JP2016194447A - 構造物監視センサ装置、構造物監視システム、並びに監視サーバ - Google Patents

Abstract

【課題】各種構造物の状態を適切にモニタリングできる技術を提供することを目的の一つとする。
【解決手段】構造物に弾性部材を介して取り付けられたセンサと、センサによって測定された構造物の測定データを処理するデータ処理部とを有し、データ処理部は、弾性部材の特性に基づいて測定データを補正する構造物監視センサ装置が提供される。弾性部材は粘接着性を有するシート状であってもよく、データ処理部はこの弾性部材がセンサの測定データに与える影響を補正する機能を有する。補正データは記憶部に記憶され、データ処理部は記憶部から補正データを読み出す。
【選択図】図３

Description

本発明の一実施形態は、構造物の状態を検査し、モニタリングし、情報を収集するシステム、装置、方法に関する。

道路、鉄道、港湾、ダム、建築物等の社会資本を構成する構造物の老朽化に対し、適切な維持管理が求められている。例えば、自動車道路や鉄道等における橋梁、トンネル、法面におけるコンクリート壁等においては、外壁の剥落があると大きな事故の原因となるため、定期的な点検及び検査を行い、必要箇所の補修工事が適宜行われている。

建造物の検査は、人手に頼って行われる場合もあるが、各種センサを利用して自動的に行う技術が開発されている。例えば、道路施設の保守管理に必要な情報を収集するために、道路設備の状態をセンサによって監視するシステムが開示されている（特許文献１参照）。この監視システムは、道路設備にセンサを設置し、当該センサによって測定された情報を路側ユニットに設けられたメモリに蓄積させている。メモリに蓄積された情報は走行中の点検車両に搭載された車載ユニットによって読み出され、当該車載ユニットはメモリに読み出された情報を蓄積している。

特開２０１０−１１７８３７号公報

特許文献１に記載された監視システムは、センサによって測定された情報の取得を容易化することに着眼点が置かれているのみであり、センサによって正確に建造物の状態をモニタリングしているか否かの検討がされていない。橋梁や建造物等の外壁にセンサを取り付けるには、その構造物の強度に影響を与えない形式で、モニタリング用のセンサを取り付ける必要がある。例えば、センサ部又はセンサを搭載したモニタリング装置を接着剤で建造物に取り付けることが考えられる。しかし、センサが建造物に直接的に接していないことにより、本来得られるべきセンサ信号が取得されず、異常が放置されてしまう可能性がある。

本発明は、このような問題に鑑み、各種構造物の状態を適切にモニタリングできる技術を提供することを目的の一つとする。

本発明の一実施形態によれば、構造物に弾性部材を介して取り付けられたセンサと、センサによって測定された構造物の測定データを処理するデータ処理部とを有し、データ処理部は弾性部材の特性に基づいて測定データを補正する構造物監視センサ装置が提供される。

本発明の一実施形態によれば、構造物に弾性部材を介して取り付けられたセンサと、センサによって測定された構造物の測定データを処理するデータ処理部とを有し、データ処理部は弾性部材の特性に基づいて測定データを補正する構造物監視センサ装置と、この構造物監視センサ装置から出力される測定データを収集する監視サーバを含む構造物監視システムが提供される。

本発明の一実施形態によれば、構造物に弾性部材を介して設置された構造物監視センサ装置から出力される測定データを受信するデータ受信部と、測定データを補正するデータ補正部とを有し、データ補正部は弾性部材の特性に基づいて測定データを補正する監視サーバが提供される。

本発明の一実施形態によれば、データ処理部は弾性部材の特性に基づいて測定データを補正することにより、構造物の状態を適切にモニタリングすることができる。

本発明の一実施形態に係る構造物監視システムの一態様を示す図である。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置の取り付け構造を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置におけるデータ処理部の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置におけるデータ処理部の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置におけるデータ処理部の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置におけるデータ処理部の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置におけるデータ処理部の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置におけるデータ処理部の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置におけるデータ処理部の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置におけるデータ処理部の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置におけるデータ処理部の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置におけるデータ処理部の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置におけるデータ処理部の動作の一例を示すフローチャートである。 弾性部材の硬度に違いによる振動データと周波数スペクトルの特性を示す図である。 本発明の一実施形態に係る構造物監視システムの一態様を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。

［第１の実施形態］
本発明に係る構造物監視センサ装置の一実施形態について説明する。本実施形態に係る構造物監視センサ装置は、センサ部及びセンサ部で得られた測定データを補正する補正データ記憶部が含まれる。

＜構造物監視システム＞
図１は、構造物監視センサ装置１００を含む構造物監視システムの一態様を示す。構造物監視センサ装置１００は、弾性部材１５６を介して構造物１５８に取り付けられている。構造物監視センサ装置１００は、センサ部１０２、データ処理部１０４、補正データ記憶部１０６、データ通信部１０８、電源部１１０を含んでいる。構造物監視センサ装置１００は、中継器１７４を介して監視サーバ１６０と接続されている。構造物監視センサ装置１００で取得された測定データは、監視サーバ１６０の記録媒体１８０に記憶される。

センサ部１０２は、構造物１５８の状態を検知するセンサを含んでいる。センサ部１０２から出力される測定データはデータ処理部１０４に出力される。データ処理部１０４は、補正データ記憶部１０６に記憶されている補正データを用いて測定データを補正する。データ通信部１０８は、補正された測定データを中継機１７４に送信する。構造物監視センサ装置１００と中継器１７４は無線又は有線で接続され通信可能な様態に置かれている。

中継器１７４は電気通信回線を介して監視サーバ１６０と接続されている。中継器１７４は構造物監視センサ装置１００から受信した測定データを監視サーバ１６０に送信する。なお、中継器１７４は、親機と子機に分割され、子機が構造物監視センサ装置１００と直接的に通信する構成を有していてもよい。いずれにしても、中継器１７４は構造物監視センサ装置１００の近くに配置され、近距離無線により測定データの収集をする機能を有している。

監視サーバ１６０の記録媒体１８０に蓄積されたデータは、対象とする構造物の状態の異常を検知するときに用いられる。また、記録媒体１８０に蓄積されたデータは、対象とする構造物の状態を解析する際に利用される。

なお、図１で示す構造物監視センサ装置１００、中継器１７４及び監視サーバ１６０の構成は一例であり、他の機器が介在していてもよい。例えば、構造物監視センサ装置１００と中継器１７４の間、また中継器１７４と監視サーバ１６０の間に、他の機材が介在していてもよい。

＜構造物監視センサ装置の取り付け構造＞
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る構造物監視センサ装置１００の取り付け形態を示す。本実施形態に係る構造物監視センサ装置１００は、センサ部１０２、データ処理部１０４、補正データ記憶部１０６、データ通信部１０８を含む。図２（Ａ）は、これら各部材がパッケージ部材１１２の内部に含まれる態様を模式的に示す。

図２（Ａ）において、パッケージ部材１１２は、セラミック、強化プラスチック等の耐候性を有する素材が用いられる。パッケージ部材１１２は、センサ部１０２、データ処理部１０４、補正データ記憶部１０６、データ通信部１０８を内包している。パッケージ部材１１２により、構造物監視センサ装置１００の耐候性を高め、屋外の構造物１５８に取り付けることを可能としている。

構造物監視センサ装置１００は、弾性部材１５６を介して構造物１５８に取り付けられる。構造物監視センサ装置１００のパッケージ部材１１２と構造物１５８との間には、弾性部材１５６が介在している。弾性部材１５６は接着性を有し、構造物監視センサ装置１００を構造物１５８に固定する機能を有する。

構造物監視センサ装置１００の構造物１５８への取り付け方式として締結具によって固定する方式もある。しかし、構造物１５８にボルト等を植設すると、ダメージを与えることになるので、構造物監視センサ装置１００の取り付け方式として好ましくないと考えられる。図２（Ａ）で示すように、構造物監視センサ装置１００を、弾性部材１５６を介して構造物１５８に取り付けることで、ダメージを与えないようにすることができる。なお、構造物１５８は、弾性部材１５６の取り付け表面を清浄化、平坦化するような加工は当然に許容される。例えば、構造物１５８の取り付け表面にプライマ加工をする等の処理がされていてもよい。

図２（Ｂ）は、構造物監視センサ装置１００において、センサ１１４がパッケージ部材１１２で内包される本体から分離して取り付けられる態様を示す。センサ１１４はパッケージ部材１１２の外側に配置され、封止材１５４によって覆われている。センサ１１４とデータ処理部１０４との間における信号の送受信は、有線又は無線によって行われる。センサ１１４は、弾性部材１５６を介して構造物１５８に取り付けられる。なお、図２（Ｂ）において、センサ１１４の信号を増幅する増幅回路、Ａ／Ｄ変換回路等は、センサ１１４と共に本体から分離されて設けられていてもよいし、センサ１１４から離れて本体内に設けられていてもよい。

弾性部材１５６は、弾性体であって接着性を有する。弾性部材１５６は有機材料で形成され、例えば接着剤であってもよい。接着剤としてシート状の形態を有していてもよい。例えば、弾性部材１５６として接着シート又は粘着フィルムを用いることができる。また、弾性部材１５６は、ゴム等の弾性体の表面に、粘着性又は接着性を有する有機材料が付着された形態を有していてもよい。

弾性部材１５６は、光硬化性の接着剤又は接着シートであってもよい。弾性部材１５６は、光硬化性を有することで、構造物監視センサ装置１００や構造物１５８に熱的なダメージを与えずに両者を接着することができる。

弾性部材１５６として、粘接着性を有し、アクリル系樹脂を含むと共に、液状エポキシ樹脂、固形エポキシ樹脂及び潜在性の硬化剤又は紫外線や電子線を照射することにより塩基を発生する硬化触媒とメルカプト基を有する硬化剤もしくはフェノール性水酸基を有する硬化剤を含むものを用いてもよい。より具体的には、ガラス転移温度が１５℃以下であって、メタクリレート・アクリレート・メタクリレートからなるトリブロック共重合体であるアクリル系樹脂を含むとともに、液状エポキシ樹脂、固形エポキシ樹脂及び潜在性の硬化剤又は紫外線や電子線を照射することにより塩基を発生する硬化触媒とメルカプト基を有する硬化剤もしくはフェノール性水酸基を有する硬化剤をさらに含むものを用いてもよい。

図２（Ａ）及び（Ｂ）で示すように、構造物監視センサ装置１００は、構造物１５８に弾性部材１５６を介して固定される。この固定構造は、センサ１１４が構造物１５８に直接接触していないことを意味する。すなわち、構造物監視センサ装置１００において、センサ１１４は弾性部材１５６を介して構造物１５８の状態を検知している。センサ１１４が構造物に直接接触している場合と、弾性部材１５６を介して配置されている場合とでは、得られるセンサ信号に違いが生じる。また、弾性部材１５６が経時変化することによる影響も考慮する必要がある。例えば、センサ１１４として加速度センサを用いた場合、弾性部材１５６が経時変化により弾性力が変化すると、センサ信号から得られる振動数（または周波数）が変化する。

また、構造物監視センサ装置１００の取り付け工事、すなわちセンサ１１４の取り付け状態のばらつきによって、検出されるセンサ信号の強度がばらつくことが問題となる。構造物１５８の状態を監視するセンサ１１４の出力信号が、取り付け部材の影響を受け、経時変化により物性値が変化することで変動すると、正確な情報を得ることができない。このような問題があると、構造物１５８に異常が生じても、それを検知できないか、異常の程度を正確に把握することができない。

本実施形態に係る構造物監視センサ装置１００は、センサ信号を補正するデータを予め用意しておき、このデータを補正データ記憶部１０６に記憶されている。データ処理部１０４は、センサ部１０２からセンサ信号が入力されたとき、補正データ記憶部１０６に記憶された補正データを用いてセンサ信号を演算処理し、補正センサ信号を生成する。以下に、構造物監視センサ装置１００の各構成を説明する。

＜構造物監視センサ装置の構成１＞
図３は、本実施形態に係る構造物監視センサ装置１００ａの構成を示す。構造物監視センサ装置１００ａは、センサ部１０２ａ、データ処理部１０４ａ、データ通信部１０８、補正データ記憶部１０６、電源部１１０を含む。

＜センサ部＞
センサ部１０２ａは、第１のセンサ１１４ａを含んでいる。また、センサ部１０２ａは、第１の増幅回路１１６ａ、第１のＡ／Ｄ変換回路１１８ａが含まれている。第１のセンサ１１４ａは慣性力（加速度、角速度）、歪み、音響波、超音波、電磁波等の各物性値のいずれか一つを検知可能なセンサが適用される。第１の増幅回路１１６ａは第１のセンサ１１４ａから出力されるセンサ信号を増幅し、第１のＡ／Ｄ変換回路１１８ａは、センサ信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して出力する。なお、図３で示すセンサ部１０２の構成は例示であり、第１のセンサ１１４ａから出力される信号を読み取り変換する方式は、他の構成が採用されてもよい。

構造物監視センサ装置１００ａは、図２（Ａ）又は（Ｂ）で示すように弾性部材１５６を介して構造物１５８に固定される。第１のセンサ１１４ａは弾性部材１５６を介して構造物１５８の状態を測定する。第１のセンサ１１４ａから出力される測定データは、同じセンサが構造物１５８に直接的に接触しているときに得られる測定データと異なっている場合がある。本実施形態に係る構造物監視センサ装置１００ａは、弾性部材１５６の影響を排除するために、データ処理部１０４ａがセンサ信号を補正する機能を有する。

構造物監視センサ装置１００が監視の対象とする構造物１５８は、道路設備、鉄道設備、港湾設備、空港設備、送信設備、送電設備、建築物（ビルディング等）、その他の建造物である。例えば、道路設備及び鉄道設備であれば、橋梁、橋脚、トンネル、法面、その他道路設備の付属物（表示板、信号機、架線等）である。これらの構造物は、欠陥があったり、劣化が進行したりすると、安全性、信頼性に影響を及ぼす。

構造物監視センサ装置１００は、このような構造物の振動、剥落、ひび割れ、位置ずれ、傾き等の変化を監視対象とする。構造物監視センサ装置１００は、構造物の状態を監視するために、第１のセンサ１１４ａとして、加速度センサ、角速度センサ、音響センサ、表面弾性波センサ、超音波センサ、歪みセンサ、ＧＰＳ（グローバルポジションシステム）センサ、距離センサ（測距センサ）等を用いる。例えば、構造物の振動、剥落、傾きに対しては、加速度センサ、角速度センサを用いて状態を検知することができる。構造物のひび割れに対しては、音響センサ、表面弾性波センサ、超音波センサ、歪みセンサを用いて検知することができる。構造物の歪みに対してはひずみセンサを用いて検知することができる。構造部の位置ずれに対しては、ＧＰＳセンサ、距離センサを用いて検知することができる。構造物の傾きに対しては、加速度センサを用いて検知することができる。

より具体的に例示すれば、道路設備及び鉄道設備に含まれるトンネルは、内壁のひび割れ、歪み、剥落が監視対象とされる。この場合、内壁のひび割れ、歪みに対しては、センサとして音響センサ、表面弾性波センサ、超音波センサ、歪みセンサを用いて状態の変化を検知する。また、内壁の剥落に対しては、加速度センサ、角速度センサを用いて状態の変化を検知する。道路設備や鉄道設備の橋梁及び橋脚は、振動、コンクリートの剥落、ひび割れ、溶接部又は締結部の疲労（鋼材）が監視対象とされる。この場合、振動、コンクリートの剥落に対しては、加速度センサを用い、ひび割れ、溶接部又は締結部の疲労に対しては、音響センサ、表面弾性波センサ、超音波センサ、歪みセンサを用いて状態の変化を検知する。道路設備や鉄道設備の法面については、位置ずれ、ひび割れ等が監視対象とされる。この場合、ＧＰＳセンサ、距離センサ、気圧センサ、加速度センサを用いて状態の変化を検知する。道路設備及び鉄道設備の他道路設備であれば、傾き、振動、溶接部又は締結部の疲労（鋼材）が監視対象とされる。この場合、傾き、振動に対しては、加速度センサ、角速度センサを用い、溶接部又は締結部の疲労に対しては、音響センサ、表面弾性波センサ、超音波センサ、歪みセンサを用いて状態の変化を検知する。建築物については、傾き、振動、ひび割れ、歪み等が監視対象とされる。この場合、傾き、振動に対しては、加速度センサ、角速度センサを用い、ひび割れ、歪みに対しては音響センサ、表面弾性波センサ、超音波センサ、歪みセンサが用いられる。

＜データ処理部と補正データ記憶部＞
データ処理部１０４ａは、センサ部１０２ａから出力される測定データを補正する。データ処理部１０４ａは、入力された測定データを、補正データ記憶部１０６から読み出される補正データを用い、弾性部材１５６の影響を受けない、本来得られるべき測定データとなるように補正する。補正データ記憶部１０６は不揮発性メモリで構成されている。補正データ記憶部１０６は、第１のセンサ１１４ａに対する補正データが記憶されている。補正データは、弾性部材１５６が第１のセンサ１１４ａの測定データに影響を与えるとき、その影響による計測値のずれを校正するデータを含んでいる。

また、補正データ記憶部１０６に記憶される補正データは、第１のセンサ１１４ａの個体差のばらつきを補正するデータが含まれていてもよい。また、補正データとして、構造物監視センサ装置１００ａの施工状態によって第１のセンサ１１４ａの計測値に与えるとき、その施工ばらつきを補償するデータが含まれていてもよい。

図４は、データ処理部１０４ａの機能的構成を示す。データ処理部１０４ａは、測定データ入力部１２０、補正データ読取部１２２、データ補正部１２４、測定データ出力部１２６を含む。測定データ入力部１２０は、センサ部１０２から出力される測定データが入力される。補正データ読取部１２２は、補正データ記憶部１０６から補正データを読み出す。データ補正部１２４は、入力された測定データと補正データを用い、演算処理をして補正された測定データを生成する。補正された測定データは、第１のセンサ１１４ａが弾性部材１５６から受ける影響を排除した適正な値を示すものとなっている。測定データ出力部１２６は、補正された測定データをデータ通信部１０８に出力する。

補正データ記憶部１０６に記憶される補正データは暗号化されていてもよい。この場合、補正データを補正データ記憶部１０６に記憶するとき暗号化処理をし、補正データを読み出すとき復号化処理をすればよい。補正データを暗号化して記憶することで、センサ部１０２から出力される測定データの改竄を防止することができる。また、補正データを暗号化して記憶することで、構造物監視センサ装置の偽造を防止することができる。それにより、構造物監視センサ装置の偽造品が流通するのを防ぐことができる。

なお、図３及び図４は、データ処理部１０４ａと補正データ記憶部１０６が別の構成として示されている。しかし、本実施形態はこれに限定されず、例えば、データ処理部１０４ａの一部に補正データ記憶部１０６が含まれていてもよい。図４は、データ処理部１０４ａの機能的構成を示すが、これらの機能はマイクロプロセッサとその動作を制御するソフトウェアにより実現される。また、図４で示す機能はマイクロコンピュータによって実現されていてもよい。

＜データ通信部＞
図３は、構造物監視センサ装置１００ａに含まれるデータ通信部１０８の構成を例示する。データ通信部１０８は、ＲＦ回路１３２、Ｄ／Ａ変換回路１３４、高周波増幅回路１３６、アンテナ回路１３８を含んでいる。データ通信部１０８は、データ処理部１０４ａで補正された測定データを監視サーバ１６０に送信する。ＲＦ回路１３２は、測定データを送信可能なフォーマットに変換し変調する機能を有する。Ｄ／Ａ変換回路１３４はデジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅回路１３６によって送信信号を増幅し、アンテナ回路１３８によって送信する。また、データ通信部１０８は、アンテナ回路１３８による無線通信に代えて、有線で信号を出力するように構成されていてもよい。かかる場合、データ通信部１０８はケーブルと接続するコネクタが備えられていてもよい。

＜電源部＞
図３において、電源部１１０は、構造物監視センサ装置１００の任意の構成として含まれる。電源部１１０は、蓄電池１４２、電源コントローラ１４４を含んでいる。蓄電池１４２は繰り返し充電及び放電が可能な二次電池であってもよい。電源コントローラ１４４は蓄電池１４２の充電及び放電を制御する。また、蓄電池１４２を充電する発電素子１４０が設けられていてもよい。発電素子１４０としては、光起電力素子（太陽電池）、振動発電機、熱電発電機などの環境発電機や、無線給電を用いることができる。

構造物監視センサ装置１００ａは、電源部１１０を有することで、電気配線を施工することなく、構造物１５８に取り付けることができる。構造物監視センサ装置１００ａは、電源部１１０から駆動電力が供給され、自律的に構造物１５８の状態を監視することが可能となる。

＜構造物監視センサ装置の動作１＞
構造物監視センサ装置１００ａは、センサ部１０２ａで構造物１５８の物性値を測定し、得られた測定データをデータ処理部１０４ａで補正して出力する。図５は、データ処理部１０４ａの基本的な動作をフローチャートで示す。データ処理部１０４ａは、測定データ入力部１２０がセンサ部１０２から測定データを読み取る（Ｓ００１）。また、データ処理部１０４ａは、補正データ読取部１２２が補正データ記憶部１０６から補正データを読み出す（Ｓ００２）。なお、データ処理部１０４ａは、測定データと補正データを読み取る順番に特に限定はなく、測定データと補正データを同時に読み出してもよく、また、予め補正データを読み出しておきてもよい。データ処理部１０４ａは、補正データを用いて測定データ補正する（Ｓ００３）。そして、補正された測定データを出力する（Ｓ００４）。

本実施形態によれば、センサ部１０２ａが構造物１５８の状態を常時計測し、例えば、その測定データを監視サーバ１６０に蓄積することができる。

このように、本実施形態に係る構造物監視センサ装置１００ａによれば、第１のセンサ１１４が構造物１５８の状態を測定するときに、弾性部材１５６の影響を受けた測定データを計測したとしても、データ処理部１０４がその影響を補正して、適正な測定データを得ることができる。

［第２の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態に対し、データ処理部の構成が異なる構造物監視センサ装置の構成を示す。

＜構造物監視センサ装置の構成２＞
構造物監視センサ装置１００ｂは、常時監視対象の構造物に対し、測定データが一定水準を超えた場合にのみ、当該測定データを出力する機能を有していてもよい。

図６は、そのような機能を有する構造物監視センサ装置１００ｂの、データ処理部１０４ｂの構成を示す。図６において、測定データ入力部１２０、補正データ読取部１２２、データ補正部１２４、測定データ出力部１２６の機能は、図４で示すものと同様である。図６において、データ比較部１２８は、データ補正部１２４から出力された測定データと、比較データ記憶部１３０に記憶されたデータを対比する。データ比較部１２８は、測定データが比較データに対して一定水準以上に変動している場合、その測定データを測定データ出力部１２６から出力するように制御する。一方、データ比較部１２８は、測定データが比較データに対して一定水準以上に変動していない場合、その測定データは、測定データ出力部１２６から出力されないように制御する。

＜構造物監視センサ装置の動作２＞
図７は、このときのデータ処理部１０４ｂの動作をフローチャートで示す。データ処理部１０４ｂは、測定データ入力部１２０がセンサ部１０２から測定データを読み取り（Ｓ０１１）、補正データ読取部１２２が補正データ記憶部１０６から補正データを読みとり（Ｓ０１２）、補正データを用いて測定データ補正する（Ｓ０１３）。

データ比較部１２８は、比較データ記憶部１３０から比較データを読み出す（Ｓ０１４）。データ比較部１２８は、測定データが比較データからどの程度乖離しているのかを比較評価する（Ｓ０１５）。そして、測定データの比較データからの乖離値が一定範囲内（許容範囲内）である場合（Ｙの場合）には、測定データを出力せず終了する。測定データの比較データからの乖離値が一定範囲を超えている場合（許容範囲外）には、測定データを出力する（Ｓ０１６）。

例えば、測定対象が、構造物の歪みや位置ずれである場合、比較データは許容水準を示す歪み値や位置の変動値となる。データ比較部１２８は、測定データ（歪みデータ、位置ずれデータ）と比較データを対比して、許容値を超える場合その測定データを出力し、許容値を超えない場合には測定データを出力しないようにすることができる。

一方、測定対象が、構造物のひび割れや外壁の剥落を対象とする場合、比較データは平常時に測定され得る計測値（バックグランドデータ）、または１計測前などの事前の所定の測定データを用いることができる。構造物のひび割れや外壁の剥落は突発的に発生するので、これを検知する加速度センサや音響センサの測定データは、常時に測定され得る計測値（バックグランドデータ）又は一つ前などの事前の所定の計測における測定データから乖離する。データ比較部１２８は、このような測定データ（加速度データ、音響データ）と比較データを対比して、許容値を超える場合その測定データを出力し、許容値を超えない場合には測定データを出力しないようにすることができる。

図６で示す構成によれば、構造物監視センサ装置１００ｂは、異常値が検出されたときに、測定データを監視サーバに出力することができる。それにより、構造物監視センサ装置１００ｂは、測定データの送信回数を減らすことができるので、消費電力を低減することができる。また、監視サーバは異常の発生を素早く検知することができる。

［第３の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態に対し、センサ部の構成が異なる構造物監視センサ装置の構成を示す。以下では、第１の実施形態と相違する部分を中心に説明する。

＜構造物監視センサ装置の構成３＞
図８は、構造物監視センサ装置１００ｃにおいて、センサ部１０２ｃに複数のセンサが設けられる態様を示す。第１のセンサ１１４ａは、構造物の状態を検知するセンサである。第１のセンサ１１４ａは、構造物の振動、剥落、ひび割れ、歪み、位置ずれ、傾き等を、物性値の測定により検知する。第２のセンサ１１４ｂは、構造物以外の測定環境を検知するセンサである。第２のセンサ１１４ｂは温度、湿度、気圧等の環境データを測定する。

センサ部１０２ｃは、第１のセンサ１１４ａ及び第２のセンサ１１４ｂのセンサ信号を、増幅し、またデジタルデータに変換してデータ処理部１０４ｃに出力する。構造物監視センサ装置１００ｃは、測定環境のデータを取得する第２のセンサ１１４ｂを有し、第１のセンサ１１４ａで得られる構造物１５８の測定データに加え、測定時の温度データや湿度データを得ることができる。また、第２のセンサ１１４ｂで環境データを測定することにより、温度データ等に基づいて、第１のセンサ１１４ａから得られるセンサ信号を補正することもできる。構造物監視センサ装置１００ｃは、第１のセンサ１１４ａから得られたセンサ信号が温度や湿度の影響により変動する場合、その変動を第２のセンサ１１４ｂで得られた測定データに基づいて、データ処理部１０４ｃにおいて補正するようにしてもよい。

図９は、第１のセンサ１１４ａで得られた測定データを、補正データによって補正すると共に、第２のセンサ１１４ｂで測定される測定データ（温度データ、湿度データ等）を用いてより適切に補正するデータ処理部１０４ｃの機能的構成を示す。データ処理部１０４ｃは、第１の測定データ入力部１２０ａ、第２の測定データ入力部１２０ｂ、第１のデータ補正部１２４ａ、補正データ読取部１２２、第２のデータ補正部１２４ｂ、測定データ出力部１２６を含んでいる。第１の測定データ入力部１２０ａは第１のセンサ１１４ａのセンサ信号が入力され、第２の測定データ入力部１２０ｂは第２のセンサ１１４ｂのセンサ信号が入力される。

第１のデータ補正部１２４ａは、第２の測定データ入力部１２０ｂから入力された温度データや湿度データに基づき、第１の補正データ記憶部１０６ａから補正データを読み出して、第１の測定データ入力部１２０ａから入力されたセンサ信号を補正する。第１の補正データ記憶部１０６ａには、例えば、第１のセンサ１１４ａにおける温度係数が記録された温度補償テーブルが記憶されている。

補正データ読取部１２２は、第２の補正データ記憶部１０６ｂから補正データを読み出す。第２のデータ補正部１２４ｂは、第１のデータ補正部１２４ａから出力されたセンサ信号と補正データを用い、演算処理をして補正された測定データを生成する。補正された測定データは、第１のセンサ１１４ａが弾性部材１５６から受ける影響を排除した、適正な計測値を示すものとなっている。測定データ出力部１２６は、補正された測定データをデータ通信回路１０８に出力する。

なお、図９は、データ処理部１０４ｃと、第１の補正データ記憶部１０６ａ及び第２の補正データ記憶部１０６ｂが別体となった構成を示すが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、データ処理部１０４ｃの一部に、第１の補正データ記憶部１０６ａ及び第２の補正データ記憶部１０６ｂが含まれる構成を有していてもよい。図９は、データ処理部１０４ａの機能的構成を示すが、これらの機能はマイクロプロセッサとその動作を制御するソフトウェアにより実現される。

また、本実施形態においても、データ処理部１０４ｃにおいて、第２の実施形態で示すデータ比較部１２８、比較データ記憶部１３０の構成が付加されていてもよい。

＜構造物監視センサ装置の動作３＞
構造物監視センサ装置１００ｃは、センサ部１０２ｃにおいて第１のセンサ１１４ａで構造物１５８の状態を測定し第１の測定データを得る。また、第２のセンサ１１４ｂで測定環境を測定し第２の測定データを得る。そして、第１のセンサ１１４ａで得られる第１の測定データをデータ処理部１０４ｃで補正して、補正された測定データを出力する。

図１０は、データ処理部１０４ｃの動作をフローチャートで示す。まず、センサ部１０２ｃから、第１の測定データ入力部１２０ａに、第１のセンサ１１４ａが測定した第１の測定データが入力される（Ｓ０２１）。第２の測定データ入力部１２０ｂに、第２のセンサ１１４ｂが測定した第２の測定データが入力される（Ｓ０２２）。第１のデータ補正部１２４ａは、第２のセンサ１１４ｂが検知した第２の測定データが異常値であるか否かを判断する（Ｓ０２３）。例えば、第２のセンサ１１４ｂから温度データが取得される場合、検知された温度が第１のセンサ１１４ａの測定許容範囲を超える温度を示す場合、異常値と判断する。この場合、第１のデータ補正部１２４ａは、第２のセンサ１１４ｂによるセンサ信号が異常値を示すことを通知する信号を出力し（Ｓ０２９）、この処理は終了する。

第１のデータ補正部１２４ａは、第２のセンサ１１４ｂが検知したセンサ信号が規定範囲内にある場合（Ｓ０２３）、第１の補正データ記憶部１０６ａから補正データを読み出す（Ｓ０２４）。そして、第１の測定データを補正する（Ｓ０２５）。第１の補正データ記憶部１０６ａには、第１のセンサ１１４ａの各温度における補正係数がデータテーブルとして記憶されている。次いで、補正データ読取部１２２が第２の補正データ記憶部１０６ｂから補正データを読み出す（Ｓ０２６）。第２のデータ補正部１２４ｂは、補正データを用いて測定データ補正する（Ｓ０２７）。そして、補正された測定データを出力する（Ｓ０２８）。

なお、第２のセンサ１１４ｂで得られる測定データは、弾性部材１５６の温度特性を補償するために用いてもよい。

本実施形態に係る構造物監視センサ装置１００ｃによれば、第１のセンサ１１４ａが構造物１５８の状態を表す物性値を測定するときに弾性部材１５６の影響を受けたとしても、データ処理部１０４がその影響を補正して、適正な測定データを得ることができる。さらに、第１のセンサ１１４ａのおかれた環境データを取得し、その測定環境による影響を補償した測定データを得ることもできる。例えば、構造物監視センサ装置１００ｃは、弾性部材１５６の影響を補正し、さらに温度補償された測定データを出力することができる。

［第４の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態に対し、センサ部の構成が異なる構造物監視センサ装置の構成を示す。以下では、第１の実施形態と相違する部分を中心に説明する。

＜構造物監視センサ装置の構成４＞
図１１は、構造物監視センサ装置１００ｄのセンサ部１０２ｄに複数のセンサが設けられる態様を示す。第１のセンサ１１４ａ、第２のセンサ１１４ｂは第３の実施形態で示すものと同様である。本実施形態では、センサ部１０２ｄに第３のセンサ１１４ｃがさらに設けられている。第３のセンサ１１４ｃは、弾性部材１５６の状態を検知するセンサである。例えば、弾性部材１５６の物性値が経時変化するとき、第３のセンサ１１４ｃによりその物性値の変化を検出する。第３のセンサ１１４ｃは、弾性部材１５６の電気インピーダンス、歪み、音響波、電磁波、イオン濃度のいずれか一つを測定可能なセンサを用いる。第３のセンサ１１４ｃとしては、インピーダンスセンサ、歪みセンサ、音響センサ、イオンセンサなどが適用される。

構造物監視センサ装置１００ｄは、弾性部材１５６の経時変化を検知する第３のセンサ１１４ｃを有することにより、構造物１５８の物性値を検知する第１のセンサ１１４ａから得られるセンサ信号をより適切に補正することができる。また、構造物監視センサ装置１００ｄは、第１のセンサ１１４ａから得られた測定データが温度や湿度の影響により変動する場合、第２のセンサ１１４ｂによって得られる測定データによって補正することもできる。

センサ部１０２ｄは、第３のセンサ１１４ｃに対応して第３の増幅回路１１６ｃ、第３のＡ／Ｄ変換回路１１８ｃが設けられている。

図１２は、本実施形態に係るデータ処理部１０４ｄの機能的構成をブロック図で示す。データ処理部１０４ｄは、第１の測定データ入力部１２０ａ、第２の測定データ入力部１２０ｂ、第３の測定データ入力部１２０ｃ、第１のデータ補正部１２４ａ、補正データ読取部１２２、第２のデータ補正部１２４ｂ、測定データ出力部１２６を含んでいる。

図１２で示すデータ処理部１０４ｄにおいて、第１の測定データ入力部１２０ａ、第２の測定データ入力部１２０ｂ、第１のデータ補正部１２４ａで行われる処理は、第３の実施形態と同様である。補正データ読取部１２２は、第２の補正データ記憶部１０６ｂから補正データを読み出す。第２のデータ補正部１２４ｂは、第１のデータ補正部１２４ａから出力された第１の測定データと第２の補正データ記憶部１０６ｂから読み出された補正データを用い、演算処理をして補正された測定データを生成する。このとき、補正データ読取部１２２によって第２の補正データ記憶部１０６ｂから読み出される補正データは、弾性部材１５６の劣化度合いを反映したデータとなる。

第３の測定データ入力部１２０ｃに入力される第３の測定データは、第３のセンサ１１４ｃから得られる。第３の測定データは、補正データ読取部１２２に入力される。本実施形態において、第２の補正データ記憶部１０６ｂは、弾性部材１５６の経時変化データが記憶されている。例えば、第３のセンサ１１４ｃの出力値と補正係数の関係が補正テーブルとして記憶されている。補正データ読取部１２２は、第３の測定データに基づいて対応する補正データを読み出す。第２のデータ補正部１２４ｂによって補正された測定データは、第１のセンサ１１４ａが弾性部材１５６から受ける影響を排除した、適正な計測値を示すものとなる。測定データ出力部１２６は、補正された測定データをデータ通信部１０８に出力する。

なお、図１２は、データ処理部１０４ｄと、第１の補正データ記憶部１０６ａ及び第２の補正データ記憶部１０６ｂが分離した構成を示すが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、データ処理部１０４ｄの一部に、第１の補正データ記憶部１０６ａ及び第２の補正データ記憶部１０６ｂが含まれる構成を有していてもよい。図１２は、データ処理部１０４ｄの機能的構成を示すが、これらの機能はマイクロプロセッサとその動作を制御するソフトウェアにより実現される。

また、本実施形態においても、データ処理部１０４ｄにおいて、第２の実施形態で示すデータ比較部１２８、比較データ記憶部１３０の構成が付加されていてもよい。

＜構造物監視センサ装置の動作４＞
構造物監視センサ装置１００ｄは、センサ部１０２ｄにおいて第１のセンサ１１４ａで構造物１５８の物性値を測定し、第２のセンサ１１４ｂで第１のセンサ１１４ａが置かれた環境データを測定する。さらに、第３のセンサ１１４ｃで弾性部材１５６の状態（物性値）を測定し、第１のセンサ１１４ａから得られる測定データを補正する。

図１３は、データ処理部１０４ｃの基本的な動作をフローチャートで示す。図１３において、第１のセンサ信号読取り（Ｓ０２１）、第２のセンサ信号読取り（Ｓ０２２）、異常値の判定（Ｓ０２３）、第２のセンサ信号の異常を通知（Ｓ０２９）、第１の補正データの読取り（Ｓ０２４）、第１のセンサ信号の補正（Ｓ０２５）の各処理は、第３の実施形態と同様である。

第１のセンサ信号の補正（Ｓ０２５）を行った後、第３の測定データ入力部１２０ｃが第３のセンサ１１４ｃのセンサ信号を読取り、そのデータに基づいて補正データ読取部が第２の補正データ記憶部から補正データを読み出す（Ｓ０３１）。第２のデータ補正部１２４ｂは、補正データを用いて測定データ補正する（Ｓ０３３）。そして、補正された測定データを出力する（Ｓ０３４）。第２の補正データ記憶部１０６ｂから読み出される補正データは、弾性部材１５６の状態を反映した補正データとなっている。

本実施形態に係る構造物監視センサ装置１００ｄによれば、第１のセンサ１１４ａが構造物１５８の状態を表す物性値を計測するときに弾性部材１５６の影響を受けたとしても、データ処理部１０４がその影響を補正して、適正な測定データを得ることができる。さらに、弾性部材１５６の劣化状態を反映した補正をすることができる。

［第５の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態に対し、センサ部の構成が異なる構造物監視センサ装置の構成を示す。以下では、第１の実施形態と相違する部分を中心に説明する。

＜構造物監視センサ装置の構成５＞
図１４は、参照振動発生部が設けられた構造物監視センサ装置１００ｅの態様を示す。センサ部１０２ａ、データ通信部１０８、電源部１１０の構成は、第１の実施形態と同様である。構造物監視センサ装置１００ｅは、参照振動発生部１４６を含んでいる。参照振動発生部１４６は、それ自体が所定の周波数で振動する。構造物監視センサ装置１００ｅは、参照振動発生部１４６が振動し、センサ１１４ａがその振動を検知する。構造物監視センサ装置１００ｅは、参照振動発生部１４６の振動を基準振動として用いることで、センサ１１４ａの補正をすることが可能となる。

図１４は、参照振動発生部１４６が、第１のセンサ１１４ａと同様にパッケージ内に設けられている一態様を示す。参照振動発生部１４６は振動子によってパッケージを振動させ、第１のセンサ１１４ａはその振動を検知する。図２（Ａ）で示すように、パッケージ部材は弾性部材１５６を介して構造物１５８に取り付けられる。参照振動発生部１４６が振動することによるパッケージ部材１１２への影響は、弾性部材の影響を受けるので、この特性を利用して第１のセンサ１１４ａから得られる測定データを補正することができる。なお、参照振動発生部１４６は、第１のセンサ１１４ａが参照振動に基づく振動を検知できるように配置されていればよく、パッケージ部材１１２の外部に設けられていてもよい。

図１５は、本実施形態に係るデータ処理部１０４ｅの機能的構成を示す。データ処理部１０４ｅは、測定データ入力部１２０、データ解析部１５０、比較評価部１５２、データ補正部１２４、補正データ出力部１２６、参照振動制御部１４８を含んでいる。測定データ入力部１２０には、センサ部１０２ａから測定データが入力される。データ解析部１５０は、測定データを解析する。例えば、測定データが加速度センサから得られる振動データである場合、データ解析部１５０はフーリエ変換をしてピーク周波数を求める。データ解析部１５０は、解析結果を記憶部１０６に記憶させる。また、データ解析部１５０は測定データの解析結果を比較評価部１５２に出力する。データ補正部１２４は記憶部１０６に記憶されているデータを読み出し、補正データ出力部１２６に出力する。

比較評価部１５２では、データ解析部１５０から出力された解析結果と、記憶部１０６から読み出したデータを比較評価する。例えば、データ解析部１５０において前述のように測定データからピーク周波数が得られる場合、当該ピーク周波数の初期値と、時間経過後の測定により得られるピーク周波数の値を比較評価する。

データ補正部１２４は、測定データを補正する。本実施形態の例に従えば、時間経過後の測定により得られるピーク周波数の値が初期値からずれている場合、そのずれを補うように時間経過後の測定データを補正する。補正データ出力部１２６は、補正された測定データを出力する。

なお、図１５は、データ処理部１０４ｅと、記憶部１０６が別体となった構成を示すが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、データ処理部１０４ｅの一部に、記憶部１０６が含まれる構成されてもよい。図１５は、データ処理部１０４ｅの機能的構成を示すが、これらの機能はマイクロプロセッサとその動作を制御するソフトウェアにより実現される。

また、本実施形態においても、データ処理部１０４ｅにおいて、第２の実施形態で示すデータ比較部１２８、比較データ記憶部１３０の構成が付加されていてもよい。

＜構造物監視センサ装置の動作５＞
構造物監視センサ装置１００ｅは、センサ部１０２ａにおいて第１のセンサ１１４ａで構造物１５８の状態を測定する。構造物監視センサ装置１００ｅは、参照振動発生部１４６を動作させて振動を発生させると共に、その振動を第１のセンサ１１４ａで測定する。このような動作を、構造物監視センサ装置１００ｅを弾性部材によって構造物に設置したときと、経時後に測定したときに行い、それぞれで得られる測定データを比較することで、適切な補正をすることができる。以下、その方法の一例を、図１６を参照して説明する。

＜動作例１＞
図１６は、データ処理部１０４ｅの動作の一例を示すフローチャートである。最初に、構造物監視センサ装置１００ｅを設置したときの測定データ（初期振動データ）を取得する（Ｓ０４１）。この処理では、参照振動制御部１４８が参照振動発生部１４６を一定周波数で振動させ、第１のセンサ１１４ａでその振動を測定する。

データ解析部１５０において、前ステップで得られた測定データの解析をする（Ｓ０４２）。例えば、第１のセンサ１１４ａで測定された振動データをフーリエ変換してピーク周波数を求める。データ解析部１５０において得られたピーク周波数は、初期値として記憶部１０６に記憶される。

次に、構造物監視センサ装置１００ｅを構造物に取り付けた後における測定データを取得する（Ｓ０４３）。このときも同様に、参照振動制御部１４８が参照振動発生部１４６を一定周波数で振動させ、第１のセンサ１１４ａでその振動を測定する。この測定によって得られた測定データ（経過時振動データ）をデータ解析部１５０において同様に解析し、ピーク周波数を求める。

比較評価部１５２は記憶部１０６から構造物監視センサ装置１００ｅの取り付け時に測定された測定データ（初期振動データ）読み出し、今回の測定データ（経過時振動データ）と比較評価を行う。比較評価部１５２は、測定データから得られるピーク振動周波数を比較し、初期値と経過時の値にずれがないかを比較評価する（Ｓ０４５）。

比較評価の結果、測定データから得られるピーク振動周波数を比較し、初期値と経過時の値にずれがない場合は、構造物１５８の状態を測定する（Ｓ０４７）。初期値と経過時の値にずれがある場合には、ピーク周波数のずれを補正する補正データを生成し（Ｓ０４６）、記憶部１０６に記憶させる。

構造物１５８の測定が行われると、測定データ入力部１２０に測定データが入力される（Ｓ０４７）。そして、データ解析部により得られた測定データをフーリエ変換して周波数スペクトルを求め、ピーク周波数を取得する。データ補正部１２４は、補正値の有無を確認し（Ｓ０４８）、補正値が記憶部１０６に記憶されている場合には、対象物の測定データから得られた周波数スペクトルのピーク周波数を補正する。そして、補正された周波数スペクトルを逆フーリエ変換し、補正された測定データ（振動データ）を生成する（Ｓ０４９）。そして、補正された測定データを補正データ出力部１２６から出力する（Ｓ０５０）。一方、補正値が無く、補正の必要がない場合には、補正を行わず、ステップＳ０４７で得られた測定データ（振動データ）を補正データ出力部１２６から出力する（Ｓ０５０）。

＜動作例２＞
図１７は、データ処理部１０４ｅの動作の他の一例を示すフローチャートである。最初に、構造物監視センサ装置１００ｅを設置したときの測定データ（初期振動データ）を取得する（Ｓ０５１）。この処理では、参照振動制御部１４８が参照振動発生部１４６を一定周波数で振動させ、第１のセンサ１１４ａでその参照振動を測定する。また、測定対象の測定データ（振動データ）も取得する（Ｓ０５１）。

データ解析部１５０において、参照振動の周波数スペクトルを求め、ピーク周波数を初期として記憶部１０６に記憶する（Ｓ０５２）。

次に、構造物監視センサ装置１００ｅを構造物に取り付けた後における、参照振動発生部１４６の振動により得られる参照周波数と、測定対象の測定データ（振動データ）を取得する（Ｓ０５３）。そして、このステップで測定された経時参照周波数と初期参照周波数を対比する（Ｓ０５５）。対比の結果、経時参照周波数と初期参照周波数のピーク周波数にずれが生じている場合、補正値を導出し（Ｓ０５６）し、測定対象の測定データ（振動データ）について、そのずれに対する補正を行う（Ｓ０５７）。

そして、補正された、測定対象の測定データ（振動データ）を出力する（Ｓ０５８）。一方、ステップＳ０５５で、経時参照周波数と初期参照周波数のピーク周波数にずれがない場合、測定対象の測定データ（振動データ）をそのまま出力する。

＜測定データ＞
図１８（Ａ）〜（Ｄ）は、弾性部材の硬度の違いによる振動データと周波数スペクトルの特性を示す。なお、評価に用いたサンプルは、図１８（Ｅ）で示すように、センサ１１４が弾性部材１５６を介して中コンクリート片１８２に取り付けられている。中コンクリート片１８２の表面にはプライマ１８４が施されている。中コンクリート片１８２の下側には振動子１８６が設けられて、中コンクリート片１８２全体が振動する構造を有している。センサ１１４は加速度センサが用いられ、Ｘ軸及びＹ軸（水平方向）の振動周波数を求めている。振動子１８６は５０Ｈｚで振動するものが用いられている。

弾性部材１５６としては、厚さ０．１ｍｍの光硬化性の粘着シートが用いられている。弾性部材１５６の硬度は、光硬化性の粘着シートの反応率により制御されている。図１８（Ａ）及び（Ｂ）は硬化剤の反応率５０％の試料であり、図１８（Ｃ）及び（Ｄ）は反応率８０％の試料の特性が示されている。なお、弾性部材１５６は、反応率が高い程、硬度が高くなっている。

図１８（Ａ）及び（Ｃ）は、振動データを示し、図１８（Ｂ）及び（Ｄ）は、それぞれの振動データをフーリエ変換することで得られた周波数スペクトルを示す。図１８（Ｂ）において、弾性部材の硬化剤の反応率が５０％の試料は、ピーク周波数が約１６Ｈｚであるのに対し、弾性部材の硬化剤の反応率が８０％の試料は、ピーク周波数が約２３Ｈｚとなっている。すなわち、試料を同じ周波数で振動させたとき、弾性部材１５６の反応率が高い程（硬度が高いほど）、センサ１１４で測定される周波数が高周波数にシフトすることを示している。

図１８の結果は、構造部監視センサ装置を、弾性部材を用いて構造物に取り付けたとき、センサによって得られる測定データは、時間の経過と共に変動し得ることを示している。それによって、構造物の状態を正確に評価できないおそれが生じる。しかしながら、本実施形態によれば、構造物に構造部監視センサ装置を取り付けた後のある時点で測定される参照振動に基づく周波数スペクトルを基準とすることで、その後に構造物から測定される測定データを適正な値になるように補正することができる。

本実施形態で示すように、構造物監視センサ装置１００ｅに参照振動発生部を設けることにより、構造物監視センサ装置１００ｅを実際に構造物１５８に取り付けた状態で測定されるデータを初期値とし、その初期値に基づいて実際に測定される対象物の測定データを補正することができる。

［第６の実施形態］
本実施形態は、構造物監視センサ装置１００で測定される測定データを、構造物監視サーバ１６０が受信して、当該サーパ内で測定データの補正を行う一例を示す。

図１９は、構造物監視システムの一態様を示す。構造物監視センサ装置１００ｆは、中継器１７４と無線又は有線により通信可能な状態に接続されている。中継器１７４は電気通信回線を通じて監視サーバ１６０と接続されている。

構造物監視センサ装置１００ｆは、センサ部１０２、データ通信部１０８を含み、電源部１１０も付加されている。監視サーバ１６０は、データ受信部１６２、データ補正部１６４、補正データ読取部１６６、補正データ記憶部１６８を含んでいる。また、監視サーバ１６０のデータ出力部１７０は、構造物監視センサ装置１００ｆから出力され、監視サーバ１６０で処理されたデータをストレージサーバ１７２に出力する。ストレージサーバ１７２に蓄積される測定データは、対象となる構造物の劣化状態、補修の要否、補修の内容を判断するデータをして、各種の分析に用いることができる。

なお、図１９で示す構造物監視センサ装置１００ｆ、中継器１７４及び監視サーバ１６０の構成は一例であり、他の機器が介在していてもよい。例えば、構造物監視センサ装置１００ｆと中継器１７４の間、また中継器１７４と監視サーバ１６０の間に、他の機材が介在していてもよい。

本実施形態では、構造物監視センサ装置１００ｆはセンサ部１０２で構造物１５８の状態を測定し、その測定データをデータ通信部１０８から中継器１７４に送信する。センサ部１０２、データ通信部１０８の構成に限定はなく、例えば、第１の実施形態と同様の構成を有していてもよい。構造物監視センサ装置１００ｆは弾性部材１５６を介して構造物１５８に取り付けられている。本実施形態のように、構造物監視センサ装置１００においてデータ処理部を省略することで、装置の小型化を図ることができ、消費電力を削減することができる。

監視サーバ１６０において、データ受信部１６２は、構造物監視センサ装置１００ｆから送られる測定データ（１次データ）を受信する。データ補正部１６４は、測定データの補正を行う。データ補正部１６４は、取得された測定データを、補正データ読取部１６６が補正データ記憶部１６８から読み出される補正データを用いて測定データを補正する。データ補正部１６４は、構造物監視センサ装置１００ｆから送られる測定データ（１次データ）を補正する。補正データ記憶部１６８は、測定データ（１次データ）に対する補正データが記憶されている。補正データは、弾性部材１５６がセンサ部１０２で得られる測定データに影響を与えるとき、その影響による計測値のずれを校正するデータを含んでいる。

また、補正データ記憶部１６８に記憶される補正データは、構造物監視センサ装置１００ｆの個体間のばらつきを補正するデータが含まれていてもよい。例えば、構造物監視センサ装置１００ｆの施工状態によって測定データに与えるとき、そのばらつきを補償するデータが含まれていてもよい。

監視サーバ１６０において、データ補正部１６４は、第１の実施形態〜第５の実施形態で示すものと同様の機能的構成を有していればよい。それにより、構造物監視センサ装置１００ｆから送信される測定データを適宜補正することができる。

本実施形態によれば、構造物監視センサ装置１００ｆが構造物１５８の状態を計測し測定データを出力する。監視サーバ１６０は、受信した測定データを補正する機能を有することで、構造物監視センサ装置１００ｆの取り付け状態に依存しない正確なデータを取得することができる。

以上、本発明の実施の形態について、代表的な例に基づいて説明してきた。これらは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であり、例えば、測定データ出力部から出力されるデータは、補正された生データ、それを加工したデータ、一定水準以上に変動していることを示すデータのいずれでもよい。

１００・・・構造物監視センサ装置、１０２・・・センサ部、１０４・・・データ処理部、１０６・・・補正データ記憶部、１０８・・・データ通信部、１１０・・・電源部、１１２・・・パッケージ部材、１１４・・・センサ、１１６・・・増幅回路、１１８・・・Ａ／Ｄ変換回路、１２０・・・測定データ入力部、１２２・・・補正データ読取部、１２４・・・データ補正部、１２６・・・測定データ出力部、１２８・・・データ比較部、１３０・・・比較データ記憶部、１３２・・・ＲＦ回路、１３４・・・Ｄ／Ａ変換回路、１３６・・・高周波増幅回路、１３８・・・アンテナ回路、１４０・・・発電素子、１４２・・・蓄電池、１４４・・・電源コントローラ、１４６・・・参照振動発生部、１４８・・・参照振動制御部、１５０・・・データ解析部、１５２・・・比較評価部、１５４・・・封止材、１５６・・・弾性部材、１５８・・・構造物、１６０・・・監視サーバ、１６２・・・データ受信部、１６４・・・データ補正部、１６６・・・補正データ読取部、１６８・・・補正データ記憶部、１７０・・・データ出力部、１７２・・・ストレージサーバ、１７４・・・中継器、１８０・・・記録媒体、１８２・・・中コンクリート片、１８４・・・プライマ、１８６・・・振動子

Claims (18)

1. 構造物に弾性部材を介して取り付けられたセンサと、前記センサによって測定された前記構造物の測定データを処理するデータ処理部と、を有し、
   前記データ処理部は、前記弾性部材の特性に基づいて前記測定データを補正する
   ことを特徴とする構造物監視センサ装置。
2. 前記センサと前記データ処理部とは、パッケージ部材に内包され、前記構造物と前記パッケージ部材との間に前記弾性部材が設けられている、請求項１に記載の構造物監視センサ装置。
3. 前記データ処理部はパッケージ部材に内包され、前記センサは前記パッケージ部材の外側に設けられている、請求項１に記載の構造物監視センサ装置。
4. 前記センサが置かれた環境データを検知する第２のセンサを有する、請求項１に記載の構造物監視センサ装置。
5. 前記データ処理部は、前記第２のセンサで測定された環境データによって、前記センサによって測定された前記測定データを補正する、請求項４に記載の構造物監視センサ装置。
6. 前記弾性部材の特性を検知する第３のセンサを有し、前記データ処理部は、前記第３のセンサの測定データに基づいて前記測定データを補正する、請求項１に記載の構造物監視センサ装置。
7. 前記センサは、加速度、角速度、歪み、音響波、超音波、電磁波等の各物性値のいずれか一つを検知可能なセンサである、請求項１に記載の構造物監視センサ装置。
8. 前記センサは、加速度センサ、角速度センサ、音響センサ、表面弾性波センサ、超音波センサ、歪みセンサ、ＧＰＳ（グローバルポジションシステム）センサ、距離センサ（測距センサ）のいずれか一つを含む、請求項１に記載の構造物監視センサ装置。
9. 前記測定データを補正する補正データが記憶された記憶部を含む、請求項１に記載の構造物監視センサ装置。
10. 前記記憶部に、前記補正データが暗号化されて記憶されている、請求項９に記載の構造物監視センサ装置。
11. 前記弾性部材が、有機材料である、請求項１に記載の構造物監視センサ装置。
12. 前記弾性部材が、接着剤である、請求項１に記載の構造物監視センサ装置。
13. 前記弾性部材が、接着シートである、請求項１に記載の構造物監視センサ装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の構造物監視センサ装置と、前記構造物監視センサ装置から出力される測定データを収集する監視サーバを含む、構造物監視システム。
15. 構造物に弾性部材を介して設置された構造物監視センサ装置から出力される測定データを受信するデータ受信部と、前記測定データを補正するデータ補正部と、を有し、
    前記データ補正部は、前記弾性部材の特性に基づいて前記測定データを補正する
    ことを特徴とする監視サーバ。
16. 前記測定データが、加速度センサ、歪みセンサ、音響センサ、表面弾性波センサ、温度センサ又は赤外線センサから出力されたデータである、請求項１５に記載の監視サーバ。
17. 前記測定データを補正する補正データが記憶された記憶部を含む、請求項１５に記載の監視サーバ。
18. 前記補正データは、前記弾性部材が前記構造物監視センサ装置に与える影響を補正する、請求項１５に記載の監視サーバ。