JP6789549B2 - Corrosion sensor and corrosion detection method for concrete structures - Google Patents

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Description

本発明は、コンクリート構造物の腐食センサ及び腐食検出方法に関する。 The present invention relates to a corrosion sensor and a corrosion detection method for concrete structures.

従来、コンクリート構造物の鉄筋等の鋼材の腐食等の判定に照合電極を用いた自然電位測定方法が利用されている。この自然電位測定方法を利用したセンサの一例として、例えば、以下の特許文献1に記載されたセンサが知られている。 Conventionally, a natural potential measuring method using a reference electrode has been used for determining corrosion of steel materials such as reinforcing bars of concrete structures. As an example of a sensor using this natural potential measurement method, for example, the sensor described in Patent Document 1 below is known.

このセンサは、水酸化カルシウム等の電解液を含浸させた導電性材料を用いることによって、コンクリート構造物の表面との接触抵抗を低減させて、鉄筋を内部に有するコンクリート構造物の表面の自然電位を測定している。 This sensor uses a conductive material impregnated with an electrolytic solution such as calcium hydroxide to reduce the contact resistance with the surface of the concrete structure, and the natural potential of the surface of the concrete structure having reinforcing bars inside. Is being measured.

特開2013−181778号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-181778

しかし、従来のセンサは、コンクリート表面を濡らしながら測定しているので、濡れ具合の変化によって、測定の度に測定値が変化してしまい、測定に時間が掛かってしまう。特許文献1に記載されたセンサにおいても、電解液の水分が蒸発してしまうので、測定の度に測定値が変化してしまい、測定に時間が掛かってしまう。さらに、測定の度に測定値が変化してしまうため、長期的な腐食状態の監視にも不向きであった。 However, since the conventional sensor measures while wetting the concrete surface, the measured value changes every time the measurement is performed due to the change in the wetness, and the measurement takes time. Even in the sensor described in Patent Document 1, since the water content of the electrolytic solution evaporates, the measured value changes every time the measurement is performed, and the measurement takes time. Furthermore, since the measured value changes with each measurement, it is not suitable for long-term monitoring of corrosion conditions.

本発明は、コンクリート構造物の腐食状態を短時間で測定できると共に、長期的に監視可能な腐食センサ及び腐食検出方法を提供するものである。 The present invention provides a corrosion sensor and a corrosion detection method capable of measuring the corrosion state of a concrete structure in a short time and monitoring over a long period of time.

第1の態様の腐食センサは、コンクリート構造物中の鋼材の腐食状態を検出する腐食センサであって、前記鋼材に電気的に接続される電線と、前記コンクリート構造物の表面に配置され、イオン液体を含む接触部材と、前記接触部材を介して前記コンクリート構造物の表面に配置され、前記接触部材と電気的に接続された照合電極と、前記照合電極と電線との間の電圧を検出する電圧検出部と、を備える。 The corrosion sensor of the first aspect is a corrosion sensor that detects a corrosion state of a steel material in a concrete structure, and is arranged on an electric wire electrically connected to the steel material and an ion on the surface of the concrete structure. A contact member containing a liquid, a matching electrode arranged on the surface of the concrete structure via the contact member and electrically connected to the contact member, and a voltage between the matching electrode and an electric wire are detected. It includes a voltage detection unit.

本態様では、イオン液体によって、電気伝導率の高い接触を安定に且つ長期にわたって実現できるため、コンクリート構造物の腐食状態を短時間で測定できると共に、長期的に監視することが可能となる。 In this embodiment, since the ionic liquid can stably and long-term contact with high electrical conductivity, the corrosion state of the concrete structure can be measured in a short time and can be monitored for a long period of time.

第2の態様の腐食センサは、前記イオン液体がゲル状である第1の態様の腐食センサである。 The corrosion sensor of the second aspect is the corrosion sensor of the first aspect in which the ionic liquid is in the form of a gel.

本態様では、イオン液体を流失させないため、コンクリート構造物の表面との良好な接触を維持することができる。 In this embodiment, since the ionic liquid is not washed away, good contact with the surface of the concrete structure can be maintained.

第3の態様の腐食センサは、基板をさらに備え、前記イオン液体を含む前記接触部材及び前記照合電極が、前記基板に配置された印刷電極である前記検出された電圧に基づく情報の無線送信を行う無線送信部をさらに備える第1又は第2の態様の腐食センサである。 The corrosion sensor of the third aspect further comprises a substrate, wherein the contact member containing the ionic liquid and the reference electrode are printed electrodes arranged on the substrate to wirelessly transmit information based on the detected voltage. It is a corrosion sensor of the first or second aspect which further comprises the radio transmission part to perform.

本態様では、基板に対してイオン液体を含む接触部材及び照合電極を任意のパターンで設けることができるため、イオン液体を含む接触部材及び照合電極を簡単且つ安価に設けることができる。 In this embodiment, since the contact member and the reference electrode containing the ionic liquid can be provided on the substrate in an arbitrary pattern, the contact member and the reference electrode containing the ionic liquid can be provided easily and inexpensively.

第4の態様の腐食センサは、前記検出された電圧に基づく情報の無線送信を行う無線送信部をさらに備える第1から第3のいずれかの態様の腐食センサである。 The corrosion sensor of the fourth aspect is the corrosion sensor of any one of the first to third aspects further comprising a wireless transmission unit that wirelessly transmits information based on the detected voltage.

本態様では、遠隔による腐食状態のモニタリングが可能となり、メンテナンス作業の効率化を行うことができる。 In this embodiment, the corrosion state can be remotely monitored, and the efficiency of maintenance work can be improved.

第5の態様の腐食センサは、少なくとも前記無線送信部に、電力を供給するバッテリをさらに備える第4の態様の腐食センサである。 The corrosion sensor of the fifth aspect is the corrosion sensor of the fourth aspect, further comprising a battery for supplying electric power to at least the wireless transmission unit.

本態様では、無線送信部への電力の供給配線を設ける必要がないため、コンクリート構造物に対して、腐食センサを任意の場所に設置することができる。 In this embodiment, since it is not necessary to provide the power supply wiring to the wireless transmission unit, the corrosion sensor can be installed at an arbitrary place on the concrete structure.

第6の態様の腐食センサは、少なくとも前記照合電極及び前記接触部材の複数の対が配列されたシートをさらに備える第1から第5のいずれかの態様の腐食センサである。 The corrosion sensor of the sixth aspect is the corrosion sensor of any one of the first to fifth aspects further comprising at least a sheet in which a plurality of pairs of the reference electrode and the contact member are arranged.

本態様では、コンクリート構造物の腐食状態の分布を検出することができる。 In this aspect, the distribution of the corroded state of the concrete structure can be detected.

第7の態様の腐食センサは、前記シートが可撓性を有する第6の態様の腐食センサである。 The corrosion sensor of the seventh aspect is the corrosion sensor of the sixth aspect in which the sheet has flexibility.

本態様では、コンクリート構造物の曲表面や凹凸表面に当該シートを貼り付けることによって、コンクリート構造物の曲表面や凹凸表面に沿って、コンクリート構造物の腐食状態の分布を検出することができる。 In this embodiment, by attaching the sheet to the curved surface or uneven surface of the concrete structure, the distribution of the corroded state of the concrete structure can be detected along the curved surface or uneven surface of the concrete structure.

第8の態様の腐食検出方法は、コンクリート構造物中の鋼材の腐食状態を検出する腐食検出方法であって、前記鋼材に電線を電気的に接続する電線接続工程と、イオン液体を含む接触部材を介して、照合電極を前記コンクリート構造物の表面に配置し、前記照合電極と前記接触部材と電気的に接続させる接触工程と、前記電線と、前記照合電極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、を実施する。 The corrosion detection method of the eighth aspect is a corrosion detection method for detecting a corrosion state of a steel material in a concrete structure, which includes a wire connection step of electrically connecting a wire to the steel material and a contact member containing an ion liquid. A contact step of arranging the collation electrode on the surface of the concrete structure and electrically connecting the collation electrode to the contact member, and a voltage for detecting a voltage between the electric wire and the collation electrode. The detection step is carried out.

本態様では、イオン液体によって、電気伝導率の高い接触を安定に且つ長期にわたって実現できるため、コンクリート構造物の腐食状態を短時間で測定できると共に、長期的に監視することが可能となる。 In this embodiment, since the ionic liquid can stably and long-term contact with high electrical conductivity, the corrosion state of the concrete structure can be measured in a short time and can be monitored for a long period of time.

第9の態様の腐食検出方法は、前記検出された電圧に基づく情報の無線送信を行う無線送信工程をさらに実施する第8の態様の腐食検出方法である。 The corrosion detection method of the ninth aspect is the corrosion detection method of the eighth aspect in which the wireless transmission step of wirelessly transmitting information based on the detected voltage is further carried out.

本態様では、遠隔における腐食状態のモニタリングが可能となり、監視作業やメンテナンス作業の効率化を行うことができる。 In this embodiment, the corrosion state can be remotely monitored, and the efficiency of monitoring work and maintenance work can be improved.

本発明の腐食センサ及び腐食検出方法によって、コンクリート構造物の腐食状態を短時間で測定できると共に、長期的に監視することが可能となる。 According to the corrosion sensor and the corrosion detection method of the present invention, the corrosion state of a concrete structure can be measured in a short time and can be monitored for a long period of time.

本発明に係る第一実施形態における腐食センサの設置状態を示す図である。It is a figure which shows the installation state of the corrosion sensor in 1st Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態における腐食センサの要部の断面図である。It is sectional drawing of the main part of the corrosion sensor in 1st Embodiment which concerns on this invention. 図2のIII部の拡大図である。It is an enlarged view of the part III of FIG. 本発明に係る第二実施形態における腐食センサの要部の断面図である。It is sectional drawing of the main part of the corrosion sensor in 2nd Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第三実施形態における腐食センサの要部の断面図である。It is sectional drawing of the main part of the corrosion sensor in 3rd Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第三実施形態における腐食センサの概要図である。It is a schematic diagram of the corrosion sensor in the third embodiment which concerns on this invention. 図5のVII部の拡大図である。It is an enlarged view of the VII part of FIG. 本発明に係る腐食検出方法の実施形態のフローチャートである。It is a flowchart of embodiment of the corrosion detection method which concerns on this invention. 腐食のないときと腐食のあるときとの検出値を比較する表である。It is a table which compares the detected value when there is no corrosion and when there is corrosion.

以下、本発明に係る各種実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, various embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

「第一実施形態」
以下、本発明に係る腐食センサの第一実施形態について、図1〜図3を参照して説明する。なお、本実施形態においては、鋼材として鉄筋を有するコンクリート構造物の腐食を検出する例を示す。
"First embodiment"
Hereinafter, the first embodiment of the corrosion sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In this embodiment, an example of detecting corrosion of a concrete structure having reinforcing bars as a steel material is shown.

図1に示すように、腐食検出システム5は、腐食センサ10と、処理部90とを備える。
腐食センサ10は、センサ本体部30と、電圧検出部60とを備え、鉄筋2を有するコンクリート構造物1の腐食状態を検出する。本実施形態では、図1に示すように、複数の腐食センサ10が、コンクリート構造物1の表面1aであるトンネルの内壁表面の各領域に対応して設けられる。
各腐食センサ10は、複数のセンサ本体部30を有する。
本実施形態では、少なくとも各センサ本体部30がトンネルに設置され、トンネルの内壁表面の腐食を検出する。
As shown in FIG. 1, the corrosion detection system 5 includes a corrosion sensor 10 and a processing unit 90.
The corrosion sensor 10 includes a sensor main body 30 and a voltage detecting unit 60, and detects a corroded state of a concrete structure 1 having a reinforcing bar 2. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of corrosion sensors 10 are provided corresponding to each region of the inner wall surface of the tunnel, which is the surface 1a of the concrete structure 1.
Each corrosion sensor 10 has a plurality of sensor main bodies 30.
In the present embodiment, at least each sensor main body 30 is installed in the tunnel to detect corrosion on the inner wall surface of the tunnel.

後で説明する図2に示すように、腐食センサ10は、電線3aをさらに備える。電線3aは鉄筋2に電気的に接続される。具体的には、コンクリート構造物1から鉄筋2の一部を露出させて、露出させた鉄筋2と電線3aとを接続させる。電線3aを鉄筋2に接続する単純な手段としては、露出させた鉄筋2に電線3aを直接巻き付けて接点20を形成すればよい。電線3aを鉄筋2に接続する他の手段としては、導電性のクリップやフック等で接点20を形成して鉄筋2に接続してもよいし、溶接やネジ止め等で接点20を形成して鉄筋2に接続してもよい。 As shown in FIG. 2, which will be described later, the corrosion sensor 10 further includes an electric wire 3a. The electric wire 3a is electrically connected to the reinforcing bar 2. Specifically, a part of the reinforcing bar 2 is exposed from the concrete structure 1, and the exposed reinforcing bar 2 and the electric wire 3a are connected to each other. As a simple means for connecting the electric wire 3a to the reinforcing bar 2, the electric wire 3a may be directly wound around the exposed reinforcing bar 2 to form the contact 20. As another means for connecting the electric wire 3a to the reinforcing bar 2, the contact 20 may be formed by forming a contact 20 with a conductive clip or a hook or the like and connected to the reinforcing bar 2, or the contact 20 may be formed by welding or screwing. It may be connected to the reinforcing bar 2.

コンクリート構造物1内の複数の鉄筋2は、格子状に配列されている。格子状に配列された各鉄筋2は、格子の交差点において他の鉄筋2と鉄線からなる番線によって結束されており、互いに電気的に接続されている。
本来、コンクリート構造物1の表面1aの腐食を検出する場合、その検出箇所の直下の鉄筋2に電線3aを接続する必要があるが、複数の鉄筋2は互いに電気的に接続されている場合、電線3aは、複数の鉄筋2のうち、いずれかの鉄筋2に対して接続させればよい。もし、番線の結束だけでは各鉄筋2同士の電気的接続が不十分な場合は、電線3aを複数設けて、各センサ本体部30に対応する鉄筋2に電線3aを接続してもよい。
The plurality of reinforcing bars 2 in the concrete structure 1 are arranged in a grid pattern. Each of the reinforcing bars 2 arranged in a grid pattern is bound by a numbered wire composed of another reinforcing bar 2 and a reinforcing bar at an intersection of the grids, and is electrically connected to each other.
Originally, when detecting corrosion of the surface 1a of the concrete structure 1, it is necessary to connect the electric wire 3a to the reinforcing bar 2 directly under the detection point, but when the plurality of reinforcing bars 2 are electrically connected to each other, The electric wire 3a may be connected to any of the plurality of reinforcing bars 2. If the electrical connection between the reinforcing bars 2 is insufficient only by bundling the wires, a plurality of electric wires 3a may be provided and the electric wires 3a may be connected to the reinforcing bars 2 corresponding to each sensor main body 30.

図1の下部に示した図は、トンネルに設置された複数のセンサ本体部30のうち、一部分の複数のセンサ本体部30を拡大して示している。当該拡大した図に示すように、複数のセンサ本体部30は、鉄筋2に沿って、コンクリート構造物1の表面1aに面状に配置されている。本実施形態では、複数のセンサ本体部30は、コンクリート構造物1の表面1aの広い領域にわたって並べられている。
したがって、腐食センサ10は、後で詳しく示す電圧検出部60において、コンクリート構造物1の表面1aにおけるセンサ本体部30が設置された各点についての電圧を検出する。
The figure shown at the bottom of FIG. 1 shows an enlarged view of a part of the plurality of sensor main bodies 30 among the plurality of sensor main bodies 30 installed in the tunnel. As shown in the enlarged view, the plurality of sensor main bodies 30 are arranged in a plane shape on the surface 1a of the concrete structure 1 along the reinforcing bars 2. In the present embodiment, the plurality of sensor main bodies 30 are arranged over a wide area of the surface 1a of the concrete structure 1.
Therefore, the corrosion sensor 10 detects the voltage at each point on the surface 1a of the concrete structure 1 where the sensor main body 30 is installed in the voltage detection unit 60, which will be described in detail later.

電圧検出部60と処理部90とは、通信可能に接続されており、検出された各点の電圧に基づく情報は、腐食センサ10の電圧検出部60から処理部90に出力される。
電圧検出部60から送られてきた各点の電圧に基づく情報は、処理部90において表示、印刷等によって出力され、作業者に提示される。処理部90は、各点の電圧をそのまま出力してもよいが、電線3aに対する照合電極40の板面40bの電位として出力すれば、自然電位として腐食の検出が可能となる。さらに、処理部90は、次に示すようにマップデータで出力するものであってもよい。
また、自然電位と腐食レベルとを関連づけることによって、自然電位に代えて腐食レベルをマップデータで出力することも可能である。
The voltage detection unit 60 and the processing unit 90 are communicably connected, and information based on the voltage at each detected point is output from the voltage detection unit 60 of the corrosion sensor 10 to the processing unit 90.
The information based on the voltage at each point sent from the voltage detection unit 60 is output by display, printing, or the like in the processing unit 90 and presented to the operator. The processing unit 90 may output the voltage at each point as it is, but if it is output as the potential of the plate surface 40b of the reference electrode 40 with respect to the electric wire 3a, corrosion can be detected as a natural potential. Further, the processing unit 90 may output map data as shown below.
It is also possible to output the corrosion level as map data instead of the natural potential by associating the natural potential with the corrosion level.

処理部90には、センサ本体部30が設置された各点と各点の位置との関係がデータとして予め記憶されている。処理部90は、当該記憶された関係から、検出された各点の電圧に基づく情報とコンクリート構造物1の表面1aの位置とを関連付ける。
したがって、処理部90は、検出された各点の電圧に基づく情報とコンクリート構造物1の表面1aの位置とを関連付けることによって、コンクリート構造物1の表面1aの自然電位や腐食レベルのマップデータを作成することができる。
作成されたマップデータは、処理部90において表示、印刷等によって出力され、作業者に提示される。作業者に提示されるマップデータは、自然電位と位置との関係又は腐食レベルと位置との関係を等高線やカラーマップで示すものである。
自然電位と位置との関係又は腐食レベルと位置との関係を等高線やカラーマップで示すことで、作業者は、コンクリート構造物1の表面1aに沿った自然電位又は腐食レベルの二次元分布を評価することができる。
本実施形態では、作業者は、当該マップデータから鉄筋2の腐食箇所を判断し、腐食状況の報告又は腐食箇所の補修や保守を行う。
本実施形態に用いる処理部90は、CPU、記憶部、I/O部等を有するコンピュータシステムであればどのようなものを用いてもよいが、電気回路や電子回路で構成してもよい。また、任意の場所で検出された電圧に基づく情報を確認できるように、処理部90としてノートパソコン、PDA、タブレット等の携帯端末を用いてもよい。
In the processing unit 90, the relationship between each point where the sensor main body 30 is installed and the position of each point is stored in advance as data. The processing unit 90 associates the information based on the voltage of each detected point with the position of the surface 1a of the concrete structure 1 from the stored relationship.
Therefore, the processing unit 90 obtains map data of the natural potential and the corrosion level of the surface 1a of the concrete structure 1 by associating the information based on the detected voltage at each point with the position of the surface 1a of the concrete structure 1. Can be created.
The created map data is output by display, printing, etc. in the processing unit 90 and presented to the operator. The map data presented to the operator shows the relationship between the natural potential and the position or the relationship between the corrosion level and the position by contour lines or a color map.
By showing the relationship between the natural potential and the position or the relationship between the corrosion level and the position with contour lines or a color map, the operator evaluates the two-dimensional distribution of the natural potential or the corrosion level along the surface 1a of the concrete structure 1. can do.
In the present embodiment, the operator determines the corroded portion of the reinforcing bar 2 from the map data, reports the corroded state, or repairs or maintains the corroded portion.
The processing unit 90 used in the present embodiment may be any computer system having a CPU, a storage unit, an I / O unit, and the like, but may be composed of an electric circuit or an electronic circuit. Further, a mobile terminal such as a notebook computer, a PDA, or a tablet may be used as the processing unit 90 so that the information based on the voltage detected at an arbitrary place can be confirmed.

本実施形態の腐食センサ10の構造について説明する。
図2は、コンクリート構造物1の表面1aに垂直であって鉄筋2に沿った断面からみた各センサ本体部30を示す。
各センサ本体部30は、照合電極40及びイオン液体51を含む接触部材50を備える。
本実施形態では、接点20を介して鉄筋2に接続された電線3aは、電圧検出部60に電気的に接続されている。
センサ本体部30の接触部材50は、コンクリート構造物1の表面1aに対し対向するように配置され、コンクリート構造物1の表面1aに接触されている。
The structure of the corrosion sensor 10 of the present embodiment will be described.
FIG. 2 shows each sensor main body 30 that is perpendicular to the surface 1a of the concrete structure 1 and is viewed from a cross section along the reinforcing bar 2.
Each sensor body 30 includes a contact member 50 including a reference electrode 40 and an ionic liquid 51.
In the present embodiment, the electric wire 3a connected to the reinforcing bar 2 via the contact 20 is electrically connected to the voltage detection unit 60.
The contact member 50 of the sensor main body 30 is arranged so as to face the surface 1a of the concrete structure 1 and is in contact with the surface 1a of the concrete structure 1.

図3に、複数のセンサ本体部30のうちの一つのセンサ本体部30を詳しく示す。
照合電極40は、一対の板面40a及び40bを備える板形状となっている。
照合電極40は、板面40aがコンクリート構造物1の表面1aに対し対向するように設置されている。照合電極40の板面40bは、検出パターン3bによって、電圧検出部60に電気的に接続されている。
照合電極40は、自然電位測定法で用いられる照合電極40であればどのようなものでもよいが、本実施形態では、銀・塩化銀電極を用いている。さらに、より安価な材料として、カーボンフレークを含ませた銀・塩化銀を用いてもよい。
FIG. 3 shows in detail one of the plurality of sensor main bodies 30.
The reference electrode 40 has a plate shape including a pair of plate surfaces 40a and 40b.
The reference electrode 40 is installed so that the plate surface 40a faces the surface 1a of the concrete structure 1. The plate surface 40b of the reference electrode 40 is electrically connected to the voltage detection unit 60 by the detection pattern 3b.
The reference electrode 40 may be any reference electrode 40 as long as it is used in the natural potential measurement method, but in the present embodiment, a silver / silver chloride electrode is used. Further, as a cheaper material, silver or silver chloride containing carbon flakes may be used.

接触部材50は、照合電極40の板面40aとコンクリート構造物1の表面1aの間に介在するように配置され、照合電極40と、コンクリート構造物1の表面1aとの電気的接触を良好に維持している。本実施形態では、接触部材50は、少なくともコンクリート構造物1への設置時において、一対の面を有しており、一方の面がコンクリート構造物1の表面1aに接し、他方の面が板面40aに接している。 The contact member 50 is arranged so as to be interposed between the plate surface 40a of the reference electrode 40 and the surface 1a of the concrete structure 1, and makes good electrical contact between the reference electrode 40 and the surface 1a of the concrete structure 1. Maintained. In the present embodiment, the contact member 50 has a pair of surfaces at least when installed on the concrete structure 1, one surface is in contact with the surface 1a of the concrete structure 1, and the other surface is a plate surface. It is in contact with 40a.

接触部材50が含むイオン液体51について詳しく説明する。
イオン液体は、一般に100℃以下の融点を有する塩であって、蒸気圧が低い液体である。よって、電気伝導率の高い液体でありながら、ほとんど蒸発することはないという特性を有する。
イオン液体51は、検出環境において液体で存在(溶融)している塩であればどのようなものでもよい。本実施形態では、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(EMIM TFSI)をイオン液体51として用いている。1-エチル-3-メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドは、少なくとも室温において液体で存在している。
The ionic liquid 51 included in the contact member 50 will be described in detail.
The ionic liquid is generally a salt having a melting point of 100 ° C. or lower and having a low vapor pressure. Therefore, although it is a liquid having high electrical conductivity, it has a characteristic that it hardly evaporates.
The ionic liquid 51 may be any salt that exists (melts) as a liquid in the detection environment. In this embodiment, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (EMIM TFSI) is used as the ionic liquid 51. 1-Ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide is present in liquid form at least at room temperature.

本実施形態では、イオン液体51を高分子ポリマー(Poly(styrene-b-ethylene oxide-b-styrene):PS-PEO-PS)と混合してゲル化されたゲル部材を接触部材50として用いている。ゲルは柔軟性を有しつつも流失するおそれがないので、当該ゲル部材を接触部材50として用いれば、イオン液体51を流失させず、コンクリート構造物1の表面1aに対してイオン液体51を良好に接触させることができる。コンクリート構造物1の表面1aとイオン液体51との良好な接触を維持することができれば、照合電極40と、コンクリート構造物1の表面1aとの電気的接触を良好に維持することが可能となる。
変形例としてスポンジや多孔質体や布にイオン液体51を吸収させて接触部材50として用いてもよい。
In the present embodiment, a gel member obtained by mixing an ionic liquid 51 with a polymer polymer (Poly (styrene-b-ethylene oxide-b-styrene): PS-PEO-PS) and gelling is used as the contact member 50. There is. Since the gel has flexibility but does not run off, if the gel member is used as the contact member 50, the ionic liquid 51 will not be washed away and the ionic liquid 51 will be good with respect to the surface 1a of the concrete structure 1. Can be contacted with. If good contact between the surface 1a of the concrete structure 1 and the ionic liquid 51 can be maintained, it is possible to maintain good electrical contact between the reference electrode 40 and the surface 1a of the concrete structure 1. ..
As a modification, the ionic liquid 51 may be absorbed by a sponge, a porous body, or a cloth and used as the contact member 50.

腐食センサ10は複数の基板70をさらに備える。各基板70の一方の表面には、照合電極40及び接触部材50が一対積層されている。すなわち、各基板70には、センサ本体部30がそれぞれ設けられている。
本実施形態では、照合電極40及びゲル部材の接触部材50は、基板70にスクリーン印刷といった安価な方法によって成膜された印刷電極であるが、マスク印刷、インクジェット印刷、ディスペンサー印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷等によって成膜された印刷電極であってもよい。さらに印刷に限らず、基板70の表面に成膜できるならどのような方法によって成膜してもよい。
照合電極40の板面40bと検出パターン3bとは、基板70のスルーホールを介して電気的に接続されている。
The corrosion sensor 10 further includes a plurality of substrates 70. A pair of a reference electrode 40 and a contact member 50 are laminated on one surface of each substrate 70. That is, each substrate 70 is provided with a sensor main body 30.
In the present embodiment, the collation electrode 40 and the contact member 50 of the gel member are printing electrodes formed on the substrate 70 by an inexpensive method such as screen printing, but mask printing, inkjet printing, dispenser printing, gravure printing, flexo printing. It may be a printing electrode formed by printing, offset printing, or the like. Further, the film is not limited to printing, and any method may be used as long as the film can be formed on the surface of the substrate 70.
The plate surface 40b of the reference electrode 40 and the detection pattern 3b are electrically connected to each other via a through hole in the substrate 70.

電圧検出部60は、接続された電線3aと照合電極40の板面40bとの間の電圧を自然電位として検出する。当該電圧は、常時検出してもよいし、必要な時だけ検出してもよい。 The voltage detection unit 60 detects the voltage between the connected electric wire 3a and the plate surface 40b of the reference electrode 40 as a natural potential. The voltage may be detected at all times or only when necessary.

各センサ本体部30は、粘着剤や固定具を施すことによって、コンクリート構造物1の表面1aに固定される。 Each sensor main body 30 is fixed to the surface 1a of the concrete structure 1 by applying an adhesive or a fixture.

本実施形態の腐食センサ10の作用、効果について説明する。
本実施形態では、ゲル化されたイオン液体51を接触部材50として用いているため、コンクリート構造物1の表面1aに凹凸があったとしても、接触部材50は、凹凸に沿って変形し、コンクリート構造物1の表面1aに対し、電気的接触を良好に維持している。
The operation and effect of the corrosion sensor 10 of the present embodiment will be described.
In the present embodiment, since the gelled ionic liquid 51 is used as the contact member 50, even if the surface 1a of the concrete structure 1 has irregularities, the contact member 50 is deformed along the irregularities and concrete. Good electrical contact is maintained with respect to the surface 1a of the structure 1.

アルコールや水といった溶媒を使ったゲルで接触部材を構成した場合、アルコールや水が蒸発してしまうため、検出の度に検出現場に赴き、電気的接触を回復させる必要があった。
本実施形態では、イオン液体51を使ったゲルを用いるため、溶媒が蒸発してしまうゲルに比べて、経時劣化しにくく、ゲル状態を長期間維持できる。よって、長期にわたって導電性の高い電気的接触を維持することが可能となり、検出の度に検出現場に赴く必要がない。
よって、常時遠隔での検出も可能となる。
When the contact member is composed of a gel using a solvent such as alcohol or water, the alcohol or water evaporates, so it is necessary to go to the detection site every time detection is performed to restore the electrical contact.
In the present embodiment, since the gel using the ionic liquid 51 is used, the gel state is less likely to deteriorate with time and the gel state can be maintained for a long period of time as compared with the gel in which the solvent evaporates. Therefore, it is possible to maintain highly conductive electrical contact for a long period of time, and it is not necessary to go to the detection site every time detection is performed.
Therefore, remote detection is always possible.

さらに、コンクリート構造物1の表面1aを湿潤状態とした直後は、電位が落ち着くまでに時間が掛かる。また湿潤状態とする度に湿潤状態が変化し、湿潤状態の程度に応じて測定される電位が変化してしまうため、安定した測定結果を得るために何度も再測定する必要がある。
本実施形態の各センサ本体部30は、常にコンクリート構造物1の表面1aと導電性の高い電気的接触を維持しているので、電位が落ち着くまで待つ必要がなく、再測定のための時間を軽減できるで、測定時間の短縮が可能となる。
Further, immediately after the surface 1a of the concrete structure 1 is brought into a wet state, it takes time for the potential to settle. In addition, the wet state changes each time the wet state is set, and the measured potential changes according to the degree of the wet state. Therefore, it is necessary to perform remeasurement many times in order to obtain a stable measurement result.
Since each sensor main body 30 of the present embodiment always maintains highly conductive electrical contact with the surface 1a of the concrete structure 1, it is not necessary to wait until the potential settles, and it takes time for remeasurement. Since it can be reduced, the measurement time can be shortened.

「第二実施形態」
以下、本発明に係る腐食センサの第二実施形態について、図4を参照して説明する。
"Second embodiment"
Hereinafter, the second embodiment of the corrosion sensor according to the present invention will be described with reference to FIG.

本実施形態の腐食センサ110は、第一実施形態と基本的に同じであるが、基板の構成が異なっている。 The corrosion sensor 110 of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment, but has a different substrate configuration.

図4に示すように、腐食検出システム105は、腐食センサ110と、処理部90を備える。
本実施形態の腐食センサ110は、基板170を備える。
図4に示すように、基板170の一方の表面170aには、センサ本体部30が複数配列されている。各センサ本体部30は、積層された照合電極40及び接触部材50の対を備える。
本実施形態では、基板170に可撓性を持たせるため、基板170にポリイミドによって形成したシートを用いている。変形例として、基板170にPETやPENといった樹脂によって形成したシートを用いることによっても、可撓性を持たすことができる。
As shown in FIG. 4, the corrosion detection system 105 includes a corrosion sensor 110 and a processing unit 90.
The corrosion sensor 110 of this embodiment includes a substrate 170.
As shown in FIG. 4, a plurality of sensor main bodies 30 are arranged on one surface 170a of the substrate 170. Each sensor body 30 includes a pair of laminated reference electrodes 40 and contact members 50.
In this embodiment, in order to make the substrate 170 flexible, a sheet formed of polyimide is used for the substrate 170. As a modification, flexibility can also be provided by using a sheet formed of a resin such as PET or PEN for the substrate 170.

第一実施形態と同様に、照合電極40及び接触部材50は、基板170にスクリーン印刷といった安価な方法によっても成膜されるが、基板170の表面に成膜できるならどのような方法によって成膜してもよい。 Similar to the first embodiment, the reference electrode 40 and the contact member 50 are formed by an inexpensive method such as screen printing on the substrate 170, but any method can be used as long as the film can be formed on the surface of the substrate 170. You may.

各センサ本体部30は、コンクリート構造物1の表面1aに固定される。
具体的には、配列されたセンサ本体部30の間において、基板170をコンクリート構造物1の表面1aに接着剤で接着する。
変形例として基板170を薄いシートで構成し、配列された各センサ本体部30の間において、基板170をコンクリート構造物1の表面1aにピンやステープル等で固定することによって、各センサ本体部30をコンクリート構造物1に固定してもよい。
Each sensor main body 30 is fixed to the surface 1a of the concrete structure 1.
Specifically, the substrate 170 is adhered to the surface 1a of the concrete structure 1 with an adhesive between the arranged sensor main bodies 30.
As a modification, the substrate 170 is composed of a thin sheet, and the substrate 170 is fixed to the surface 1a of the concrete structure 1 between the arranged sensor main bodies 30 with pins, staples, or the like. May be fixed to the concrete structure 1.

本実施形態の腐食センサ110のさらなる作用、効果について説明する。
本実施形態では、基板170に可撓性を持たせているため、例えばトンネルの内壁表面に腐食センサ110を設置する場合、トンネルの内壁に基板170を固定するとトンネルの内壁の曲表面や凹凸表面に沿って基板170が変形する。したがって、トンネルの内壁の曲表面や凹凸表面に沿って複数のセンサ本体部30を設置することができる。
Further actions and effects of the corrosion sensor 110 of the present embodiment will be described.
In the present embodiment, since the substrate 170 is made flexible, for example, when the corrosion sensor 110 is installed on the inner wall surface of the tunnel, if the substrate 170 is fixed to the inner wall of the tunnel, the curved surface or the uneven surface of the inner wall of the tunnel is formed. The substrate 170 is deformed along the line. Therefore, a plurality of sensor main bodies 30 can be installed along the curved surface or the uneven surface of the inner wall of the tunnel.

「第三実施形態」
以下、本発明に係る腐食センサの第三実施形態について、図5〜図7を参照して説明する。
"Third embodiment"
Hereinafter, the third embodiment of the corrosion sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7.

本実施形態の腐食センサ210は、第二実施形態と基本的に同じであるが、無線送信部を備える点が異なっている。 The corrosion sensor 210 of the present embodiment is basically the same as that of the second embodiment, except that it includes a wireless transmitter.

図5に示すように、腐食検出システム205は、腐食センサ210と、処理部290を備える。
腐食センサ210は、電線203aと、照合電極40及びイオン液体51を含む接触部材50を備えた複数のセンサ本体部30と、複数の電圧検出ユニット80と、を備える。本実施形態では、図5に示すように、各センサ本体部30の隣に対応する電圧検出ユニット80が配置されている。
As shown in FIG. 5, the corrosion detection system 205 includes a corrosion sensor 210 and a processing unit 290.
The corrosion sensor 210 includes an electric wire 203a, a plurality of sensor main bodies 30 including a contact member 50 including a reference electrode 40 and an ionic liquid 51, and a plurality of voltage detection units 80. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the corresponding voltage detection unit 80 is arranged next to each sensor main body 30.

腐食センサ210は、基板270を備える。
本実施形態では、基板270は可撓性を有するシートで構成されている。
図6に示すように、1つのセンサ本体部30及び1つの電圧検出ユニット80の複数の対は、基板270全体にわたって格子状に並ぶように、基板270の表面270aに設けられている。
The corrosion sensor 210 includes a substrate 270.
In this embodiment, the substrate 270 is composed of a flexible sheet.
As shown in FIG. 6, a plurality of pairs of one sensor main body 30 and one voltage detection unit 80 are provided on the surface 270a of the substrate 270 so as to be arranged in a grid pattern over the entire substrate 270.

腐食センサ210は、コンクリート構造物1に接着剤によって固定される。
変形例として、基板270を薄いシートで構成し、センサ本体部30及び電圧検出ユニット80を避けた位置において、基板270をコンクリート構造物1の表面1aにピンやステープル等で固定することによって、腐食センサ210をコンクリート構造物1に固定してもよい。
The corrosion sensor 210 is fixed to the concrete structure 1 with an adhesive.
As a modification, the substrate 270 is made of a thin sheet, and the substrate 270 is fixed to the surface 1a of the concrete structure 1 with pins, staples, or the like at a position avoiding the sensor main body 30 and the voltage detection unit 80 to corrode. The sensor 210 may be fixed to the concrete structure 1.

基板270は、基板270全体にわたって均一な電位を与える導電性の主パターン203Dを備える。
本実施形態では、主パターン203Dは、基板270の中間層として設けられているが、基板270の表面270a上に設けてもよいし、基板の裏面270bに設けてもよい。
鉄筋2に電気的に接続された電線203aは、主パターン203Dに電気的に接続されている。
主パターン203Dは、面パターンでも、線パターンでもよく、電線203aの電位を基板270全体に分布させることができるものであれば、どのようなものであってもよい。
The substrate 270 includes a conductive main pattern 203D that provides a uniform potential throughout the substrate 270.
In the present embodiment, the main pattern 203D is provided as an intermediate layer of the substrate 270, but it may be provided on the front surface 270a of the substrate 270 or on the back surface 270b of the substrate.
The electric wire 203a electrically connected to the reinforcing bar 2 is electrically connected to the main pattern 203D.
The main pattern 203D may be a surface pattern or a line pattern, and may be any pattern as long as the potential of the electric wire 203a can be distributed over the entire substrate 270.

各電圧検出ユニット80の構造について図7を用いて説明する。
各電圧検出ユニット80は、電圧検出部260と、無線送信部81と、バッテリ82と、を備える。
The structure of each voltage detection unit 80 will be described with reference to FIG.
Each voltage detection unit 80 includes a voltage detection unit 260, a wireless transmission unit 81, and a battery 82.

照合電極40の板面40bは、検出パターン203bによって、電圧検出部260に電気的に接続されている。電圧検出部260は、副パターン203dによって、主パターン203Dに電気的に接続されている。
本実施形態では、検出パターン203bの一部を、基板270内部に設けているが、変形例として、基板270の表面270a上だけに設けてもよい。さらに、本実施形態では、副パターン203dの一部を、基板270内部に設けているが、変形例として主パターン203Dを基板270の表面270a上に設けて、副パターン203dを主パターン203Dとともに、基板270の表面270a上だけに設けてもよい。この場合、基板270内部にパターンを設ける必要がないので、パターンの加工工程が簡略化される。
The plate surface 40b of the reference electrode 40 is electrically connected to the voltage detection unit 260 by the detection pattern 203b. The voltage detection unit 260 is electrically connected to the main pattern 203D by the sub pattern 203d.
In the present embodiment, a part of the detection pattern 203b is provided inside the substrate 270, but as a modification, it may be provided only on the surface 270a of the substrate 270. Further, in the present embodiment, a part of the sub pattern 203d is provided inside the substrate 270, but as a modification, the main pattern 203D is provided on the surface 270a of the substrate 270, and the sub pattern 203d is provided together with the main pattern 203D. It may be provided only on the surface 270a of the substrate 270. In this case, since it is not necessary to provide the pattern inside the substrate 270, the pattern processing process is simplified.

電圧検出部260は、接続された電線203aと照合電極40の板面40bとの間の電圧を検出する。電圧は、常時検出してもよいし、必要な時だけ検出してもよい。 The voltage detection unit 260 detects the voltage between the connected electric wire 203a and the plate surface 40b of the reference electrode 40. The voltage may be detected at all times or only when necessary.

無線送信部81は、電圧検出部260で検出された電圧に基づく情報を処理部290に無線で送信する。本実施形態では、無線送信部81は、電圧検出部260で検出された電圧に相当する信号を受け取り、当該電圧に相当する信号Sdに変換する。変換された信号Sdは、無線送信部81によって、処理部290に送信される。送信される信号Sdは、検出された電圧に相関した信号であればどのような信号でもよく、アナログ方式でも、デジタル方式でも、どちらの方式でもよい。また、送信形態は光、電波、電磁波等どのような通信形態でもよい。
このとき、検出された電圧に基づく情報がどの電圧検出ユニット80からの情報かを識別できるように、各無線送信部81は、自身が設けられている電圧検出ユニット80の識別情報を、検出された電圧に基づく情報と併せて処理部290に送る。
The wireless transmission unit 81 wirelessly transmits information based on the voltage detected by the voltage detection unit 260 to the processing unit 290. In the present embodiment, the wireless transmission unit 81 receives the signal corresponding to the voltage detected by the voltage detection unit 260 and converts it into the signal Sd corresponding to the voltage. The converted signal Sd is transmitted to the processing unit 290 by the wireless transmission unit 81. The transmitted signal Sd may be any signal as long as it is a signal correlated with the detected voltage, and may be an analog system, a digital system, or any system. Further, the transmission form may be any communication form such as light, radio waves, and electromagnetic waves.
At this time, each wireless transmission unit 81 detects the identification information of the voltage detection unit 80 provided with the radio transmission unit 81 so that the information based on the detected voltage can be identified from which voltage detection unit 80. It is sent to the processing unit 290 together with the information based on the voltage.

バッテリ82は、無線送信部81に必要な電力を供給する。また必要であれば、バッテリ82から電圧検出部260にも電力を供給してもよい。バッテリ82によって無線送信部81や電圧検出部260に必要な電力を供給すれば、電力の供給配線を設ける必要がないため、コンクリート構造物1の表面1aに対して腐食センサ210を任意の場所に設置することができる。
本実施形態では各電圧検出ユニット80がバッテリ82を備えているが、変形例として各電圧検出ユニット80にバッテリ82を設けずに、いくつかの電圧検出ユニット80毎にバッテリを設け、一つのバッテリからいくつかの電圧検出ユニット80に電力を供給してもよい。
電力の供給配線の敷設に困難がない場合は、バッテリではなく電力の供給配線によって、複数の電圧検出ユニット80に電力を供給してもよい。
The battery 82 supplies the necessary power to the wireless transmitter 81. If necessary, the battery 82 may also supply power to the voltage detection unit 260. If the battery 82 supplies the necessary power to the wireless transmission unit 81 and the voltage detection unit 260, it is not necessary to provide the power supply wiring. Therefore, the corrosion sensor 210 can be placed at an arbitrary location on the surface 1a of the concrete structure 1. Can be installed.
In the present embodiment, each voltage detection unit 80 is provided with a battery 82, but as a modification, each voltage detection unit 80 is not provided with a battery 82, but a battery is provided for each of several voltage detection units 80, and one battery is provided. May supply power to some voltage sensing units 80.
If there is no difficulty in laying the power supply wiring, power may be supplied to the plurality of voltage detection units 80 by the power supply wiring instead of the battery.

処理部290は、各電圧検出ユニット80から送られてきた検出された電圧に基づく情報及び電圧検出ユニット80の識別情報を取集し、作業者に提供する。
本実施形態では、処理部290には、電圧検出ユニット80の識別情報と各電圧検出ユニット80が設置された位置との関係が予め記憶されている。処理部290は、当該記憶された関係から、電圧検出ユニット80の識別情報を用いて、検出された電圧に基づく情報とコンクリート構造物1の表面1aの位置とを関連付けることができる。
したがって、検出された電圧に基づく情報とコンクリート構造物1の表面1aの位置とを関連付けることによって、処理部290は、各電圧検出ユニット80から送られてきた情報から、コンクリート構造物1の表面1aの自然電位又は腐食レベルのマップデータを作成することができる。
作成されたマップデータは、処理部290によって、表示、印刷等によって出力され、作業者に提示される。作業者に提示されるマップデータは、自然電位と位置との関係又は腐食レベルと位置との関係を示した等高線やカラーマップによって提示される。
本実施形態では、作業者は、当該マップデータから鉄筋2の腐食箇所を判断し、腐食状況の報告又は腐食箇所の補修や保守を行う。
本実施形態において、任意の場所で検出された電圧に基づく情報を確認できるように、処理部290としてノートパソコン、PDA、タブレット等の携帯端末を用いている。
The processing unit 290 collects the information based on the detected voltage sent from each voltage detection unit 80 and the identification information of the voltage detection unit 80, and provides the information to the operator.
In the present embodiment, the processing unit 290 stores in advance the relationship between the identification information of the voltage detection unit 80 and the position where each voltage detection unit 80 is installed. From the stored relationship, the processing unit 290 can associate the information based on the detected voltage with the position of the surface 1a of the concrete structure 1 by using the identification information of the voltage detection unit 80.
Therefore, by associating the information based on the detected voltage with the position of the surface 1a of the concrete structure 1, the processing unit 290 can obtain the surface 1a of the concrete structure 1 from the information sent from each voltage detection unit 80. Map data of natural potential or corrosion level can be created.
The created map data is output by the processing unit 290 by display, printing, or the like, and is presented to the operator. The map data presented to the operator is presented by contour lines or color maps showing the relationship between the natural potential and the position or the relationship between the corrosion level and the position.
In the present embodiment, the operator determines the corroded portion of the reinforcing bar 2 from the map data, reports the corroded state, or repairs or maintains the corroded portion.
In the present embodiment, a mobile terminal such as a notebook computer, a PDA, or a tablet is used as the processing unit 290 so that the information based on the voltage detected at an arbitrary place can be confirmed.

本実施形態の腐食センサ210のさらなる作用、効果について説明する。
まず、本実施形態では、1つのセンサ本体部30及び1つの電圧検出ユニット80の複数の対を基板270全体にわたって格子状に並べているので、腐食センサ210は、コンクリート構造物1の表面1aにおける格子状の各点についての腐食状態を検出することができる。したがって、コンクリート構造物1の表面1aに沿って、腐食状態の二次元分布を測定することができる。
また、本実施形態では、イオン液体51を使ったことにより、コンクリート構造物1の表面1aの腐食状態を短時間で測定できると共に、長期的な監視が可能である。加えて、無線による腐食状態の情報取得が可能であるため、処理部290さえ身近にあれば、作業者は、長期にわたって検出現場に赴くことなく、コンクリート構造物1の表面1aの任意の場所の自然電位又は腐食レベルを、任意の場所で監視したり、当該自然電位又は腐食レベルのマップデータを、任意の場所で監視したりすることができる。
また、処理部290を携帯端末で構成すれば、処理部290で腐食箇所を確認しながら、腐食箇所と判断された検出現場へ向かうことができるため、腐食箇所の補修や保守の作業効率が高まる。
Further actions and effects of the corrosion sensor 210 of the present embodiment will be described.
First, in the present embodiment, since a plurality of pairs of one sensor main body 30 and one voltage detection unit 80 are arranged in a grid pattern over the entire substrate 270, the corrosion sensor 210 is a grid on the surface 1a of the concrete structure 1. The corrosion state at each point of the shape can be detected. Therefore, the two-dimensional distribution of the corroded state can be measured along the surface 1a of the concrete structure 1.
Further, in the present embodiment, by using the ionic liquid 51, the corroded state of the surface 1a of the concrete structure 1 can be measured in a short time, and long-term monitoring is possible. In addition, since it is possible to acquire information on the corrosion state wirelessly, as long as the processing unit 290 is close to the operator, the operator does not have to go to the detection site for a long period of time, and the operator can perform it at any place on the surface 1a of the concrete structure 1. The natural potential or corrosion level can be monitored at any location, and the map data of the natural potential or corrosion level can be monitored at any location.
Further, if the processing unit 290 is configured by a mobile terminal, the processing unit 290 can check the corroded part and go to the detection site determined to be the corroded part, so that the work efficiency of repairing and maintaining the corroded part is improved. ..

さらに、本実施形態の腐食センサ210と処理部290とは無線である。また、基板270は、可撓性を有するシートで構成されている。
したがって、例えばトンネルの内壁表面に腐食センサ210を設置する場合、トンネル内に図6のような腐食センサ210だけを持っていき、トンネル内壁に接着剤、ピン、ステープルで貼り付けるだけで、腐食センサ210の設置が完了するため、腐食センサ210の設置が簡単である。
Further, the corrosion sensor 210 and the processing unit 290 of the present embodiment are wireless. Further, the substrate 270 is composed of a flexible sheet.
Therefore, for example, when installing the corrosion sensor 210 on the inner wall surface of the tunnel, simply bring only the corrosion sensor 210 as shown in FIG. 6 into the tunnel and attach it to the inner wall of the tunnel with an adhesive, a pin, or a staple. Since the installation of the 210 is completed, the installation of the corrosion sensor 210 is easy.

「腐食検出方法」
以下、本発明の腐食検出方法の実施形態について、図8を参照して説明する。
本実施形態は、図8に示す各工程が実施される。本実施形態は、腐食センサ10、110又は210のいずれかを、鉄筋2を有するコンクリート構造物1に適用することによって、実施される。
"Corrosion detection method"
Hereinafter, embodiments of the corrosion detection method of the present invention will be described with reference to FIG.
In this embodiment, each step shown in FIG. 8 is carried out. This embodiment is carried out by applying any of the corrosion sensors 10, 110 or 210 to the concrete structure 1 having the reinforcing bars 2.

まず、鉄筋2に電線を電気的に接続する(S1:電線接続工程)。次に、照合電極40の板面40aと、コンクリート構造物1の表面1aとを、イオン液体51を介して電気的に接触させる(S2:接触工程)。続いて、電線と、照合電極40の板面40bとの間の電圧を電圧検出部で検出する(S3:電圧検出工程)。
検出した電圧は、電圧検出部においてそのまま表示、印刷等によって出力され、作業者に提示されてもよいが、本実施形態では、さらに、検出された電圧に基づく情報を処理部に無線送信する工程を設けている(S4:無線送信工程)。検出された電圧に基づく情報は、処理部において表示、印刷等によって出力され、作業者に提示される。
First, the electric wire is electrically connected to the reinforcing bar 2 (S1: electric wire connection step). Next, the plate surface 40a of the reference electrode 40 and the surface 1a of the concrete structure 1 are electrically brought into contact with each other via the ionic liquid 51 (S2: contact step). Subsequently, the voltage between the electric wire and the plate surface 40b of the reference electrode 40 is detected by the voltage detection unit (S3: voltage detection step).
The detected voltage may be output as it is by the voltage detection unit by display, printing, etc. and presented to the operator, but in the present embodiment, further, a step of wirelessly transmitting information based on the detected voltage to the processing unit. (S4: wireless transmission step). Information based on the detected voltage is output by display, printing, etc. in the processing unit and presented to the operator.

本実施形態では、照合電極40及びイオン液体51を含む接触部材50を備えた複数のセンサ本体部30を用いて、接触工程S2を実施しているが、変形例として、センサ本体部30ではなく、コンクリート構造物1の表面1aにイオン液体51を設けて接触工程S2を実施してもよい。
すなわち、コンクリート構造物1の表面1aにイオン液体51を塗布又は散布し、照合電極40の板面40aを、イオン液体51を介してコンクリート構造物1の表面1aに電気的に接触させてもよい。さらにコンクリート構造物1の表面1aにイオン液体51と共に粘着材を塗布又は散布して照合電極40の板面40aを固定してもよい。
また、イオン液体51を設けていない腐食センサ10、110又は210に対して、照合電極40の板面40aに、イオン液体51を塗布又は散布し、照合電極40の板面40aを、イオン液体51を介してコンクリート構造物1の表面1aに電気的に接触させてもよい。
In the present embodiment, the contact step S2 is carried out by using a plurality of sensor main bodies 30 including the contact member 50 including the reference electrode 40 and the ionic liquid 51, but as a modification, instead of the sensor main body 30 The ionic liquid 51 may be provided on the surface 1a of the concrete structure 1 to carry out the contact step S2.
That is, the ionic liquid 51 may be applied or sprayed on the surface 1a of the concrete structure 1, and the plate surface 40a of the reference electrode 40 may be electrically brought into contact with the surface 1a of the concrete structure 1 via the ionic liquid 51. .. Further, an adhesive material may be applied or sprayed on the surface 1a of the concrete structure 1 together with the ionic liquid 51 to fix the plate surface 40a of the reference electrode 40.
Further, the ionic liquid 51 is applied or sprayed on the plate surface 40a of the reference electrode 40 with respect to the corrosion sensor 10, 110 or 210 not provided with the ionic liquid 51, and the plate surface 40a of the reference electrode 40 is coated with the ionic liquid 51. The surface 1a of the concrete structure 1 may be electrically contacted with the surface 1a.

「腐食の検出結果」
図9に本実施形態によって検出された腐食の検出結果を示す。
左の表は、直下の鉄筋2に腐食がない状態で測定したコンクリート構造物1の表面1aの3点(A、B、C)における自然電位の検出値を示す。
右の表は同じ3点(A、B、C)直下の鉄筋2が腐食したときの自然電位の検出値を示す。表中の検出値[mV]は、A、B、Cの各点の検出時間60秒間における平均値±標準偏差である。各点2回ずつ測定し再現性についても確認した。
この結果から、腐食のないときの検出値と、腐食のあるときに検出値とに顕著な差がみられる。したがって、本実施形態によって、鉄筋2の腐食の有無を判断できることがわかる。
なお、図9の各表中の検出値の全平均は、平均値±標準偏差を示す。また、検出時間は各回の各点で60秒、検出順は、A(1回目)→B(1回目)→C(1回目)→A(2回目)→B(2回目)→C(2回目)となっている。
"Corrosion detection result"
FIG. 9 shows the detection result of the corrosion detected by this embodiment.
The table on the left shows the detected values of the natural potentials at three points (A, B, C) on the surface 1a of the concrete structure 1 measured in a state where the reinforcing bar 2 directly below is not corroded.
The table on the right shows the detected values of the natural potential when the reinforcing bar 2 directly under the same three points (A, B, C) is corroded. The detected value [mV] in the table is the average value ± standard deviation at the detection time of 60 seconds for each of the points A, B, and C. The reproducibility was also confirmed by measuring each point twice.
From this result, there is a remarkable difference between the detected value when there is no corrosion and the detected value when there is corrosion. Therefore, it can be seen that the presence or absence of corrosion of the reinforcing bar 2 can be determined by this embodiment.
The total average of the detected values in each table of FIG. 9 indicates the average value ± standard deviation. The detection time is 60 seconds at each point of each time, and the detection order is A (1st time) → B (1st time) → C (1st time) → A (2nd time) → B (2nd time) → C (2 times). The second time).

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above embodiments, and design changes and the like within a range not deviating from the gist of the present invention are also included.

腐食検出方法の実施形態では、電線接続工程S1の後に接触工程S2を実施しているが、接触工程S2の後に電線接続工程S1を実施しても構わない。 In the embodiment of the corrosion detection method, the contact step S2 is carried out after the electric wire connecting step S1, but the electric wire connecting step S1 may be carried out after the contact step S2.

本実施形態の腐食センサは、ゲル部材を接触部材50として用いているが、イオン液体51そのもので接触部材50を構成できるなら、イオン液体51そのものを接触部材50としてもよい。
また、接触部材50のコンクリート構造物1の表面1aとの接触面に凹凸や溝を設けて、凹凸や溝の凹部にイオン液体51を含浸させることによって、イオン液体51を含む接触部材50を構成してもよい。
The corrosion sensor of the present embodiment uses the gel member as the contact member 50, but if the contact member 50 can be formed by the ionic liquid 51 itself, the ionic liquid 51 itself may be used as the contact member 50.
Further, the contact member 50 containing the ionic liquid 51 is formed by providing irregularities and grooves on the contact surface of the contact member 50 with the surface 1a of the concrete structure 1 and impregnating the concaves and recesses of the irregularities and grooves with the ionic liquid 51. You may.

本実施形態の腐食センサは、トンネルに限らず、鋼材を有するコンクリート構造物であればどのようなものでも適用可能である。例えば、橋梁、橋脚、ダム等の鋼材を有するコンクリート構造物に適用されてもよい。 The corrosion sensor of the present embodiment is not limited to a tunnel, and can be applied to any concrete structure having a steel material. For example, it may be applied to concrete structures having steel materials such as bridges, piers, and dams.

1:コンクリート構造物
1a:表面
2:鉄筋
3a:電線
3b:検出パターン
5:腐食検出システム
10:腐食センサ
20:接点
30:センサ本体部
40:照合電極
40a:板面
40b:板面
50:接触部材
51:イオン液体
60:電圧検出部
70:基板
80:電圧検出ユニット
81:無線送信部
82:バッテリ
90:処理部
105:腐食検出システム
110:腐食センサ
170:基板
170a:表面
203a:電線
203b:検出パターン
203d:副パターン
203D:主パターン
205:腐食検出システム
210:腐食センサ
260:電圧検出部
270:基板
270a:表面
270b:裏面
290:処理部
Sd:信号
1: Concrete structure 1a: Surface 2: Reinforcing bar 3a: Electric wire 3b: Detection pattern 5: Corrosion detection system 10: Corrosion sensor 20: Contact 30: Sensor body 40: Collation electrode 40a: Plate surface 40b: Plate surface 50: Contact Member 51: Ion liquid 60: Voltage detection unit 70: Substrate 80: Voltage detection unit 81: Wireless transmission unit 82: Battery 90: Processing unit 105: Corrosion detection system 110: Corrosion sensor 170: Substrate 170a: Surface 203a: Electric wire 203b: Detection pattern 203d: Sub-pattern 203D: Main pattern 205: Corrosion detection system 210: Corrosion sensor 260: Voltage detection unit 270: Substrate 270a: Front surface 270b: Back surface 290: Processing unit Sd: Signal

Claims (8)

コンクリート構造物中の鋼材の腐食状態を検出する腐食センサであって、
前記鋼材に電気的に接続される電線と、
前記コンクリート構造物の表面に配置され、イオン液体を含む接触部材と、
前記接触部材を介して前記コンクリート構造物の表面に配置され、前記接触部材と電気的に接続された照合電極と、
前記照合電極と電線との間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記照合電極と前記接触部材との複数の対が配列されたシートと、を備える腐食センサ。
A corrosion sensor that detects the corrosion state of steel materials in concrete structures.
An electric wire electrically connected to the steel material and
A contact member arranged on the surface of the concrete structure and containing an ionic liquid,
A reference electrode arranged on the surface of the concrete structure via the contact member and electrically connected to the contact member,
A voltage detection unit that detects the voltage between the reference electrode and the electric wire,
A corrosion sensor comprising a sheet in which a plurality of pairs of the reference electrode and the contact member are arranged .
前記イオン液体がゲル状である請求項1に記載の腐食センサ。 The corrosion sensor according to claim 1, wherein the ionic liquid is in the form of a gel. 前記腐食センサは、基板をさらに備え、
前記接触部材及び前記照合電極が、前記基板に配置された印刷電極である請求項1又は2に記載の腐食センサ。
The corrosion sensor further comprises a substrate and
The corrosion sensor according to claim 1 or 2, wherein the contact member and the reference electrode are printed electrodes arranged on the substrate.
前記検出された電圧に基づく情報の無線送信を行う無線送信部をさらに備える請求項1から3のいずれか一項に記載の腐食センサ。 The corrosion sensor according to any one of claims 1 to 3, further comprising a wireless transmission unit that wirelessly transmits information based on the detected voltage. 少なくとも前記無線送信部に、電力を供給するバッテリをさらに備える請求項4に記載の腐食センサ。 The corrosion sensor according to claim 4, further comprising a battery for supplying electric power to at least the wireless transmitter. 前記シートが可撓性を有する請求項に記載の腐食センサ。 The corrosion sensor according to claim 5 , wherein the sheet is flexible. コンクリート構造物中の鋼材の腐食状態を検出する腐食検出方法であって、
前記鋼材に電線を電気的に接続する電線接続工程と、
照合電極とイオン液体を含む接触部材との複数の対が配列されたシートにおける前記照合電極と、前記コンクリート構造物の表面とを、前記イオン液体を介して電気的に接触させる接触工程と、
前記電線と、前記照合電極との間の電圧を検出する電圧検出工程と、を実施する腐食検出方法。
It is a corrosion detection method that detects the corrosion state of steel materials in concrete structures.
An electric wire connection process for electrically connecting an electric wire to the steel material,
A contact step of electrically contacting the reference electrode and the surface of the concrete structure in a sheet in which a plurality of pairs of a reference electrode and a contact member containing an ionic liquid are arranged via the ionic liquid .
A corrosion detection method for carrying out a voltage detection step of detecting a voltage between the electric wire and the reference electrode.
前記検出された電圧に基づく情報の無線送信を行う無線送信工程をさらに実施する請求項に記載の腐食検出方法。 The corrosion detection method according to claim 7 , further performing a wireless transmission step of wirelessly transmitting information based on the detected voltage.
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