JP2007271362A - 無線タグ、リーダライタ装置及び異常状態検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】検出対象物の異常な状態を精度よく簡単に検出することができる無線タグ、リーダライタ装置及び異常状態検出システムを提供する。
【解決手段】（Ａ）に示すように、橋梁Ｂが正常な状態であるときには、アンテナ線２ｅから周波数ｆ₁の信号Ｓ₁が送信されるとともに、アンテナ線２ｆから周波数ｆ₂の信号Ｓ₂が送信される。一方、（Ｂ）に示すように、橋梁Ｂに亀裂Ｃが発生して橋梁Ｂが異常な状態になると、亀裂Ｃによってアンテナ線２ｅが破断する。その結果、アンテナ線２ｅから周波数ｆ₁の信号Ｓ₁が送信されず、アンテナ線２ｆから周波数ｆ₂の信号Ｓ₂のみが送信される。その結果、信号Ｓ₁，Ｓ₂を受信したときには、橋梁Ｂが正常な状態であると判定することができるとともに、アンテナ部が信号Ｓ₂のみを受信したときには、橋梁Ｂが異常な状態であると判定することができる。
【選択図】図４

Description

この発明は、検出対象物の異常な状態を検出可能なアンテナ部を備える無線タグと、この無線タグとの間で通信可能なアンテナ部を有するリーダライタ装置、及び検出対象物の異常な状態を検出する異常状態検出システムに関する。

従来の被検出物の劣化検出装置は、トンネルの内壁に取り付けられる無線タグと、この無線タグからの信号の有無を受信する無線装置などを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の被検出物の劣化検出装置では、トンネルの内壁に亀裂が発生して無線タグのタグアンテナが断線したときに、無線タグからの通信応答の有無を無線装置によって検出して、トンネル内壁の亀裂の発生を検出している。

特開2005-30811号公報

このような従来の被検出物の劣化検出装置では、亀裂の発生の有無をタグアンテナからの信号の有無によって検出するため、亀裂が発生していないにもかかわらず無線タグに何らかの異常が発生したときには、タグアンテナから信号が送信されない。このため、従来の被検出物の劣化検出装置では、実際には亀裂が発生していないにもかかわらず、無線タグの故障を亀裂の発生と誤って検出してしまう問題点がある。

この発明の課題は、検出対象物の異常な状態を精度よく簡単に検出することができる無線タグ、リーダライタ装置及び異常状態検出システムを提供することである。

この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図４に示すように、検出対象物（Ｂ）の異常な状態を検出可能なアンテナ部（２ａ）を有する無線タグであって、前記アンテナ部は、前記検出対象物が異常な状態であるときに送信する信号（Ｓ₂）と、この検出対象物が正常な状態であるときに送信する信号（Ｓ₁，Ｓ₂）とが異なることを特徴とする無線タグ（２）である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の無線タグにおいて、前記アンテナ部は、前記検出対象物に亀裂（Ｃ）が発生したときに送信する信号の周波数（ｆ₂）と、この検出対象物に亀裂が発生していないときに送信する信号の周波数（ｆ₁，ｆ₂）とが異なることを特徴とする無線タグである。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の無線タグにおいて、図３及び図４に示すように、前記アンテナ部は、前記検出対象物の表面に対して、外周側に位置する第１のアンテナ線（２ｅ）と内周側に位置する第２のアンテナ線（２ｆ）とを備えることを特徴とする無線タグである。

請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載の無線タグにおいて、図８及び図９に示すように、前記アンテナ部は、前記検出対象物の表面に対して、下側に位置する第１のアンテナ線（２ｅ）と上側に位置する第２のアンテナ線（２ｆ）とを備えることを特徴とする無線タグである。

請求項５の発明は、請求項３又は請求項４に記載の無線タグにおいて、前記第１のアンテナ線は、前記第２のアンテナ線よりも剛性が低いことを特徴とする無線タグである。

請求項６の発明は、図２に示すように、検出対象物（Ｂ）の異常な状態を検出可能な無線タグ（２）との間で通信可能なアンテナ部（４ａ）を有するリーダライタ装置であって、前記アンテナ部は、前記検出対象物が異常な状態であるときに前記無線タグから受信する信号（Ｓ₂）と、この検出対象物が正常な状態であるときにこの無線タグから受信する信号（Ｓ₁，Ｓ₂）とが異なることを特徴とするリーダライタ装置（４）である。

請求項７の発明は、請求項６に記載のリーダライタ装置において、前記アンテナ部は、前記検出対象物に亀裂（Ｃ）が発生したときに前記無線タグから受信する信号の周波数（ｆ₂）と、この検出対象物に亀裂が発生していないときにこの無線タグから受信する信号の周波数（ｆ₁，ｆ₂）とが異なることを特徴とするリーダライタ装置である。

請求項８の発明は、図２に示すように、検出対象物（Ｂ）の異常な状態を検出する異常状態検出システムであって、前記検出対象物の異常な状態を検出可能なタグ側アンテナ部（２ａ）を有する無線タグ（２）と、前記タグ側アンテナ部との間で通信可能なリーダライタ側アンテナ部（４ａ）を有するリーダライタ装置（４）とを備え、前記タグ側アンテナ部は、前記検出対象物が異常な状態であるときに送信する信号（Ｓ₂）と、この検出対象物が正常な状態であるときに送信する信号（Ｓ₁，Ｓ₂）とが異なり、前記リーダライタ側アンテナ部は、前記検出対象物が異常な状態であるときに受信する信号（Ｓ₂）と、この検出対象物が正常な状態であるときに受信する信号（Ｓ₁，Ｓ₂）とが異なることを特徴とする異常状態検出システム（１）である。

請求項９の発明は、請求項８に記載の異常状態検出システムにおいて、前記タグ側アンテナ部は、前記検出対象物に亀裂（Ｃ）が発生したときに送信する信号の周波数（ｆ₂）と、この検出対象物に亀裂が発生していないときに送信する信号の周波数（ｆ₁，ｆ₂）とが異なり、前記リーダライタ側アンテナ部は、前記検出対象物に亀裂が発生したときに受信する信号の周波数（ｆ₂）と、この検出対象物に亀裂が発生していないときに受信する信号の周波数（ｆ₁，ｆ₂）とが異なることを特徴とする異常状態検出システムである。

この発明によると、検出対象物の異常な状態を精度よく簡単に検出することができる。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１は、この発明の第１実施形態に係る異常状態検出システムの使用状態を概略的に示す模式図である。図２は、この発明の第１実施形態に係る異常状態検出システムの構成図である。図３は、この発明の第１実施形態に係る異常状態検出システムの無線タグを模式的に示す斜視図である。図４は、この発明の第１実施形態に係る異常状態検出システムの無線タグを模式的に示す平面図であり、図４（Ａ）は正常時の平面図であり、図４（Ｂ）は異常時の平面図である。図５は、この発明の第１実施形態に係る異常状態検出システムの無線タグの設置状態を示す断面図であり、図５（Ａ）は橋梁の表面に取り付けられた状態を示す断面図であり、図５（Ｂ）は橋梁に埋設された状態を示す断面図である。

図１に示す橋梁Ｂは、異常状態検出システム１によって異常状態が検出される検出対象物であり、車両Ｖが走行する軌道Ｒの下部に空間を確保して、列車の荷重を支持する固定構造物である。橋梁Ｂは、都市部などで路面交通などと立体化を図るために、都市鉄道や新幹線などの一定区間を橋梁構造にして軌道Ｒを連続的に高架にする高架橋であり、例えばコンクリートを主要材料とするコンクリート橋（コンクリート高架橋）である。橋梁Ｂは、軌道Ｒを支持して路盤（基盤）として機能する床版Ｂ₁と、床版Ｂ₁を支持する橋脚（ピア）Ｂ₂と、橋梁Ｂ全体に作用する荷重を地盤に伝達してこの橋梁Ｂを支持する橋脚基礎（ケーソン基礎）Ｂ₃などを備えている。軌道Ｒは、車両Ｖが走行する通路（線路）であり、車両Ｖは橋梁Ｂ上を走行する電車又は気動車などの鉄道車両であり、利用者Ｍは橋梁Ｂを監視、保守又は検査する作業者である。

図１及び図２に示す異常状態検出システム１は、橋梁Ｂの異常な状態を検出するシステムであり、無線タグ２とリーダライタ装置４などを備えている。異常状態検出システム１は、橋梁Ｂの異常な状態を検出するセンサとして無線タグ２を利用しており、無線タグ２が送信する信号をリーダライタ装置４によって受信し、橋梁Ｂが異常な状態であるか否かを判定する。

無線タグ２は、橋梁Ｂに関する情報を記憶する装置である。無線タグ２は、例えば、無線ICタグ、IDタグ、RFID(Radio Frequency Identification)、RFタグ、電子タグなどであり、ICチップ、アンテナ及びこれらを被覆する樹脂材料などによって構成されている。無線タグ２は、例えば、橋梁Ｂの名称及び識別番号などに関する管理情報を記憶しており、リーダライタ装置４からの指令に基づいて管理情報をリーダライタ装置４に送信したり、リーダライタ装置４からの指令に基づいてリーダライタ装置４から送信した管理情報を記憶したりする。無線タグ２は、現地に存在する橋梁Ｂ自身が情報を保持可能なようにこの橋梁Ｂに設置されており、図１に示すように、例えば橋梁Ｂの一部を構成する橋脚Ｂ₂などに設置されている。

無線タグ２は、図５（Ａ）に示すように、例えば、橋梁Ｂの表面に接着材３ａなどによって装着された後に、被覆材３ｂによって被覆される。接着材３ａは、橋梁Ｂと無線タグ２とを接着する手段であり、橋梁Ｂに亀裂Ｃが発生したときに無線タグ２にも亀裂Ｃが発生するように橋梁Ｂに無線タグ２を拘束する接着剤又は粘着テープなどである。被覆材３ｂは、無線タグ２を保護する手段であり、無線タグ２の表面を被覆してこの無線タグ２の耐候性を向上させる粘着テープ又は合成樹脂などである。被覆材３ｂは、無線タグ２とリーダライタ装置４との間で無線通信が可能な程度の厚さで形成されている。また、無線タグ２は、図５（Ｂ）に示すように、例えば、橋梁Ｂに埋設されており、無線タグ２とリーダライタ装置４との間で無線通信が可能な程度の深さでこの橋梁Ｂに埋め込まれる。無線タグ２は、図２〜図４に示すアンテナ部２ａと、制御部２ｂと、記憶部２ｃと、図３に示す被覆部２ｄなどを備えている。

図２〜図４に示すアンテナ部２ａは、橋梁Ｂに関する情報を送受信する手段である。アンテナ部２ａは、図２に示すように、リーダライタ装置４側のアンテナ部４ａとの間で通信可能であり、記憶部２ｃが記憶する管理情報をアンテナ部４ａに送信するとともに、このアンテナ部４ａが送信する管理情報を受信する。アンテナ部２ａは、アンテナ部４ａのアンテナコイルとの間の電磁誘導作用によってリーダライタ装置４側からアンテナ線２ｅ，２ｆに電力が供給され、この電力によって動作してリーダライタ装置４との間で管理情報を送受信する。

アンテナ部２ａは、橋梁Ｂの異常な状態を検出可能な部分であり、図４に示すように橋梁Ｂが異常な状態であるときに送信する信号Ｓ₂と、この橋梁Ｂが正常な状態であるときに送信する信号Ｓ₁，Ｓ₂とが異なる。アンテナ部２ａは、例えば、図４（Ｂ）に示すように橋梁Ｂに亀裂Ｃが発生したときに送信する信号Ｓ₂の周波数(共振周波数)ｆ₁と、図４（Ａ）に示すように橋梁Ｂに亀裂Ｃが発生していないときに送信する信号Ｓ₁，Ｓ₂の周波数(共振周波数)ｆ₁，ｆ₂とが異なる。このように、アンテナ部２ａは、橋梁Ｂに亀裂Ｃが発生していないときには周波数ｆ₁，ｆ₂が異なる２種類の信号Ｓ₁，Ｓ₂を送信するが、橋梁Ｂに亀裂Ｃが発生したときには１種類の周波数ｆ₂の信号Ｓ₂のみを送信する。アンテナ部２ａは、図３及び図４に示すように、アンテナ線（アンテナコイル）２ｅ，２ｆを備えている。

図３及び図４に示すように、アンテナ線２ｅは橋梁Ｂの表面に対して外周側に位置し、アンテナ線２ｆは橋梁Ｂの表面に対して内周側に位置する。アンテナ部２ａは、図４に示すように、亀裂Ｃの発生が予測される領域に配置されており、亀裂Ｃの進展方向に対してアンテナ線２ｅ，２ｆが交差するように配置されている。アンテナ部２ａは、図４（Ｂ）に示すように、アンテナ線２ｅの外側に亀裂Ｃが発生しこの亀裂Ｃが進展したときにアンテナ線２ｆよりも先にアンテナ線２ｅが切断されるように、アンテナ線２ｅのほうがアンテナ線２ｆよりも剛性が低い。アンテナ線２ｅは、例えば、アンテナ線２ｆと同じ線材である場合には、アンテナ線２ｆよりも容易に断線するようにアンテナ線２ｆよりも細い線材が選択され、アンテナ線２ｆと異なる線材である場合には、アンテナ線２ｆよりも容易に断線するようにアンテナ線２ｆよりも弾性率が低い線材が選択される。アンテナ線２ｅ，２ｆは、リーダライタ装置４との間で要求される交信距離及び磁界強度に応じた巻き数によって形成されており、送信する信号Ｓ₁，Ｓ₂の周波数ｆ₁，ｆ₂が互に異なるように巻き数、線径及び長さなどが決定されている。

図２及び図４に示す制御部２ｂは、無線タグ２側の種々の動作を制御する手段である。制御部２ｂは、情報を送受信する送受信制御部として機能し、アンテナ部２ａが供給する電力を電源として動作する。制御部２ｂは、例えば、記憶部２ｃから読み出した情報をアンテナ部２ａからリーダライタ装置４に送信させたり、リーダライタ装置４から受信した情報を記憶部２ｃに記憶させたりする。制御部２ｂは、アンテナ部２ａ及び記憶部２ｃと通信可能なように接続されている。

図６は、この発明の第１実施形態に係る異常状態検出システムの無線タグの記憶部のデータ構造を一例として示す模式図である。
記憶部２ｃは、橋梁Ｂに関する情報を記憶する手段である。記憶部２ｃは、例えば、橋梁Ｂを構成する各部分の名称及び識別番号（固有ID）などに関する識別情報Ｄ₁₁，Ｄ₁₂，…と、橋梁Ｂの検査を実施した時期などに関する検査履歴情報Ｄ₂₁，Ｄ₂₂，…と、橋梁Ｂに損傷が発生した時期などに関する損傷履歴情報Ｄ₃₁，Ｄ₃₂，…と、橋梁Ｂの保守を実施した時期などに関する保守履歴情報Ｄ₄₁，Ｄ₄₂，…と、橋梁Ｂの補修に至った理由などに関する施工方針情報Ｄ₅₁，Ｄ₅₂，…などを管理情報として記憶する大規模集積回路(LSI)である。記憶部２ｃは、管理情報を更新可能に記憶しており、リーダライタ装置４から無線タグ２に更新後の管理情報が送信されたときには、更新前の管理情報とともに更新後の管理情報を時系列順に記憶する。

図３に示す被覆部２ｄは、アンテナ部２ａ、制御部２ｂ及び記憶部２ｃを被覆する手段である。被覆部２ｄは、例えば、ガラス又はプラスチックなどの誘電体によって絶縁されており、橋梁Ｂに亀裂Ｃが発生したときにアンテナ線２ｅ，２ｆが破断するようにこれらのアンテナ線２ｅ，２ｆを無線タグ２内で拘束する。被覆部２ｄは、アンテナ部２ａ、制御部２ｂ及び記憶部２ｃを保護する保護層として機能する。

図２に示すリーダライタ装置４は、無線タグ２から情報を読み取るとともに、この無線タグ２に情報を書き込む装置である。リーダライタ装置４は、無線タグ２との間で相互に無線通信が可能であり、管理情報の読み出しを無線タグ２に指令してこの管理情報を受信したり、管理情報を無線タグ２に送信してこの管理情報の書き込みを無線タグ２に指令したりする。リーダライタ装置４は、例えば、図１に示すように利用者Ｍが携帯可能であって持ち運びが容易な携帯端末機などである。リーダライタ装置４は、図２に示すように、アンテナ部４ａと、情報入力部４ｂと、情報表示部４ｃと、記憶部４ｄと、電源部４ｅと、インタフェース部４ｆと、制御部４ｇなどを備えている。

アンテナ部４ａは、情報を送受信する手段であり、無線タグ２との間で通信可能な部分である。アンテナ部４ａは、無線タグ２側のアンテナ部２ａとの間で相互に通信可能であり、記憶部４ｄが記憶する情報をアンテナ部２ａに送信するとともに、このアンテナ部２ａが送信する情報を受信する。アンテナ部４ａは、管理情報をキャリア波とともに送信する変調器と、キャリア波を受信して管理情報を抽出する復調器などを備えている。アンテナ部４ａは、図２に示すように、アンテナ線２ｅとの間で通信可能なアンテナ線４ｈと、アンテナ線２ｆとの間で通信可能なアンテナ線４ｉとを備えている。

情報入力部４ｂは、リーダライタ装置４に種々の情報を入力する手段である。情報入力部４ｂは、例えば、利用者Ｍが橋梁Ｂの管理情報を入力するキーボードなどの入力装置である。情報入力部４ｂは、利用者Ｍが入力した管理情報を制御部４ｇに出力する。

情報表示部４ｃは、リーダライタ装置４に種々の情報を表示する手段である。情報表示部４ｃは、例えば、橋梁Ｂの異常状態を利用者Ｍに知らせるための警告を画面上に表示したり、無線タグ２から読み出した情報を画面上に表示したり、無線タグ２に書き込む情報を画面上に表示したりする表示装置である。

記憶部４ｄは、橋梁Ｂに関する情報を記憶する手段である。記憶部４ｄは、リーダライタ装置４側から無線タグ２側へ送信する管理情報を記憶したり、無線タグ２側から受信した管理情報を記憶したりするメモリである。

電源部４ｅは、リーダライタ装置４に電力を供給する手段である。電源部４ｅは、例えば、リーダライタ装置４に着脱自在に装着され交換可能な電池などであり、図示しない電源スイッチを利用者ＭがON操作することによってリーダライタ装置４に電力の供給を開始する。

インタフェース部４ｆは、リーダライタ装置４と外部装置との間で種々の情報を入出力させる手段である。インタフェース部４ｆは、コンピュータ又は各種コントローラなどの外部装置とリーダライタ装置４とを接続しこれらの間で種々の情報を入出力させるインタフェース(I/O)回路である。インタフェース部４ｆは、例えば、無線タグ２から読み出して記憶部４ｄが記憶する管理情報を利用者Ｍが作業終了後に管理事務所内のホストコンピュータなどに通信装置を通じて出力する。

制御部４ｇは、リーダライタ装置４側の種々の動作を制御する手段である。制御部４ｇは、情報を送受信する送受信制御部として機能するとともに、無線タグ２が送信する信号Ｓ₁，Ｓ₂に基づいて橋梁Ｂが異常な状態であるか否かを判定する判定部として機能する。制御部４ｇは、例えば、アンテナ部４ａが受信した信号Ｓ₁，Ｓ₂に基づいて橋梁Ｂに亀裂Ｃが発生したか否かを判断したり、アンテナ部４ａが受信した情報を記憶部４ｄに記憶させたり、情報入力部４ｂが出力する情報を記憶部４ｄに記憶させたり、記憶部４ｄから情報を読み出してアンテナ部４ａから無線タグ２側のアンテナ部２ａに送信させたり、記憶部４ｄから情報を読み出して情報表示部４ｃに表示させたり、記憶部４ｄから情報を読み出してインタフェース部４ｆから出力させたりする。制御部４ｇは、アンテナ部４ａ、情報入力部４ｂ、情報表示部４ｃ、記憶部４ｄ、電源部４ｅ及びインタフェース部４ｆと通信可能なように接続されている。

次に、この発明の第１実施形態に係る異常状態検出システムの動作を説明する。
図７は、この発明の第１実施形態に係る無線タグを備える異常状態検出システムの動作を説明するためのフローチャートであり、図７（Ａ）はリーダライタ側の処理を説明するためのフローチャートであり、図７（Ｂ）は無線タグ側の処理を説明するためのフローチャートである。

図７（Ａ）に示すステップ（以下、Ｓという）１００において、リーダライタ装置４のアンテナ部４ａが問合せ信号を送信する。図１に示すように、リーダライタ装置４を利用者Ｍが携帯して橋梁Ｂが存在する現場まで行き、無線タグ２とリーダライタ装置４との間で無線通信可能な距離まで近づく。次に、リーダライタ装置４の図示しない電源スイッチを利用者ＭがON操作するとリーダライタ装置４が起動を開始し、図示しない操作スイッチを操作すると無線タグ２に問合せ信号を送信する。その結果、図２に示すように、アンテナ線４ｈから周波数ｆ₁の信号Ｓ₁が送信されるとともに、アンテナ線４ｉから周波数ｆ₂の信号Ｓ₂が送信される。

図７（Ｂ）に示すＳ１１０において、無線タグ２のアンテナ部２ａが問合せ信号を受信する。リーダライタ装置４のアンテナ部４ａが送信する問合せ信号を無線タグ２のアンテナ部２ａが受信すると、アンテナ部２ａに電力が供給されて、無線タグ２が起動を開始する。

Ｓ１２０において、無線タグ２のアンテナ部２ａが応答信号を送信する。アンテナ部２ａに電力が供給されると、アンテナ部２ａが応答信号を送信する。このとき、図４（Ａ）に示すように、橋梁Ｂが正常な状態であるときには、アンテナ線２ｅから周波数ｆ₁の信号Ｓ₁が送信されるとともに、アンテナ線２ｆから周波数ｆ₂の信号Ｓ₂が送信される。一方、図４（Ｂ）に示すように、橋梁Ｂに亀裂Ｃが発生して橋梁Ｂが異常な状態になると、亀裂Ｃによってアンテナ線２ｅが破断する。その結果、アンテナ線２ｅから周波数ｆ₁の信号Ｓ₁が送信されず、アンテナ線２ｆから周波数ｆ₂の信号Ｓ₂のみが送信される。

図７（Ａ）に示すＳ１３０において、リーダライタ装置４のアンテナ部４ａが応答信号を受信する。無線タグ２のアンテナ部２ａが送信する応答信号をリーダライタ装置４のアンテナ部４ａが受信すると、この応答信号をアンテナ部４ａが制御部４ｇに出力する。

Ｓ１４０において、信号Ｓ₁，Ｓ₂を受信したか否かを制御部２ｇが判断する。図４（Ａ）に示すように、橋梁Ｂに亀裂Ｃが発生していないときには、アンテナ線４ｈが周波数ｆ₁の信号Ｓ₁が受信するとともに、アンテナ線４ｉが周波数ｆ₂の信号Ｓ₂を受信する。一方、図４（Ｂ）に示すように、橋梁Ｂに亀裂Ｃが発生したときには、アンテナ線４ｈが周波数ｆ₁の信号Ｓ₁を受信せず、アンテナ線４ｉが周波数ｆ₂の信号Ｓ₂のみを受信する。制御部２ｇが信号Ｓ₁，Ｓ₂を受信したと判断したときにはＳ１５０に進み、制御部２ｇが信号Ｓ₂のみを受信したと判断したときにはＳ１６０に進む。

Ｓ１５０において、橋梁Ｂが正常な状態であると制御部２ｇが判断する。アンテナ部４ａが信号Ｓ₁，Ｓ₂を受信したときには、橋梁Ｂが正常な状態であると制御部２ｇが判定する。その結果、判定結果の表示を制御部２ｇが情報表示部４ｃに指令し、橋梁Ｂが正常な状態であると情報表示部４ｃが画面上に表示する。また、判定結果の記憶を制御部２ｇが記憶部４ｄに指令し、この判定結果を管理情報として記憶部４ｄが記憶する。

Ｓ１６０において、橋梁Ｂが異常な状態であると制御部２ｇが判断する。アンテナ部４ａが信号Ｓ₂のみを受信したときには、橋梁Ｂが異常な状態であると制御部２ｇが判定する。また、アンテナ部４ａが信号Ｓ₁，Ｓ₂のいずれも受信しなかったときには、図４（Ｂ）に示すアンテナ線２ｆも切断されて亀裂Ｃが進展しており、橋梁Ｂが異常な状態であると制御部２ｇが判定する。その結果、判定結果の表示を制御部２ｇが情報表示部４ｃに指令し、橋梁Ｂが異常な状態であると情報表示部４ｃが画面上に表示する。また、判定結果の記憶を制御部２ｇが記憶部４ｄに指令し、この判定結果を管理情報として記憶部４ｄが記憶する。

Ｓ１７０において、図２に示すリーダライタ装置４のアンテナ部４ａが管理情報を送信する。記憶部４ｄから制御部４ｇが管理情報を読み出してアンテナ部４ａに出力すると、アンテナ部４ａから無線タグ２へ管理情報が送信される。

図７（Ｂ）に示すＳ１８０において、無線タグ２のアンテナ部２ａが管理情報を受信する。アンテナ部４ａが送信する管理情報をアンテナ部２ａが受信すると、無線タグ２に電力が供給されて無線タグ２が起動を開始し、アンテナ部２ａから制御部２ｂに管理情報が出力される。

Ｓ１９０において、管理情報の記憶を制御部２ｂが記憶部２ｃに指令する。その結果、制御部２ｂが管理情報を記憶部２ｃに出力し、この管理情報を記憶部２ｃが記憶し、図６に示すように過去から現在に至るまでの橋梁Ｂの管理情報が時系列順に記録される。例えば、図４（Ｂ）に示すような亀裂Ｃを検出した年月日などが無線タグ２の記憶部２ｃに記録される。

この発明の第１実施形態に係る無線タグ、リーダライタ装置及び異常状態検出システムには、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、橋梁Ｂが異常な状態であるときにアンテナ部２ａが送信する信号Ｓ₁，Ｓ₂と、橋梁Ｂが正常な状態であるときにアンテナ部２ａが送信する信号Ｓ₂とが異なる。例えば、従来の被検出物の劣化検出装置では、無線タグが故障して信号が送信されなかったときに、被検出物が異常な状態であると誤って判定することがあった。しかし、この第１実施形態では、橋梁Ｂの正常時に送信される信号Ｓ₁，Ｓ₂と、橋梁Ｂの異常時に送信される信号Ｓ₂とが異なるため、無線タグ２の故障と橋梁Ｂの異常とを混同することがなく、橋梁Ｂの異常な状態を精度よく検出することができる。

(2) この第１実施形態では、橋梁Ｂに亀裂Ｃが発生したときにアンテナ部２ａが送信する信号Ｓ₂の周波数ｆ₂と、橋梁Ｂに亀裂Ｃが発生していないときにアンテナ部２ａが送信する信号Ｓ₁，Ｓ₂の周波数ｆ₁，ｆ₂とが異なる。このため、アンテナ部２ａが送信する信号Ｓ₁，Ｓ₂の周波数ｆ₁，ｆ₂の相違を検出することによって、橋梁Ｂの異常な状態を簡単に検出することができる。

(3) この第１実施形態では、橋梁Ｂの表面に対して外周側に位置するアンテナ線２ｅと内周側に位置するアンテナ線２ｆとをアンテナ部２ａが備えている。その結果、橋梁Ｂに亀裂Ｃが発生してこの亀裂Ｃが進展したときに、アンテナ線２ｅがアンテナ線２ｆよりも先に切断されるため、簡単な構造によって亀裂Ｃの発生を初期段階で精度よく検出することができる。

(4) この第１実施形態では、アンテナ線２ｅがアンテナ線２ｆよりも剛性が低い。このため、橋梁Ｂに亀裂Ｃが発生したときに、アンテナ線２ｆよりも先にアンテナ線２ｅを容易に切断させることができる。

（第２実施形態）
図８は、この発明の第２実施形態に係る異常状態検出システムの無線タグを模式的に示す斜視図である。図９は、この発明のこの発明の第２実施形態に係る異常状態検出システムの無線タグを模式的に示す断面図であり、図９（Ａ）は正常時の断面図であり、図９（Ｂ）は異常時の断面図である。以下では、図２〜図６に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。

図８及び図９に示すアンテナ線２ｅは、橋梁Ｂの表面に対して下側に位置し、アンテナ線２ｆは橋梁Ｂの表面に対して上側に位置する。アンテナ部２ａは、図９に示すように、亀裂Ｃの発生が予測される領域に配置されており、亀裂Ｃの進展方向に対してアンテナ線２ｅ，２ｆが交差するように配置されている。アンテナ部２ａは、図９（Ｂ）に示すように、アンテナ線２ｅの下方に亀裂Ｃが発生しこの亀裂Ｃが進展したときにアンテナ線２ｆよりも先にアンテナ線２ｅが切断されるように、アンテナ線２ｅのほうがアンテナ線２ｆよりも剛性が低い。この第２実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。

（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、検出対象物として橋梁Ｂを例に挙げて説明したが、トンネル又は架線柱などの他の固定構造物についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、鉄道車両が走行する橋梁Ｂを例に挙げて説明したが、自動車が走行する橋や歩行者のみが通行する橋などについてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、橋梁Ｂがコンクリート橋である場合を例に挙げて説明したが、鋼材を主要材料とする鋼橋である場合についても、この発明を適用することができる。

(2) この実施形態では、周波数ｆ₁，ｆ₂が異なる信号Ｓ₁，Ｓ₂をアンテナ線２ｅ，２ｆが送信する場合を例に挙げて説明したが、レベルが異なる信号をアンテナ線２ｅ，２ｆが送信する場合についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、アンテナ線２ｅ，２ｆの外側から亀裂Ｃが進展する場合を例に挙げて説明したが、亀裂Ｃの発生が予測される領域をアンテナ線２ｅ，２ｆが囲むように無線タグ２を配置することもできる。さらに、この実施形態では、アンテナ部２ａに２本のアンテナ線２ｅ，２ｆを設けた場合を例に挙げて説明したが、アンテナ部２ａにアンテナ線を３本以上設けることもできる。この場合には、亀裂Ｃの進展の程度をさらに細かく段階的に検出することができる。

(3) この実施形態では、橋梁Ｂの近くで利用者Ｍが静止した状態で橋梁Ｂの異常な状態を検出する場合を例に挙げて説明したが、検測車などの業務用車両によって軌道Ｒ上を走行しながら管理情報を収集することもできる。また、この実施形態では、アンテナ部２ａから電力を供給する場合を例に挙げて説明したが、無線タグ２に電池などの電源部を内蔵させることもできる。

この発明の第１実施形態に係る異常状態検出システムの使用状態を概略的に示す模式図である。 この発明の第１実施形態に係る異常状態検出システムの構成図である。 この発明の第１実施形態に係る異常状態検出システムの無線タグを模式的に示す斜視図である。 この発明の第１実施形態に係る異常状態検出システムの無線タグを模式的に示す平面図であり、(Ａ)は正常時の平面図であり、(Ｂ)は異常時の平面図である。 この発明の第１実施形態に係る異常状態検出システムの無線タグの設置状態を示す断面図であり、(Ａ)は橋梁の表面に取り付けられた状態を示す断面図であり、(Ｂ)は橋梁に埋設された状態を示す断面図である。 この発明の第１実施形態に係る異常状態検出システムの無線タグの記憶部のデータ構造を一例として示す模式図である。 この発明の第１実施形態に係る異常状態検出システムの動作を説明するためのフローチャートであり、(Ａ)はリーダライタ装置側の処理を説明するためのフローチャートであり、(Ｂ)は無線タグ側の処理を説明するためのフローチャートである。 この発明の第２実施形態に係る異常状態検出システムの無線タグを模式的に示す斜視図である。 この発明のこの発明の第２実施形態に係る異常状態検出システムの無線タグを模式的に示す断面図であり、(Ａ)は正常時の断面図であり、(Ｂ)は異常時の断面図である。

符号の説明

１ 異常状態検出システム
２ 無線タグ
２ａ アンテナ部
２ｂ 制御部
２ｃ 記憶部
２ｄ 被覆部
２ｅ アンテナ線（第１のアンテナ線）
２ｆ アンテナ線（第２のアンテナ線）
３ａ 接着材
３ｂ 被覆材
４ リーダライタ装置
４ａ アンテナ部
４ｂ 情報入力部
４ｃ 情報表示部
４ｄ 記憶部
４ｅ 電源部
４ｆ インタフェース部
４ｇ 制御部
４ｈ，４ｉ アンテナ線
Ｂ 橋梁（検出対象物）
Ｍ 利用者
Ｖ 車両
Ｒ 軌道
Ｓ₁，Ｓ₂ 信号
ｆ₁，ｆ₂ 周波数
Ｃ 亀裂

Claims (9)

1. 検出対象物の異常な状態を検出可能なアンテナ部を有する無線タグであって、
   前記アンテナ部は、前記検出対象物が異常な状態であるときに送信する信号と、この検出対象物が正常な状態であるときに送信する信号とが異なること、
   を特徴とする無線タグ。
2. 請求項１に記載の無線タグにおいて、
   前記アンテナ部は、前記検出対象物に亀裂が発生したときに送信する信号の周波数と、この検出対象物に亀裂が発生していないときに送信する信号の周波数とが異なること、
   を特徴とする無線タグ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の無線タグにおいて、
   前記アンテナ部は、前記検出対象物の表面に対して、外周側に位置する第１のアンテナ線と内周側に位置する第２のアンテナ線とを備えること、
   を特徴とする無線タグ。
4. 請求項１又は請求項２に記載の無線タグにおいて、
   前記アンテナ部は、前記検出対象物の表面に対して、下側に位置する第１のアンテナ線と上側に位置する第２のアンテナ線とを備えること、
   を特徴とする無線タグ。
5. 請求項３又は請求項４に記載の無線タグにおいて、
   前記第１のアンテナ線は、前記第２のアンテナ線よりも剛性が低いこと、
   を特徴とする無線タグ。
6. 検出対象物の異常な状態を検出可能な無線タグとの間で通信可能なアンテナ部を有するリーダライタ装置であって、
   前記アンテナ部は、前記検出対象物が異常な状態であるときに前記無線タグから受信する信号と、この検出対象物が正常な状態であるときにこの無線タグから受信する信号とが異なること、
   を特徴とするリーダライタ装置。
7. 請求項６に記載のリーダライタ装置において、
   前記アンテナ部は、前記検出対象物に亀裂が発生したときに前記無線タグから受信する信号の周波数と、この検出対象物に亀裂が発生していないときにこの無線タグから受信する信号の周波数とが異なること、
   を特徴とするリーダライタ装置。
8. 検出対象物の異常な状態を検出する異常状態検出システムであって、
   前記検出対象物の異常な状態を検出可能なタグ側アンテナ部を有する無線タグと、
   前記タグ側アンテナ部との間で通信可能なリーダライタ側アンテナ部を有するリーダライタ装置とを備え、
   前記タグ側アンテナ部は、前記検出対象物が異常な状態であるときに送信する信号と、この検出対象物が正常な状態であるときに送信する信号とが異なり、
   前記リーダライタ側アンテナ部は、前記検出対象物が異常な状態であるときに受信する信号と、この検出対象物が正常な状態であるときに受信する信号とが異なること、
   を特徴とする異常状態検出システム。
9. 請求項８に記載の異常状態検出システムにおいて、
   前記タグ側アンテナ部は、前記検出対象物に亀裂が発生したときに送信する信号の周波数と、この検出対象物に亀裂が発生していないときに送信する信号の周波数とが異なり、
   前記リーダライタ側アンテナ部は、前記検出対象物に亀裂が発生したときに受信する信号の周波数と、この検出対象物に亀裂が発生していないときに受信する信号の周波数とが異なること、
   を特徴とする異常状態検出システム。
   

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