＯＮ／ＯＦＦ）の組み合わせによって、上記予め指定された基準に基づく段階的な表示を行う。尚、ＬＥＤ素子は、多数の発光素子をもって、１個のＬＥＤ素子を構成するものとする。その表示方法の詳細は、上述した通りであるが、その表示方法は、表示内容が一目で視認可能なものであり、その視覚的な認識結果が、上記測定対象の段階的な状態の発生の把握に直接的に結び付くものであるので、本発明の請求範囲に規定しているものである。
このような表示方法については、第１の実施の形態と共通するところである。
図１０および図１１を参照して、照射器４１について説明すると、電源として例えば、アルカリ電池を用いる。このアルカリ電池４１１から出力される電源電圧は、電源制御部４１２によって適宜電圧（この例では、５Ｖ）に昇圧して安定化される。
この電源制御部４１２からの通電を受けて、所定時間（この例の場合、０．５秒間）に所定回数（この例の場合、４回）のオン／オフを繰り返すようにレーザ発光素子４１４を駆動制御する。
【００３９】
このような構成よりなる照射器４１は、応力監視装置とは、別体で構成され、レーザ発光素子４１４の発光照射距離は、この例の場合、約４０ｍに設定したものであるが、これに限定されるものではなく、これ以上でも、これ以下であってもよく、例えば、肉眼で確認できる範囲でよい場合は、比較的近距離の設定でもよいが、例えば、双眼鏡でしか確認できない場合は、４０ｍ以上に亘る照射距離を有するものが必要となる。
上記照射器４１から射出されるレーザ光は、応力監視装置２０本体側の表示部３３の受光部３４１が受光し、一定の条件のもとに、ＬＥＤ発光器３３１を発光させることになる。
即ち、射出器４１からのレーザ光を受信する受光部３４１は、光検出ＩＣにてパルス信号に変換し、受光回数をカウントして、所定回数（この例の場合、４回）のパルスを受信することにより、電源制御部３４３に起動信号を出力する。
電源制御部３４３は、受光部３４１からの起動信号にて、リチウム電池３４２の電源電圧を安定化し、スイッチ３４４をオンとして、ＬＥＤ表示器３３１を、上述した要領にて、点灯駆動する。
即ち、ＬＥＤ表示器３３１は、電源制御部３４３から電源を供給されると、過去に、ＣＰＵ２２から送信された最大測定振幅値に相当するＬＥＤパターンを一定時間表示させた後、休止状態となるので、電池の通電時間は、極めて短縮され、延いては、長寿命化（例えば、８年）が図られることになる。
【００４０】
尚、表示部３３のうち、受光部３４１と電源制御部３４３とリチウム電池３４２とスイッチ３４４の部分を、表示駆動部３４と称することとする。
受光部３４１は、図１５、図１６等に示すように、応力監視装置２０の正面のやや右寄りに設けられており、図１７に示す照射器４１の照射口４１１ａを受光部３４１に向けた状態で照射器４１の電源スイッチ４１２ａをＯＮとすることで、レーザ発光素子４１４から、レーザ光を照射し、これを表示部３３の受光部３４１が受光することで表示の起動が開始する。
次に、本発明の第３の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視装置の表示動作を図１４のフローチャートを参照して説明する。
先ず、ステップ３１では、照射器４１の電源スイッチ４１２ａをＯＮとする。
すると電源制御部４１２が、アルカリ電池４１１の電源電圧を５Ｖに昇圧して安定化させ照射制御回路４１３に電源を供給する。照射制御回路４１３が、０．５秒間に４回のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すようにレーザ発光素子４１４を制御するステップＳ３２では、照射口４１１ａから対象となる応力監視装置２０の受光部３４１の中央へレーザ光を照射する。
【００４１】
ステップＳ３３では、レーザ光を受光した受光部３４１は、光検出ＩＣにてパルス信号に変換し、受光回数をカウントする。ステップＳ３４では、受光部３４１にて受光パルスを４回受信した場合には、ステップＳ３４をＹＥＳに分岐し、制御部３１３に起動信号を出力しスイッチ３４４をＯＮとする（ステップＳ３５）。
この状態は、図１３（ａ）に示すように約０．５秒間タイマーが動作中に、レーザ光を検出したカウンタが４回カウントした場合のように、正常動作が行われた場合である。
ステップＳ３６では、集録された応力データの最大測定振幅値を集録すると共に、当該最新の最大測定振幅値が該当する段階のアラーム信号をもって複数の警告パラメータのいずれかを駆動表示するので、監視人は、応力監視装置２０の近くに行き、直接肉眼でＬＥＤ表示器３３１を視認し、あるいは、応力監視装置に近づけない環境にあるときは、双眼鏡（単眼鏡でもよい）により確認することができる。ステップ３７では、リチウム電池３４２の節約のために、電源制御部３４３は、最大応力値に相当するＬＥＤ表示パターンを一定時間表示後、休止状態とする。
【００４２】
尚、ステップＳ３４において、受光部３４１にて受光パルスを４回カウントできない場合には、ステップＳ３４をＮＯに分岐し、ステップＳ３３に戻り、再び同じ動作を繰り返す。この状態は、図１３（ｂ）をもって示す。
この第３の実施の形態に係る鉄構造物の応力監視装置において、４回のカウントをしないと表示動作を行わないようにした理由は、次の通りである。
その理由は、部外者が、本装置をイタズラして情報の漏減や電源を消耗することを防ぐために、照射条件を０．５秒間に４回のパルス光を受光したときのみ、本装置の表示部３３が起動して、ＬＥＤ表示器３３１を点灯させ過去の最大値を記録表示しているのである。
回数については、必ずしも４回でなくてもよいが、実験を繰り返し、試行錯誤の結果、４回を最適値とした。
この回数が多いと誤動作ばかりとなり、少なすぎると、外乱光でも反応し易くなるという、問題もある。
また、操作者が照射器４１を持って照射するとき手ブレによって、受光部３４１の中心からズレて照射の失敗を来たすことも考慮に入れて設定する必要もある。
【００４３】
尚、本発明は、上述した最大測定振幅値を複数の基準値と比較して複数基準値のうち、いずれかの基準値を越えた最大測定振幅値のうち、過去最大の最大測定振幅値を記録部に記録すると共に、当該最大測定振幅値が該当する段階のアラーム信号をもって複数の警報パターンのいずれかを駆動表示させることを特徴の１つとしているが、上記基準値について、若干説明する。
上記基準値の設定の尺度として、金属疲労に起因する亀裂あるいは疲労限度との関連性を持たせるようにしてもよい。
金属材料が繰り返し荷重を受けると、静的な破壊荷重よりもはるかに小さい荷重でも破壊する、という現象があり、これを一般に金属疲労と称されている。
鉄鋼系材料であれは、１０６から１０７回ほど繰り返したところで、Ｓ−Ｎ曲線がほぼ横ばいになり、それ以下の応力では何度回数を繰り返しても破断しないと考えられる応力振幅の限界点が存在する場合がある。この時の応力振幅を疲労限度（ｆａｔｉｇｕｅ  ｌｉｍｉｔ）または耐久限度（ｅｎｄｕｒａｎｃｅ  ｌｉｍｉｔ）と呼び、長期間変動荷重に晒されるものを設計する際の目安になる。
【００４４】
ただし、対象となる部材の表面状態や欠陥・切欠き等の有無、雰囲気、外気温度、繰り返し応力の加わり方などによって疲労限度は大きく異なり、あるいは疲労限度が存在しなくなる場合も存在する。疲労の許容応力をどのように評価するかは、実験値の疲労限度のみならず、対象物の実際の使用状況を検討し、多くの影響因子を考慮して決める必要がある。
このような多くの影響因子を考慮して、実験を繰り返し、上記基準値を定め、鉄構造物の応力監視装置を用いて実測することにより、微細な亀裂を発見したり、疲労限度または耐久限度を見極めたりするのに有効である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  ひずみゲージ
２０  応力監視装置
３０  データ回収ユニット
２１  ひずみＡＭＰ
２２  ＣＰＵ
２３  ＬＥＤ表示部
２４、３５  電源部
２５  発振器
３３  表示部
３３１  ＬＥＤ表示部
３４  表示駆動部
３４１  受光部
３４２  リチウム電池
３４３  電源制御部
３４４  スイッチ
４１  照射部
４１１  アルカリ電池
４１１ａ  照射口
４１２  電源制御部
４１２ａ  スイッチ
４１３  照射制御回路
４１４  レーザ発光素子
１００  フランジ部
１０１  センサ部
１０２  ゲージ取付板
１０３  シースチューブ
１０４  鉄構造物
２０１  筐体
２２１  Ａ／Ｄ変換器
２２２  メモリ部
２２３  比較部
２２４  ＵＳＢ（メモリ）
【図１】
0006800305.tif 000002
【図２】
0006800305.tif 000003
【図３】
0006800305.tif 000004
【図４】
0006800305.tif 000005
【図５】
0006800305.tif 000006
【図６】
0006800305.tif 000007
【図７】
0006800305.tif 000008
【図８】
0006800305.tif 000009
【図９】
0006800305.tif 000010
【図１０】
0006800305.tif 000011
【図１１】
0006800305.tif 000012
【図１２】
0006800305.tif 000013
【図１３】
0006800305.tif 000014
【図１４】
0006800305.tif 000015
【図１５】
0006800305.tif 000016
【図１６】
0006800305.tif 000017
【図１７】
0006800305.tif 000018