(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート中に埋設され、近傍の金属製の検知対象物の腐食進行状況を検知するのに用いる腐食センサの腐食検知部材であって、
アルカリ溶解性金属からなるベース材、および前記ベース材が露出しないように前記ベース材を被覆して形成され、前記検知対象物の使用環境下で腐食する金属からなる被膜により形成される検知部と、
前記検知部を保持するための基材と、からなることを特徴とする腐食センサの腐食検知部材。
【請求項２】
前記検知対象物が鋼材であり、
前記被膜は、鉄からなることを特徴とする請求項１記載の腐食センサの腐食検知部材。
【請求項３】
前記検知部が保持される側の基材表面上の少なくとも一部には、絶縁性のコーティングが施されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の腐食センサの腐食検知部材。
【請求項４】
前記ベース材は、線状または薄板状の形状に形成されており、前記ベース材の複数が前記基材上に、梯子状、階段状または並設された複環状のいずれかの形態で設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の腐食センサの腐食検知部材。
【請求項５】
前記基材がプリント配線用の基板であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の腐食センサの腐食検知部材。
【請求項６】
前記ベース材は、アルミニウムからなることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の腐食センサの腐食検知部材。
【請求項７】
請求項５に記載の腐食検知部材における前記検知部の腐食を、前記検知部の電気的特性を測定することにより検出する腐食検出部と、
前記腐食の検出結果を読取装置に対して無線送信する無線通信部と、を備えた腐食センサであって、
前記検知部を含む前記腐食センサの配線は、前記基材上にプリントされ、前記腐食検出部および無線通信部を構成する電子部品および配線が前記基材上で一体的に回路を形成していることを特徴とする腐食センサ。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の腐食検知部材における検知部の腐食を、前記検知部の電気的特性を測定することにより検出する腐食検出部と、
前記腐食の検出結果を読取装置に対して無線送信する無線通信部とを備えた腐食センサであって、
前記検知部に接続され、前記被膜の金属より貴な金属からなり、前記検知部に対し陰極として機能する電極を更に備えることを特徴とする腐食センサ。
【請求項９】
前記検知対象物は、コンクリート構造物中に埋設されている鉄筋であって、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の腐食検知部材の基材には、前記腐食検知部材を前記鉄筋に取り付けるための取付部が設けられていることを特徴とする腐食センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製の検知対象物の腐食進行状況を検知するのに用いる腐食検知部材および腐食センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート構造物やプレストレストコンクリート構造物には、鉄筋、鋼製シース管、ＰＣ鋼材等の種々の鋼材が埋設されている。これらの鋼材が腐食した場合、コンクリートのひび割れや剥落が生じたり、鉄筋あるいはＰＣ鋼材の耐荷性能の低下によって構造物の健全性が失われたり、構造物の美観や耐久性や安全性において様々な問題が生じる。
【０００３】
また、鋼橋や水道管、ケーソンなどの鋼構造物は、鋼材が腐食した場合、鋼材の断面が減少したり、耐荷性能の低下によって亀裂が生じたりすることにより、構造物の健全性が失われ、耐久性や安全性において様々な問題が生じる。そこで、従来これら鋼材の腐食状況を検知したり予測したりする方法が種々検討されている。
【０００４】
特許文献１には、コンクリート構造物中の鉄筋の腐食確率または腐食度を、自然電位を測定して診断する手法が示されている。この手法は、実測した自然電位に対し、コンクリート構造物のかぶり部分のコンクリートの含水率による補正、コンクリートの塩分の有無による補正、コンクリートの炭酸化深さによる補正を行い、コンクリート構造物中の鉄筋の腐食確率または腐食度を診断する。
【０００５】
特許文献２には、コンクリート構造物内に有する埋設構造材と同等の腐食性を有する線材を埋設した後、線材の電気抵抗を計測して、埋設構造材の腐食を予知する方法が記載されている。特許文献３には、コンクリート構造物中の鋼材と同種材質からなる細線を、コンクリート構造物中に埋設し、細線が切断する時を測定する手法が記載されている。特許文献４には、プレストレストコンクリート構造物中にＰＣ鋼材に沿って防錆被覆導線を埋設し、前記防錆被覆導線の一部を非被覆箇所とし、導線に定期的に通電を行い、通電測定値の変化によってＰＣ鋼材の腐食箇所を検知する手法が記載されている。特許文献５および特許文献６には、検知対象物の腐食環境や鋼構造物の腐食進行程度を把握するために、測定対象物近傍に金属薄膜を設置し、金属薄膜の変色程度を評価することにより、腐食程度を評価する方法が記載されている。
【特許文献１】特許第３０９６２４０号公報
【特許文献２】特開昭６４−２９７４８号公報
【特許文献３】特開平１１−１５３５６８号公報
【特許文献４】特開２００２−２４３６８７号公報
【特許文献５】特開２００２−１３９４１6号公報
【特許文献６】特開２００５−１２１５１０号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような腐食状況の検知方法では、検知の対象となる金属材料の腐食開始時期を早期かつ明確に検出することができない。
【０００７】
特許文献１に記載されているような自然電位の測定法では、不確定の要素が大きいうえ、実際の診断結果にもバラツキがあって信頼性に欠ける。
【０００８】
特許文献２および特許文献３に記載されているような腐食検知手法では、通常の線材を用いて早期に対象鋼材の腐食を検出するのは困難である。これに対し、細い線材を用いれば早期に検知することが可能となるが、コンクリート構造物や鋼構造物に多く用いられる鉄などの金属材料では細い線材の製造は困難である。また、細い線材の径を変化させて製造することも難しくコストも高くなる。加えて、細い線材は手で持つなどの軽い力においても断線が生じ、半田の取り付けも容易ではないなど、設置・電気的接続の観点から取り扱いが難しいという欠点がある。
【０００９】
特許文献４に記載されているような腐食検知手法では、ＰＣ鋼材に沿って擬似腐食材である導線を設置し、導線の一部を防錆被覆線材とし、一部を非防錆被覆線材としている。この手法では、１本の導線に防錆箇所と非防錆箇所が混在しているため、導線の電気的特性の変化を通電によって明確に把握することが難しい。また、線材を用いるため、上記の特許文献２または特許文献３と同様の問題が生じうる。
【００１０】
特許文献５および特許文献６に記載されている測定手法では、測地対象物近傍に設置した金属薄膜の変色を腐食程度の指標しているため、金属薄膜の設置箇所は変色程度を確認できる設置箇所に限定される。また、変色は金属表面に現れる事象であるため、検知対象物の腐食程度を必ずしも正確には現さず、検知対象物の曝露環境によってはばらつきが大きい。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、感度が良く、金属製の検知対象物の腐食開始時期を精度良く予測することができる腐食検知部材および腐食センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記の目的を達成するため、本発明に係る腐食検知部材は、金属製の検知対象物の腐食進行状況を検知するのに用いる腐食センサの腐食検知部材であって、前記検知対象物の使用環境下で前記検知対象物の金属より腐食し易い金属またはアルカリ溶解性金属からなるベース材、および前記ベース材の少なくとも一部を被覆して形成され前記検知対象物の使用環境下で腐食する金属からなる被膜により形成される検知部と、前記検知部を保持するための基材とからなることを特徴としている。
【００１３】
このように、本発明に係る腐食検知部材は、前記検知対象物の使用環境下で腐食する金属により形成される被膜をベース材上に備えている。そして、ベース材は、検知対象物の金属より腐食し易い金属あるいはアルカリ溶解性金属により形成されている。したがって、腐食因子により被膜が腐食した後、ベース材も早期に腐食、あるいはコンクリート構造物に埋設される場合にはコンクリート中のアルカリ成分により溶解することから、検知部の電気的特性が変化する。電気的特性の変化をとらえる方法として、たとえば、検知部の電気的接続が断線した場合には、抵抗が急激に大きくなったり、あるいは検知部の両端の電位差が断線前はほぼゼロであったものが、断線によって電位差が生じるようになる。さらに、検知部の磁性が、検知部の腐食前と腐食後で変化することを利用し、この変化を外部から電磁波や電磁誘導によって検知してもよい。上記本発明の腐食検知部材を備えた腐食センサを用いることにより、この電気的特性の変化を検出することで、早期かつ明確に被膜の腐食を検知することができる。したがって、本発明の腐食検知部材を検知対象物の近傍に設置することで、被膜の腐食から検知対象物の腐食開始時期を早期に予測することを可能にしている。
【００１４】
また、上記の被膜の厚さを調整することにより、細線よりも感度良く腐食を検知することが可能となる。たとえば、めっき等の手法を用いれば、細線よりも被膜を薄く形成することが可能である。また、めっき等の手法を用いれば、複雑な形状のベース材に対応した被膜を容易に作製することができるため、検知部の寸法や形状の自由度が増す。また、安価に検知部を製造することも可能となる。
【００１５】
このような腐食検知部材を備えた腐食センサを用いることにより、鉄筋、鉄骨、ＰＣ鋼材、鋼製シース管、その他の鋼材を含む検知対象物について腐食開始時期を、従来より早期に予測することができる。また、渓谷や山間部に設けられた鋼材を含む構造物については足場が悪いことが多く、場所によっては点検等が困難である。このように、目視による腐食の確認が困難な場所についても、上記本発明の腐食検知部材を備えた腐食センサを用いれば容易に腐食を診断することができる。さらに、把握した情報に基づいて、構造物の補修必要性有無の判断、工事指針策定などを的確かつ短時間に実施でき、構造物を健全な状態に保つ維持管理が可能となる。
【００１６】
（２）また、本発明に係る腐食検知部材は、金属製の検知対象物の腐食進行状況を検知するのに用いる腐食センサの腐食検知部材であって、導電性塗料または導電性樹脂からなるベース材、および前記ベース材の少なくとも一部を被覆してなり前記検知対象物の使用環境下で腐食する金属からなる被膜により形成される検知部と、前記検知部を保持するための基材とからなることを特徴としている。
【００１７】
このように、本発明に係る腐食検知部材は、検知対象物の使用環境下で腐食する金属により形成される被膜をベース材上に備えている。そして、ベース材は、導電性塗料または導電性樹脂により形成されている。したがって、腐食因子により被膜が腐食した後、検知部の電気的特性が変化する。たとえば、抵抗が被膜の金属に比べて十分に大きい導電性塗料または導電性樹脂をベース材として用いた場合には、金属よりなる被膜の電気的断線後は検知部の抵抗が急激に大きくなる。また、検知対象物の金属より腐食し易い材料あるいはアルカリ溶解性の材料を導電性材料として用いた導電性塗料または導電性樹脂をベース材として用いた場合には、金属よりなる被膜が腐食した後、ベース材も早期に腐食、あるいはコンクリート構造物に埋設される場合にはコンクリート中のアルカリ成分により溶解することから、検知部の電気的特性が変化する。たとえば、検知部の電気的接続が断線した場合には、抵抗が急激に大きくなる。上記本発明の腐食検知部材を備える腐食センサでは、この電気的特性の変化を検出することで、早期かつ明確に被膜の腐食を検知することができる。したがって、本発明の腐食検知部材を検知対象物の近傍に設置することで、被膜の腐食から検知対象物の腐食開始時期を早期に予測することを可能にしている。
【００１８】
また、上記被膜の厚さを調整することにより、細線よりも感度良く腐食を検知することが可能となる。また、めっき等の手法で複雑な形状のベース材に対応した被膜を容易に作製することができるため、検知部の寸法や形状の自由度が増す。また、安価に検知部を製造することも可能となる。
【００１９】
このような腐食検知部材を備えた腐食センサを用いることにより、請求項１に係る腐食検知部材と同様に、鉄筋、鉄骨、ＰＣ鋼材、鋼製シース管、その他の鋼材を含む検知対象物について腐食開始時期を、従来より早期に予測することができる。また、渓谷や山間部に設けられた鋼材を含む構造物については足場が悪いことが多く、場所によっては点検等が困難である。このように、目視による腐食の確認が困難な場所についても、上記本発明の腐食検知部材を備えた腐食センサを用いれば容易に腐食を診断することができる。さらに、把握した情報に基づいて、構造物の補修必要性有無の判断、工事指針策定などを的確かつ短時間に実施でき、構造物を健全な状態に保つ維持管理が可能となる。
【００２０】
また、ベース材に導電性塗料または導電性樹脂を使用することで、印刷による形成手法を適用できるので、効率よく、安価にベース材を製造することが可能となる。また、抵抗が被膜の金属に比べて十分に大きい導電性塗料または導電性樹脂をベース材として用いた場合には、腐食検知を被膜のみの腐食により行なうことができる。この場合、腐食検知にベース材の腐食あるいはアルカリへの溶解を必要としないため、その分だけ検知時間が短縮される。
【００２１】
（３）また、本発明に係る腐食検知部材を使用する好ましい一態様では、前記検知対象物が鋼材であり、前記被膜は、鉄からなることを特徴としている。
【００２２】
この場合の腐食検知部材における検知部では、鉄からなる被膜を備えている。この鉄からなる被膜は、腐食因子に対し検知対象物である鋼材とほぼ同等の影響を受けるので、この腐食検知部材を備えた腐食センサを鋼材の近傍に設置すれば、鉄からなる被膜の腐食から鋼材の腐食開始時期を早期に予測することが可能になる。
【００２３】
（４）また、本発明に係る腐食検知部材は、前記検知部が保持される側の基材表面上の少なくとも一部には、絶縁性のコーティングが施されていることを特徴としている。
【００２４】
これにより、ベース材や配線とベース材との接続部分等の腐食に弱い箇所を保護することができる。また、配線同士の短絡も防止することができる。
【００２５】
（５）また、本発明に係る腐食検知部材は、前記ベース材が、線状または薄板状の形状に形成されており、前記ベース材の複数が前記基材上に、梯子状、階段状または並設された複環状のいずれかの形態で設けられていることを特徴としている。
【００２６】
これにより、検知部の腐食を段階的に把握することが可能となり、鋼材等の検知対象物の腐食の進行状況を詳しく予測することが可能となる。たとえば、鉄筋コンクリート構造物において検知対象とする鉄筋の近傍に、腐食因子の侵入方向に沿って、梯子状に被膜が形成されている複数のベース材を並設した検知部材を設置することで、前記鉄筋の腐食の進行状況が予測できる。さらに、検知部における前記複数のベース材を階段状に設けた場合には、他のベース材が腐食因子の侵入に影響を与えないため、より正確に腐食状況を検知することができる。
【００２７】
（６）また、本発明に係る腐食検知部材は、前記基材がプリント配線用の基板であることを特徴としている。
【００２８】
プリント配線については、長年にわたり技術が蓄積されている。基材をプリント配線用の基材とすれば、このプリント配線技術を用いてベース材や配線を基板上に形成することができるため、容易に腐食検知部材を作製することができる。
【００２９】
（７）また、本発明に係る腐食検知部材は、前記ベース材が、アルミニウムからなることを特徴としている。
【００３０】
アルミニウムは両性金属であり、酸溶解性であるとともにアルカリ溶解性であるため、コンクリート中のようなアルカリ性の環境下において、腐食検知部材の検知部の被膜が腐食したときには、アルミニウムからなるベース材が酸性腐食因子あるいはコンクリートからのアルカリ因子のいずれかにより比較的速やかに腐食または溶解するので、被膜の腐食開始から短期間で被膜の腐食が検知される。また、アルミニウムは、加工性が高く、プリント配線板等に用いられることが多い。したがって、プリント配線技術を用いてベース材を基板上に形成できるので腐食検知部材の作製が容易になる。
【００３１】
（８）また、本発明に係る腐食センサは、上記腐食検知部材のほか、腐食検知部材における前記検知部の腐食を前記検知部の電気的特性を測定することにより検出する腐食検出部と、前記腐食の検出結果を読取装置に対して無線送信する無線通信部と、を備えた腐食センサからなることを特徴としている。これにより、コンクリート内部から外部に出す配線が不要になるとともに、腐食因子が配線を伝わってコンクリート内部に入ることを防ぐことができ、検知の精度も向上する。また、外部から簡便に検知することも可能になる。
また、前記検知部を含む前記腐食センサの配線は、前記基材上にプリントされ、前記腐食検出部および無線通信部を構成する電子部品および配線が前記基材上で一体的に回路を形成していることを特徴としている。
【００３２】
プリント配線技術により、腐食検知部、腐食検出部および無線通信部が基材上に一体的に回路形成されるため、効率のよい製造工程で腐食センサを作製することができるとともにコンパクトな腐食センサを作製できる。これらにより、腐食センサを検知対象物の近傍に設置するのが容易になる。
【００３３】
また、腐食センサは腐食の検知情報を無線通信部により読取装置に対して無線送信する。これにより、読取装置までの配線を設ける必要がなくなるため、腐食センサの設置等の労力を軽減できる。コンクリート中に腐食センサを埋設して用いる場合には、検知対象物付近からコンクリートの外部まで伝送ケーブル等の配線を設ける必要がなくなるため、配線の経路を通じて鉄筋腐食劣化因子が内部へ侵入することが無くなり、耐久性を向上させることができる。また、美観を損なうこともなくなる。さらに、通信の際は、読取装置をかざすだけでよいため、配線の取り回しの煩雑さを解消することができ、橋梁や高所のような腐食確認作業の負担が大きい場所に、腐食センサを設置することにより、負担を軽減することができる。
【００３４】
（９）また、本発明に係る腐食センサは、腐食検知部材における検知部の腐食を、前記検知部の電気的特性を測定することにより検出する腐食検出部と、前記腐食の検出結果を読取装置に対して無線送信する無線通信部とを備えた腐食センサであって、前記検知部の材料より電位の貴な金属を材料とするカソード用部材を備え、前記検知部と前記カソード用部材とは電気的に接続され、前記検知部に対しカソードとして機能することを特徴としている。
【００３５】
このように、本発明の腐食センサは、検知部のベース材上に形成される被膜の金属より貴な金属により形成されるカソード用部材を有する。被膜は、検知対象物の使用環境下で腐食する金属材料により形成されているため、前記カソード用部材を備えることにより、マクロセル腐食による腐食が進行する。このようにして、マクロセル腐食が発生する検知対象物に対しても、腐食センサを同様の条件に置くことができる。
【００３６】
（１０）また、本発明に係る腐食センサの使用形態では、前記検知対象物が、コンクリート構造物中に埋設されている鉄筋であって、上記の腐食検知部材の基材には、前記腐食検知部材を前記鉄筋に取り付けるための取付部が設けられていることが好ましい。
【００３７】
これにより、腐食センサの設置や設置位置の修正等が容易となる。そして、コンクリート打設前の測定準備の労力を軽減し、準備期間を短縮することができる。なお、取付部は鉄筋に対して着脱自在にしておいてもよい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る腐食検知部材の一つによれば、前記検知対象物の使用環境下で腐食する金属により形成される被膜をベース材上に備えている。そして、ベース材は、検知対象物の金属より腐食し易い金属あるいはアルカリ溶解性金属により形成されている。したがって、腐食因子により被膜が腐食した後、ベース材も早期に腐食、あるいはコンクリート構造物に埋設される場合にはコンクリート中のアルカリ成分により溶解することから、被膜の腐食が開始してからそれほど遅くない時点で検知部の電気的特性が変化する。たとえば、上記メカニズムで上記ベース材の電気的接続が断線した場合には、抵抗が急激に大きくなる。また、これらの被膜やベース材は従来の細線等に比べると薄く細い。したがって、本発明の腐食検知部材を備えた腐食センサでは、この電気的特性の変化を検出することで、早期かつ明確に被膜の腐食を検知することができる。したがって、本発明の腐食検知部材を検知対象物の近傍に設置することで、被膜の腐食から検知対象物の腐食開始時期を早期に予測することを可能にしている。
【００３９】
また、上記被膜の厚さを調整することにより、細線よりも感度良く腐食を検知することも可能となる。また、めっき等の手法で複雑な形状のベース材に対応した被膜を容易に作製することができるため、検知部の寸法や形状の自由度が増す。また、安価に検知部を製造することも可能となる。
【００４０】
このような腐食検知部材を備えた腐食センサを用いることにより、鉄筋、鉄骨、ＰＣ鋼材、鋼製シース管、その他の鋼材を含む検知対象物について腐食開始時期を、従来より早期に予測することができる。また、渓谷や山間部に設けられた鋼材を含む構造物については足場が悪いことが多く場所によっては点検等が困難である。このように、目視による腐食の確認が困難な場所についても、上記本発明の腐食検知部材を備えた腐食センサを用いれば容易に腐食を診断することができる。さらに、把握した情報に基づいて、構造物の補修必要性有無の判断、工事指針策定などを的確かつ短時間に実施でき、構造物を健全な状態に保つ維持管理が可能となる。
【００４１】
また、本発明に係る腐食検知部材の一つによれば、検知対象物の使用環境下で腐食する金属により形成される被膜をベース材上に備えている。そして、ベース材は、導電性塗料または導電性樹脂により形成されている。したがって、腐食因子により被膜が腐食した後、検知部の電気的特性が変化する。たとえば、抵抗が金属に比べて十分に大きいベース材を用いた場合には、金属よりなる被膜の電気的断線後は抵抗が急激に大きくなる。本発明の腐食センサでは、この電気的特性の変化を検出することで、早期かつ明確に被膜の腐食を検知することができる。したがって、本発明の腐食センサを検知対象物の近傍に設置することで、被膜の腐食から検知対象物の腐食開始時期を早期に予測することを可能にしている。
【００４２】
また、上記被膜の厚さを調整することにより、細線よりも感度良く腐食を検知することも可能となる。また、めっき等の手法で複雑な形状のベース材に対応した被膜を容易に作製することができるため、検知部の寸法や形状の自由度が増す。また、安価に検知部を製造することも可能となる。
【００４３】
このような腐食検知部材を備えた腐食センサを用いることにより、鉄筋、鉄骨、ＰＣ鋼材、鋼製シース管、その他の鋼材を含む検知対象物について腐食開始時期を、従来より早期に予測することができる。また、渓谷や山間部に設けられた鋼材を含む構造物については足場が悪いことが多く、場所によっては点検等が困難である。このように、目視による腐食の確認が困難な場所についても、上記本発明の腐食検知部材を備えた腐食センサを用いれば容易に腐食を診断することができる。さらに、把握した情報に基づいて、構造物の補修必要性時期の判断、工事指針策定などを的確かつ短時間に実施でき、構造物を健全な状態に保つ維持管理が可能となる。
【００４４】
また、ベース材が導電性塗料または導電性樹脂により形成されており、印刷によってベース材を形成することができるため、安価にベース材を製造することが可能となる。また、抵抗が被膜の金属に比べて十分に大きい導電性塗料または導電性樹脂をベース材として用いているため、腐食検知を被膜のみの腐食により行なうことができる。この場合、腐食検知にベース材の腐食あるいはアルカリへの溶解を必要としないため、その分だけ検知時間が短縮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。また、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００４６】
（実施形態１）
本発明者らは、腐食検知部材の検知部を構成する金属製の細線をさらに細くして断線等を生じやすくし、精度の高い腐食検知部材の構築を試みた。その過程において、本発明者らは、金属製の細線を細くするのには限界があることから、検知部をベース材とこれを被覆する薄い被膜により構成し、被膜の変化を検知することで腐食を精度良く検知できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００４７】
そして、ベース材は、検知対象物の金属より腐食し易い金属あるいはアルカリ溶解性金属により形成されている。したがって、腐食因子により被膜が腐食した後、ベース材も早期に腐食、あるいはコンクリート構造物に埋設される場合にはコンクリート中のアルカリ成分により溶解することから、検知部の電気的特性が変化する。たとえば、検知部の電気的接続が断線した場合には、抵抗が急激に大きくなる。本発明の腐食センサは、この電気的特性の変化を検出することで、早期かつ明確に被膜の腐食を検知することができる。したがって、本発明の腐食センサを検知対象物の近傍に設置することで、被膜の腐食から検知対象物の腐食開始時期を早期に予測することを可能にしている。
【００４８】
このような腐食検知部材は、腐食センサの一部を構成し、実際の検知を行なう際には、腐食センサ全体を動作させることで検知が行なわれる。説明を容易にするため、腐食検知部材の構成を説明する前に、まず腐食センサ全体の構成を説明し腐食検知部材が腐食センサの中で果たす役割を説明した後で、具体的に腐食検知部材の説明を行なう。また、以下の説明は実施形態の一例であり、本発明は必ずしもこれに限定されない。
【００４９】
Ａ．（腐食センサ全体の構成）
図１は、腐食センサ１００の電気的構成を示すブロック図である。腐食センサ１００は、電磁波を介して読取装置と通信することで、検知された腐食に関する情報を読取装置に伝達する。読取装置は、アンテナ、変調復調装置、メモリ、ＣＰＵと電源を供給するための電源部とからなり、必要に応じて腐食検出部からの情報を直接、あるいはデータ処理を行って他の装置に出力させる。腐食センサ１００は、腐食検知回路１１０、特性検出回路１２０（腐食検出部）、および無線通信部１３０から構成されている。
【００５０】
腐食検知回路１１０は、並列接続で設けられている検知部Ａ１〜Ａｎおよび、各検知部に対して直列に接続されている抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎにより構成されている。検知部Ａ１〜Ａｎは、腐食検知部材１１１の一部である。検知部Ａ１〜Ａｎは、金属製の検知対象物または検知対象物の近傍に敷設される。本発明でいう金属製の検知対象物とは、たとえばコンクリート構造物における鉄筋、ＰＣ鋼線、鋼製シース管、橋梁におけるＰＣケーブル、鋼製構造物における柱や梁、桁や緊張材等である。
【００５１】
検出部を検知対象物の近傍に敷設すると、測定される電気的特性に与える種々の要因を排除することができる。さらに、自然電位を測定して診断する測定器等を不要にし、低コストで検知対象物の腐食状況の検出精度を高めることができる。抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎは、検知部Ａ１〜Ａｎの腐食有無、腐食状態変化または腐食箇所の特定など検出精度を高める目的に使用される。検知部Ａ１〜Ａｎのいずれかが腐食（被膜または被膜とベース材が腐食）すると、腐食した検知部の抵抗は大きく増加する。腐食センサ１００は、このような腐食検知部材における検知部の電気抵抗の変化を検出することにより、間接的に検知対象物の腐食を検出する。
【００５２】
抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎは、検知部Ａ１〜Ａｎに直列に接続されている。検知部のいずれかが腐食したときには、回路の抵抗値が上がるため検知部の腐食を検出することができる。たとえば、抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎの抵抗値がｒ１〜ｒｎであるとすると、腐食のないときの腐食検知回路１１０の抵抗値はｒ１ｒ２・・・ｒｎ／（ｒ１+ｒ２+・・・+ｒｎ）であるが、抵抗素子Ｒｎに直列接続している検知部Ａｎが腐食し、その一部あるいは全部が電気的に断線したときには、腐食検知回路１１０の抵抗値は、ｒ１ｒ２・・・ｒｎ-１／（ｒ１+ｒ２+・・・+ｒｎ-１）となり、抵抗が大きくなる。したがって、抵抗値を検出することで腐食を検出できる。なお、抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎを検知部Ａ１〜Ａｎに接続することなく、検知部そのものの抵抗を用いて腐食を検出してもよい。
【００５３】
このように検知部Ａ１〜Ａｎに抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎを接続することにより、検知部Ａ１〜Ａｎに流れる電流が僅かでも、検知部Ａ１〜Ａｎの腐食状態を精度良く検出することが可能である。一方、検知部Ａ１〜Ａｎおよび抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎで消費される電力を少なくできる。
【００５４】
なお、消費電力を少なくするためには、腐食検知回路１１０全体の抵抗値が大きくなるように抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎを組み合わせるのが好適である。腐食検知回路１１０全体の抵抗値としては、例えば、１０ｋΩ〜１ＭΩの範囲であることが好ましい。１０ｋΩよりも小さい場合には、腐食検知回路１１０に流れる電流量が大きくなり、腐食検知回路１１０で消費される消費電力は多くなる。一方、１ＭΩよりも大きい場合には、腐食検知回路１１０に流れる電流量は少なくなるが、腐食検知回路１１０全体にかかる電圧が大きくなり消費電力は多くなる。
【００５５】
特性検出回路１２０（腐食検出部）は、信号伝達回路１２１およびＲＦＩＤＩＣ１２５の検出回路１２６から構成されている。信号伝達回路１２１は、腐食検知回路１１０とＲＦＩＤＩＣ１２５とを接続し相互に信号を伝達する回路である。ＲＦＩＤＩＣ１２５は、検出回路１２６および無線通信回路１３１を有している。検出回路１２６は、腐食検知回路１１０に対して電圧を印加し、端子１１０ａ、１１０ｂ間の電気的特性を検出する。電気的特性としては、端子１１０ａ、１１０ｂ間の電圧（電位差）、電気抵抗、インピーダンス、静電容量などがあり、これらを検出することが可能である。本実施形態では、腐食センサ１００は、端子１１０ａ、１１０ｂ間の電圧を検出する。
【００５６】
ＲＦＩＤＩＣ１２５は、電源整流回路、変調復調装置、充電／電源部、メモリおよびＣＰＵなどの制御部を備えている。メモリは、予め登録された固有の識別番号、外部からの情報、コンクリート構造物内の状態変化の記録、その他必要な情報を記憶している。電源部は蓄電機能を備え外部から供給される電磁波からの誘電電圧を一時的に蓄えるものであってもよい。ＣＰＵ、制御部は、特性検出回路１２０の制御を行なうものである。たとえば、ＣＰＵは送受信の信号のデータ処理、アナログ情報のデジタル変換、電源のコントロール、その他データ処理を行う。
【００５７】
ＲＦＩＤＩＣ１２５の検出回路１２６は、腐食検知回路１１０の抵抗値または電位等の電気的特性を測定する。検出回路１２６は、電気的特性を測定するために必要な各種回路、例えば、高出力電流回路、反転増幅回路、同相増幅回路、ボルテージフォロー回路、積分増幅回路、比較演算回路、ヒステリシス特性の比較演算回路、マルチバイブレーター回路、電流-電圧変換回路などを構成するように各種抵抗素子やコンデンサ、コイルなどが組み込まれている。電位差を測定する場合、オペアンプなどの装置を利用することにより、より正確に電位差を検出することができる。
【００５８】
検出回路１２６のメモリは、全体の制御を行うオペレーティングシステムが格納されているＲＯＭ、データの書き換えや構造物の状態を検知するプログラムが格納されているＥＥＰＲＯＭまたはＦＲＡＭ、検知した情報を記録するＲＡＭなどで構成されている。メモリにはセンサ部のＩＤ番号を搭載してもよく、また、読み取り装置から検知部の位置に関する情報をＲＡＭに書き込み、これら情報をセンサで検知した情報と共に読み取り装置で読み取ってもよい。
【００５９】
無線通信部１３０は、ＲＦＩＤＩＣ１２５の無線通信回路１３１、アンテナ１３２およびブリッジ１３５から構成されている。無線通信回路１３１は、検出回路１２６の検出結果を、アンテナ１３２を介して、外部の読取装置に対して無線送信する。
【００６０】
無線通信回路１３１は、変調回路、充電／電源部、メモリなどから構成される。この電源部では、バッテリを搭載するタイプのものであっても良いし、いわゆるバッテリーレス、すなわち、蓄電機能を有し、外部から供給される電磁波による誘導電圧を一時的に蓄えるものであっても良い。無線通信回路１３１に含まれるメモリは、全体の制御を行うオペレーティングシステムが格納されているＲＯＭ、データの書き換えや構造物の状態を検知するプログラムが格納されているＥＥＰＲＯＭ、検知した情報を記録するＲＡＭなどで構成される。メモリには腐食センサのＩＤ番号を搭載してもよく、また、読取装置から検知部の位置に関する情報をＲＡＭに書き込み、これら情報をセンサで検知した情報と共に読み取り装置で読み取ってもよい。
【００６１】
このようにして、無線通信回路１３１は、一方で、検出回路１２６から送出される情報を無線送信可能に処理し、他方では、アンテナ１３２を介して受信した読取装置からの指示を検出回路１２６に伝える。
【００６２】
アンテナ１３２は、読取装置との間で無線により情報を送受信する。アンテナ１３２は、金属類、カーボンファイバーやフェライトなどより構成される。アンテナ１３２には、中空の巻き線、あるいは磁性体巻き線、あるいは基板上にプリント技術を利用して成形したものを用いることが望ましく、ポリエチレンテレフタレートなどのフィルム間に上記の材料を挟み込んで使用してもよい。アンテナ１３２としては、リング状、棒状、円盤状など適当な形に成型されたものを用いてもよい。
【００６３】
ブリッジ１３５は、アンテナ１３２に触らないように形成され、回路を閉回路にしている。なお、腐食センサ１００は、無線通信を行う構成を有しているが、無線通信回路１３１の代わりに有線で読取装置に接続することとしてもよい。
【００６４】
腐食センサ１００は樹脂製の膜等の絶縁物を挟んで絶縁物鋼製シース管の表面に敷設してもよいし、ＰＣ鋼線の挿通された樹脂製シース管の外周に取り付けることとしてもよい。
【００６５】
Ｂ．（腐食検知部材の構成）
次に、本発明の腐食検知部材１１１について説明する。図２は、腐食検知部材１１１の平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。図は、検知部が３つの場合を例として示している。図２（ｂ）の断面図は、（ａ）の平面図の断面Ｓ１を矢印の方向から見た図である。
【００６６】
図２に示すように、腐食検知部材１１１は、検知部Ａ１〜Ａ３、検知部を保持するための基板１１３（基材）および配線を保護し短絡を防ぐための樹脂コーティング１１５から構成されている。
検知部Ａ１〜Ａ３は、配線Ｌにより信号伝達回路１２１に接続されており、それぞれ並列に接続されている。この場合、検知部Ａ１〜Ａ３は、基板上に梯子状に並設されている。検知部Ａ１〜Ａ３は、さらにベース材Ｂ１〜Ｂ３および被膜Ｃ１〜Ｃ３により構成されている。
【００６７】
検知部は、ベース材と被膜の二層構造からなるものであるが、全体の寸法はたとえば厚さ５μｍ以上２５０μｍ以下の範囲、長さ１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲、幅０．０５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲の短冊状に形成されるのが好ましい。検知部Ａ１〜Ａ３のそれぞれの間隔は、たとえば３．０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲程度である。設置間隔を３．０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲程度とすることで、たとえば鉄筋コンクリート構造物における鉄筋等のかぶり深さ方向の腐食の進行状況を明確にすることができる。コンクリート中で腐食検知部材１１１を使用する場合には、検知部の長さを２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下の範囲とすることが好適である。コンクリートに使用される骨材が偶発的に検知部の直上にきた場合、正確な検知がしにくくなる場合がある。検知部の長さが骨材の最大径よりも大きければ、骨材の偶発的な配置による検知への影響を防止することができる。検知部の長さを２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下の範囲とすることで使用するコンクリートの骨材の最大径よりも検知部の長さを大きくすることができ、腐食を確実に検知することができる。ただし、コンクリートの骨材寸法は、腐食センサを埋設する構造物の用途、配筋間隔、かぶり厚さによって変化するため、かならずしも好適な範囲は上記に限られない。
【００６８】
また、腐食検知部材の検知部の幅が小さすぎた場合には製造や使用の際に取り扱いが難しくなることから、用途によっても異なるが、検知部Ａ１〜Ａ３の幅は０．０５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲が好ましい。
【００６９】
Ｂ−１−１．（ベース材）
ベース材は被膜を保持するとともに被膜との関係で腐食を検知するために基材上に設置される。ベース材としては検知対象物の金属より腐食しやすい金属またはアルカリ溶解性金属、および導電性塗料または導電性樹脂、からなるベース材が用いられる。
【００７０】
ベース材Ｂ１〜Ｂ３は、好ましい態様として、たとえばアルミニウムにより形成されている。ベース材Ｂ１〜Ｂ３の厚さは、たとえば、アルミニウム箔エッチング法で形成した場合には、１μｍ以上２００μｍ以下程度、アルミニウム乾式めっきで形成した場合には、０．０１μｍ以上１μｍ以下程度、アルミニウムフィラーインク等による印刷で形成した場合には、０．５μｍ以上１００μｍ以下程度となる。ベース材Ｂ１〜Ｂ３には、被膜を保持するための下地としての機能が求められる。また、電気めっきによりベース材Ｂ１〜Ｂ３上に被膜Ｃ１〜Ｃ３を作製する場合には、ベース材Ｂ１〜Ｂ３には下地として導電性が求められる。なお、本明細書において、「アルミニウム箔」とは、厚さによらず、アルミニウムあるいはアルミニウムを主成分とする金属を圧延して製造した薄膜を指す。
【００７１】
一方で、ベース材Ｂ１〜Ｂ３には、被膜が腐食した際には、速やかに腐食の検知を可能にすることが要求される。ベース材Ｂ１〜Ｂ３の材料が、被膜Ｃ１〜Ｃ３が腐食した際に、速やかに腐食する材料であれば、検知部が断線することにより電気的特性が変化するため、腐食検知が可能となる。この場合、ベース材Ｂ１〜Ｂ３の材料は、鋼材等の検知対象物の使用環境下で検知対象物の金属より腐食し易い金属であればよい。
【００７２】
また、コンクリート、モルタル、ペーストを含むセメント硬化体中に腐食センサ１００を埋設する場合には、コンクリートがアルカリ性を有するため、ベース材Ｂ１〜Ｂ３の材料は、アルカリ溶解性金属であればよい。このようにして、被膜の腐食によって露出したベース材は雰囲気のアルカリ環境によって速やかに溶解し断線する。これにより、回路中の電気的特性の変化を明確に検知することができる。
【００７３】
上記の事情から、コンクリート構造物中の鋼材が検知対象物である場合には、アルミニウムをベース材として用いれば、被膜が腐食した後に、コンクリート中のアルカリに速やかに溶解するため、ベース材Ｂ１〜Ｂ３の材料としてアルミニウムは好適である。なお、上記の条件を満たす金属であればアルミニウム以外の材料であっても、ベース材Ｂ１〜Ｂ３の材料に用いることができる。
【００７４】
また、被膜Ｃ１〜Ｃ３が腐食した際に、速やかに腐食または溶解する材料以外にも、被膜Ｃ１〜Ｃ３の作製が可能な程度の導電性（金属より著しく小さい導電性）を有し、被膜Ｃ１〜Ｃ３が腐食した後もあまり腐食や溶解を起こさず残留し一定以上の抵抗値を有する材料であれば、ベース材Ｂ１〜Ｂ３の材料として用いることができる。その場合には、被膜Ｃ１〜Ｃ３が腐食した際の検知部の電気抵抗値を測定することで、腐食を検知することができる。すなわち、被膜Ｃ１〜Ｃ３の腐食および導電性の消失あるいは低下によって、検知被膜を流れていた電気がベース材である導電性塗料に流れることにより、前述の特性検出回路全体の電気抵抗が変化する。これにより、腐食センサ１００は被膜の腐食を検知する。
【００７５】
上記の条件を満たす材料としては、たとえばフィラー型の導電性塗料、導電性樹脂またはこれらの混合物がある。特に、流動性および塗布後の硬化性を有する材料が、ベース材には好適である。フィラー型の導電性塗料とは、導電性粒子（フィラー）と媒体となる樹脂等の混合物であり、いわゆる導電性ペーストを含む。フィラー型の導電性塗料、導電性樹脂またはこれらの混合物は、混合の比率等により抵抗値を約１０−６〜１０８Ωで調整できるため、腐食センサの使用環境に応じたベース材を形成することができる。
【００７６】
フィラー型の導電性塗料のフィラーに用いられる単体材料には、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、黒鉛、錫、鉛、亜鉛、鉄、チタン、パラジウム、インジウムおよびガリウム等がある。また、化合物の材料には、ステンレス、ハンダ、銅合金、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウム、炭化チタン、窒化チタン、酸化アルミニウムその他の上記材料の合金、酸化物、炭化物または窒化物がある。
【００７７】
この中で、特に実用性が高く、フィラーとして好適なものは、銀、銅、ニッケル、鉄、金、錫、黒鉛およびアルミニウムである。フィラーは、微粒子または繊維状の形態で導電性塗料に含まれている。
【００７８】
導電性樹脂は、それ自身に導電性がある特殊な高分子である。導電性樹脂には、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリパラフェニリン、ポリアセンがある。
このように、導電性塗料や導電性樹脂もベース材Ｂ１〜Ｂ３の材料として好適である。
【００７９】
なお、上記のような導電性塗料や導電性樹脂は、流動性および塗布後の硬化性を有するものであるが、導電性フィルム、導電性テープ、導電性プラスチック、導電性セラミック、導電性ガラスをベース材の材料としてもよい。
【００８０】
Ｂ−１−２（被膜）
被膜は腐食を検知するための主材として上記ベース材上に形成される。
被膜Ｃ１〜Ｃ３は、好ましい態様として、たとえば鉄または主成分が鉄で構成された金属により形成され、それぞれベース材Ｂ１〜Ｂ３を被覆している。被膜Ｃ１〜Ｃ３の厚さとしては、実用的には３μｍ以上４０μｍ以下の範囲が好ましいが、１．０μｍ以上１００μｍ以下の範囲の厚さで形成することも可能である。被膜Ｃ１〜Ｃ３は、検知対象物の使用環境下で腐食する金属である。本発明では、腐食を直接検知する部分を被膜にすることで従来の細線より腐食を早期かつ明確に検知できるようにしている。また、このような腐食検知部材を検知対象物またはその近傍に設置した場合、被膜の腐食から検知対象物の腐食開始時期を早期に予測することを可能にしている。被膜Ｃ１〜Ｃ３は、検知対象物の使用環境下で腐食する金属であればよく、被膜を構成する金属の主成分が検知対象物の金属の主成分と同じとなるように被膜の金属を選定することが好ましい。たとえば、検知対象物が鉄筋である場合には、被膜Ｃ１〜Ｃ３の材料は、鉄が好適である。また、被膜を構成する金属が検知対象物の金属と比較して同等以上に腐食し易い金属である場合も好ましい。たとえば、ステンレスが検知対象物であるとき、鉄は同等以上に含まれる。
【００８１】
ベース材Ｂ１〜Ｂ３が、アルミニウムであり、これを含む腐食センサあるいは腐食検知部材をコンクリート中に埋設して用いる場合には、もしベース材Ｂ１〜Ｂ３が被膜Ｃ１〜Ｃ３の腐食前にコンクリート中にさらされることが起こると、皮膜が腐食する前にベース材Ｂ１〜Ｂ３がコンクリート中のアルカリ成分により溶解してしまい検知部の回路に断線が生じる。したがって、このような場合には、ベース材Ｂ１〜Ｂ３がコンクリート中に晒されないようにベース材を保護する形で被膜Ｃ１〜Ｃ３を形成する必要がある。ベース材Ｂ１〜Ｂ３が導電性塗料等により形成されているときも、導電性粒子や樹脂がアルカリ成分により溶解し易いもので同様である。
【００８２】
なお、被膜Ｃ１〜Ｃ３の材料として好適な鉄は、検知対象物と同等の金属で構成する場合以外は、検知対象物が鋼材であれば通常は鉄めっきで対応が可能である。金属のイオン化傾向および不動態化傾向を考慮すると、実用的には鉄あるいは鉄を主成分とする金属は大気中や水等、通常、検知対象物が使用される環境において最も酸化しやすい金属に位置づけられる。
【００８３】
特定の金属からなる被膜Ｃ１〜Ｃ３のベース材上への形成手法としては、めっきが簡易であるため好適である。検知部を従来のように鉄製の細線で作製した場合には０．１ｍｍ程度が細くする場合の限界であるが、めっきなら厚さが０．１ｍｍ以下でも被膜を形成することができ、たとえば厚さを０．００５ｍｍ程度としても被膜を形成することができる。その結果、被膜の腐食開始から電気的断線までの時間が短縮され、腐食検知の感度が高くなる。このように被膜厚さを調整することにより、細線よりも薄く感度の良い検知部を形成することが可能となるとともに感度の調整もできる。また、めっき等の手法で、複雑な形状のベース材にも容易に被膜を形成することができるため、検知部の寸法や形状の自由度が増す。また、極細の細線を製造するのに比べれば、安価に検知部を製造することも可能となる。また、めっきで成膜すれば、被膜の成分の調整も容易である。
【００８４】
また、鉄めっきは、アルミニウム製品の耐摩耗性の向上に用いられるほど、機械的作用に対する抵抗性に優れており、鋼材の細線と比較して取り扱いが容易である。なお、ここで言うめっきには、化学めっき、電気めっきや蒸着、溶融、スパッタリング等の膜形成手法を含む。また、被膜Ｃ１〜Ｃ３が薄く形成されれば、腐食検知の感度は向上するため、被膜形成手法は、必ずしもめっきに限定されない。
【００８５】
Ｂ−２．（基材）
基板１１３（基材）は、絶縁性の材料により形成されており、検知部Ａ１〜Ａ３や配線、回路等を保持する。基板１１３（基材）は、好ましい態様としては、たとえばプリント配線用の基板である。プリント配線については、長年にわたり技術が蓄積されており、このプリント配線技術を用いて基板上にベース材や配線を形成することができるため、容易に腐食検知部材を作製することができる。基板１１３（基材）は、腐食因子や周辺環境に対して安定した材質で形成され、経年劣化が生じ難いことが好ましい。また、ベース材との付着性能が良好であることが好ましい。付着性は、用いるベース材やベース材の形成方法によって異なるため、ベース材と相性の良い材料を基板１１３の材料とすればよい。
【００８６】
基板１１３に用いられる絶縁性材料には、プリント配線基板等に用いられるガラスエポキシ、ガラスコンポジット、紙フェノール、ガラスや、フレキシブル基板に用いられるポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリイミド、環状オレフィン系高分子、芳香族ポリエーテルケトン、芳香族ポリエーテルスルホン、全芳香族ポリケトン、液晶ポリマーなどが挙げられる。また、プラスチック基板に用いられる材料なども好適である。基板１１３とベース材Ｂ１〜Ｂ３とは、たとえば、樹脂により接着されている。また、用途に応じてガラスコンポジットやガラスエポキシのようなハードタイプのプリント基板や、ポリエチレンテレフタレートやポリイミドのようなやわらかいフレキシブルのプリント基板を用いることができる。上記の材料のうち、入手し易さや情報の多さを含む実用性を考慮すれば、特にポリエチレンテレフタレートおよびポリイミドが基板１１３の材料に好適である。ポリエチレンテレフタレートは、アルミニウムの付着性がよく、安価に入手できる材料である。
【００８７】
Ｂ−３．（絶縁性のコーティング）
絶縁性のコーティング材による基材面のコーティングは、基材上に形成される検知部、配線、回路を保護し短絡を防ぐ目的でなされる。
【００８８】
樹脂コーティング１１５（絶縁性のコーティング）は、検知部Ａ１〜Ａ３の端部および配線Ｌを基板１１３上で被覆している。これにより、ベース材Ｂ１〜Ｂ３や配線Ｌとベース材Ｂ１〜Ｂ３の接続部分等の腐食に弱い箇所を保護している。一方、樹脂コーティング１１５は、中央に未コーティングの開口部１１６を有しており、開口部１１６において検知部Ａ１〜Ａ３は鋼材等検知対象物と同様の使用環境に曝露されている。樹脂コーティング１１５の材料としては、たとえば、ポリエステルフィルム、塩化ビニール、ポリエチレン、シリコン、フッ素樹脂、4フッ化エチレン樹脂、基材に使用されている各素材、その他のポリマー材料、これらのシート、テープ、硬化型コーティング剤、接着剤等が挙げられる。
【００８９】
上記のように、絶縁性のコーティングは、絶縁性の材料で、基材表面の回路を保護できる材料であれば基本的に制限はない。絶縁性のコーティングには、回路を密封し周辺環境から守る密閉性や基板１１３への付着性が要求される。また、腐食因子や周辺環境に対して安定した材質で、経年劣化やなどが生じにくいことも要求される。上記のほかに、製造上、めっき浴槽に浸漬および通電して被膜の形成を行なう場合には、回路の保護および回路への被膜形成の防止の役割も果たす。なお、絶縁性のコーティングとしては、樹脂コーティング以外にガラスコーティングやセラミックコーティングを用いることもできる。
【００９０】
Ｃ．（腐食検知部材の製造方法）
次に、上記のように構成される腐食検知部材の製造方法の一例を説明する。以下の例は、腐食検知部材のベース材Ｂ１〜Ｂ３としてアルミニウム、被膜Ｃ１〜Ｃ３として鉄を選択した場合の製造方法である。まず、ベース材Ｂ１〜Ｂ３の薄膜の形成方法の選定を行なう。薄膜形成方法には、乾式めっき、アルミニウム箔の接着、アルミニウム塗料の印刷がある。たとえば、アルミニウム箔を基材に接着した市販の基板が存在する場合には、アルミニウム箔の接着を選定するのが簡易である。基板１１３の材料として、たとえば、耐熱性とコストの観点からＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)を選定することができる。
【００９１】
次に、回路の焼付けおよびエッチング処理を行なう。たとえば、アルミニウム箔を基板１１３に接着した基板において、回路部分をマスキングして、マスキングされた基板１１３を、アルミニウムを溶解するエッチング液に浸漬させ、回路部分だけを基板１１３に残してエッチングを終了する。
【００９２】
次に回路の所定の箇所へ回路を構成する素子を挿入する。そして、絶縁性のコーティングの材料を選定する。たとえば、絶縁性のコーティングの材料としてＰＥＴを使用することができる。
【００９３】
続いて、検知部を残して基板１１３や回路を被覆できるよう絶縁性のコーティング用のＰＥＴフィルムを型抜きする。そして、接着材等でコーティング用のＰＥＴフィルムを基板に接着しコーティングを完了する。コーティングが終わったら、ベース材Ｂ１〜Ｂ３上にめっきにより鉄の被膜形成を行なう。
【００９４】
めっきは、上記のように形成された基板１１３をめっき液中に浸漬（めっき浴）し、所定の時間通電を行い、電気めっきによりベース材Ｂ１〜Ｂ３上に鉄の被膜を形成する。被膜形成が完了したら、工程を終了する。
【００９５】
上記の製造方法は、エッチングにより配線パターンを形成するサブトラクト法を用いているが、無電解めっき等により配線パターンを形成するアディティブ法を用いてもよい。また、アルミニウム箔の接着ではなく、アルミニウム塗料を用いて回路の印刷を行なうこともできる。この場合には、印刷により腐食検知部材の大量生産が可能になる。
【００９６】
なお、被膜形成のためのめっきの手法のうち、湿式めっき法では、電気めっき法および化学めっき法が好適である。また、乾式めっき法では、真空蒸着、スパッタリングおよび化学蒸着法が好適である。
【００９７】
電気めっき法とは、金属塩の水溶液から、外部電流により電気化学的に対象物表面へ金属を還元析出させる方法である。Ｚｎ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒなどの重金属や、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｈなどの貴金属まで広範囲の金属のめっきが可能である。電気めっき法による被膜は比較的薄い膜厚のものでも緻密な析出層として形成され、検知部の被膜に用い易い。
【００９８】
化学めっき法とは、外部電流を用いることなく溶液中の金属イオンを化学的に還元析出する方法である。そのひとつとして無電解めっきがある。化学めっき法には自触媒型と非自触媒型があり、自触媒型は還元剤と触媒の作用により金属析出が起こるもので、析出した金属自身も触媒となって析出が継続する手法である。非自触媒型化学めっき法は、還元剤が存在する限り金属析出が継続するめっき液でのめっき手法である。実用化している化学めっきの主な金属はＮｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕなどである。最大の特長として、膜厚が均一で寸法精度がきわめて高いことが挙げられ、正確な検知が可能な被膜を作製できる。
【００９９】
真空蒸着は、真空容器中で金属を蒸発させ、蒸発した金属分子を対象物の表面で凝縮させて０．０５〜０．１μｍの薄膜を作る方法である。薄膜の下地には素材の平滑化ならびに密着性の向上のためにアンダーコートが必要となる。Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎなどの単一金属の蒸着が可能である。実用上アルミニウムに多用されており、アルミニウムのベース材の作製に適している。
【０１００】
スパッタリングは、真空容器中にアルゴンガスを導入し、陰極（めっき金属）と陽極（被膜対象物）の間に直流高電界をかけ、アルゴンを放電させてアルゴンイオンと電子にし、アルゴンイオンに、めっき金属を叩かせ金属原子を飛び出させて（スパッタリング現象）、被膜対象物に薄膜を形成させるめっき手法である。
【０１０１】
真空蒸着およびスパッタリングに代表される真空めっき法（ＰＶＤ）は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗなどの単体金属のほか、各種合金や化合物のめっきが可能であり、形成された被膜が超薄膜であり機能性に優れているため、被膜形成に有効である。
【０１０２】
化学蒸着法（ＣＶＤ）は、常圧あるいは減圧下で、ハロゲン化金属などのガスを過熱した素材面で分解、あるいは置換、あるいは水素によって還元しめっき被膜を得る手法である。多くの純金属や化合物のめっきが可能である。熱ＣＶＤ、光ＣＶＤ、プラズマＣＶＤがあり、多様な機能性被膜を得ることができる。
【０１０３】
上記のめっき方法以外にも、腐食センサの用途や各材料に適しためっき法を適用することができる。乾式めっき法では、浸漬めっき法、接触めっき法および衝撃めっき法が適用可能である。また、湿式めっき法では、イオンプレーティング、溶融めっき法および金被膜法が適用可能である。
【０１０４】
以上のようにして、本発明の腐食検知部材は製造できる。
【０１０５】
Ｄ−１．（無線の場合の使用方法）
次に、本発明の腐食センサ１００の使用例を説明する。図３は、コンクリート構造物１５０中に腐食センサ１００を埋め込んで鉄筋１５５の腐食を間接的に予測する例を示す断面図である。図３に示すように、コンクリート構造物１５０は、コンクリート中に鉄筋１５５が埋め込まれて形成されており、腐食センサ１００は検知対象物である鉄筋１５５の近傍に配置される。腐食因子は、この場合、コンクリート構造物１５０の表面から矢印Ｄの方向に侵入する。そこで、腐食因子の侵入の状況を検出するために、検知部Ａ１〜Ａ３が腐食因子の侵入方向と平行に梯子状に並ぶように腐食センサ１００を埋設する。このような配置とすることにより、時間経過に伴う腐食因子の侵入状況をかぶり深さ方向に段階的に把握することが可能になる。また、一定の位置情報を得ることもできる。なお、図3においては、腐食検知部材１１１以外の部分については、省略して図示している。
【０１０６】
腐食センサ１００における検知部Ａ１〜Ａ３の腐食から鉄筋１５５の腐食開始時期を予測するには、例えば、コンクリート構造物１５０の表面から鉄筋１５５および検知部Ａ１〜Ａ３のそれぞれの位置情報と、検知部Ａ１〜Ａ３のそれぞれの腐食までに経過した時間から、差分法により行えばよい。
【０１０７】
図４は、橋梁の一部の腐食検知に腐食センサ１００を使用する例を示す斜視図である。図４に示すように、橋梁１６０は、コンクリート製の橋脚１６１、鉄板１６２、鉄骨のトラス構造１６３、鉄板１６５、コンクリート板１６６、アスファルト１６７、手すり１６９から構成されている。車両等がアスファルト１６７上を通ったときの衝撃に耐えうるようにトラス構造１６３がとられているが、その下の鉄板１６２には最も負担がかかる構造である。なお、図４においても、腐食センサの細部は省略して図示している。
【０１０８】
また、このような橋梁が海や河口に構築された場合には、鉄板１６２のような比較的低い位置に海水の飛沫が降りかかることになる。また、上の鉄板１６５であれば橋の上から目視により直接腐食状況を確認できるが、下の鉄板１６２については、橋の上からは確認し難く、高所であれば確認作業の負担が大きい。このような状況においては、下の鉄板１６２の表面に無線通信部を有する腐食センサ１００を設置することにより、容易に鉄板１６２の腐食状況を確認することができる。上記のコンクリート構造物や橋梁の使用例以外であっても、腐食が生じやすく、目視等により直接確認することが困難な場合に、特に腐食センサ１００を使用する効果が大きくなる。
【０１０９】
なお、橋梁のような鋼材の構造物は、防食性を高めるために塗料や樹脂を表面に塗布していることが多い。したがって、腐食検知の観点から、腐食検知部材も同様の条件とした方が、より正確に鋼材の腐食を検知することができる。図５は、橋梁のトラス部分１７０の表面に防錆塗料１７５を表面に塗布した腐食センサ１００を設置した使用例を示す正面図（ａ）および断面図（ｂ）である。図５に示す例では、検知対象物は鋼橋のトラス部分１７０の鋼材である。したがって、検知部の被膜は鉄製とするのが好ましい。また、この場合、腐食検出の作業には困難な場所であるため、腐食センサは無線通信方式とするのが好ましい。塗料や樹脂を表面に塗布した鋼材の腐食を検知する用途に、腐食センサ１００を用いる場合には、検知部を検知対象物に塗布された塗料や樹脂でコーティングすることが好適である。このようにして、表面の防錆塗料１７５の塗替え時期の判断にも腐食センサ１００を用いることができる。
【０１１０】
Ｄ−２（有線の場合の使用方法）
上記では、無線通信により腐食検知の情報を読取装置に送信可能な腐食センサ１００を説明しているが、有線で腐食検知の情報を読み取るものであってもよい。図６は、地中に埋設された鋼管１８０の腐食検知に本発明の腐食センサ１００を使用する例を示す概念図である。図６に示す使用例では、腐食センサ１００は無線通信部１３０に代えて有線用のインターフェースを備えている。そして、図６に示すように、腐食センサ１００と読取装置とは汎用の２線式シールド線１８３で接続され通信可能となっている。検知対象物は、燃料管、ガス管、水道管、ケーブル管その他の工業用地中埋設型鋼管１８０である。たとえば、検知対象物の材質は一般構造用炭素鋼が用いられているとすると、被膜は、めっきにより形成された鉄の被膜を用いるのが好適である。ベース材には、たとえば導電性塗料（銀ペーストインク）を用いることができる。導電性塗料の抵抗は、２００Ω程度とすれば十分に検知可能であるが、金属粉末の含有割合により任意に変化させることができる。基材には、たとえばポリイミドを用いて鋼管に密着させることができる。このように有線で腐食を検出することにより、検出結果へのノイズを防止することができる。
【０１１１】
（実施形態２）
（腐食検知回路をＲ−２Ｒ回路とした形態）
上記の実施形態１では、腐食センサは、複数の検知部Ａ１〜Ａｎのそれぞれに抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎを直列接続し、これらを並列接続することで腐食検知回路１１０を構成しているが、Ｒ−２Ｒ回路となるように抵抗素子を接続し、どの検知部が腐食したかまで検知することの可能な回路を構成してもよい。図７は、腐食検知回路２１０を、Ｒ−２Ｒ回路として構成した腐食センサ２００の電気的構成を示すブロック図である。
【０１１２】
腐食センサ２００は、腐食検知回路２１０、特性検出回路２２０（腐食検出部）、および無線通信部２３０から構成されている。腐食検知回路２１０では、各検知部Ａ１〜Ａｎおよび信号伝達回路２２１の間に抵抗素子Ｐ１〜Ｐｎを接続している。すなわち、信号伝達回路２２１と抵抗素子Ｒ１との間に抵抗素子Ｐ１を接続し、抵抗素子Ｒ１と抵抗素子Ｒ２との間に抵抗素子Ｐ２を接続し、以下ＲｉとＲｉ+１との間にＰｉを接続している。そして、最後に抵抗素子Ｒｎと信号伝達回路２２１との間にＰｎを接続している。腐食センサ２００は、抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎを直列接続した検知部Ａ１〜Ａｎを複数並列に配置し、腐食検知回路２１０の電気抵抗あるいは電位差を測定することにより検知部Ａ１〜Ａｎが腐食あるいは腐食したかを確認する。このようにＲ−２Ｒ回路を利用することにより、腐食した検知部Ａ１〜Ａｎを特定することができる。検知部Ａ１〜Ａｎは、腐食検知部材２１１に含まれる。
【０１１３】
特性検出回路２２０（腐食検出部）は、信号伝達回路２２１およびＲＦＩＤＩＣ２２５の検出回路２２６から構成されている。ＲＦＩＤＩＣ２２５の検出回路２２６は、腐食検知回路２１０の抵抗値または電位等の電気的特性を測定する。無線通信部２３０は、ＲＦＩＤＩＣ２２５の無線通信回路２３１、アンテナ２３２およびブリッジ２３５から構成されている。無線通信回路２３１は、検出回路２２６の検出結果を、アンテナ２３２を介して、外部の読取装置に対して無線送信する。ブリッジ２３５は、アンテナ２３２に触らないように形成され、回路を閉回路にしている。アンテナ２３２は、読取装置との間で無線により情報を送受信する。
【０１１４】
（実施形態３）
（単一の検知部を設けた腐食検知部材の形態）
上記の実施形態では、腐食検知回路１１０、２１０に複数の検知部が設けられているが、単一の検知部のみが設けられていてもよい。図８は、単一の検知部Ａのみを有する腐食検知部材３１１を示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。図８（ｂ）の断面図は、（ａ）の平面図の断面Ｓ２を矢印の方向から見た図である。
【０１１５】
図８に示すように、腐食検知部材３１１は、検知部Ａ、基板３１３（基材）および樹脂コーティング３１５から構成されている。検知部Ａは、配線Ｌにより信号伝達回路に接続されている。検知部Ａは、さらにベース材Ｂおよび被膜Ｃにより構成されている。樹脂コーティング３１５は、検知部Ａの端部および配線Ｌを基板３１３上で被覆している。樹脂コーティング３１５は、中央に開口部３１６を有しており、開口部３１６において検知部Ａは鋼材等の使用環境に曝露されている。このような単一の検知部Ａのみを有する腐食検知部材３１１は、コンクリート中の鉄筋の一箇所を簡易に検知したい場合等、局所的に腐食を検知したい場合には有効である。
【０１１６】
（実施形態４）
（検知部を階段状に設けた腐食検知部材の形態）
上記の実施形態では、腐食検知部材の基板上に複数の検知部が梯子状に設けられている例を示したが、用途に応じて階段状に設けられていてもよい。図９および図１０は、４つの検知部Ａ１〜Ａ４を階段状に設けた腐食検知部材４１１および４２１を示す斜視図である。両図では樹脂コーティングや配線を省略して腐食検知部材４１１を表している。
【０１１７】
図９に示す例では、腐食検知部材４１１は、階段状の形状を有する基材４１３のそれぞれの段上に検知部Ａ１〜Ａ４を配置して形成されている。検知部を階段状に設けることにより、他の検知部の影響を受け難くすることができる。たとえば、梯子状に配置された腐食検知部材４１１を腐食因子の侵入方向に沿って設けると、奥の検知部は、侵入方向の手前の検知部の影響を受けてしまう。そこで、検知部を階段状に設けることで、各検知部に対する腐食因子の侵入経路上に検知部がない状態をつくることができる。基材４１３は、角の部分に凹部４１７（取付部）を有し、凹部４１７に鉄筋４５５に嵌め込むことが可能となっている。
【０１１８】
一方、図１０に示す例では、腐食検知部材４２１は、階段状の形状を有する基材４２３のそれぞれの段の側面に検知部Ａ１〜Ａ４を配置して形成されている。上記と同様に、検知部を階段状に設けることにより、各検知部を他の検知部の影響を受け難くすることができる。段の側面に検知部Ａ１〜Ａ４を配置されているため、腐食因子が侵入し易い側に段階的に検知部を配置することができる。基材４２３は、ガラスまたは樹脂等の絶縁材料により形成され、角の部分に凹部４２７を有し、凹部４２７に鉄筋４５５に嵌め込むことが可能となっている。
【０１１９】
（実施形態５）
（検知部を複環状に設けた腐食検知部材の形態）
上記の実施形態では、腐食検知部材の基板上に複数の検知部が梯子状に設けられているが、用途に応じて複環状の形態で検知部を並設してもよい。複環状とは、環状の部材を複数並設した形態をいう。図１１と図１２は、複数の環状の検知部を並設した腐食検知部材５１１および５２１を示す図である。なお、弧状の形状の検知部も環状のものと同様に作用するため、環状の語には弧状も含めるものとする。なお、各図では樹脂コーティングや配線を省略して腐食検知部材を表している。
【０１２０】
図１１は、フレキシブル基板５１３を基材として環状の検知部Ａ１〜Ａ３が並設された腐食検知部材５１１の斜視図である。図１１に示す例では、鉄筋５５５に巻きつけるように腐食検知部材５１１が設置されている。腐食検知部材５１１は、フレキシブル基板５１３（基材）の長手方向に沿って検知部Ａ１〜Ａ３を配置して形成されている。したがって、腐食検知部材５１１は柔軟性をもっており、図１１に示すように鉄筋５５５に巻きつけることも可能となる。検知部を環状に並設することにより、鉄筋や鉄骨のような軸方向に長い部材について、軸の周囲のあらゆる方向からの腐食因子の侵入に対して対応することができる。
【０１２１】
図１２は、シース管の継手部材５２３を基材として、環状の検知部Ａ１〜Ａ３が並設された腐食検知部材５２１の正面図である。シース管とは、プレストレストコンクリートに埋め込まれ、鋼材を通すための管である。図１２に示すように、シース管の継手部材５２３は、検知部Ａ１〜Ａ３を外周面に沿って設けている。そして、腐食センサは、その電気的特性を測定することで、シース管自体の腐食の検知またはシース管内部のＰＣ鋼線の腐食を予測することができる。特に、継手部材５２３のジョイント部分からシース管内に腐食因子が侵入する可能性が高いため、継手部材５２３に腐食検知機能を持たせることは有効である。なお、上記の例では検知部Ａ１〜Ａ３を外周面に設けているが、内周面に設けてもよい。また、他の回路を接続して腐食センサを形成し、コンクリートの施工場所まで運ぶことにより、施工の現地で腐食センサを取り付けるのに比べて、作業効率を向上させることができる。
【０１２２】
同様に、シース管等に着脱可能な取付部を有する基材に、環状の検知部が並設して腐食検知部材を形成してもよい。着脱可能にするとは、たとえば嵌合可能に形成されていることをいう。
【０１２３】
たとえば、検知部は、弧状に形成されており、腐食検知部材の取付部は、シース管の外形に嵌合するように、シース管の外形に相似する形状を有している。検知部は、取付部の外周に並設されており、検知部の腐食があったときには、検知部に接続された配線により信号伝達回路に電気的特性の情報が伝達される。
【０１２４】
（実施形態６）
（カソード用部材を接続した腐食センサの形態）
上記の実施形態では、検知対象物のマクロセル腐食について考慮していないが、検知対象物にマクロセル腐食が生じる可能性がある場合には、検知部にカソード用部材を接続してマクロセル腐食を生じさせる腐食センサとするのが好ましい。マクロセル腐食とは、相対的に電位の卑な部分と貴な部分が巨視的な電池（マクロセル）を形成することで、電位の卑な部分の腐食が促進される腐食をいう。図１３および図１４は、カソード用部材を備える腐食センサ６００および６５０の電気的構成を示すブロック図である。
【０１２５】
図１３に示す例において、腐食センサ６００は、腐食検知回路６１０、特性検出回路６２０（腐食検出部）、無線通信部６３０およびカソード用部材Ｅから構成されている。腐食検知回路６１０は、検知部Ａ１〜Ａｎおよび、各検知部に対して直列に接続されている抵抗素子Ｒ１〜Ｒｎにより構成されている。検知部Ａ１〜Ａｎは、並列接続で設けられ、腐食検知部材６１１の一部を構成している。腐食検知回路６１０と信号伝達回路６２１との間には、カソード用部材Ｅが接続されている。
【０１２６】
カソード用部材Ｅは、検知部Ａ１〜Ａｎの被膜に対してカソードとして機能する電極であり、たとえば白金の被膜により形成されている。白金は、機能的には電極材として最も優れた特性を有する。白金は、化学的に安定な物質であり、水素過電圧が小さいことに加えて、工学的に高純度の白金が入手しやすいという特徴を有しており、さらに加工が容易である。白金は、めっきとして被覆したり薄膜形成したりすることが容易な材料である。したがって、めっきされた白金被膜は均一性に優れ、安定した品質の被膜となる。このように、めっきにより形成された白金被膜はカソード用部材として最も好適である。なお、めっきの手法には、上記の湿式めっき法および乾式めっき法を含む。
【０１２７】
カソード用部材Ｅを金のみで構成してもよい。腐食を進行させるというカソード用部材の本来の機能については、白金の方が金よりも優れているが、金は加工性がよくめっきに用い易い点で優れている。また、このようなカソード用部材として半導体を用いてもよい。
【０１２８】
また、カソード用部材は、チタン単独で形成される電極であってもよい。チタンは高い耐食性および化学安定性を有しており、金属としては温度に対する寸法安定性（８．４×１０−６／Ｋ）が高く、剛性が高いため、カソード用部材として有効である。
【０１２９】
なお、上記構成以外であっても、白金、金、チタン、ニッケル、スズ、鉛、銅、ステンレス、またはこれらの合金等、被膜の材料である鉄より貴な金属で表面を形成したものであれば用いることができる。また、白金めっきチタンを用いてもよい。白金めっきチタンとは、チタンの部材表面に白金のめっきを施したものである。白金めっきチタンは、白金およびチタンの両方が高耐食性を有しているため、耐食性（安定性）に優れている。
【０１３０】
このように、腐食センサ６００は、被膜の材料である金属より貴な金属により形成されるカソード用部材Ｅを有している。被膜は、検知対象物の使用環境下で腐食する金属材料から形成されているため、カソード用部材Ｅの接続により生じるマクロセル腐食で腐食が速く進行する。このようにして、マクロセル腐食が発生する検知対象物に対して、腐食センサ６００を同様の条件に置くことができる。
【０１３１】
また、カソード用部材Ｅを接続することで、検知部の腐食速度を調整することも可能である。たとえば、腐食を速くすることにより、腐食センサ６００の感度を上げることができる。局所的に検知対象物の腐食の可能性を早期に知りたい場合には、有効な使用方法である。なお、検知部の数が多いときには、上記のように単一のカソード用部材Ｅを接続する方が簡易な構造になるため好ましい。
【０１３２】
このように構成される腐食センサ６００の製造工程においては、たとえば、カソード用部材Ｅをプリント基板上に形成することができる。基板上の所定位置にあらかじめカソード用部材Ｅ形成用にめっき通電用端子を設けて、白金をめっきすることによりカソード用部材Ｅを形成する。
【０１３３】
図１４に示されている腐食センサ６５０の例では、検知部Ａ１〜Ａｎのそれぞれにカソード用部材Ｅ１〜Ｅｎが接続されている。他の部分の構成の説明については、図１３の腐食センサ６００と同様であるため、省略する。検知部の数が多くない場合には、各検知部に対してカソード用部材を作製し、検知部の近傍に設置するほうが好ましい。これは、遠くにカソード用部材を設置することになると、コンクリートの抵抗が影響するからである。
【０１３４】
（実施形態７）
（基板に一体的に回路形成した腐食センサの形態）
上記の実施形態では、腐食検知部材とそれ以外の部分は別々に作製されて配線で接続されることで、腐食センサが形成されるが、基板上にＲＦＩＤＩＣ等の他の部分も設置し一体形成されてもよい。
【０１３５】
図１５は、基板７１３上に回路が一体形成された腐食センサ７００を示す平面図（ａ）、断面図（ｂ）（ｃ）、および底面図（ｄ）である。図１５（ｂ）（ｃ）の断面図は、（ａ）の平面図の断面Ｓ３およびＳ４をそれぞれ矢印の方向から見た図である。図１５に示すように、腐食センサ７００は、基板７１３（基材）の表裏にわたって回路が設けられている。図１５（ａ）に示す基板７１３の一方の面には、腐食検知部材７１１が形成され、他方の面には集合回路７１６、およびアンテナ７３２が設置されている。
【０１３６】
基板７１３の一方の面の腐食センサ７００は、腐食検知部材７１１、集合回路７１６、およびアンテナ７３２から構成されている。腐食検知部材７１１は、並列接続で設けられている検知部Ａ１〜Ａｎにより構成されている。集合回路７１６は、検知部Ａ１〜Ａｎのそれぞれに直列接続されている抵抗素子、特性検出回路およびＲＦＩＤＩＣを含む回路を集積したものである。アンテナ７３２は、集合回路７１６のＲＦＩＤＩＣと読取装置との間で信号の伝達を行う。
【０１３７】
基板７１３の一方の面には、腐食検知部材７１１は、検知部Ａ１〜Ａ３、基板７１３（基材）および樹脂コーティング７１５から構成されている。検知部Ａ１〜Ａ３は、配線Ｌにより信号伝達回路７２１に接続されており、それぞれ並列に接続されている。検知部Ａ１〜Ａ３は、さらにベース材Ｂ１〜Ｂ３および被膜Ｃ１〜Ｃ３により構成されている。被膜Ｃ１〜Ｃ３は、鉄により形成され、それぞれベース材Ｂ１〜Ｂ３を被覆している。ベース材Ｂ１〜Ｂ３の材料は、アルミニウムであり、被膜Ｃ１〜Ｃ３は、めっきにより形成される。基板７１３（基材）は、絶縁性の材料により形成されており、検知部Ａ１〜Ａ３を保持する。樹脂コーティング７１５は、検知部Ａ１〜Ａ３の端部および配線Ｌを基板７１３上で被覆している。樹脂コーティング７１５は、中央に未コーティングの開口部７１５ａを有しており、開口部７１５ａにおいて検知部Ａ１〜Ａ３は鋼材等検知対象物と同様の使用環境に曝露される。配線Ｌは、スルーホール７１４により、基板７１３の他方の面に接続されている。図１５（ｄ）に示すように、基板７１３の他方の面には、集合回路７１６、およびアンテナ７３２が設置され、樹脂コーティング７１５が施されている。
【０１３８】
このように、腐食検知部材７１１、集合回路７１６およびアンテナ７３２等の電子部品および配線が基板７１３上に一体的に回路を形成するため、効率のよい製造工程で腐食センサ７００を作製することができる。また、プリント配線用の基板７１３に一体形成されることで、コンパクトな腐食センサ７００を作製できる。これにより、腐食センサ７００を検知対象物上またはその近傍に設置するのが容易になる。
【０１３９】
（実施形態８）
（取付部を設けた腐食検知部材の形態）
上記の実施形態では、主に腐食検知部材は単純な板状であるが、腐食検知部材に取付部を設けてもよい。図１６は、取付部を有する腐食検知部材８１１を示す斜視図である。図１６に示す腐食検知部材８１１は、検知部Ａ１〜Ａ３、基板８１３（基材）、樹脂コーティング８１５およびバンド８２０（取付部）とからなる。基板８１３は、一方の面でバンド８２０と結合し、他方の面で検知部Ａ１〜Ａ３を保持している。結合は、接着用樹脂等で接着することで行なう。バンド８２０は、樹脂等で製造され、ベルト状の部分と、その一端に止め具とを備え、ベルトの他端を止め具に通して所望の長さの輪を形成することができるものである。バンド８２０のベルト部分を鉄筋８５５に巻きつけて、止め具を用いて締めることによって、鉄筋８５５へ腐食検知部材８１１を取り付けることができる。これにより、腐食センサの設置や設置位置の修正等が容易となる。そして、コンクリート打設前の測定準備の労力を軽減し、準備期間を短縮することができる。
【０１４０】
また、腐食検知部材８１１をバンド８２０で直接鉄筋８５５に巻きつけて締めて固定するため、腐食検知部材８１１を鉄筋８５５に安定して固定することが可能となる。また、止め具を用いてベルトの長さを調節して鉄筋８５５を締結するため、所望のサイズの鉄筋８５５に適応させて固定することができる。これにより、多様なサイズの鉄筋、あるいは、鉄筋の数が増えた場合にも柔軟に対応することができる。また、バンド８２０は、金属ではないため、取付部の近傍に無線通信部を設ける場合であっても、通信への影響を排除することができる。
【０１４１】
上記では、取付部がバンド８２０の例を記載しているが、取付部はバンドに限定されず、嵌め込み式の樹脂成型品を用いてもよい。また、腐食検知部材８１１をコンクリート構造物の鉄筋８５５に取り付ける用途に限らず支柱その他のコンクリート構造物内の構成物への取付けにも利用することができる。
【０１４２】
（実施形態９）
（電磁波レーダ法や電磁誘導法により腐食検知する形態）
上記の実施形態では、検知部に配線を接続して電気的特性を測定することで腐食の検知を行なうが、電気的特性の測定方法として電磁波レーダ法や電磁誘導法により腐食の検知を行なってもよい。電磁波レーダ法や電磁誘導法は、特にコンクリート中の鉄筋の腐食を検知するのに有効な方法である。
【０１４３】
電磁波レーダ法とは、探査機器の送信部からコンクリートに向けて電磁波を放射したとき、電気的性質の異なる物質（腐食検知部材）との境界面で反射される電磁波を受信部によって受信し、腐食検知部材の検知を行なう方法である。この方法では、腐食検知部材の位置を推定することも可能である。
【０１４４】
電磁誘導法とは、探査機器の磁界発生部から磁力線（一次磁界）をコンクリートに向けて放射し、コンクリート内にある導電性物質（腐食検知部材）に発生する誘導電流に起因した二次磁界を磁界検知部で検知して、一次磁界と二次磁界の増減を比較することにより腐食検知部材を検知し、その位置を測定する手法である。
【０１４５】
図１７は、電磁波レーダ法や電磁誘導法が用いられる腐食検知部材９１１を示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。図１７（ｂ）の断面図は、（ａ）の平面図の断面Ｓ５を矢印の方向から見た図である。
【０１４６】
図１７に示すように、腐食検知部材９１１は、検知部Ａおよび基板９１３（基材）から構成されている。検知部Ａは、ベース材Ｂおよび被膜Ｃにより構成されている。
【０１４７】
基板９１３（基材）は、非金属材料または非磁性材料により形成されており、検知部Ａを保持する。基板９１３に用いられる材料には、ポリイミド、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。基板９１３とベース材Ｂとは、樹脂により接着されている。
【０１４８】
電磁波レーダ法や電磁誘導法を用いる場合、検知部がこれらの方法により検知可能な面積を有していればよく、検知部に接続する配線は不要である。したがって、様々な形状の基材を利用できる。たとえば、基材を円柱状に形成してもよい。図１８は、円柱状の基材の所定方向側に検知部が形成されている腐食検知部材を示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。図１８（ｂ）の断面図は、（ａ）の平面図の断面Ｓ６を矢印の方向から見た図である。
【０１４９】
図１８に示すように、腐食検知部材９２１は、検知部Ａおよび基材９２３から構成されている。検知部Ａは、ベース材Ｂおよび被膜Ｃにより構成されている。
【０１５０】
基材９２３は、絶縁性の材料により円柱状に形成されており、検知部Ａを保持する。円柱の径は、鉄筋と同程度とする。腐食検知部材を鉄筋と同様な条件に置くことにより、鉄筋の腐食を明確に予測することができる。基材９２３に用いられる絶縁性材料は、上記の基板９１３と同様である。基材９２３とベース材Ｂとは、樹脂により接着されている。
【０１５１】
円柱の基材を用いる場合には、検知部を円周全体に設けてもよい。図１９は、円柱状の基材の円周全体に検知部が形成されている腐食検知部材を示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。図１９（ｂ）の断面図は、（ａ）の平面図の断面Ｓ７を矢印の方向から見た図である。
【０１５２】
図１９に示すように、腐食検知部材９３１は、検知部Ａおよび基材９３３から構成されている。検知部Ａは、基材９３３の円周全体に形成されている。円周全体に検知部Ａを形成することにより、含浸等の製造工程が容易になり、腐食検知部材が置かれる条件が鉄筋のものに近くなる。検知部Ａは、ベース材Ｂおよび被膜Ｃにより構成されている。
【０１５３】
基材９３３は、絶縁性の材料により円柱状に形成されており、検知部Ａを保持する。円柱の径は、鉄筋と同程度とする。腐食検知部材を鉄筋と同様な条件に置くことにより、鉄筋の腐食を明確に予測することができる。基材９３３に用いられる絶縁性材料は、上記の基板９１３と同様である。基材９３３とベース材Ｂとは、樹脂により接着されている。
【０１５４】
次に、電磁波レーダ法や電磁誘導法を用いる場合の腐食検知部材の使用方法の一例を説明する。まず、腐食検知部材をコンクリート構造物に埋設する。鉄筋の腐食を予測するために腐食検知部材を用いる場合には、腐食因子の侵入に対して鉄筋と同様な位置、または腐食因子の侵入に対して鉄筋より浅い位置に設置するのが好ましい。また、鉄筋により腐食検知部材における検知部の腐食検知が阻害されないように鉄筋から少し離れた位置に設置する。そして、一定期間ごとに鉄筋探査器による探査を行ない、検知部の腐食を検知し、それに基づき鉄筋の腐食を予測する。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明に係る腐食センサの電気的構成を示すブロック図である。（実施形態１）
【図２】（ａ）本発明に係る腐食検知部材の平面図である。（ｂ）本発明に係る腐食検知部材の断面図である。
【図３】本発明に係る腐食センサの使用例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る腐食センサの使用例を示す斜視図である。
【図５】（ａ）本発明に係る腐食センサの使用例を示す正面図である。（ｂ）本発明に係る腐食センサの使用例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る腐食センサの使用例を示す概念図である。
【図７】本発明に係る腐食センサの電気的構成を示すブロック図である。（実施形態２）
【図８】（ａ）本発明に係る腐食検知部材の平面図である。（ｂ）本発明に係る腐食検知部材の断面図である。（実施形態３）
【図９】検知部を階段状に設置した腐食検知部材を示す斜視図である。（実施形態４）
【図１０】検知部を階段状に設置した腐食検知部材を示す斜視図である。
【図１１】環状の検知部を並設した腐食検知部材を示す斜視図である。（実施形態５）
【図１２】環状の検知部を並設した腐食検知部材を示す正面図である。
【図１３】本発明に係る腐食センサの電気的構成を示すブロック図である。（実施形態６）
【図１４】本発明に係る腐食センサの電気的構成を示すブロック図である。
【図１５】（ａ）本発明に係る腐食検知部材の平面図である。（ｂ）本発明に係る腐食検知部材の断面図である。（ｃ）本発明に係る腐食検知部材の断面図である。（ｄ）本発明に係る腐食検知部材の底面図である。（実施形態７）
【図１６】本発明に係る腐食センサの設置例を示す斜視図である。（実施形態８）
【図１７】（ａ）本発明に係る腐食検知部材の平面図である。（ｂ）本発明に係る腐食検知部材の断面図である。（実施形態９）
【図１８】（ａ）本発明に係る腐食検知部材の平面図である。（ｂ）本発明に係る腐食検知部材の断面図である。
【図１９】（ａ）本発明に係る腐食検知部材の平面図である。（ｂ）本発明に係る腐食検知部材の断面図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１００、２００、６００、６５０、７００  腐食センサ
１１０、２１０、６１０  腐食検知回路
Ａ、Ａ１〜Ａｎ  検知部
Ｐ１〜Ｐｎ  抵抗素子
Ｒ１〜Ｒｎ  抵抗素子
Ｌ  配線
１１０ａ、１１０ｂ  端子
１２０、２２０、６２０  特性検出回路（腐食検出部）
１２１、２２１、６２１、７２１  信号伝達回路
１２５、２２５、６２５  ＲＦＩＤＩＣ
１２６、２２６、６２６  検出回路
１３０、２３０、６３０  無線通信部
１３１、２３１、６３１  無線通信回路
１３２、２３２、６３２、７３２  アンテナ
１３５、２３５、６３５  ブリッジ
１１１、２１１、３１１、４１１、４２１、５１１、５２１、６１１、７１１、８１１、９１１、９２１、９３１  腐食検知部材
Ｂ、Ｂ１〜Ｂ３  ベース材
Ｃ、Ｃ１〜Ｃ３  被膜
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７  断面の位置  
１１３、３１３、４１３、４２３、７１３、８１３、９１３  基板（基材）
１１５、３１５、７１５、８１５  樹脂コーティング
１１６、３１６、７１５ａ  開口部
１５０  コンクリート構造物
１５５、４５５、５５５、８５５  鉄筋
Ｄ  腐食因子の侵入方向を示す矢印
１６０  橋梁
１６１  橋脚
１６２、１６５  鉄板
１６３、１７０  トラス
１６６  コンクリート板
１６７  アスファルト
１６９  手すり  
１７５  防錆塗料
１８０  鋼管
１８３  通信用シールド線
４１７、４２７  凹部（取付部）
５１３  フレキシブル基板（基材）
５２３  継手部材
７１４  スルーホール
７１６  集合回路
８２０  バンド（取付部）
Ｅ、Ｅ１〜Ｅｎ  カソード用部材
９２３、９３３  基材
【図１】
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【図２】
0004745811.tif 000003
【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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