JP6420892B2 - Disconnection detection sensor and method of transmitting crack progress - Google Patents

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Description

本発明は、資材、構造物、機械等に発生するひび割れを観測する技術に関する。   The present invention relates to a technique for observing cracks generated in materials, structures, machines, and the like.

建物や橋梁等に発生するひび割れの進展を観測する技術が知られる。   A technique for observing the progress of cracks in buildings and bridges is known.

従来、トンネルや橋梁などの構造物の老朽化等により生ずるひび割れの進行度検知には、「クラックゲージ」と呼ばれる抵抗値変化型センサが一般的に使用されている。上記従来のクラックゲージは、コンクリート表面に発生しているひび割れの進行が想定される方向の下流側に、電気的に並列接続された複数の線状抵抗素子を配置する。ひび割れの進行に応じてひび割れ進行方向と直交する方向に生ずる引張力によって各線状抵抗素子が順に断線して行くに連れてその並列合成抵抗値が増加し、これを電圧変化に変換することによりひび割れの進行度を判定する(例えば、特許文献1を参照)。   Conventionally, a resistance value change type sensor called a “crack gauge” is generally used to detect the progress of cracks caused by aging of structures such as tunnels and bridges. In the conventional crack gauge, a plurality of linear resistance elements that are electrically connected in parallel are arranged on the downstream side in the direction in which the progress of cracks occurring on the concrete surface is assumed. As each linear resistance element is disconnected in sequence due to the tensile force generated in the direction perpendicular to the crack progression direction as the crack progresses, its parallel combined resistance increases, and this is converted into a voltage change. Is determined (see, for example, Patent Document 1).

一方、電池や外部電源を使用せずにセンサの検知結果を無線伝送する手段が知られる(例えば、特許文献2を参照)。これは、「ひずみゲージ」と呼ばれる抵抗値変化型センサで捉えたひずみ検知量を、13.56MHz帯のRFIDを用いてRFIDリーダに無線伝送するものである。RFIDリーダとセンサ側RFIDとの通信用以外に、電力伝送専用の受電コイルをセンサ側に設け、このコイルとの磁気結合によりRFIDリーダからセンサ側へ非接触で電源電力を供給して、センサ側のAD変換回路や無線送受信回路をより安定に動作させる構成も知られる。   On the other hand, a means for wirelessly transmitting the detection result of a sensor without using a battery or an external power source is known (see, for example, Patent Document 2). In this method, a strain detection amount captured by a resistance value change sensor called a “strain gauge” is wirelessly transmitted to an RFID reader using an RFID in a 13.56 MHz band. In addition to the communication between the RFID reader and the sensor-side RFID, a power receiving coil dedicated to power transmission is provided on the sensor side, and the power supply power is supplied from the RFID reader to the sensor side in a non-contact manner by magnetic coupling with this coil. A configuration in which the AD converter circuit and the wireless transmission / reception circuit are more stably operated is also known.

また、ひずみゲージとクラックゲージは、共に外圧に反応する抵抗変化型センサであり、特許文献2の「ひずみゲージ」を「クラックゲージ」に置き換えれば、ひび割れセンサとして機能させることができる。   The strain gauge and the crack gauge are both resistance change type sensors that respond to external pressure. If the “strain gauge” in Patent Document 2 is replaced with a “crack gauge”, it can function as a crack sensor.

しかし、特許文献1に記載のクラックゲージを用いたセンサの場合、ひび割れの進行に伴う抵抗値の変化を、ホイートストンブリッジ回路などによって電圧の変化として検知する。したがって、これをデータとして無線伝送するには、アナログ量である電圧値をデジタルデータに変換するA/D変換器をセンサ側に備える必要があり、一般にA/D変換器は大きな消費電力を要するので、電池または有線による外部電源供給が必要であった。   However, in the case of a sensor using a crack gauge described in Patent Document 1, a change in resistance value accompanying the progress of a crack is detected as a change in voltage by a Wheatstone bridge circuit or the like. Therefore, in order to wirelessly transmit this as data, it is necessary to provide an A / D converter that converts an analog voltage value into digital data on the sensor side. In general, the A / D converter requires large power consumption. Therefore, it was necessary to supply an external power supply by battery or wire.

一方、特許文献2で開示されているセンサは、磁気結合によってセンサへの非接触給電を行うので、センサへの電池の搭載或いは有線による外部電源供給は不要となるが、A/D変換器や無線通信のハードウェアを動作させるために必要な十分な電力を得るには、RFIDリーダをセンサ近傍(1〜2センチメートル以内)まで十分に接近させ、コイル間での磁気結合を十分に強くする必要がある。   On the other hand, since the sensor disclosed in Patent Document 2 performs non-contact power feeding to the sensor by magnetic coupling, it is not necessary to mount a battery or supply external power to the sensor by an A / D converter or In order to obtain sufficient power necessary to operate the wireless communication hardware, the RFID reader is sufficiently close to the sensor (within 1 to 2 centimeters), and the magnetic coupling between the coils is sufficiently strong. There is a need.

そのため、作業者によるアクセスの困難な高所や奥まった場所等にセンサが設置されている場合、RFIDリーダを持った作業者がセンサ近傍に接近できるようにするためには、高所作業車を用いたり足場を組んだり必要があり、費用と時間がかかる。また、場合によっては現場付近を通行止めにする等の処置を必要としていた。また、例えば、大型河川にかかる橋梁の床板下面などのように、実運用上、上記従来の手法では対応が困難な場合もあるという問題があった。   Therefore, when the sensor is installed in a high place or a deep place where it is difficult for the worker to access, in order to allow the worker with the RFID reader to approach the sensor, It is necessary to use or assemble a scaffold, which is expensive and time consuming. In some cases, it was necessary to take measures such as closing the road near the site. In addition, there is a problem that it may be difficult to cope with the above-described conventional method in actual operation, such as a bottom surface of a bridge floor plate over a large river.

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、資材、構造物、機械等に発生するひび割れを観測する技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a technique for observing cracks generated in materials, structures, machines, and the like.

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、引張力が閾値を越えると電気的に断線する線状の断線検知素子を、ひび割れ計測分解能の間隔で複数配列し、その各々に異なる個体識別情報をもつRFIDを一対一で接続し、各RFIDが受信した電波に由来する起電力を電力源として、自らと接続されている断線検知素子の断線の有無を示す情報を自らの個体識別情報と関連付けて無線送信するパッシヴ型ひび割れセンサに関する。
上記課題を解決するため、本発明の断線検出センサの一態様は、基体と、複数の被破断部と、複数のRFIDと、を備える。基体は、観測対象物に取り付けられる。複数の被破断部は、基体に保持され、第1方向に間隔を空けて並び、観測対象物の変形による基体の変形により電気的に断線する。複数のRFIDは、基体に保持され、被破断部に接続し、受信電波に由来する起電力を電力源として、自らが接続する被破断部の断線の有無および自らの識別情報を無線送信する。
上記課題を解決するため、本発明のひび割れ進展状況の送信方法の一態様は、観測対象物に取り付けられる基体に保持されて第1方向に間隔を空けて並び、観測対象物の変形による基体の変形により電気的に断線する被破断部に接続し、基体に保持されてメモリを有する複数のRFIDによるひび割れ進展状況の送信方法である。該方法では、各RFIDは、リーダから電波を受信し、被破断部が破断している場合において、メモリに被破断部が破断していると記憶されていない場合、メモリに、被破断部が破断していること、および被破断部の破断時期としての電波中の時期情報を保存し、リーダに被破断部の破断の有無、および破断時期を送信する。
In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, a plurality of linear disconnection detection elements that are electrically disconnected when a tensile force exceeds a threshold value are arranged at intervals of crack measurement resolution, and each has a different individual identification. RFIDs having information are connected on a one-to-one basis, and information indicating the presence or absence of disconnection of a disconnection detecting element connected to itself is used as its individual identification information, using an electromotive force derived from radio waves received by each RFID as a power source. The present invention relates to a passive crack sensor that performs wireless transmission in association.
In order to solve the above problems, one embodiment of a disconnection detection sensor of the present invention includes a base, a plurality of parts to be broken, and a plurality of RFIDs. The substrate is attached to the observation object. The plurality of parts to be broken are held by the base, are arranged at intervals in the first direction, and are electrically disconnected by deformation of the base due to deformation of the observation object. A plurality of RFIDs are held on a base, connected to a to-be-broken portion, and wirelessly transmit the presence / absence of breakage of the to-be-broken portion to which it is connected and its own identification information using an electromotive force derived from a received radio wave as a power source.
In order to solve the above-described problem, one aspect of the method for transmitting a crack progress state according to the present invention is a method in which the substrate is held by a substrate attached to the observation object and arranged at intervals in the first direction. This is a method for transmitting a crack progress state by a plurality of RFIDs connected to a part to be broken that is electrically disconnected by deformation and held by a base and having a memory. In this method, each RFID receives a radio wave from a reader, and when the ruptured portion is ruptured, if it is not stored in the memory that the ruptured portion is broken, the ruptured portion is stored in the memory. Information on the time of breakage and the time in the radio wave as the break time of the portion to be broken is stored, and the presence or absence of breakage of the portion to be broken and the break time are transmitted to the reader.

本発明の実施の形態によるひび割れ観測システムのシステム構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the system configuration | structure of the crack observation system by embodiment of this invention. 本実施の形態によるひび割れ観測センサ1の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the crack observation sensor 1 by this Embodiment. 本実施の形態によるひび割れ観測センサ1の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the crack observation sensor 1 by this Embodiment. 本実施の形態によるひび割れ観測センサ1の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the crack observation sensor 1 by this Embodiment. 本実施の形態によるひび割れ観測センサ1に備わる各パッシヴ型RFIDの基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of each passive type RFID with which the crack observation sensor 1 by this Embodiment is equipped. RFIDタグICチップ内のメモリ領域について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the memory area | region in a RFID tag IC chip. ベースシート101上での所定方向における各電気配線の「被破断部」の配列順序と配列コードの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the arrangement | sequence order and the arrangement | sequence code | cord | chord of "the part to be broken" of each electric wiring in the predetermined direction on the base sheet. 本実施の形態によるひび割れ観測センサ1を観測対象物としての梁に固定した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the crack observation sensor 1 by this Embodiment was fixed to the beam as an observation object. RFIDリーダ7が備える制御ブロック図である。It is a control block diagram with which the RFID reader is provided. ひび割れ観測システムにおける処理の流れ(ひび割れ観測方法)について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the flow of a process (crack observation method) in a crack observation system.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態によるひび割れ観測センサおよびこれを備えるひび割れ観測システムについて説明する。   Hereinafter, a crack observation sensor and a crack observation system including the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<システム構成>
図1は、本発明の実施の形態によるひび割れ観測システムのシステム構成の一例を示す図である。
<System configuration>
FIG. 1 is a diagram showing an example of a system configuration of a crack observation system according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、本発明の実施の形態によるひび割れ観測システムは、ひび割れ観測センサ1と、RFIDリーダ7と、を備えている。作業者900が保持するRFIDリーダ7は、電波により、観測対象物に貼り付け等により固定されたひび割れ観測センサ1と無線でデータの読み取りや書き込み等のやりとりを行う。   As shown in FIG. 1, the crack observation system according to the embodiment of the present invention includes a crack observation sensor 1 and an RFID reader 7. The RFID reader 7 held by the operator 900 wirelessly exchanges data such as reading and writing data with the crack observation sensor 1 fixed by being attached to the observation object by radio waves.

まず、ひび割れ観測センサ1について説明する。ひび割れ観測センサ1は、構造物のコンクリート面などの、既にひび割れの発生が始まっている部位やひび割れが発生することが想定される部位等に設置されるものである。ひび割れ観測センサ1は、例えば、接着剤等によって観測対象の表面に固定される。   First, the crack observation sensor 1 will be described. The crack observation sensor 1 is installed at a site where cracks have already started or a site where cracks are expected to occur, such as a concrete surface of a structure. The crack observation sensor 1 is fixed to the surface to be observed by, for example, an adhesive.

図2〜図4は、本実施の形態によるひび割れ観測センサ1の構成を説明するための図である。
ひび割れ観測センサ1は、例えば、ベースシート101と、パッシヴ型RFID110、120、130、140、150、160、170、180、190および1a0と、これらパッシヴ型RFIDそれぞれに対応して個別に設けられる複数の被破断部等を備えている。
2-4 is a figure for demonstrating the structure of the crack observation sensor 1 by this Embodiment.
The crack observation sensor 1 includes, for example, a base sheet 101, passive RFIDs 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, and 1a0, and a plurality of individually provided corresponding to these passive RFIDs. The part to be broken is provided.

ベースシート101には、例えば円形に形成されたポリイミド等の薄い絶縁材を採用することができる。もちろん、ベースシート101の形状は円形に限られるものではなく、ベースシート上に配列されるべき各素子が配列可能な形状であれば採用可能である。   For the base sheet 101, for example, a thin insulating material such as polyimide formed in a circular shape can be used. Of course, the shape of the base sheet 101 is not limited to a circle, and any shape can be adopted as long as the elements to be arranged on the base sheet can be arranged.

また、ベースシート101の中央付近には、切欠が形成されており、中央付近の略矩形の領域(被破断部領域)と、当該略矩形の領域を包囲する領域(回路領域)とに分割されている。また、中央付近の略矩形の領域(被破断部領域)と当該略矩形の領域を包囲する領域(回路領域)とは連結領域によって連結されている。   In addition, a notch is formed near the center of the base sheet 101, and the base sheet 101 is divided into a substantially rectangular region (breakable portion region) near the center and a region (circuit region) surrounding the substantially rectangular region. ing. In addition, a substantially rectangular area (breakable part area) near the center and an area (circuit area) surrounding the substantially rectangular area are connected by a connecting area.

パッシヴ型RFID110、120、130、140、150、160、170、180、190および1a0は、RFIDリーダ7等の外部通信機器からの受信電波を用いて発生させる電力により、後述のメモリ17b(記憶部)に格納されている「破断情報(後述)」を外部通信機器に送信する。   Passive RFIDs 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, and 1a0 use a memory 17b (storage unit), which will be described later, using electric power generated using radio waves received from an external communication device such as the RFID reader 7. ”Stored in“) ”is transmitted to the external communication device.

ここで、それぞれのパッシヴ型RFID110、120、130、140、150、160、170、180、190および1a0は、アンテナ111、121、131、141、151、161、171、181、191および1a1と、端子113および114、123および124、133および134、143および144、153および154、163および164、173および174、183および184、193および194および1a3および1a4等を備えている。   Here, the passive RFIDs 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, and 1a0 are antennas 111, 121, 131, 141, 151, 161, 171, 181, 191 and 1a1, respectively. Terminals 113 and 114, 123 and 124, 133 and 134, 143 and 144, 153 and 154, 163 and 164, 173 and 174, 183 and 184, 193 and 194, 1a3 and 1a4, and the like are provided.

各パッシヴ型RFIDの端子113および114、123および124、133および134、143および144、153および154、163および164、173および174、183および184、193および194および1a3および1a4には、それぞれ、電気配線(一部は被破断部を構成)115、125、135、145、155、165、175、185、195および1a5と電気的に接続されている。具体的には、図1に示すように、例えばパッシヴ型RFID170の端子173および174には、電気配線175の一端と他端が接続されており、環状の電気回路が構成されている。図1に示す他のすべてのパッシヴ型RFIDについても、この環状の電気回路が構成されている。   Each passive RFID terminal 113 and 114, 123 and 124, 133 and 134, 143 and 144, 153 and 154, 163 and 164, 173 and 174, 183 and 184, 193 and 194 and 1a3 and 1a4 are respectively Electrical wiring (partially constituting the part to be broken) 115, 125, 135, 145, 155, 165, 175, 185, 195 and 1a5 is electrically connected. Specifically, as shown in FIG. 1, for example, terminals 173 and 174 of a passive RFID 170 are connected to one end and the other end of an electrical wiring 175 to form a circular electrical circuit. The annular electric circuit is also configured for all other passive RFIDs shown in FIG.

上述のように各パッシヴ型RFIDの端子に連結される電気配線115、125、135、145、155、165、175、185、195および1a5は、図1および図2に示すようなパターンで、アルミなどの金属箔をフォトエッチング法などによりパターン成形される。   As described above, the electric wirings 115, 125, 135, 145, 155, 165, 175, 185, 195 and 1a5 connected to the terminals of the passive RFIDs have a pattern as shown in FIG. 1 and FIG. A metal foil such as is patterned by a photo-etching method or the like.

上述のようにしてベースシート101上にパターン成形される各電気配線115、125、135、145、155、165、175、185、195および1a5は、切欠によって周囲と切り分けられたベースシート101上の略矩形の領域(被破断部領域)において、観測対象となるひび割れの進展方向として定義される「所定方向」に配列される。ここで、ベースシート101上の略矩形の領域(被破断部領域)上にパターン成形されている各配線部分(図1における領域1tを参照)が「被破断部」に相当する。   The electric wirings 115, 125, 135, 145, 155, 165, 175, 185, 195 and 1a5, which are patterned on the base sheet 101 as described above, are separated from the surroundings by the notches on the base sheet 101. In a substantially rectangular region (breakable portion region), the regions are arranged in a “predetermined direction” defined as the direction of crack propagation to be observed. Here, each wiring portion (see region 1t in FIG. 1) that is pattern-formed on a substantially rectangular region (breakable portion region) on the base sheet 101 corresponds to a “breakable portion”.

ここでの各電気配線115、125、135、145、155、165、175、185、195および1a5の「被破断部」に相当する部位は、それぞれが、「所定方向」と略直交する方向に所定長以上引き伸ばされることにより破断するように設定されている。   Here, each of the electrical wirings 115, 125, 135, 145, 155, 165, 175, 185, 195 and 1a5 has a portion corresponding to the “breakable portion” in a direction substantially orthogonal to the “predetermined direction”. It is set so as to break when stretched by a predetermined length or more.

具体的には、例えば図4に示すように、ひび割れの先端部に対応する位置から複数の被破断部が、当該ひび割れの進展が想定される方向(所定方向)に配列される。したがって、本実施の形態によるひび割れセンサ1が観測対象物に正しく設置されれば、ひび割れ41が進行していくに連れて、ひび割れが、並行配列されている各配線の被破断部を順番に横断してゆく。   Specifically, as shown in FIG. 4, for example, a plurality of parts to be broken are arranged in a direction (predetermined direction) in which the progress of the crack is assumed from a position corresponding to the tip of the crack. Therefore, if the crack sensor 1 according to the present embodiment is correctly installed on the observation object, as the crack 41 progresses, the crack sequentially traverses the to-be-broken portions of the wirings arranged in parallel. I will do it.

ベースシート101の上には、各電気素子や配線等を配置した上で、表面に樹脂フィルム等による保護膜層が設けられている。   On the base sheet 101, each electric element, wiring, and the like are arranged, and a protective film layer made of a resin film or the like is provided on the surface.

ベースシート101の厚みと材質は、ベースシート101が接着される観測対象物表面でのひび割れによって樹脂製シート6に加わる引張力と素材の伸び率等を基にして、ひび割れの到達に合わせて断線検知素子1が速やかに断線するよう設計する。   The thickness and material of the base sheet 101 are broken in accordance with the arrival of the crack based on the tensile force applied to the resin sheet 6 by the crack on the surface of the observation object to which the base sheet 101 is bonded and the elongation rate of the material. The detection element 1 is designed to be disconnected quickly.

各被破断部の配列間隔は、ひび割れの進行度の検出分解能に基づいて決定される。例えば、ひび割れの進行度を0.5ミリメートルごとに観測したい場合には、被破断部を構成する各電気配線の配列間隔も同じ0.5ミリメートル幅とする。   The arrangement interval of each fractured part is determined based on the detection resolution of the progress of cracks. For example, when it is desired to observe the progress of cracks every 0.5 millimeters, the arrangement interval of each electric wiring constituting the fractured portion is also set to the same 0.5 millimeter width.

また、ベースシート101の略矩形の領域(被破断部領域)を包囲する領域(回路領域)には、各パッシヴ型RFID等の電気素子や、これら各電気素子間を電気的に接続する電気配線などが配置される。   In addition, in a region (circuit region) surrounding the substantially rectangular region (fracture portion region) of the base sheet 101, electric elements such as passive RFIDs, and electric wiring for electrically connecting these electric elements are provided. Etc. are arranged.

ベースシート101の略矩形の領域(被破断部領域)と、それを包囲する領域(回路領域)とを連結する連結領域(領域接続部)は、「所定方向」と直交する方向における幅Wが、ベースシート101の略矩形の領域(被破断部領域)の幅Kよりも狭い。   A connection region (region connection portion) that connects a substantially rectangular region (a portion to be broken) of the base sheet 101 and a region (circuit region) surrounding the region has a width W in a direction orthogonal to the “predetermined direction”. The width K of the substantially rectangular area (breakable part area) of the base sheet 101 is narrower.

このような構成とすることにより、「被破断部領域」と「回路領域」とを幅の狭い「連結領域」によって連結することで、「被破断部領域」は、「回路領域」とは独立に所定方向と直交する方向に進展可能となる。すなわち、対象物におけるひび割れの発生もしくは進展に伴う「被破断部領域」の変形の影響は、「回路領域」には及ばない。   By adopting such a configuration, the “breakable region” is independent of the “circuit region” by connecting the “breakable region” and the “circuit region” by the narrow “connecting region”. It is possible to progress in a direction perpendicular to the predetermined direction. That is, the influence of the deformation of the “part to be broken” accompanying the occurrence or development of a crack in the object does not reach the “circuit area”.

換言すれば、ひび割れの発生もしくは進展に伴う「被破断部領域」の変形が、「回路領域」によって抑制されてしまうことがなく、ひび割れ状況の観測の信頼性の向上に寄与することができる。   In other words, the deformation of the “part to be broken” accompanying the occurrence or development of a crack is not suppressed by the “circuit area”, which can contribute to the improvement of the reliability of observation of the crack condition.

また、「被破断部領域」に配置される複数の「被破断部」と、「回路領域」に配置される各パッシヴ型RFID170〜1a0の内の少なくともいずれかとを電気的に接続する配線の内の「連結領域」を通る部位は、その少なくとも一部が、「所定方向(図4に示す、ひび割れ進展方向)」と直交する方向とは異なる方向に延びるようにパターン成形されている。   In addition, among the wirings that electrically connect a plurality of “breakable portions” arranged in the “breakable portion region” and at least one of the passive RFIDs 170 to 1a0 arranged in the “circuit region” At least a part of the portion passing through the “connecting region” is patterned so as to extend in a direction different from the direction orthogonal to the “predetermined direction (crack propagation direction shown in FIG. 4)”.

このように、連結領域を通る配線の少なくとも一部を、所定方向と直交する方向とは異なる方向に延びるように設けることにより、例えば連結領域がひび割れの進展の影響で所定方向と直交する方向に伸びた場合でも、連結領域を通る配線の少なくとも一部については、その伸びが与える影響を低減することができる。したがって、連結領域がひび割れの進展の影響で所定方向と直交する方向に伸びた場合に、連結領域を通る配線が断線してしまうことがない。   In this way, by providing at least a part of the wiring passing through the connection region so as to extend in a direction different from the direction orthogonal to the predetermined direction, for example, the connection region is in a direction orthogonal to the predetermined direction due to the influence of crack progress. Even when it extends, at least a part of the wiring passing through the connection region can reduce the influence of the extension. Therefore, when the connecting region extends in a direction orthogonal to the predetermined direction due to the influence of the progress of cracks, the wiring that passes through the connecting region does not break.

なお、本実施の形態によるひび割れ観測センサ1では、パッシヴ型RFIDアンテナは、複数の被破断部それぞれに対応して個別に設けられている。   In the crack observation sensor 1 according to the present embodiment, the passive RFID antenna is provided individually corresponding to each of the plurality of parts to be broken.

このように、複数配列される被破断部それぞれに個別に送受信部としてのアンテナを持たせることで、いずれか一つのアンテナが故障等した場合でも、少なくとも故障していない他のアンテナ群との信号の送受信は継続することができる。これにより、対象物のひび割れの発生および進展等を観測するセンサとしての信頼性の向上に寄与することができる。   In this way, by providing an antenna as a transmission / reception unit individually for each of the to-be-broken parts arranged in a plurality, even if any one of the antennas breaks down, at least signals with other antenna groups that have not failed The transmission and reception can be continued. Thereby, it can contribute to the improvement of the reliability as a sensor which observes generation | occurrence | production and progress, etc. of the crack of a target object.

また、複数のアンテナ111、121、131、141、151、161、171、181、191および1a1の内の第1のアンテナ(例えば、アンテナ191)と第1のアンテナに隣接する第2のアンテナ(例えば、アンテナ121やアンテナ181等)は、ベースシート上において平行にならないように向きを異ならせて(図3に示す角度θを参照)配置されている。   In addition, a first antenna (for example, antenna 191) among the plurality of antennas 111, 121, 131, 141, 151, 161, 171, 181, 191 and 1a1 and a second antenna adjacent to the first antenna ( For example, the antenna 121 and the antenna 181 are arranged in different directions so as not to be parallel on the base sheet (see the angle θ shown in FIG. 3).

隣接するアンテナ同士が平行に配列されると、一方のアンテナが他方のアンテナの送受信に干渉し、通信に影響を及ぼす場合がある。そこで、互いに隣接するアンテナ同士で配置する向きを異ならせることにより、隣接するアンテナが互いの受信性能に影響を及してしまうことを回避している。   When adjacent antennas are arranged in parallel, one antenna may interfere with transmission / reception of the other antenna, which may affect communication. Therefore, by changing the direction of arrangement between adjacent antennas, it is avoided that adjacent antennas affect each other's reception performance.

図5は、本実施の形態によるひび割れ観測センサ1に備わる各パッシヴ型RFID110、120、130、140、150、160、170、180、190および1a0の基本構成を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing a basic configuration of each passive RFID 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, and 1a0 provided in the crack observation sensor 1 according to the present embodiment.

例えば、パッシヴ型RFID170は、パッシヴ型RFIDアンテナ171と、RFIDタグICチップ等から構成される。ここでのRFIDタグICチップは、いわゆる「断線検出端子」を備えた、タンパー(Tamper)検知と呼ばれる機能を有するものが採用される。   For example, the passive RFID 170 includes a passive RFID antenna 171 and an RFID tag IC chip. As the RFID tag IC chip here, one having a so-called “disconnection detection terminal” and a function called tamper detection is adopted.

タンパー検知機能とは、断線検出端子173と174の間での断線の有無を検出し、その結果に応じて、図6に示すようにRFIDタグICチップ内のメモリ17bのユーザエリア31内の状態フラグ32というメモリ領域が“0”又は“1”に設定されるものである。また、当該RFIDチップの断線検出端子173および174に接続されている電気配線175の「被破断部」のベースシート101上での「配列順位」を示す情報を、図6に示すタグID領域33の順位コード34というメモリ領域にあらかじめ格納しておく。パッシヴ型RFIDアンテナ171は、各電気配線の「被破断部」と同様、厚み10〜30ミクロン程度のアルミ箔を、フォトエッチング等により所望のアンテナパターンでベースシート101上に成形する。   The tamper detection function detects the presence or absence of disconnection between the disconnection detection terminals 173 and 174, and in accordance with the result, the state in the user area 31 of the memory 17b in the RFID tag IC chip as shown in FIG. The memory area of the flag 32 is set to “0” or “1”. Further, information indicating the “arrangement order” on the base sheet 101 of the “part to be broken” of the electric wiring 175 connected to the disconnection detection terminals 173 and 174 of the RFID chip is shown in the tag ID region 33 shown in FIG. Are stored in advance in a memory area of the rank code 34. Passive type RFID antenna 171 is formed on base sheet 101 with a desired antenna pattern by photoetching or the like, like aluminum foil having a thickness of about 10 to 30 microns, like the “breakable portion” of each electric wiring.

このような構成により、配列される複数の被破断部の破断状況を格納する記憶部から情報を取得することで、対象物におけるひび割れの発生状況や、すでに発生しているひび割れの進展状況を把握することができる。また、パッシヴ型RFIDを採用したことにより、AD変換回路を設ける必要がなく、センサ全体としての無電源化および大幅な小型化に寄与することができる。   With such a configuration, by acquiring information from the storage unit that stores the rupture status of a plurality of ruptured portions arranged, it is possible to grasp the occurrence status of cracks in the object and the progress status of cracks that have already occurred. can do. In addition, since the passive RFID is employed, it is not necessary to provide an AD conversion circuit, which can contribute to a reduction in power supply and a significant reduction in size of the entire sensor.

図7は、ベースシート101上での所定方向における各電気配線の「被破断部」の配列順序と配列コードの関係を示しており、8個のパッシヴ型RFIDと、これに対応する16対の被破断部が配列されている場合の一例を示す図である。ここで示す各データは、各パッシヴ型RFID110、120、130、140、150、160、170、180、190および1a0に備わる各メモリ11b、12b、13b、14b、15b、16b、17b、18b、19bおよび1abに格納されるデータである。例えば、パッシヴ型RFID140に備わるメモリ14bには、順位コード「3」、破断情報「破断」、破断日時「2014.06.02」が格納されている。ここで、各RFIDの識別情報と、順位コードとは、予め対応づけて格納されており、破断情報および破断日時については、実際に破断した後に最初にRFIDリーダ7に読み取られるときにメモリに書き込まれる。破断日時については、たとえば、RFIDリーダ7から受信する信号に含まれる日時情報等をRFID側で取得することにより、図7のような紐付けが可能となる。   FIG. 7 shows the relationship between the arrangement order of the “breakable parts” of each electric wiring in the predetermined direction on the base sheet 101 and the arrangement code. Eight passive RFIDs and 16 pairs corresponding thereto are shown. It is a figure which shows an example in case the to-be-broken part is arranged. Each data shown here is stored in each of the memories 11b, 12b, 13b, 13b, 15b, 16b, 17b, 18b, 19b included in each passive RFID 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190 and 1a0. And data stored in 1ab. For example, the order code “3”, the break information “break”, and the break date “2014.06.02” are stored in the memory 14 b provided in the passive RFID 140. Here, the identification information of each RFID and the rank code are stored in association with each other, and the break information and the break date are written in the memory when the RFID reader 7 is read for the first time after actually breaking. It is. With respect to the break date and time, for example, the date and time information included in the signal received from the RFID reader 7 can be acquired on the RFID side, thereby making it possible to perform the association as shown in FIG.

このように、各メモリ(記憶部)は、複数の被破断部それぞれの「破断情報」と、それぞれの被破断部のベースシート上での所定方向における配列順序を示す「配列情報」とを対応付けて格納している。   As described above, each memory (storage unit) corresponds to “breaking information” of each of the plurality of broken parts and “array information” indicating the arrangement order of the respective broken parts on the base sheet in a predetermined direction. It is attached and stored.

これにより、各メモリ(記憶部)に格納されている「破断情報」および「配列情報」を取得することで、シート上に配列されている各被破断部の内、いずれが破断しているのかを判定可能となる。   As a result, by acquiring “breaking information” and “array information” stored in each memory (storage unit), which of the to-be-broken parts arranged on the sheet is broken Can be determined.

なお、ここでの記憶部は、複数の被破断部それぞれの破断情報と、それぞれの被破断部の配列情報とを対応付けて格納しているが、これに限られるものではない。例えば、それぞれの被破断部の破断情報には、それぞれユニークな識別情報を紐付けて格納しておき、あらかじめ外部データベース等に登録されている、識別情報と配列情報との紐付情報に基づいて、記憶部に記憶されている各破断情報がどの位置の被破断部に対応するものであるかを判定することもできる。   In addition, although the memory | storage part here associates and stores the fracture | rupture information of each of a some to-be-broken part, and the arrangement | sequence information of each to-be-broken part, it is not restricted to this. For example, the rupture information of each to-be-broken part is stored by associating unique identification information with each other, and pre-registered in an external database or the like, based on the association information of identification information and sequence information, It is also possible to determine at which position each piece of break information stored in the storage unit corresponds to the portion to be broken.

図8は、本実施の形態によるひび割れ観測センサ1を観測対象物としての梁に固定した様子を示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing a state in which the crack observation sensor 1 according to the present embodiment is fixed to a beam as an observation object.

同図に示すように、本実施の形態によるひび割れ観測センサ1は、そのベースシート101に切欠を設けることにより、シート中央付近の矩形の「被破断部領域」が、周囲の「回路領域」からほぼ独立している。したがって、この矩形の「被破断部領域」のみを観測対象物のひびの発生箇所やひびの発生が想定される箇所に貼り付けることにより、ひびの発生や進展によって「被破断部領域」が伸びても、周囲の「回路領域」に影響を与えることがない。   As shown in the figure, in the crack observation sensor 1 according to the present embodiment, by providing a cutout in the base sheet 101, a rectangular “part to be broken” near the center of the sheet is separated from the surrounding “circuit area”. Almost independent. Therefore, by pasting only this rectangular “breakage area” to the location where the observation object is cracked or expected to be cracked, the “breakage area” is expanded due to the occurrence or progress of the crack. However, it does not affect the surrounding “circuit area”.

ここで、ひび割れ観測センサ1の中央付近の矩形の「被破断部領域」の、観測対象物への固定(貼り付け)は、例えば両面テープや接着剤等により実現することができる。このとき、必ずしも「被破断部領域」の全面が観測対象物に貼り付けられる必要はなく、すくなくとも「被破断部領域」における「所定方向」における両端付近が観測対象物に固定されていればよい。これにより、少なくとも、観測対象物にひび割れが発生したり、進展したりした際の観測対象物表面の拡張によって被破断部が伸びる構成とすることが可能となる。   Here, fixing (pasting) of the rectangular “part to be broken” in the vicinity of the center of the crack observation sensor 1 to the observation object can be realized by, for example, a double-sided tape or an adhesive. At this time, it is not always necessary to attach the entire surface of the “breakable region” to the observation object, and at least both ends in the “predetermined direction” of the “breakable region” may be fixed to the observation object. . As a result, it is possible to at least have a configuration in which the fractured portion extends due to the expansion of the surface of the observation object when the observation object is cracked or has progressed.

もちろん、ここでのひび割れ観測センサ1の観測対象物への固定方法は一例であり、ベースシート101における「回路領域」も観測対象物に固定して、ひび割れ観測センサ1全体の観測対象物への固定を強固にしたい場合には、ベースシート101の「回路領域」の一部または全部を観測対象物に貼り付けてもよい。   Of course, the method of fixing the crack observation sensor 1 to the observation object here is an example, and the “circuit area” in the base sheet 101 is also fixed to the observation object, and the entire crack observation sensor 1 is attached to the observation object. If the fixation is desired to be strengthened, part or all of the “circuit area” of the base sheet 101 may be attached to the observation object.

次に、ひび割れ観測センサとの通信を行うRFIDリーダ7について説明する。図9は、RFIDリーダ7が備える制御ブロック図である。   Next, the RFID reader 7 that communicates with the crack observation sensor will be described. FIG. 9 is a control block diagram provided in the RFID reader 7.

本実施の形態によるRFIDリーダ7は、例えば、CPU701、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)702、MEMORY703、STRAGE(例えば、Hard Disk Drive等)704、ディスプレイ705、タッチパネル706、アンテナ707等を備えている。   The RFID reader 7 according to the present embodiment includes, for example, a CPU 701, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) 702, a MEMORY 703, a STRAGE (eg, Hard Disk Drive) 704, a display 705, a touch panel 706, an antenna 707, and the like.

本実施の形態によるRFIDリーダ7において、CPU701は、RFIDリーダ7における各種処理を行う役割を有しており、またMEMORY703、STRAGE704等に格納されているプログラムを実行することにより種々の機能を実現する役割も有している。なお、CPU701は、同等の演算処理を実行可能なMPU(Micro Processing Unit)により代替することも可能であることは言うまでもない。また、STRAGE704についても同様に、例えばフラッシュメモリ等の記憶装置により代替可能である。   In the RFID reader 7 according to the present embodiment, the CPU 701 has a role of performing various processes in the RFID reader 7 and realizes various functions by executing programs stored in the MEMORY 703, the STRAGE 704, and the like. It also has a role. It goes without saying that the CPU 701 can be replaced by an MPU (Micro Processing Unit) capable of executing equivalent arithmetic processing. Similarly, the storage 704 can be replaced by a storage device such as a flash memory.

MEMORY703は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)、VRAM(Video RAM)、フラッシュメモリ等から構成されることができ、RFIDリーダ7において利用される種々の情報やプログラムを格納する役割を有している。   The MEMORY 703 includes, for example, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a DRAM (Dynamic Random Access Memory), an SRAM (Static Random Access Memory), a VRAM (Video RAM), a flash memory, and the like. The RFID reader 7 can store various information and programs.

<動作説明>
図10は、ひび割れ観測システムにおける処理の流れ(ひび割れ観測方法)について説明するためのフローチャートである。
<Description of operation>
FIG. 10 is a flowchart for explaining the processing flow (crack observation method) in the crack observation system.

まず、図1に示したように、トンネル内側のコンクリート覆工面などに設置されたひび割れ観測センサ1に対して、数メートル離れた地上の作業者が持つRFIDリーダ7から920MHz帯の質問電波53を送信する(ACT101)。   First, as shown in FIG. 1, a 920 MHz band interrogation radio wave 53 is received from an RFID reader 7 held by a worker on the ground several meters away from a crack observation sensor 1 installed on a concrete lining surface inside a tunnel. Transmit (ACT 101).

すると、ひび割れ観測センサ1に備わる各パッシヴ型RFIDのアンテナでこの電波が受信される。以下、一例として、パッシヴ型RFID170にて行われる動作について詳細に説明する。同動作は、他のパッシヴ型RFIDにおいても同様に実行される。   Then, this radio wave is received by each passive RFID antenna provided in the crack observation sensor 1. Hereinafter, as an example, an operation performed by the passive RFID 170 will be described in detail. The same operation is performed in the same manner in other passive RFIDs.

アンテナ171にてRFIDリーダ7からの質問波を受信すると、RFIDタグICチップ(図5に示す破線の矩形範囲)内部のレクテナ177で整流後、レギュレータ17aが安定した直流電圧を出力する。この出力は、ロジック部179、復調器176、変調器178およびメモリ17b等に動作電源として供給される。ここで、レクテナ177およびレギュレータ17aが、「電力発生部」に相当する。   When the interrogation wave is received from the RFID reader 7 by the antenna 171, the regulator 17 a outputs a stable DC voltage after rectification by the rectenna 177 inside the RFID tag IC chip (the rectangular range shown by the broken line in FIG. 5). This output is supplied as an operation power source to the logic unit 179, the demodulator 176, the modulator 178, the memory 17b, and the like. Here, the rectenna 177 and the regulator 17a correspond to the “power generation unit”.

メモリ17bには、上述のように図7に示すようなデータが、不揮発性のリードライト可能なメモリ領域に格納されており、ロジック部179(情報書換部)が、断線検出端子173と174の間に接続されている電気配線の被破断部の断線の有無を検出し、「断線」していると判定した場合にはメモリ17bの状態フラグ32(破断情報)を“0(非断線)”から“1(断線)”へと書き換える。   In the memory 17b, as shown above, data as shown in FIG. 7 is stored in a non-volatile readable / writable memory area, and the logic unit 179 (information rewriting unit) is connected to the disconnection detection terminals 173 and 174. The presence / absence of breakage of the to-be-broken portion of the electrical wiring connected between them is detected, and if it is determined that the breakage has occurred, the status flag 32 (breakage information) in the memory 17b is set to “0 (not broken)” To “1 (disconnected)”.

一方、アンテナ部21で受信した質問電波53は復調器26で復調され、ロジック部25にて質問電波の到来を認識すると、ロジック部25は、変調器27に対してメモリ17bにおけるID領域33及びユーザ領域31に格納されている一連のデータを送出する。   On the other hand, the interrogation radio wave 53 received by the antenna unit 21 is demodulated by the demodulator 26, and when the logic unit 25 recognizes the arrival of the interrogation radio wave, the logic unit 25 transmits the ID area 33 in the memory 17 b to the modulator 27. A series of data stored in the user area 31 is transmitted.

変調器27は、この2値のデータ列に対応してアンテナ部21の両端子間のインピーダンスを2値で変化させる、所謂、バックスキャッタ応答波54の送信をおこなう(ACT102)。   The modulator 27 transmits a so-called backscatter response wave 54 that changes the impedance between the two terminals of the antenna unit 21 in binary corresponding to the binary data string (ACT 102).

ここで、CPU701(信号取得部)は、アンテナ707にて、ひび割れ観測センサ1のRFIDから受信される信号に基づき、「破断情報」、「破断時期情報」および「配列情報」等を取得する(ACT103)。   Here, the CPU 701 (signal acquisition unit) acquires “break information”, “break time information”, “array information”, and the like based on a signal received from the RFID of the crack observation sensor 1 by the antenna 707 ( ACT103).

続いて、CPU701(判定部)は、上述のようにして取得される「破断情報」、「破断時期情報」および「配列情報」等に基づいて、「第1の被破断部」が破断した時期T1と第1の被破断部に隣接配置されている「第2の被破断部」が破断した時期T2との時間間隔が所定時間Th以下であるか否かを判定する(ACT104)。   Subsequently, the CPU 701 (determination unit) determines when the “first ruptured part” is ruptured based on the “breaking information”, “breaking time information”, “array information”, and the like acquired as described above. It is determined whether or not the time interval between T1 and the time T2 at which the “second rupture portion” disposed adjacent to the first rupture portion ruptures is equal to or less than a predetermined time Th (ACT 104).

CPU701は、「第1の被破断部」が破断した時期T1と第1の被破断部に隣接配置されている「第2の被破断部」が破断した時期T2との時間間隔が所定時間Th以下である場合(ACT104,Yes)、ユーザに対して、ひび割れの進展が時間的に速いことを警告するため、ディスプレイへの警告表示等を行う。   The CPU 701 determines that the time interval between the time T1 when the “first breakable portion” is broken and the time T2 when the “second breakable portion” disposed adjacent to the first breakable portion is broken is a predetermined time Th. In the case of the following (ACT 104, Yes), a warning is displayed on the display in order to warn the user that the progress of the crack is fast in time.

このように、隣接する被破断部が所定時間以下の時間間隔で破断している場合を判定するようにすることで、進展の早いひび割れの有無を判定することができる。また、必要に応じて、隣接する被破断部が所定時間以下の時間間隔で破断している場合に、作業者に対して警告通知を行うこともできる。   Thus, by determining the case where the adjacent fractured part is broken at a time interval equal to or shorter than a predetermined time, it is possible to determine the presence or absence of a fast-growing crack. Further, if necessary, a warning notification can be given to the operator when the adjacent fractured part is broken at a time interval of a predetermined time or less.

このようにして、バックスキャッタ応答波54はRFIDリーダ7で受信され、図7に示す配列順位の0番目から4番目までが断線していることをRFIDリーダ7のディスプレイ705上で確認することにより、当該箇所のひび割れの進行度を都度把握することができる。   In this way, the backscatter response wave 54 is received by the RFID reader 7, and it is confirmed on the display 705 of the RFID reader 7 that the 0th to 4th of the arrangement order shown in FIG. , It is possible to grasp the degree of progress of the crack at each location.

上述の後処理装置Fでの処理における各動作は、例えばMEMORY703やSTRAGE704に格納されているひび割れ観測プログラムを、CPU701に実行させることにより実現することができる。   Each operation in the processing by the post-processing apparatus F described above can be realized by causing the CPU 701 to execute a crack observation program stored in the MEMORY 703 or the STRAGE 704, for example.

更に、RFIDリーダ7を構成するコンピュータにおいて上述した各動作(ひび割れ観測方法)を実行させるプログラムを、ひび割れ観測プログラムとして提供することができる。本実施の形態では、発明を実施する機能を実現するための当該プログラムが、装置内部に設けられた記憶領域に予め記録されている場合を例示したが、これに限らず同様のプログラムをネットワークから装置にダウンロードしても良いし、同様のプログラムをコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶させたものを装置にインストールしてもよい。記録媒体としては、プログラムを記憶でき、かつコンピュータが読み取り可能な記録媒体であれば、その形態は何れの形態であっても良い。具体的に、記録媒体としては、例えば、ROMやRAM等のコンピュータに内部実装される内部記憶装置、CD−ROMやフレキシブルディスク、DVDディスク、光磁気ディスク、ICカード等の可搬型記憶媒体、コンピュータプログラムを保持するデータベース、或いは、他のコンピュータ並びにそのデータベースや、回線上の伝送媒体などが挙げられる。またこのように予めインストールやダウンロードにより得る機能は装置内部のOS(オペレーティング・システム)等と共働してその機能を実現させるものであってもよい。   Furthermore, a program for executing the above-described operations (crack observation method) in the computer constituting the RFID reader 7 can be provided as a crack observation program. In the present embodiment, the case where the program for realizing the function for carrying out the invention is recorded in advance in a storage area provided in the apparatus is exemplified. However, the present invention is not limited to this, and a similar program can be downloaded from the network. The program may be downloaded to the apparatus, or a similar program stored in a computer-readable recording medium may be installed in the apparatus. The recording medium may be in any form as long as it can store a program and can be read by a computer. Specifically, as a recording medium, for example, an internal storage device such as a ROM or a RAM, a portable storage medium such as a CD-ROM, a flexible disk, a DVD disk, a magneto-optical disk, or an IC card, a computer Examples include a database holding a program, another computer, its database, and a transmission medium on a line. Further, the function obtained by installing or downloading in advance may be realized in cooperation with an OS (operating system) or the like inside the apparatus.

なお、プログラムは、その一部または全部が、動的に生成される実行モジュールであってもよい。   Note that a part or all of the program may be an execution module that is dynamically generated.

また、上述の各実施の形態にてプログラムをCPUやMPUに実行させることにより実現される各種処理は、その少なくとも一部を、ASICにて回路的に実行させることも可能であることは言うまでもない。   In addition, it goes without saying that various processes realized by causing the CPU or MPU to execute a program in each of the above-described embodiments can also be executed at least in a circuit by an ASIC. .

なお、上述した実施の形態では、一部のRFID(110、150、190、1a0)を除く他のRFIDの断線検出端子に接続される電気配線は、電気配線の内側に他の電気素子を配置しない、閉じたループを構成している。これは、隣接するパッシヴ型RFID間でのアンテナの向きを異ならせて、RFID間での電波干渉を回避することを目的とするものであり、電波干渉を気にすることなく回路設計できる場合には、これに限られるものではない。   In the above-described embodiment, the electrical wiring connected to the disconnection detection terminals of other RFIDs excluding some RFIDs (110, 150, 190, 1a0) is arranged with other electrical elements inside the electrical wiring. Does not constitute a closed loop. This is for the purpose of avoiding radio wave interference between RFIDs by changing the direction of the antenna between adjacent passive RFIDs, and when the circuit can be designed without worrying about radio wave interference. Is not limited to this.

例えば、n個の複数のRFIDをベースシート上に配置する場合に、n番目(nは整数)のRFIDの断線検出端子に接続される電気配線が構成するループ内に、n−1番目のRFIDの断線検出端子に接続される電気配線が構成するループが収まるように、各RFIDのループを多重構造となるように配列してもよい。このように配線パターンを多重構造とすることで、配線をパターンニングする際のスペース効率を高めることができる。   For example, when a plurality of n RFIDs are arranged on a base sheet, the (n-1) th RFID is included in a loop formed by an electrical wiring connected to the disconnection detection terminal of the nth (n is an integer) RFID. The loops of the RFIDs may be arranged in a multiplex structure so that the loop formed by the electrical wiring connected to the disconnection detection terminal is accommodated. Thus, by making a wiring pattern into a multiple structure, the space efficiency at the time of patterning wiring can be improved.

また、上述の実施の形態では、各RFIDの断線検出端子に接続されている各被破断部の破断状況を示す「破断情報」と、各破断部の配列順序を示す「配列情報」とを、対応づけてRFIDに備わるメモリに格納しておく構成を例示したがこれに限られるものではない。例えば、RFIDリーダ7に、「RFIDの識別情報」と「配列情報」の対応関係を示すデータテーブル等を記憶させておき、受信される「RFIDの識別情報」に基づいて、どの位置に配置されている被破断部がどのような破断状況になっているのかを判定するようにしてもよい。すなわち、システム全体として、結果として「RFIDの識別情報」、「配列情報」および「破断情報」を、RFIDリーダ7側で得ることができればよい。   In the above-described embodiment, the `` breaking information '' indicating the rupture status of each ruptured portion connected to the disconnection detection terminal of each RFID, and `` array information '' indicating the arrangement order of each ruptured portion, Although the configuration in which the information is stored in the memory provided in the RFID in association with each other is illustrated, the configuration is not limited thereto. For example, the RFID reader 7 stores a data table or the like indicating the correspondence between “RFID identification information” and “array information”, and is arranged at any position based on the received “RFID identification information”. You may make it determine what kind of fracture condition the to-be-broken part is in. That is, it is only necessary that the RFID reader 7 side obtains “RFID identification information”, “array information”, and “breaking information” as a result of the entire system.

また、上述の実施の形態では、複数配置される各RFIDに対して個別にアンテナが設けられている構成を例示したが、必ずしもこれに限られるものではなく、ひび割れ観測センサ1全体として単一のアンテナを備える構成としてもよい。すなわち、結果として各RFIDに対応する被破断部の破断情報をRFIDリーダ7に送信することができればよく、アンテナの数は問わない。仮に、ひび割れ観測センサ1全体として単一のアンテナを備える構成とした場合、アンテナ間での電波干渉の問題がなくなり、アンテナのベースシート上での配置の自由度が上がり、センサ全体としての大幅な小型化に寄与することができる。   Moreover, in the above-described embodiment, the configuration in which the antenna is individually provided for each of the plurality of RFIDs arranged is exemplified. However, the configuration is not necessarily limited to this, and the crack observation sensor 1 as a whole is a single unit. It is good also as a structure provided with an antenna. That is, as a result, it is only necessary that the fracture information of the fractured part corresponding to each RFID can be transmitted to the RFID reader 7, and the number of antennas is not limited. If the crack observation sensor 1 is configured to have a single antenna as a whole, the problem of radio wave interference between the antennas is eliminated, the degree of freedom of arrangement of the antenna on the base sheet is increased, and the sensor as a whole is greatly reduced. This can contribute to downsizing.

本実施の形態によれば、電池の搭載や有線による電源供給等を必要とせず、且つ、数m離れた地点のリーダ装置からでも、ひび割れ進行状況のデータを収集することができるひび割れ観測センサを提供することができる。   According to the present embodiment, the crack observation sensor that can collect data on the progress of cracking even from a reader device located several meters away does not require battery installation or wired power supply or the like. Can be provided.

更に、本実施の形態によれば、極めて軽量なシート状のひび割れ観測センサを実現することができ、トンネル内壁の天井部表面のような場所に設置しても落下し難く、万一落下しても通行車両等へ及ぼす危険性は低く、設置場所の自由度を高めることができる。    Furthermore, according to the present embodiment, it is possible to realize an extremely lightweight sheet-like crack observation sensor, and even if it is installed in a place such as the ceiling surface of the tunnel inner wall, it is difficult to drop, and should fall. However, the risk to traffic vehicles is low and the degree of freedom of installation location can be increased.

以上のように、本実施の形態によれば、例えば、以下のような技術を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, for example, the following technique can be provided.

(1)観測対象物に生じるひび割れを観測するためのひび割れ観測センサであって、
ベースシートと、
前記ベースシート上に所定方向に配列され、それぞれが前記所定方向と略直交する方向に所定長以上引き伸ばされることにより破断する複数の被破断部と、
記憶部と、
アンテナと、
前記アンテナにて受信する外部通信機器からの電波を用いて電力を発生させる電力発生部と、
前記電力発生部により発生させる電力により、前記複数の被破断部ぞれぞれの破断状況を示す破断情報を、前記記憶部に格納させる情報書換部と、
前記電力発生部により発生させる電力により、前記アンテナで受信した質問電波を復調する復調器と、
前記電力発生部により発生させる電力により、前記記憶部に格納されている情報を前記アンテナから送信させる変調器と、
を備えるひび割れ観測センサ。
(2)前記記憶部は、前記複数の被破断部それぞれの破断情報と、それぞれの被破断部の前記ベースシート上での前記所定方向における配列順序を示す配列情報とを対応付けて格納する(1)に記載のひび割れ観測センサ。
(3)前記ベースシートは、
前記複数の被破断部が配置される被破断部領域と、
前記記憶部、前記情報書換部、前記電力発生部、前記アンテナ、前記復調器および前記変調器が配置される回路領域と、
前記被破断部領域と前記回路領域とを連結する連結領域と、を有し、
前記連結領域は、前記所定方向と直交する方向における幅が、前記被破断部領域よりも狭い(1)に記載のひび割れ観測センサ。
(4)前記被破断部領域に配置される前記複数の被破断部と前記回路領域に配置される前記記憶部、前記情報書換部、前記電力発生部、前記アンテナ、前記復調器および前記変調器の内の少なくともいずれかとを電気的に接続する配線の内の前記連結領域を通る部位は、その少なくとも一部が、所定方向と直交する方向とは異なる方向に延びる(3)に記載のひび割れ観測センサ。
(5)前記アンテナは、前記複数の被破断部それぞれに対応して個別に設けられている(1)に記載のひび割れ観測センサ。
(6)前記複数の被破断部それぞれに対応して個別に設けられている複数のアンテナの内の第1のアンテナと前記第1のアンテナに隣接する第2のアンテナは、前記ベースシート上において平行にならないように向きを異ならせて配置される(5)に記載のひび割れ観測センサ。
(7)ベースシート上に所定方向に配列され、それぞれが前記所定方向と略直交する方向に所定長以上引き伸ばされることにより破断するように設定されている複数の被破断部と、前記複数の被破断部ぞれぞれの破断状況を示す破断情報と、いつ破断したかを示す破断時期情報と、それぞれの被破断部の前記ベースシート上での前記所定方向における配列順序を示す配列情報とを対応付けて格納する記憶部と、外部通信機器との通信を行うアンテナと、を備えるひび割れ観測センサとの通信を行うRFIDリーダであって、
アンテナと、
前記アンテナにて前記RFIDから受信される信号に基づき、前記破断情報、前記破断時期情報および前記配列情報を取得する信号取得部と、
前記信号取得部にて取得される前記破断情報、前記破断時期情報および前記配列情報に基づいて、第1の被破断部が破断した時期と前記第1の被破断部に隣接配置されている第2の被破断部が破断した時期との時間間隔が所定時間以下であるか否かを判定する判定部と、
を備えるRFIDリーダ。
(8)観測対象物に生じるひび割れを観測するためのひび割れ観測方法であって、
所定方向に配列され、それぞれが前記所定方向と略直交する方向に所定長以上引き伸ばされることにより破断するように設定されている複数の被破断部ぞれぞれの破断状況を示す破断情報を記憶し、
外部機器からの受信電波に応じて、記憶されている前記破断情報を前記外部機器に送信するひび割れ観測方法。
(1) A crack observation sensor for observing cracks generated in an observation object,
A base sheet,
A plurality of parts to be broken that are arranged in a predetermined direction on the base sheet, and each breaks by being stretched by a predetermined length or more in a direction substantially orthogonal to the predetermined direction;
A storage unit;
An antenna,
A power generation unit that generates power using radio waves from an external communication device that is received by the antenna;
An information rewriting unit that stores, in the storage unit, rupture information indicating a rupture state of each of the plurality of ruptured parts, with electric power generated by the power generation unit,
A demodulator that demodulates the interrogation radio wave received by the antenna with the power generated by the power generation unit;
A modulator that transmits information stored in the storage unit from the antenna by power generated by the power generation unit;
Crack observation sensor equipped with.
(2) The storage unit stores the rupture information of each of the plurality of parts to be broken and the arrangement information indicating the arrangement order of the respective parts to be broken on the base sheet in the predetermined direction. Crack detection sensor according to 1).
(3) The base sheet is
A to-be-broken part region in which the plurality of to-be-broken parts are disposed;
A circuit region in which the storage unit, the information rewriting unit, the power generation unit, the antenna, the demodulator, and the modulator are disposed;
A connecting region that connects the to-be-broken portion region and the circuit region;
The crack observation sensor according to (1), wherein the connection region has a width in a direction orthogonal to the predetermined direction that is narrower than the fractured portion region.
(4) The plurality of parts to be broken arranged in the part to be broken and the storage unit arranged in the circuit area, the information rewriting unit, the power generation unit, the antenna, the demodulator, and the modulator The crack observation according to (3), wherein at least a part of a portion of the wiring that electrically connects at least one of the wirings passes through the connection region extends in a direction different from a direction orthogonal to the predetermined direction. Sensor.
(5) The crack observation sensor according to (1), wherein the antenna is individually provided corresponding to each of the plurality of broken portions.
(6) A first antenna and a second antenna adjacent to the first antenna among the plurality of antennas individually provided corresponding to the plurality of parts to be broken are arranged on the base sheet. The crack observation sensor according to (5), which is arranged in different directions so as not to be parallel.
(7) A plurality of to-be-breaked portions arranged in a predetermined direction on the base sheet and each set to be broken by being stretched by a predetermined length or more in a direction substantially orthogonal to the predetermined direction; Breaking information indicating the breaking state of each broken part, breaking time information indicating when the broken part is broken, and arrangement information indicating the arrangement order of the respective broken parts on the base sheet in the predetermined direction An RFID reader that performs communication with a crack observation sensor that includes a storage unit that stores the data in association with each other and an antenna that performs communication with an external communication device,
An antenna,
Based on a signal received from the RFID at the antenna, a signal acquisition unit that acquires the break information, the break time information, and the array information;
Based on the rupture information acquired by the signal acquisition unit, the rupture timing information, and the arrangement information, the timing at which the first ruptured portion is ruptured and the first ruptured portion arranged adjacent to the first ruptured portion. A determination unit for determining whether or not a time interval with a time when the to-be-ruptured portion of 2 is broken is equal to or less than a predetermined time;
An RFID reader comprising:
(8) A crack observation method for observing cracks in an observation object,
Stores rupture information indicating the rupture status of each of a plurality of ruptured parts arranged in a predetermined direction and each set to be ruptured by being stretched by a predetermined length or more in a direction substantially orthogonal to the predetermined direction. And
A crack observation method for transmitting the stored fracture information to the external device in accordance with a received radio wave from the external device.

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。   The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications, various improvements, alternatives and modifications belonging to the equivalent scope of the claims are all within the scope of the present invention.

101 ベースシート、110,120,130,140,150,160,170,180,190,1a0 パッシヴ型RFID、701 CPU、702 ASIC、703 MEMORY、704 STRAGE、705 ディスプレイ、706 タッチパネル、707 アンテナ。 101 Base sheet, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 1a0 Passive RFID, 701 CPU, 702 ASIC, 703 MEMORY, 704 STRAGE, 705 display, 706 touch panel, 707 antenna.

実開昭第63−5461号公報Japanese Utility Model Publication No. 63-5461 特許第5010405号公報Japanese Patent No. 5010405

Claims (5)

観測対象物に取り付けられる基体と、A substrate to be attached to the observation object;
前記基体に保持され、第1方向に間隔を空けて並び、前記観測対象物の変形による前記基体の変形により電気的に断線する複数の被破断部と、A plurality of to-be-broken portions that are held by the base body and arranged at intervals in a first direction, and are electrically disconnected by deformation of the base body due to deformation of the observation object;
前記基体に保持され、前記被破断部に接続し、受信電波に由来する起電力を電力源として、自らが接続する前記被破断部の断線の有無および自らの識別情報を無線送信する複数のRFIDと、A plurality of RFIDs held on the base, connected to the to-be-broken portion, and using the electromotive force derived from the received radio wave as a power source, the presence or absence of disconnection of the to-be-broken portion to which it is connected and its own identification information When,
を備える断線検出センサ。A disconnection detection sensor.
請求項1に記載の断線検出センサにおいて、The disconnection detection sensor according to claim 1,
前記RFIDに接続する環状の各電気配線は、前記RFIDに接続する全ての前記電気配線が前記第1方向に並ぶ領域内の部位である前記被破断部と、前記被破断部および前記RFIDを接続する配線接続部と、を備え、Each annular electric wiring connected to the RFID connects the part to be broken, which is a part in a region where all the electric wirings connected to the RFID are arranged in the first direction, and the part to be broken and the RFID. A wiring connection portion to be
前記基体には、前記複数の被破断部を囲む環状の切り欠き部があり、前記複数のRFIDは、前記基体における前記切り欠き部に囲まれる領域の外側にあり、前記切り欠き部には、前記領域の内側と外側とに亘って延びる前記配線接続部が通る開口部がある断線検出センサ。The base has an annular cutout that surrounds the plurality of parts to be broken, and the plurality of RFIDs are outside a region surrounded by the cutout in the base, and the cutout includes The disconnection detection sensor which has the opening part which the said wiring connection part extended over the inner side and the outer side of the said area | region passes.
請求項1または請求項2に記載の断線検出センサにおいて、In the disconnection detection sensor according to claim 1 or 2,
前記複数のRFIDは、前記複数の被破断部を中心に点対象に位置して互いに平行な2つのRFIDからなる組を複数有し、The plurality of RFIDs have a plurality of sets of two RFIDs that are parallel to each other and are located on a point object around the plurality of broken parts,
前記各組は、前記複数の被破断部の周囲に環状に位置し、Each set is located annularly around the plurality of fractured parts,
前記複数の被破断部を中心とする周方向において、隣り合う前記組のRFIDは、互いに交差する姿勢である断線検出センサ。The disconnection detection sensor which is an attitude | position which the said RFID of the said adjacent group cross | intersects in the circumferential direction centering on these some to-be-broken parts.
請求項1から請求項3のいずれかに記載の断線検出センサにおいて、In the disconnection detection sensor according to any one of claims 1 to 3,
前記基体は、平板状の絶縁材である断線検出センサ。The disconnection detection sensor, wherein the base is a flat insulating material.
観測対象物に取り付けられる基体に保持されて第1方向に間隔を空けて並び、前記観測対象物の変形による前記基体の変形により電気的に断線する被破断部に接続し、前記基体に保持されてメモリを有する複数のRFIDによるひび割れ進展状況の送信方法であって、It is held by a base that is attached to the observation object and arranged at intervals in the first direction, and is connected to a to-be-broken portion that is electrically disconnected by deformation of the base due to deformation of the observation object, and is held by the base A method of transmitting a crack progress state by a plurality of RFIDs having a memory,
前記各RFIDは、Each RFID is
リーダから電波を受信し、Receive radio waves from the reader,
前記被破断部が破断している場合において、前記メモリに前記被破断部が破断していると記憶されていない場合、前記メモリに、前記被破断部が破断していること、および前記被破断部の破断時期としての前記電波中の時期情報を保存し、In the case where the ruptured portion is ruptured, if the ruptured portion is not stored in the memory as being ruptured, the ruptured portion is broken in the memory, and the ruptured portion Store the time information in the radio wave as the break time of the part,
前記リーダに前記被破断部の破断の有無、および前記破断時期を送信するThe presence or absence of breakage of the broken portion and the break time are transmitted to the reader
ひび割れ進展状況の送信方法。How to send crack progress information.
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