JP6319693B2 - 回転式センサおよび銅電極 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋の腐食を検知する鉄筋腐食検知技術に関する。

鉄筋の腐食検知技術として、米国規格であるＡＳＴＭ（American Society for Testing and Materials）Ｃ８７６や、コンクリート中の鉄筋の自然電位の測定により鉄筋の腐食度合いを測定する自然電位測定方法（非特許文献１）が広く用いられている。

これらの自然電位測定方法の一例について、図５に基づき説明する。図５は、従来の自然電位測定方法を説明する図であり、図５の（ａ）はコンクリート床面Ｃ１の診断時を示す図であり、図５の（ｂ）はコンクリート天井面Ｃ２の診断時を示す図である。

センサ１１０は、銅棒１１１、センサ容器１１３、電極プラグ１１４、およびスポンジ１１５を備えている。硫酸銅溶液１１２が注入されているセンサ容器１１３には、銅棒１１１の一端が挿入されている。センサ容器１１３の他端には、硫酸銅溶液１１２を通す電極プラグ１１４がセンサ容器１１３を貫通するように設置されている。センサ容器１１３の他端の外面はスポンジ１１５で覆われている。

電位差計１０１は、プラス（＋）端子に一端がコードクリップ１０３により鉄筋Ｆに接続された鉄筋接続ケーブル１０２が接続され、マイナス（−）端子には、一端が銅棒１１１に接続されたセンサ接続ケーブル１０５が接続されている。これにより、鉄筋Ｆ、コンクリート床面Ｃ１、スポンジ１１５、電極プラグ１１４、硫酸銅溶液１１２、銅棒１１１、センサ接続ケーブル１０５は電気的に接続され、電位差計１０１により鉄筋Ｆの腐食の診断材料となる自然電位が検出される。

「２０１３年制定 コンクリート標準示方書［規準編］、土木学会規準および関連規準」、ＪＳＣＥ−Ｅ ６０１−２００７、ｐ.２０６−２０８

しかしながら、上述の従来技術では、センサ１１０は測定に際して、水分を含ませたスポンジ１１５をコンクリート床面Ｃ１の測定点毎に押し当てて計測する必要があるため、測定ポイントが多くなり、測定に時間がかかるという問題がある。測定に時間がかかると測定面が乾燥し、検出される自然電位が不安定になるため、測定面を湿潤させることが必要となり、測定時間が増大する。

また、センサ１１０では、電極プラグ１１４から硫酸銅溶液１１２が滲み出し、スポンジ１１５および測定面を汚染してしまう場合がある。スポンジ１１５および測定面が硫酸銅溶液１１２により汚染されると、測定後に汚染された箇所の清掃や中和を行う時間も必要となる。

さらに、センサ１１０を用いて、図５の（ｂ）に示すように、測定面が鉛直下向きになるコンクリート天井面Ｃ２を診断する場合がある。この場合、センサ容器１１３内部の硫酸銅溶液１１２の容量が減ると、センサ容器１１３の上部に空気溜まり１１６ができる。この空気溜まり１１６が電気不導体となり、電極プラグ１１４と硫酸銅溶液１１２とが電気的に接続されず、自然電位が正しく測定ができない、または自然電位の検出不安定になるという問題もある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、測定方向に制限がなく、短時間で、コンクリート中の鉄筋の自然電位を測定可能な回転式センサを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の回転式センサは、硫酸銅溶液を溜める、円環状の溶液タンクと、上記溶液タンクの内周面および底面を覆う銅電極と、上記溶液タンクの外周壁を囲み、上記溶液タンクの回転軸を中心軸とする円環状の水タンクと、上記水タンクの外周壁を囲み、上記回転軸を中心軸とする円環状の第１スポンジと、上記回転軸を中心軸とする円環状であり、上記水タンクの外周壁を貫通することにより、上記水タンクの外周壁より内側の部分は上記水タンク内に位置し、上記水タンクの外周壁より外側の部分は上記第１スポンジと接する第２スポンジと、上記溶液タンクの外周壁を貫通することにより、上記溶液タンクの外周壁より内側の部分は上記溶液タンク内に位置し、上記溶液タンクの外周壁より外側の部分は上記水タンク内に位置する多孔質電極部と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、円環状の溶液タンクの内部の内周面および底面を覆うように銅電極が設けられている。これにより、溶液タンク内の硫酸銅溶液の容量が減少し溶液タンク内にエア溜まりが形成される場合でも、センサの方向に関係なく、銅電極と硫酸銅溶液とが接する。

また、第２スポンジは、上記溶液タンクの回転軸を中心軸とする円環状であり、水タンクの外周壁を貫通し、第２スポンジは、上記外周壁より内側は上記水タンク内に位置し、上記外周壁から外側は上記第１スポンジと接するように設けられている。これにより、水タンク内の水の容量が減少し、水タンク内にエア溜まりが形成された場合でも、センサの向きに関係なく、第２スポンジは第１スポンジと水タンク内の水とに接することができる。ここで、第１スポンジおよび第２スポンジは水タンクの水を吸収することで水を保持する。このため、第１スポンジと水タンク内の水とは第２スポンジにより電気的に接続される。

また、多孔質電極部は、溶液タンクの外周壁を貫通し、溶液タンクの外周壁より内側は溶液タンク内に位置し、溶液タンクより外側は水タンク内に位置するように設けられている。ここで、硫酸銅溶液は多孔質電極部を通るので、多孔質電極部は硫酸銅溶液を保持する。このため、水タンク内の水と溶液タンク内の硫酸銅溶液とは多孔質電極部により電気的に接続される。

したがって、第１スポンジと銅電極とは、センサの向きに関係なく電気的に接続される。その結果、センサは測定方向に制限されずに自然電位を測定することが可能となる。

また、センサのそれぞれの構成は同一回転軸を有する。これにより、センサを回転させることにより自然電位の測定することが可能となる。その結果、スポット的に自然電位を測定する場合と比較し自然電位の測定時間が短くなる。

さらに、溶液タンクと第１スポンジとの間に水タンクが配置されている。これにより、硫酸銅溶液が第１スポンジに直接滲み出ることを避けることができるので、測定時に測定面を汚染しない。その結果、測定後の清掃および中和処理が不要となり、総合的な診断時間を短縮することができる。

また、本発明の回転式センサは、上記多孔質電極部は、上記溶液タンクの外周壁に沿って少なくとも９０度間隔で配置された、複数の多孔質電極から構成されることが好ましい。

上記構成によれば、多孔質電極部は複数の多孔質電極から構成されており、溶液タンクの外周壁に沿って少なくとも９０度間隔に配置されている。これにより、水タンク内の水および溶液タンク内の硫酸銅溶液の容量が減少し、水タンク内および溶液タンク内にエアだまりが形成された場合でも、回転式センサの測定方向に関係なく、いずれかの多孔質電極は水タンク内の水と溶液タンク内の硫酸銅溶液とに接することができる。

また、本発明の回転式センサは、上記多孔質電極部は、上記回転軸を中心軸とする円環状の多孔質電極から構成されることが好ましい。

上記構成によれば、多孔質電極部が円環状の多孔質電極から構成されるので、水タンク内の水および溶液タンク内の硫酸銅溶液の容量が減少し、水タンク内および溶液タンク内にエアだまりが形成された場合でも、回転式センサの方向に関係なく、多孔質電極は水タンク内の水と溶液タンク内の硫酸銅溶液とに接することができる。さらに、水タンク内の水および溶液タンク内の硫酸銅溶液と多孔質電極とが、接する面積が多くなるので、水タンク内の水と溶液タンク内の硫酸銅溶液とをより安定的に電気的に接続することができる。

また、本発明の回転式センサは、上記回転式センサの移動距離を検出するエンコーダをさらに備えることが好ましい。

上記構成によれば、エンコーダにより回転式センサの移動距離を検出することができるので、所定の移動距離毎に自然電位を検出することができる。その結果、測定値を自動的に測定位置と関連づけて検出することが可能となり、総合的に腐食の診断時間を短縮することができる。

また、本発明の回転式センサは、上記硫酸銅溶液は、上記多孔質電極部を通して、上記溶液タンクから上記水タンクへ向けて流れることが好ましい。

上記構成によれば、多孔質電極により硫酸銅溶液は溶液タンクから水タンク向けて流れる。そのため、水タンクからの水が溶液タンクに析出することを防ぐことができるので、硫酸銅溶液の濃度が薄くなることを防ぐことができる。

また、本発明の銅電極は、回転式センサに用いられる銅電極であって、円板部と、上記円板部と同一の中心軸を有し、上記円板部と一体形成された円筒部と、を備えることが好ましい。

上記構成によれば、銅電極は同じ中心軸を有する円板部と円筒部とが一体形成されているので、回転式センサをどの方向に向けても、銅電極と硫酸銅溶液とが接触し電気的に接続される。

本発明は、測定方向に制限がなく、短時間で自然電位の測定が可能な回転式センサを提供することができる効果を奏する。

（ａ）は、本発明の実施形態１に係るセンサの構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は、（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施形態１に係る鉄筋腐食診断システムを説明する図であり、（ａ）は、コンクリート床面の診断時を示し、（ｂ）は、コンクリート天井面の診断時を示す図である。 上記センサの銅電極の構成を示す俯瞰図である。 本発明の実施形態２に係るセンサの構成を示す断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、従来の自然電位測定方法を説明する図である。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１について、図１〜図３を参照して説明する。

従来の自然電位測定方法では、照合電極として鉛電極、またはカロメル電極などを使用する。しかし、鉛電極を採用した場合、自然電位の検出の精度が悪く、微妙な自然電位の差を検出することができない。また、鉛電極では、校正が取りにくく、環境にもよくないという問題がある。そこで、本実施形態では、照合電極として銅硫酸銅電極を採用し、精度の高い自然電位の検出を可能にしている。

（鉄筋腐食診断システム）
鉄筋腐食診断システム５０は、コンクリートの内の鉄筋腐食によって生じる自然電位を測定し、鉄筋の腐食を診断するシステムである。鉄筋腐食診断システム５０は、図２の（ａ）および（ｂ）に示すように、電位差計１、鉄筋接続ケーブル２、コードクリップ３、センサ接続ケーブル５、ステッキ６、およびセンサ１０を備えている。

電位差計１は、センサ１０と、コンクリート床面Ｃ１またはコンクリート天井面Ｃ２に埋設された鉄筋Ｆとの間に生じる電位差を計測する。電位差計１のプラス（＋）端子には、一端がコードクリップ３により鉄筋Ｆに接続された鉄筋接続ケーブル２が接続され、マイナス（−）端子には、一端がセンサ１０に接続されたセンサ接続ケーブル５が接続されている。

ステッキ６は、センサ１０を回転移動させるための把手である。ステッキ６は棒状であり、一端にセンサ１０が取り付けられている。ユーザは、ステッキ６を握り、測定したい方向に向けてセンサ１０を、コンクリート床面Ｃ１等で回転移動させることで、所望箇所の自然電位を測定する。

センサ１０（回転式センサ）は、コンクリート内の鉄筋腐食によって生じる自然電位を検出する。センサ１０は、図１に示すように、センサ部１１およびセンサ接続部３０を備えている。センサ１０は、回転軸２２を中心として回転する。

センサ部１１は、銅電極１２、外周スポンジ１５、保水スポンジ１６、多孔質電極部１８、センサボディー２０、取付つまみ２１、およびセンサカバー２３を備えている。

センサボディー２０は回転軸２２を中心軸とする円柱状であり、回転軸２２を中心とし、同平面上に回転軸２２を中心とする大きさの異なる２つのドーナツ状の凹部が形成されている。小さい方の凹部には硫酸銅溶液１９ａが注入され、溶液タンク１９として機能する。大きい方の凹部には水１７ａが注入され、水タンク１７として機能する。言い換えると、センサ部１１には、センサボディー２０を用いて、回転軸２２を中心軸とする円環状の溶液タンク１９と、溶液タンク１９の外周壁を囲うように設けられ、回転軸２２を中心軸とする円環状の水タンク１７とが形成されている。溶液タンク１９は硫酸銅溶液１９ａを溜め、水タンク１７は水１７ａを溜める。

ここで、円環状のタンクとは、中心軸と垂直方向の断面が円環状となるタンクを示す。また、溶液タンク１９の外周壁は、水タンク１７の内周壁となる。言い換えると、溶液タンク１９の外周壁（水タンク１７の内周壁）は、溶液タンク１９と水タンク１７との界壁２０ｄである。

上述した通り、溶液タンク１９の外周壁を囲うように水タンク１７が形成されているので、水タンク１７および溶液タンク１９が回転軸の長さ方向に積層されている場合と比較して、タンク全体の厚さが薄くなる。これにより、センサ１０を小型化することができる。

また、センサボディー２０の面２０ａには凹部２０ｂが形成されている。凹部２０ｂについては後述する。センサボディー２０の材料は、例えば樹脂とすることができる。

なお、本実施形態では、水タンク１７は溶液タンク１９よりも深い（ｚ方向の長さが長い）が上記に限らない。水タンク１７の深さを深くし、水タンク１７の容量を増やすことで、測定の際の水の補充回数を減らすことができる。

外周スポンジ１５（第１スポンジ）は、水タンク１７の外周壁２０ｆを囲んでいる。外周スポンジ１５および保水スポンジ１６は吸水性を有し、水１７ａを吸収し、保持する。また、外周スポンジ１５は回転軸２２を中心軸とする円環状である。外周スポンジ１５が水１７ａを保持することにより、外周スポンジ１５とコンクリートの測定面とが電気的に接続される。さらに、センサ部１１の外周に柔軟な外周スポンジ１５を配置することで、センサ部１１と測定面とが測定面の凹凸を吸収しつつ接触することができる。これにより、センサ１０は安定して自然電位を測定することができ、測定条件のバラツキを軽減することができる。

保水スポンジ１６（第２スポンジ）は、回転軸２２を中心軸とする円環状である。保水スポンジ１６は水タンク１７の外周壁２０ｆを貫通し、外周壁２０ｆより内側の部分は水タンク１７内に位置し、外周壁２０ｆから外側部分は外周スポンジ１５と接する。保水スポンジ１６が水１７ａを保持することにより、外周スポンジ１５と水タンク１７内の水１７ａとが保水スポンジ１６を介して電気的に接続される。これにより、測定面から水タンク１７内の水１７ａまでの電気的導通が維持される。外周スポンジ１５および保水スポンジ１６の材料は、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）とすることができる。

センサカバー２３は、回転軸２２を中心とする円板状であり、回転軸２２および取付つまみ２１によりセンサボディー２０に固定される。これにより、水タンク１７の開口部１７ｄおよび溶液タンク１９の開口部１９ｅが塞がれる。

センサカバー２３には、水タンク１７に対応する箇所に開口が２箇所、溶液タンク１９に対応する箇所に開口が２箇所、それぞれ設けられている。各開口は、水１７ａまたは硫酸銅溶液１９ａの注入口として機能する。測定時、上記開口は、水注入ネジ２４および溶液注入ネジ２５で塞がれている。これにより、水１７ａおよび硫酸銅溶液１９ａの容量が減ってきた場合、センサ部１１自体の入れ替えを必要とせず、水注入ネジ２４および溶液注入ネジ２５を外すことで、水１７ａおよび硫酸銅溶液１９ａを注入できる。同様に、水１７ａおよび硫酸銅溶液１９ａの排出も容易にできるので、例えば、測定後に、外周スポンジ１５の汚れを水洗いし、水１７ａの注入口から汚水を排出することも可能となる。

多孔質電極部１８は、溶液タンク１９の外周壁（界壁２０ｄ）を貫通し、界壁２０ｄより内側の部分は溶液タンク１９内に位置し、界壁２０ｄより外側の部分は水タンク１７内に位置する。

多孔質電極部１８は、硫酸銅溶液１９ａを通し、保持する。これにより、水タンク１７内の水１７ａと溶液タンク１９内の硫酸銅溶液１９ａとが多孔質電極部１８により電気的に接続される。

多孔質電極部１８は、多孔を有し、溶液タンク１９の周囲に配置され、硫酸銅溶液１９ａにより湿潤されることで、水タンク１７内の水１７ａと溶液タンク１９内の硫酸銅溶液１９ａとの電気的導通を確保する。具体的には、多孔質電極部１８は、多孔質材の電極プラグであり、電解質（硫酸銅溶液１９ａ）が浸み込むと、硫酸銅溶液１９ａがイオン化しやすくなる。これにより、多孔質電極部１８は、導電性を確保しつつ硫酸銅溶液１９ａの溶液タンク１９からの流出を少なくすることができる。本実施形態では、図１の（ｃ）に示したように、多孔質電極部１８は、界壁２０ｄに沿って９０度間隔に配置されたチップ状の４つの多孔質電極１８ａから構成されている。４つの多孔質電極１８ａは、回転軸２２を中心軸とする同一円上に等間隔に配置されている。多孔質電極１８ａが等間隔に配置されていることで、溶液タンク１９からの硫酸銅溶液１９ａの流出を抑制することができる。多孔質電極１８ａの材料は、例えば、セラミックを用いることができる。

また、界壁２０ｄの上端部２０ｅには、多孔質電極１８ａが形成されている以外の箇所にゴム部（図示省略）が設けられている。ゴム部は、センサカバー２３と界壁２０ｄとのすき間を封じ、水タンク１７と溶液タンク１９との液体の流通を遮断している。そのため、電気的導通のために界壁２０ｄを単に開口している場合と比較して、硫酸銅溶液１９ａの流出を大幅に抑えることができる。言い換えると、本実施形態に係るセンサ部１１では、溶液タンク１９の周囲に多孔質電極１８ａおよびゴム部を配置することで、電気的導通を確保しつつ硫酸銅溶液１９ａの流出を少なくすることができる。

硫酸銅溶液１９ａの流出が減るので溶液タンク１９の容量を小さくすることができ、センサ１０を小型軽量化できる。具体的には、例えば、センサ部１１を、サイズ＝約Φ１０５ｍｍ、厚さ＝約４０ｍｍ、重量＝約０．４ｋｇ（硫酸銅溶液＝約１０ｍＬ、水＝約３０ｍＬを含む）程度とすることができる。このように、センサ１０を小型軽量化できるので、天井面、または壁面の測定であっても容易に測定を行うことができる。

さらに、硫酸銅溶液１９ａの溶液タンク１９からの流出が減るので、センサ１０を短期保管（概ね２ヶ月）する際にも、例えば、センサボディー２０を水容器に水没させて保管することができ、再度測定する際には水タンク１７に水１７ａを補充するのみで測定可能となる。

また、硫酸銅溶液１９ａは、多孔質電極１８ａを通して、溶液タンク１９から水タンク１７へ向けて一方向に流れやすくなっている。これにより、水タンク１７から水１７ａが溶液タンク１９に流出することを防ぐことができるので、硫酸銅溶液１９ａの濃度低下を防ぐことができる。

また、多孔質電極１８ａの気泡率により、硫酸銅溶液１９ａが多孔質電極１８ａから析出してしまうことが考えられる。その場合でも、溶液タンク１９の外側に水タンク１７が備えられているため、外周スポンジ１５、保水スポンジ１６、および測定面の硫酸銅溶液１９ａによる汚染を防ぐことができる。これにより、測定面の清掃および中和処理が不要となるので、総合的に腐食の診断時間を短縮することができる。

銅電極１２は、溶液タンク１９の内部において、溶液タンク１９の内周面１９ｃおよび底面１９ｄを覆うように設けられている。具体的には、銅電極１２は、図３に示すように、回転軸２２と一致する中心軸１２ｆを有する、円筒部１２ｂおよびドーナツ状の円板部１２ａを有する。円板部１２ａは円筒部１２ｂの一端に配置されており、円筒部１２ｂの開口部１２ｃは円板部１２ａまで貫通している。円板部１２ａの底面１２ｄ（円板部１２ａにおいて円筒部１２ｂが設置されていない側の面）は溶液タンク１９の底面１９ｄに接しており、底面１９ｄを覆うように配置されている。円筒部１２ｂの内周面１２ｅは溶液タンク１９の内周面１９ｃに接しており、内周面１９ｃを覆うように配置されている。言い換えると、円板部１２ａと、円板部１２ａと同一の中心軸１２ｆを有し、円板部１２ａと一体形成された円筒部１２ｂを備える。これにより、センサ１０をどの方向に向けても、銅電極１２と硫酸銅溶液１９ａとが接触し電気的に接続される。

そのため、図１の（ｂ）に示すように、銅電極１２の断面は回転軸２２と平行の部分（円筒部１２ｂ）と回転軸２２と垂直な部分（円板部１２ａ）とからなるＬ字形状を示す。これにより、溶液タンク１９内の硫酸銅溶液１９ａが減り、溶液タンク１９内に溶液タンクエア溜まり１９ｂが形成されても、センサ１０が鉛直方向および水平方向（ｘ、ｙ、またはｚ方向）のどの方向を上部としても硫酸銅溶液１９ａと銅電極１２とは接することができる。

銅電極１２は、導電性を有する電極固定ネジ１３により、溶液タンク１９、詳しくは、センサボディー２０の凹部２０ｂに導電性バネ１４を介して固定されている。導電性バネ１４は銅電極１２から外部に電気を流すためのものであり、銅電極１２は、電極固定ネジ１３により導電性バネ１４に電気的に接続されている。

センサ部１１とステッキ６とは、センサ接続部３０により接続されている。センサ接続部３０は、接続端子３１およびエンコーダケース３２を備えている。回転軸２２はネジ機能を有し、取付つまみ２１と一体となっている。取付つまみ２１を指でつまんで、回転軸２２をエンコーダケース３２にネジ固定することにより、センサ部１１はセンサ接続部３０に接続される。

エンコーダケース３２は回転軸２２を中心とする円柱状であり、エンコーダケース３２の内部には、センサ１０の移動距離を検出するエンコーダが備えられている。エンコーダを用いた自然電位の測定について詳しくは後述する。エンコーダケース３２は、面２０ａを覆うように、ステッキ６とセンサ部１１との間に設けられている。回転軸２２はステッキ６に回転可能に支持されている。エンコーダケース３２は、回転軸２２に固定されており、測定時、センサ接続部３０はセンサ部１１と同時に回転する。エンコーダケース３２の外周面には、ゴム３３が設けられており、センサ１０を回転させるときにセンサ１０を測定面に押し付けることで、ゴム３３と外周スポンジ１５とは平らになる。これにより、センサ１０のスムーズな回転が可能になる。

接続端子３１は、エンコーダケース３２のセンサ部１１側の凹部２０ｂに対応する箇所に設けられており、センサ部１１およびセンサ接続部３０が回転軸２２に取り付けられることにより、導電性バネ１４と接続端子３１とが電気的に接続される。

（回転による計測）
センサ１０は主な各構成が同一の回転軸２２を中心軸としているため、測定面を転がして連続的に自然電位の測定が可能である。また、センサ１０は、必要に応じて測定した自然電位と位置データとを関連付けすることができる。言い換えると、センサ１０は、鉄筋の腐食状況と位置との関連付けを容易に行うことができる。その結果、総合的に腐食の診断時間を短縮することができる。

従来の測定方法は、測定点毎に自然電位を検出するため、検出した自然電位と測定位置との関連付けに多くの時間と手間がかかる。それに対して、本実施形態に係るセンサ１０は、センサ１０の移動距離を検出するエンコーダを備えている。そのため、センサ１０は測定時、センサ１０が回転する毎にエンコーダからパルス信号が出力され、出力されたパルス信号をカウントすることで、センサ１０の位置を検出することができる。これにより、センサ１０の移動距離を検出することができるので、所定の移動距離（例えば５ｃｍ）毎に、自然電位を検出することができる。その結果、測定値を自動的に測定位置と関連づけて検出することが可能となり、総合的に腐食の診断時間を短縮することができる。

（各方向におけるセンサ）
本実施形態に係るセンサ１０は測定方向に制約がなく、鉛直方向および水平方向の測定が可能となるため、床面、天井面、側壁面の水平・鉛直方向の測定ができる。

まず、コンクリート床面Ｃ１を測定する場合について説明する。図２の（ａ）に示すように、図１の（ｂ）に示すセンサ１０に対してコンクリート床面Ｃ１は紙面下方向（ｙ方向−側）に位置する。自然電位を測定する際、コンクリート床面Ｃ１は湿潤しているので、水タンク１７からの水１７ａを含んでいる外周スポンジ１５とコンクリート床面Ｃ１とは電気的に接続される。また、保水スポンジ１６も水１７ａを含んでいるため、外周スポンジ１５と水タンク１７内の水１７ａとは、保水スポンジ１６を介して電気的に接続される。

さらに、多孔質電極１８ａは硫酸銅溶液１９ａを含んでいるため、水タンク１７内の水１７ａと溶液タンク１９内の硫酸銅溶液１９ａとは多孔質電極１８ａを介して電気的に接続される。そして、硫酸銅溶液１９ａと銅電極１２とは直接接しているため、電気的に接続されている。その結果、コンクリート床面Ｃ１と銅電極１２とは電気的に接続され、鉄筋腐食診断システム５０により、自然電位を測定することが可能となる。

次に、コンクリート天井面Ｃ２を測定する場合について説明する。図２の（ｂ）に示すように、図１の（ｂ）に示すセンサ１０に対してコンクリート天井面Ｃ２は紙面上方向（ｙ方向＋側）に位置する。自然電位を測定する際、コンクリート天井面Ｃ２は湿潤しているので、湿潤している外周スポンジ１５とコンクリート天井面Ｃ２とは電気的に接続される。

ここで、水タンク１７のコンクリート天井面Ｃ２側（ｙ方向＋側）には電気不導体である水タンクエア溜まり１７ｂが形成されている。しかし、保水スポンジ１６は円環状であるため、保水スポンジ１６はいずれかの箇所で水タンク１７内の水１７ａと接することができる。したがって、外周スポンジ１５と水タンク１７内の水１７ａとは、湿潤している保水スポンジ１６を介して電気的に接続される。

また、溶液タンク１９のコンクリート天井面Ｃ２側（ｙ方向＋側）には電気不導体である溶液タンクエア溜まり１９ｂが形成されている。しかし、多孔質電極１８ａが界壁２０ｄに沿って９０度間隔に配置されているので、いずれかの多孔質電極１８ａが水タンク１７内の水１７ａと溶液タンク１９内の硫酸銅溶液１９ａとに直接接することができる。したがって、水タンク１７内の水１７ａと溶液タンク１９内の硫酸銅溶液１９ａとは硫酸銅溶液１９ａにより湿潤している多孔質電極１８ａを介して電気的に接続される。そして、硫酸銅溶液１９ａと銅電極１２とも電気的に接続されている。

その結果、コンクリート天井面Ｃ２と銅電極１２とは電気的に接続されるので、コンクリート天井面Ｃ２であっても鉄筋腐食診断システム５０により、自然電位を測定することが可能となる。

次に、図示にはないが、コンクリート壁面を測定する場合について説明する。具体的には、図１の（ｂ）に示すセンサ１０の紙面右方向（ｚ方向＋側）が上部になるように壁面にセンサ１０を回転させて測定するものとして説明する。自然電位を測定する際、コンクリート壁面は湿潤しているので、湿潤している外周スポンジ１５とコンクリート壁面とは電気的に接続される。

ここで、水タンク１７の上部側（ｚ方向＋側）には電気不導体である水タンクエア溜まり１７ｂが形成されるが、水１７ａは水タンク１７の下部（ｚ方向−側）に溜まっているので、保水スポンジ１６は水タンク１７内の水１７ａと直接接する。そのため、外周スポンジ１５と水タンク１７内の水１７ａとは、湿潤している保水スポンジ１６を介して電気的に接続される。

さらに、溶液タンク１９の上部側（ｚ方向＋側）には電気不導体である溶液タンクエア溜まり１９ｂが形成されている。しかし、硫酸銅溶液１９ａは溶液タンク１９の下部（ｚ方向−側）に溜まる。また、水タンク１７内の水１７ａも水タンク１７の下部（ｚ方向−側）に溜まっているため、多孔質電極１８ａは水タンク１７内の水１７ａと溶液タンク１９内の硫酸銅溶液１９ａとに直接接することができる。これにより、多孔質電極１８ａは水タンク１７内の水１７ａと溶液タンク１９内の硫酸銅溶液１９ａとに接するので、水タンク１７内の水１７ａと溶液タンク１９内の硫酸銅溶液１９ａとは硫酸銅溶液１９ａにより湿潤している多孔質電極１８ａを介して電気的に接続される。そして、硫酸銅溶液１９ａと銅電極１２とは直接接続されており、電気的に接続されている。その結果、コンクリート壁面と銅電極１２とは電気的に接続されるので、コンクリート壁面であっても、鉄筋腐食診断システム５０により、自然電位を測定することが可能となる。

なお、水タンク１７および溶液タンク１９の深さ（ｚ方向の長さ）を浅くすることで、図１の（ｂ）に示すセンサ１０の紙面左方向（ｚ方向−側）が上部になるようにセンサ１０を回転させての測定も可能となる。

したがって、センサ１０はセンサ１０の測定方向に制約がなく、どの方向（床面、天井面、壁面の水平・鉛直方向）での自然電位の測定可能となる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、図４に基づき説明する。図４は、実施形態２に係るセンサ１０ａの構成を示す断面図である。具体的に、図４は図１の（ｃ）と同じ箇所の断面を示している。センサ１０ａは、センサ１０と比較して、多孔質電極部１８が、多孔質電極１８ａに代えて、多孔質電極１８ｂから構成されている点が異なり、その他の構成は同様である。

多孔質電極１８ｂは、図４に示すように、回転軸２２を中心軸とする円環状であり、その他の構成は多孔質電極１８ａと同様である。これにより、多孔質電極１８ｂは多孔質電極１８ａと比較し、水タンク１７内の水１７ａと溶液タンク１９内の硫酸銅溶液１９ａと接する面積が増えるので、水タンク１７内の水１７ａと溶液タンク１９内の硫酸銅溶液１９ａとをより安定的に電気的接続することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、鉄筋コンクリートの鉄筋の腐食を検知する鉄筋腐食検知装置に利用することができる。

１０・１０ａ センサ（回転式センサ）、１２ 銅電極、１５ 外周スポンジ（第１スポンジ）、１６ 保水スポンジ（第２スポンジ）、１７ 水タンク、１７ａ 水、１８ 多孔質電極部、１８ａ・１８ｂ 多孔質電極、１９ 溶液タンク、１９ａ 硫酸銅溶液、２０ｄ 界壁（溶液タンクの外周壁）、２０ｆ 外周壁（水タンクの外周壁）、２２ 回転軸

Claims (5)

1. 硫酸銅溶液を溜める、円環状の溶液タンクと、
   上記溶液タンクの内周面および底面を覆う銅電極と、
   上記溶液タンクの外周壁を囲み、上記溶液タンクの回転軸を中心軸とする円環状の水タンクと、
   上記水タンクの外周壁を囲み、上記回転軸を中心軸とする円環状の第１スポンジと、
   上記回転軸を中心軸とする円環状であり、上記水タンクの外周壁を貫通することにより、上記水タンクの外周壁より内側の部分は上記水タンク内に位置し、上記水タンクの外周壁より外側の部分は上記第１スポンジと接する第２スポンジと、
   上記溶液タンクの外周壁を貫通することにより、上記溶液タンクの外周壁より内側の部分は上記溶液タンク内に位置し、上記溶液タンクの外周壁より外側の部分は上記水タンク内に位置する多孔質電極部と、を備えることを特徴とする回転式センサ。
2. 上記多孔質電極部は、上記溶液タンクの外周壁に沿って少なくとも９０度間隔で配置された、複数の多孔質電極から構成されることを特徴とする請求項１に記載の回転式センサ。
3. 上記多孔質電極部は、上記回転軸を中心軸とする円環状の多孔質電極から構成されることを特徴とする請求項１に記載の回転式センサ。
4. 上記硫酸銅溶液は、上記多孔質電極部を通して、上記溶液タンクから上記水タンクへ向けて流れることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転式センサ。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の回転式センサに用いられる銅電極であって、
   円板部と、
   上記円板部と同一の中心軸を有し、上記円板部と一体形成された円筒部と、を備えることを特徴とする銅電極。