センサー装置
【課題】鉄筋が施工された後、腐食が始まるまでの期間、測定対象物の状態変化を測定し、得られた情報をコンクリート構造物の計画的な保全に活用することができるセンサー装置を提供すること。
【解決手段】本発明のセンサー装置１は、隣接する空孔同士が連通した連続空孔を有する多孔質体で構成された第１の電極３と、第１の電極３に対して離間して設けられた第２の電極４と、第１の電極３と第２の電極４との電位差を測定する機能を有する機能素子５１とを有し、機能素子５１で測定された電子差に基づいて、測定対象部位の状態を測定し得るように構成されている。
【解決手段】本発明のセンサー装置１は、隣接する空孔同士が連通した連続空孔を有する多孔質体で構成された第１の電極３と、第１の電極３に対して離間して設けられた第２の電極４と、第１の電極３と第２の電極４との電位差を測定する機能を有する機能素子５１とを有し、機能素子５１で測定された電子差に基づいて、測定対象部位の状態を測定し得るように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサー装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
センサー装置としては、例えば、コンクリート中の鉄筋の腐蝕状態を測定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
施工直後のコンクリート構造物中のコンクリートは、通常、強アルカリ性を呈する。そのため、施工直後のコンクリート構造物中の鉄筋は、その表面に不動態膜が形成されるため、安定である。しかし、施工後に酸性雨や排気ガス等の影響を受けたコンクリート構造物は、コンクリートが徐々に酸性化していくため、鉄筋が腐食することとなる。
例えば、特許文献１に記載の装置では、参照電極および対極を備えたプローブをコンクリートに埋設して、鉄筋の腐食による電位変化および分極抵抗を測定することにより、鉄筋の腐食を予測する。
【０００３】
かかる装置では、コンクリート中に埋設した参照電極および対極により、作用電極として用いた鉄筋の自然電位を測定しているが、鉄筋表面の水分が不足すると、腐蝕反応が進まない。このため、鉄筋に腐食領域があった場合でも、鉄筋表面に水分が不足すると、腐食領域と非腐食領域との電位差（勾配）が生じない。このようなことから、特許文献１に記載の装置では、コンクリート中の水分の変動の影響を大きく受け、鉄筋の自然電位（勾配）がバラツキ、正確に鉄筋の腐食を予測するのが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２２２０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、鉄筋が施工された後、腐食が始まるまでの期間、測定対象物の状態変化を測定し、得られた情報をコンクリート構造物の計画的な保全に活用することができるセンサー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のセンサー装置は、少なくとも表面付近が、隣接する空孔同士が連通した連続空孔を有する多孔質体で構成された第１の電極と、
前記第１の電極に対して離間して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との電位差を測定する機能を有する機能素子とを有し、
前記機能素子で測定された電位差に基づいて、測定対象部位の状態を測定し得るように構成されたことを特徴とする。
【０００７】
このように構成されたセンサー装置によれば、第１の電極の表面に連続空孔（細孔）が開口しているので、第１の電極の表面積を大きくすることができる。そのため、第１の電極に付着する水分量を多くすることができる。
また、第１の電極の表面に開口する連続空孔（細孔）による毛管凝縮効果により、より低い相対湿度で、第１の電極上に水分を結露させることができる。そのため、第１の電極上に安定して液体の水を存在させることができる。
このようなことから、外部環境の湿度や温度の変化に伴って測定対象部位の相対湿度が変化しても、第１の電極上の水分量の変動を防止することができる。その結果、外部環境の湿度や温度の変化によって第１の電極の自然電位が変動するのを防止し、測定対象部位の状態を高精度に測定することができる。
【０００８】
本発明のセンサー装置では、前記第２の電極は、少なくとも表面付近が、隣接する空孔同士が連通した連続空孔を有する多孔質体で構成されていることが好ましい。
これにより、外部環境の湿度や温度の変化に伴って測定対象部位の相対湿度が変化しても、第２の電極上の水分量の変動を防止することができる。その結果、外部環境の湿度や温度の変化によって第２の電極の自然電位が変動するのを防止し、測定対象部位の状態を高精度に測定することができる。
【０００９】
本発明のセンサー装置では、前記第１の電極は、前記測定対象部位の環境変化に伴って、表面に第１の不動態膜を形成するか、または、表面に存在した第１の不動態膜を消失させる第１の金属材料で構成されていることが好ましい。
これにより、測定対象部位のｐＨ変化に伴う第１の不動態膜の有無により第１の電極と第２の電極との電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位のｐＨが設定値以下か否かを正確に検知することができる。
また、測定対象部位の塩化物イオン濃度変化に伴う第１の不動態膜の消失により第１の電極と第２の電極との電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位の塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを正確に検知することもできる。
【００１０】
本発明のセンサー装置では、前記第２の電極は、前記測定対象部位の環境変化に伴って、表面に第２の不動態膜を形成するか、または、表面に存在した第２の不動態膜を消失させる第２の金属材料で構成されていることが好ましい。
これにより、測定対象部位のｐＨ変化に伴う第２の不動態膜の有無により第１の電極と第２の電極との電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位のｐＨが設定値以下か否かを正確に検知することができる。
また、測定対象部位の塩化物イオン濃度変化に伴う第２の不動態膜の消失により第１の電極と第２の電極との電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位の塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを正確に検知することもできる。
【００１１】
本発明のセンサー装置では、前記第１の金属材料および前記第２の金属材料は、それぞれ、鉄または鉄系合金であることが好ましい。
鉄または鉄系合金（鉄系材料）は比較的安価で入手が容易である。また、例えば、センサー装置をコンクリート構造物の状態測定に用いた場合、第１の電極および第２の電極の少なくとも一方の電極をコンクリート構造物中の鉄筋と同一材料で構成することが可能であり、コンクリート構造物中の鉄筋の腐蝕状態を効果的に検知することができる。
【００１２】
本発明のセンサー装置では、前記第１の電極および前記第２の電極のうちの少なくとも一方の電極は、基体と、前記基体上に設けられ、前記基体と異なる材料で構成された導体膜とを備えることが好ましい。
これにより、多孔質体を製造することが難しい金属で、第１の電極および第２の電極のうちの少なくとも一方の電極の表面付近を構成することができる。また、第１の電極および第２の電極のうちの少なくとも一方の電極を構成する多孔質体の空孔径を導体膜の厚さにより調整することもできる。
【００１３】
本発明のセンサー装置では、前記導体膜は、前記測定対象部位の環境変化に伴って、表面に不動態膜を形成するか、または、表面に存在した不動態膜を消失させる金属材料で構成されていることが好ましい。
これにより、測定対象部位のｐＨ変化に伴う不動態膜の有無により第１の電極と第２の電極との電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位のｐＨが設定値以下か否かを正確に検知することができる。
また、測定対象部位の塩化物イオン濃度変化に伴う不動態膜の消失により第１の電極と第２の電極との電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位の塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを正確に検知することもできる。
【００１４】
本発明のセンサー装置では、前記機能素子は、前記第１の電極と前記第２の電極との電位差に基づいて、前記測定対象部位のｐＨあるいは塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを検知する機能をも有することが好ましい。
これにより、測定対象物のｐＨ変化あるいは塩化物イオン濃度変化に伴う状態変化を検知することができる。
本発明のセンサー装置では、アンテナと、前記アンテナに給電する機能を有する通信用回路とを有し、
前記機能素子は、前記通信用回路を駆動制御する機能をも有することが好ましい。
これにより、無線により測定対象物の外部へ測定結果を送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセンサー装置の使用状態の一例を示す図である。
【図２】図１に示すセンサー装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す第１の電極、第２の電極および機能素子を説明するための平面図である。
【図４】図２に示す第１の電極、第２の電極を説明するための断面図（図３中のＡ−Ａ線断面図）である。
【図５】図２に示す機能素子を説明するための断面図（図３中のＢ−Ｂ線断面図）である。
【図６】（ａ）は、図２に示す第１の電極の構成の一例を示す拡大断面図、（ｂ）は、図２に示す第２の電極の構成の一例を示す拡大断面図である。
【図７】図２に示す機能素子に備えられた差動増幅回路を示す回路図である。
【図８】図２に示す機能素子に備えられた差動増幅回路を示す回路図である。
【図９】（ａ）は、ＦｅのｐＨおよび電位と状態との関係の一例を示す図、（ｂ）は、ＦｅＡｌのｐＨおよび電位と状態との関係の一例を示す図である。
【図１０】図１に示すセンサー装置の作用の一例を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るセンサー装置の使用状態の一例を示す図である。
【図１２】（ａ）は、図１１に示す第１の電極の構成の一例を示す拡大断面図、（ｂ）は、図１１に示す第２の電極の構成の一例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のセンサー装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るセンサー装置の使用状態の一例を示す図、図２は、図１に示すセンサー装置の概略構成を示すブロック図、図３は、図２に示す第１の電極、第２の電極および機能素子を説明するための平面図、図４は、図２に示す第１の電極、第２の電極を説明するための断面図（図３中のＡ−Ａ線断面図）、図５は、図２に示す機能素子を説明するための断面図（図３中のＢ−Ｂ線断面図）、図６（ａ）は、図２に示す第１の電極の構成の一例を示す拡大断面図、図６（ｂ）は、図２に示す第２の電極の構成の一例を示す拡大断面図、図７および図８は、それぞれ、図２に示す機能素子に備えられた差動増幅回路を示す回路図、図９（ａ）は、ＦｅのｐＨおよび電位と状態との関係の一例を示す図、図９（ｂ）は、ＦｅＡｌのｐＨおよび電位と状態との関係の一例を示す図、図１０は、図１に示すセンサー装置の作用の一例を説明するための図である。
なお、以下では、本発明のセンサー装置をコンクリート構造物の品質測定に用いる場合を例に説明する。
【００１７】
図１に示すセンサー装置１は、コンクリート構造物１００の品質を測定するものである。
コンクリート構造物１００は、コンクリート１０１内に複数の鉄筋１０２が埋設されている。そして、センサー装置１は、コンクリート構造物１００のコンクリート１０１内の鉄筋１０２付近に埋設されている。なお、センサー装置１は、コンクリート構造物１００を打設する際に、コンクリート１０１の打設前に鉄筋に固定して埋め込んでもよいし、打設後に硬化したコンクリート１０１に穿孔して埋め込んでもよい。
【００１８】
このセンサー装置１は、本体２と、その本体２の表面に露出した第１の電極３および第２の電極４とを有する。本実施形態では、第１の電極３および第２の電極４は、鉄筋１０２よりもコンクリート構造物１００の外表面側において、コンクリート構造物１００の外表面からの距離が互いに等しくなるように設置されている。また、第１の電極３および第２の電極４は、それぞれ、電極面がコンクリート構造物１００の外表面に平行または略平行となるように設置されている。そして、第１の電極３および第２の電極４は、コンクリート１０１の測定対象部位のｐＨ変化に伴って、これらの間の電位差が変化するように構成されている。なお、第１の電極３および第２の電極４については、後に詳述する。
また、センサー装置１は、図２に示すように、第１の電極３および第２の電極４に電気的に接続された機能素子５１と、電源５２と、温度センサー５３と、通信用回路５４と、アンテナ５５と、発振器５６とを有し、これらが本体２内に収納されている。
【００１９】
以下、センサー装置１を構成する各部を順次説明する。
（本体）
本体２は、第１の電極３、第２の電極４および機能素子５１等を支持する機能を有する。
このような本体２は、図４および図５に示すように、第１の電極３、第２の電極４および機能素子５１を支持する基板２１を有する。なお、基板２１は、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６をも支持するが、図３〜５では、説明の便宜上、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６の図示を省略している。
【００２０】
この基板２１は、絶縁性を有する。基板２１としては、特に限定されず、例えば、アルミナ基板、樹脂基板等を用いることができる。
この基板２１上には、例えばソルダーレジストのような絶縁性の樹脂組成物で構成された絶縁層２３が設けられている。そして、この絶縁層２３を介して基板２１上には、第１の電極３、第２の電極４および機能素子５１が実装されている。
【００２１】
図５に示すように、この基板２１上には、機能素子５１（集積回路チップ）が保持され、機能素子５１の導体部６１、６２（電極パッド）が第１の電極３および第２の電極４と接続されている。
この導体部６１は、第１の電極３と導体部５１６ａ、５１６ｄ、および、トランジスタ５１４ａのゲート電極とを電気的に接続している。また、導体部６２は、第２の電極４と導体部５１６ｂ、５１６ｅ、および、トランジスタ５１４ｂのゲート電極とを電気的に接続している。第１の電極３と第２の電極４は、各々、トランジスタ５１４ａ、５１４ｂのゲート電極と接続しているためフローテイング状態にある。５１５ａと５１５ｂは、集積回路の層間絶縁膜であり、２５は、集積回路の保護膜である。
【００２２】
また、本体２は、機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６を収納する機能を有する。
特に、本体２は、機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６を液密的に収納するように構成されている。
具体的には、図４および図５に示すように、本体２は、封止部２４を有する。この封止部２４は、機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６を封止する機能を有する。これにより、センサー装置１を水分やコンクリートの存在下に設置した場合に、機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６の劣化を防止することができる。
【００２３】
ここで、封止部２４は、開口部２４１を有し、この開口部２４１から第１の電極３および第２の電極４を露出させつつ、第１の電極３および第２の電極４以外の各部を覆うように設けられている（図３および図４参照）。これにより、封止部２４が第１の電極３および第２の電極４以外の各部の劣化を防止しつつ、センサー装置１が測定を行うことができる。なお、開口部２４１は、第１の電極３の少なくとも一部および第２の電極４の少なくとも一部を露出するように形成されていればよい。
【００２４】
封止部２４の構成材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂のような熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂のような熱硬化性樹脂等の各種樹脂材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、封止部２４は、必要に応じて設ければよく、省略することもできる。
【００２５】
（第１の電極、第２の電極）
第１の電極３および第２の電極４は、図４に示すように、それぞれ、前述した本体２の外表面上（より具体的には基板２１上）に設けられている。特に、第１の電極３および第２の電極４は、同一平面上に設けられている。そのため、第１の電極３および第２の電極４の設置環境の差が生じるのを防止することができる。
また、第１の電極３および第２の電極４は、互いに電位の影響を受けない程度（例えば数ｍｍ）に離間している。
【００２６】
本実施形態では、第１の電極３および第２の電極４は、それぞれ、薄膜状をなしている。また、第１の電極３および第２の電極４の平面視形状は、それぞれ、四角形をなしている。また、第１の電極３および第２の電極４は、平面視にて、互いの形状および面積が等しくなっている。
特に、第１の電極３は、図６（ａ）に示すように、複数の空孔３１を有する多孔質体３２で構成されている。そして、複数の空孔３１は、隣接する空孔３１同士が連通する連続空孔（細孔）をなし、その連続空孔が第１の電極３の表面に開口している。
【００２７】
同様に、第２の電極４は、図６（ｂ）に示すように、複数の空孔４１を有する多孔質体４２で構成されている。そして、複数の空孔４１は、隣接する空孔４１同士が連通する連続空孔（細孔）をなし、その連続空孔が第２の電極４の表面に開口している。
このような連続空孔により第１の電極３および第２の電極４の表面積をそれぞれ大きくすることができる。そのため、第１の電極３および第２の電極４にそれぞれ付着する水分量を多くすることができる。
【００２８】
また、細孔による毛管凝縮効果により、より低い相対湿度で、第１の電極３上および第２の電極４上にそれぞれ水分を結露させることができる。そのため、第１の電極３上および第２の電極４上に安定して液体の水を存在させることができる。すなわち、仮に第１の電極３および第２の電極４が緻密体で構成された場合に第１の電極３上および第２の電極４上に結露が生じないような低い相対湿度においても、第１の電極３上および第２の電極４上にそれぞれ結露させて液体の水を存在させることができる。
【００２９】
このようなことから、外部環境の湿度や温度の変化に伴ってコンクリート１０１内の相対湿度が変化しても、第１の電極３上および第２の電極４上の水分量の変動を防止することができる。その結果、外部環境の湿度や温度の変化によって第１の電極３および第２の電極４の自然電位が変動するのを防止し、コンクリート１０１の測定対象部位の状態を高精度に測定することができる。
【００３０】
また、複数の空孔３１および複数の空孔４１の平均径は、それぞれ、前述したように毛管凝縮効果を生じ得る範囲であれば、特に限定されないが、例えば、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下であるのが好ましい。すなわち、空孔３１および空孔４１は、それぞれ、メソ孔であるのが好ましい。また、複数の空孔３１の平均径と複数の空孔４１の平均径とは、互いに同じであっても異なっていてもよい。
さらに、第１の電極３および第２の電極４の空孔率は、それぞれ、前述したように毛管凝縮効果を生じ得る範囲であれば、特に限定されないが、例えば、１０％以上９０％以下であるのが好ましい。また、第１の電極３の空孔率と第２の電極４の空孔率とは、互いに同じであっても異なっていてもよい。
【００３１】
本実施形態では、第１の電極３および第２の電極４は、互いに異なる材料で構成されている。以下、第１の電極３および第２の電極４の構成材料について詳述する。
第１の電極３は、不動態膜（第１の不動態膜）を形成する第１の金属材料（以下、単に「第１の金属材料」とも言う）で構成されている。このように構成された第１の電極３は、ｐＨの変化によって不動態膜が形成されたり破壊されたりする。このような第１の電極３に不動態膜が形成された状態（不動態化した状態）では不活性（貴）であり、自然電位が高くなる（貴化する）。一方、第１の電極３は、不動態膜が破壊された状態（消失された状態）では活性（卑）である。そのため、第１の電極３の電位は、ｐＨ変化に伴う不動態膜の有無により急峻に変化する。
【００３２】
第１の金属材料としては、不動態膜が形成される限り、特に限定されないが、例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｎまたはこれらを含む合金等が挙げられる。
例えば、Ｆｅは、ｐＨが９よりも大きいときに不動態膜を形成する（図９（ａ）参照）。また、ＦｅＡｌ（Ａｌ０．８％）系炭素鋼は、ｐＨが４よりも大きいときに不動態膜を形成する（図９（ｂ）参照）。また、Ｎｉは、ｐＨが８〜１４であるときに不動態膜を形成する。また、Ｍｇは、ｐＨが１０．５よりも大きいときに不動態膜を形成する。また、Ｚｎは、ｐＨが６〜１２であるときに不動態膜を形成する。
【００３３】
中でも、第１の金属材料は、ＦｅまたはＦｅを含む合金（Ｆｅ系合金）、すなわち鉄系材料（具体的には、炭素鋼、合金鋼、ＳＵＳ等）であるのが好ましい。鉄系材料は安価で入手が容易である。また、本実施形態のように、センサー装置１をコンクリート構造物１００の状態測定に用いた場合、第１の金属材料をコンクリート構造物１００の鉄筋１０２と同一または近似の材料とすることが可能であり、鉄筋１０２の腐蝕環境状態を効果的に検知することができる。例えば、第１の電極３がＦｅで構成されている場合、ｐＨが９以上か否かの判断ができる。
【００３４】
一方、第２の電極４は、第１の金属材料とは異なる第２の金属材料（以下、単に「第２の金属材料」とも言う）で構成されている。このように構成された第２の電極４は、前述したように不動態膜の有無により第１の電極３の電位が変化する際に、不導体膜の形成や破壊（消失）が無く、急激な電位の変化がない。そのため、前述したように不動態膜の有無により第１の電極３の電位が変化する際に、第１の電極３と第２の電極４との電位差が急峻に変化する。そのため、第１の電極３および第２の電極４の設置環境（本実施形態ではコンクリート１０１の鉄筋１０２付近）のｐＨが設定値以下か否かを正確に検知することができる。
【００３５】
第２の金属材料としては、第１の金属材料とは不動態膜形成・消失のｐＨ依存が異なる金属材料であり、電極として機能し得るものであれば、特に限定されず、各種金属材料を用いることができる。
また、第２の金属材料は、前述した第１の金属材料と異なる金属材料であれば、不動態膜を形成するものであってもよいし、不動態膜を形成しないものであってもよい。
第２の金属材料が不動態膜（第２の不動態膜）を形成するものである場合、第２の金属材料として、上述の第１の金属材料として例示した金属を挙げることができる。
【００３６】
本発明の好ましい態様においては、第１の金属材料が不動態膜を形成するｐＨの範囲の下限値を第１のｐＨ（第１の不動態化ｐＨ）とし、第２の金属材料が不動態膜を形成するｐＨの範囲の下限値を第２のｐＨ（第２の不動態化ｐＨ）としたとき、第１のｐＨおよび第２のｐＨが互いに異なる。すなわち、第１の金属材料は、第１のｐＨよりも大きいｐＨとなったときに不動態膜を形成し、第２の金属材料は、第１のｐＨとは異なる第２のｐＨよりも大きいｐＨとなったときに不動態膜を形成する。これにより、第１の電極３および第２の電極４が設置された環境のｐＨが第１のｐＨ以下か否かおよび第２のｐＨ以下か否かをそれぞれ正確に検知することができる。
【００３７】
この場合、第１のｐＨが８以上１０以下であり、かつ、第２のｐＨが７以下であるのが好ましい。これにより、第１のｐＨ以下か否かを検知することにより、第１の電極３および第２の電極４の設置環境が中性状態に近付いていることを事前に知ることができる。このようなことから、本実施形態にように、センサー装置１をコンクリート構造物１００の状態測定に用いた場合、鉄筋１０２の腐食防止の対策を事前に行うことができる。また、第２のｐＨ以下か否かを検知することにより、第１の電極３および第２の電極４の設置環境が酸性状態になってしまったことを知ることもできる。
【００３８】
また、この場合、第２の金属材料は、ＦｅまたはＦｅを含む合金（Ｆｅ系合金）、すなわち鉄系材料であるのが好ましい。鉄系材料は安価で入手が容易である。また、本実施形態のように、センサー装置１をコンクリート構造物１００の状態測定に用いた場合、第２の金属材料を鉄筋１０２と同一材料とすることが可能であり、第２の金属材料を鉄筋１０２と同一材料とすることにより、鉄筋１０２の腐蝕状態を効果的に検知することができる。
【００３９】
一方、第２の金属材料が不動態膜を形成しないものである場合、第２の金属材料として、Ｐｔ、Ａｕ等を挙げることができる。第２の金属材料が不動態膜を形成しないものである場合、第１の電極３および第２の電極４の設置環境が強アルカリ状態から強酸性状態へ変化するとき、その変化を１段階で高精度に検知することができる。
この場合、第１の金属材料は、３以上５以下のｐＨ、または、８以上１０以下のｐＨよりも大きいｐＨとなったときに不動態膜を形成するものであるのが好ましい。３以上５以下のｐＨ以下か否かを検知することにより、第１の電極３および第２の電極４の設置環境が酸性状態になってしまったことを知ることができる。また、８以上１０以下のｐＨ以下か否かを検知することにより、第１の電極３および第２の電極４の設置環境が中性状態に近付いていることを事前に知ることができる。
【００４０】
本発明の他の態様によれば、第２の金属材料が不動態膜を形成するものである場合、第１の金属材料の不動態膜破壊が始まる塩化物イオン濃度下限値を第１の塩化物イオン濃度とし、第２の金属材料の不動態膜破壊が始まる塩化物イオン濃度下限値を第２の塩化物イオン濃度としたとき、第１の塩化物イオン濃度および第２の塩化物イオン濃度が互いに異なる。すなわち、第１の金属材料は、第１の塩化物イオン濃度よりも大きくなったときに不動態膜破壊が始まり、第２の金属材料は、第１の塩化物イオン濃度とは異なる第２の塩化物イオン濃度よりも大きくなったときに不動態膜の破壊が始まる。これにより、第１の電極３および第２の電極４が設置された環境の塩化物イオン濃度が第１の塩化物イオン濃度以下か否かおよび第２の塩化物イオン濃度以下か否かをそれぞれ正確に検知することができる。
このようなことから、本実施形態のように、センサー装置１をコンクリート構造物１００の状態測定に用いた場合、外部からコンクリート１０１内に侵入するＣＯ２（中性化）や塩素イオンをコンクリート構造物１００中の鉄筋１０２に届く前に検知できる。従って、鉄筋１０２が腐食する前に腐食防止の対策を行うことができる。
【００４１】
このような第１の電極３および第２の電極４は、それぞれ、特に限定されず、公知の多孔質体膜の形成方法を用いて形成することができる。なお、図６に示す複数の空孔３１および複数の空孔４１の形状は、それぞれ、一例であり、前述したように第１の電極３および第２の電極４が毛管凝縮効果を発揮し得るものであれば、図示のものに限定されず、第１の電極３および第２の電極４は、連続空孔を有する公知の各種多孔質体で構成することができる。
【００４２】
（機能素子）
機能素子５１は、前述した本体２の内部に埋設されている。なお、機能素子５１は、前述した本体２の基板２１に対して第１の電極３および第２の電極４とは、同一面に設けても、反対側に設けても良い。
この機能素子５１は、第１の電極３と第２の電極４との電位差を測定する機能を有する。これにより、第１の電極３と第２の電極４との電位差に基づいて、第１の電極３および第２の電極４の設置環境のｐＨが設定値以下か否かを検知することができる。
また、機能素子５１は、第１の電極３と第２の電極４との電位差に基づいて、測定対象物であるコンクリート構造物１００の測定対象部位のｐＨあるいは塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを検知する機能をも有する。これにより、コンクリート構造物１００のｐＨ変化あるいは塩化物イオン濃度変化に伴う状態変化を検知することができる。
【００４３】
このような機能素子５１は、例えば、集積回路である。より具体的には、機能素子５１は、例えば、ＭＣＵ（マイクロコントロールユニット）であり、図２に示すように、ＣＰＵ５１１と、Ａ／Ｄ変換回路５１２と、差動増幅回路５１４とを有する。
より具体的に説明すると、機能素子５１は、図５に示すように、基板５１３と、基板５１３上に設けられた複数のトランジスタ５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃと、トランジスタ５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃを覆う層間絶縁膜５１５ａ、５１５ｂと、配線および導体ポストを構成する導体部５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃ、５１６ｄ、５１６ｅ、５１６ｆと、保護膜２５と、電極パッドを構成する導体部６１、６２とを有する。
【００４４】
基板５１３は、例えばＳＯＩ基板であり、ＣＰＵ５１１およびＡ／Ｄ変換回路５１２が形成されている。基板５１３としてＳＯＩ基板を用いることにより、トランジスタ５１４ａ〜５１４ｃをＳＯＩ型ＭＯＳＦＥＴとすることができる。
複数のトランジスタ５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃは、それぞれ例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり、差動増幅回路５１４の一部を構成するものである。
【００４５】
差動増幅回路５１４は、図７に示すように、３つのトランジスタ５１４ａ〜５１４ｃと、カレントミラー回路５１４ｄとで構成されている。
また、差動増幅回路５１４は、図８に示すように、演算増幅器２０１、２０２と、演算増幅器２０３とを有する。
演算増幅器２０１は、比較用電極７を基準として第１の電極３の電位を検出する。また、演算増幅器２０２は、比較用電極７を基準として第２の電極４の電位を検出する。また、演算増幅器２０３は、演算増幅器２０１の出力電位と演算増幅器２０２の出力電位との差を検出する。
【００４６】
導体部５１６ａは、その一端がトランジスタ５１４ａのゲート電極に接続され、他端が前述した導体部５１６ｄに接続されている。導体部５１６ｄは、導体部６１を介して第１の電極３に電気的に接続されている。これにより、トランジスタ５１４ａのゲート電極と第１の電極３とが電気的に接続されている。そのため、第１の電極３の電位の変化に応じて、トランジスタ５１４ａのドレイン電流が変化する。
【００４７】
同様に、導体部５１６ｂは、その一端がトランジスタ５１４ｂのゲート電極に接続され、他端が前述した導体部５１６ｅに接続されている。導体部５１６ｅは、導体部６２を介して第２の電極４に電気的に接続されている。これにより、トランジスタ５１４ｂのゲート電極と第２の電極４とが電気的に接続されている。そのため、第２の電極４の電位の変化に応じて、トランジスタ５１４ｂのドレイン電流が変化する。
また、導体部５１６ｃは、その一端がトランジスタ５１４ｃのゲート電極に接続され、他端が前述した導体部５１６ｆに接続され、回路の一部を構成している。
【００４８】
また、機能素子５１は、電源５２からの通電により作動する。電源５２は、機能素子５１を動作可能な電力を供給できるものであれば、特に限定されず、例えば、ボタン型電池のような電池であってもよいし、圧電素子のような発電機能を有する素子を用いた電源ものであってもよい。
また、機能素子５１は、温度センサー５３の検知温度情報を取得し得るように構成されている。これにより、測定対象部位の温度に関する情報も得ることができる。このような温度に関する情報を用いることにより、測定対象部位の状態をより正確に測定したり、測定対象部位の変化を高精度に予想したりすることができる。
温度センサー５３は、測定対象物であるコンクリート構造物１００の測定対象部位の温度を検知する機能を有する。このような温度センサー５３としては、特に限定されず、例えば、サーミスター、熱電対等の公知の様々な種類の温度センサーを用いることができる。
【００４９】
また、機能素子５１は、通信用回路５４を駆動制御する機能をも有する。例えば、機能素子５１は、第１の電極３と第２の電極４との電位差に関する情報（以下、単に「電位差情報」ともいう）と、測定対象部位のｐＨあるいは塩化物イオン濃度が設定値以下か否かに関する情報（以下、単に「ｐＨ情報」ともいう）とをそれぞれ通信用回路５４に入力する。また、機能素子５１は、温度センサー５３によって検知された温度に関する情報（以下、単に「温度情報」ともいう）も併せて通信用回路５４に入力する。
【００５０】
通信用回路５４は、アンテナ５５に給電する機能（送信機能）を有する。これにより、通信用回路５４は、入力された情報をアンテナ５５を介して無線送信することができる。送信された情報は、コンクリート構造物１００の外部に設けられた受信機（リーダー）で受信される。
この通信用回路５４は、例えば、電磁波を送信するための送信回路、信号を変調する機能を有する変調回路等を有する。なお、通信用回路５４は、信号の周波数を小さく変換する機能を有するダウンコンバータ回路、信号の周波数を大きく変換する機能を有するアップコンバータ回路、信号を増幅する機能を有する増幅回路、電磁波を受信するための受信回路、信号を復調する機能を有する復調回路等を有していてもよい。
【００５１】
また、アンテナ５５は、特に限定されないが、例えば、金属材料、カーボン等で構成され、巻線、薄膜等の形態をなす。
また、機能素子５１は、発振器５６からのクロック信号を取得し得るように構成されている。これにより、各回路の同期をとったり、各種情報に時刻情報を付加したりすることができる。
発振器５６は、特に限定されないが、例えば、水晶振動子を利用した発振回路で構成されている。
以上説明したように構成されたセンサー装置１を用いた測定方法は、第１の電極３および第２の電極４を測定対象物であるコンクリート構造物１００内にそれぞれ埋設し、第１の電極３と第２の電極４との電位差に基づいて、コンクリート構造物１００の状態を測定する。
【００５２】
以下、第１の電極３がＦｅで構成され、第２の電極４がＦｅＡｌで構成されている場合を一例として、センサー装置１の作用を説明する。
打設直後のコンクリート構造物１００において、通常、適切に打設されていれば、コンクリート１０１は強アルカリ性を呈する。そのため、このとき、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の電極３および第２の電極４は、それぞれ、安定な不動態膜を形成する。すなわち、図１０（ａ）に示すように、第１の電極３は、その表面に不動態膜３３が形成され、第２の電極４は、その表面に不動態膜４３が形成される。これにより、第１の電極３および第２の電極４の自然電位がそれぞれ上がっている（貴化している）。その結果、コンクリートの打設直後における第１の電極３と第２の電極４との電位差は小さくなる。
【００５３】
その後、コンクリート構造物１００は、二酸化炭素、酸性雨、排気ガス等の影響により、コンクリート１０１のｐＨが徐々に酸性側に変化していく。
そして、コンクリート１０１のｐＨが９程度にまで下がると、図１０（ｂ）に示すように、第２の電極４は、その不動態膜４３が安定であり、自然電位の変化が少ないものの、第１の電極３は、その不動態膜が崩壊し始め、自然電位が下がる（卑化する）。これにより、第１の電極３と第２の電極４との電位差が大きくなる。
【００５４】
また、コンクリート１０１のｐＨが４程度まで下がると、図１０（ｃ）に示すように、第２の電極４も、その不動態膜が崩壊し始め、自然電位が下がる。このとき、第１の電極３および第２の電極４は、ともに自然電位が下がっているので、第１の電極３と第２の電極４との電位差は、再び小さくなる。なお、このとき、第１の電極３および第２の電極４の腐蝕がそれぞれ進む。
このように、ｐＨが９程度となるタイミングと、ｐＨが４程度となるタイミングとの２つのタイミングで、第１の電極３と第２の電極４との電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位のｐＨが９程度となったこと、および、測定対象部位のｐＨが４程度となったことをそれぞれ高精度に検知することができる。
【００５５】
このような検知結果を利用することにより、コンクリート構造物１００の打設後の品質の経時変化をモニタリングすることができる。そのため、鉄筋１０２が腐蝕する前に、コンクリート１０１の劣化（中性化や塩分侵入）を把握することができる。これにより、鉄筋１０２が腐食する前に、コンクリート構造物１００に塗装や防腐剤混入モルタル等による補修工事を行うことが可能となる。
また、コンクリート構造物１００の打設時に異常があった否かを判断することもできる。そのため、コンクリート構造物１００の初期トラブルを防止し、コンクリート構造物１００の品質を向上させることができる。
【００５６】
以上説明したように第１実施形態のセンサー装置１によれば、第１の電極３および第２の電極４がそれぞれ連続空孔を有する多孔質体で構成されているので、第１の電極３および第２の電極４の表面積をそれぞれ大きくすることができる。そのため、第１の電極３および第２の電極４にそれぞれ付着する水分量を多くすることができる。
また、第１の電極３および第２の電極４の連続空孔（細孔）による毛管凝縮効果により、より低い相対湿度で、第１の電極３上および第２の電極４上にそれぞれ水分を結露させることができる。そのため、第１の電極３上および第２の電極４上に安定して液体の水を存在させることができる。
【００５７】
このようなことから、外部環境の湿度や温度の変化に伴ってコンクリート１０１内の相対湿度が変化しても、第１の電極３上および第２の電極４上の水分量の変動を防止することができる。その結果、外部環境の湿度や温度の変化によって第１の電極３および第２の電極４の自然電位が変動するのを防止し、コンクリート１０１の測定対象部位の状態を高精度に測定することができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図１１は、本発明の第２実施形態に係るセンサー装置の使用状態の一例を示す図、図１２（ａ）は、図１１に示す第１の電極の構成の一例を示す拡大断面図、図１２（ｂ）は、図１１に示す第２の電極の構成の一例を示す拡大断面図である。
【００５９】
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態のセンサー装置は、第１の電極および第２の電極の平面視形状および数が異なるとともに、第１の電極の構造が異なる以外は、第１実施形態のセンサー装置とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６０】
本実施形態のセンサー装置１Ａは、本体２Ａと、その本体２Ａの表面に露出した複数の第１の電極３ａ、３ｂ、３ｃおよび複数の第２の電極４ａ、４ｂ、４ｃとを有する。
本実施形態では、第１の電極３ａ、３ｂ、３ｃおよび第２の電極４ａ、４ｂ、４ｃは、互いに離間して設けられている。また、第１の電極３ａ、３ｂ、３ｃおよび第２の電極４ａ、４ｂ、４ｃは、それぞれ、電極面がコンクリート構造物１００の外表面に対して垂直または略垂直となるように設置されている。
【００６１】
また、複数の第１の電極３ａ、３ｂ、３ｃは、コンクリート構造物１００の外表面からの距離が互いに異なる。具体的には、コンクリート構造物１００の外表面側から内側へ、複数の第１の電極３ａ、３ｂ、３ｃがこの順に並んで設けられている。
同様に、複数の第２の電極４ａ、４ｂ、４ｃは、コンクリート構造物１００の外表面からの距離が互いに異なる。具体的には、コンクリート構造物１００の外表面側から内側へ、複数の第２の電極４ａ、４ｂ、４ｃがこの順に並んで設けられている。
【００６２】
さらに、第１の電極３ａおよび第２の電極４ａは、コンクリート構造物１００の外表面からの距離が互いに等しくなるように設置されている。また、第１の電極３ｂおよび第２の電極４ｂは、コンクリート構造物１００の外表面からの距離が互いに等しくなるように設置されている。第１の電極３ｃおよび第２の電極４ｃは、コンクリート構造物１００の外表面からの距離が互いに等しくなるように設置されている。
このような第１の電極３ａ、３ｂ、３ｃおよび第２の電極４ａ、４ｂ、４ｃでは、第１の電極３ａと第２の電極４ａとが対をなし、第１の電極３ｂと第２の電極４ｂとが対をなし、第１の電極３ｃと第２の電極４ｃとが対をなす。
【００６３】
本実施形態では、センサー装置１Ａは、第１の電極３ａと第２の電極４ａとの電位差、第１の電極３ｂと第２の電極４ｂとの電位差、および、第１の電極３ｃと第２の電極４ｃとの電位差をそれぞれ図示しない機能素子により測定することができるように構成されている。
ここで、第１の電極３ａおよび第２の電極４ａの構成について詳述する。なお、第１の電極３ｂ、３ｃの構成は、それぞれ、第１の電極３ａの構成と同様であり、また、第２の電極４ｂ、４ｃの構成は、それぞれ、第２の電極４ａの構成と同様である。
【００６４】
本実施形態では、図１２（ａ）に示すように、第１の電極３ａは、隣接する空孔３１Ａ同士が連通する連続空孔を有する多孔質体３２Ａで構成されている。この多孔質体３２Ａは、基体３２１と、基体３２１上に設けられ、基体３２１と異なる材料で構成された導体膜３２２とを備える。
このように第１の電極３ａを基体３２１および導体膜３２２で構成することにより、多孔質体を製造することが難しい金属で導体膜３２２（第１の電極３ａの表面付近）を構成することができる。また、第１の電極３を構成する多孔質体の空孔径を導体膜３２２の厚さにより調整することもできる。
【００６５】
このような第１の電極３ａの基体３２１の構成材料としては、導電性を有する材料であればよく、前述した第１の実施形態の第１の電極３の構成材料（第１金属材料）の他、導電性セラミックスを用いることもできる。
また、導体膜３２２の構成材料としては、前述した第１の実施形態の第１の電極３の構成材料（第１金属材料）を用いることができる。
【００６６】
また、このような第１の電極３ａは、例えば、多孔質体である基体３２１を形成し、その基体３２１上に電界メッキ等を用いて導体膜３２２を形成することにより得られる。
特に、導体膜３２２は、測定対象部位の環境変化に伴って、表面に不動態膜を形成するか、または、表面に存在した不動態膜を消失させる金属材料で構成されているのが好ましい。
【００６７】
これにより、測定対象部位のｐＨ変化に伴う不動態膜の有無により第１の電極３ａと第２の電極４ａとの電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位のｐＨが設定値以下か否かを正確に検知することができる。
また、測定対象部位の塩化物イオン濃度変化に伴う不動態膜の消失により第１の電極３ａと第２の電極４ａとの電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位の塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを正確に検知することもできる。
【００６８】
一方、図１２（ｂ）に示すように、第２の電極４ａは、前述した第１実施形態の第２の電極４と同様、隣接する空孔４１同士が連通する連続空孔を有する多孔質体４２で構成されている。
なお、第２の電極４ａも、第１の電極３ａと同様、基体と、その基体上に設けられた導体膜とを備える多孔質体で構成されていてもよい。
【００６９】
このような第２実施形態に係るセンサー装置１Ａによれば、第１の電極３ａおよび第２の電極４ａの設置環境、第１の電極３ｂおよび第２の電極４ｂの設置環境、および、第１の電極３ｃおよび第２の電極４ｃの設置環境のｐＨがそれぞれ設定値以下か否かを正確に検知することができる。電位差をそれぞれ測定し、そのため、第１の電極３ａ、３ｂ、３ｃおよび第２の電極４ａ、４ｂ、４ｃの設置環境のｐＨが設定値以下か否かを正確に検知することができる。すなわち、コンクリート構造物１００の外表面からの深さが異なる位置でのｐＨがそれぞれ設定値以下か否かを正確に検知することができる。これにより、コンクリート１０１のｐＨが酸性側に変化する速度を知ることができる。そのため、コンクリート構造物１００の中性化（や塩害）の深さ方向への侵入予測を効果的に行うことができる。
【００７０】
以上、本発明のセンサー装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明のセンサー装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、前述した実施形態では第１の電極および第２の電極がそれぞれ基板上に設けられた場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、第１の電極および第２の電極は、例えば、センサー装置の本体の封止樹脂で構成された部分の外表面上に設けてもよい。
【００７１】
また、前述した実施形態では第１の電極および第２の電極がそれぞれ薄膜状をなす場合を例に説明したが、これに限定されず、第１の電極および第２の電極の形状は、それぞれ、例えば、ブロック状、線状等をなしていてもよい。また、前述した実施形態では第１の電極および第２の電極をそれぞれセンサー装置の本体の外表面に沿って設けているが、第１の電極および第２の電極をそれぞれセンサー装置の本体の外表面から突出させてもよい。また、第１の電極および第２の電極の設置位置、大きさ（大小関係）等についても、前述したような測定が可能であれば、前述した実施形態に限定されず、任意である。
【００７２】
また、前述した実施形態では機能素子がＣＰＵ、Ａ／Ｄ変換回路および差動増幅回路を有する場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、機能素子には、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種駆動回路等の他の回路が組み込まれていてもよい。
また、前述した実施形態では第１の電極と第２の電極との電位差に関する情報をアクティブタグ通信により無線送信によりセンサー装置外部へ送信する場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、パッシブタグ通信を用いて情報をセンサー装置の外部へ送信してもよいし、有線により情報をセンサー装置の外部へ送信してもよい。
【００７３】
また、前述した実施形態では機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６を本体２内に収納し、これらを第１の電極３および第２の電極４とともに測定対処物であるコンクリート構造物１００内に埋設する場合を例に説明したが、機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６を測定対象物の外部に設けてもよい。
また、前述した実施形態では、第１の電極および第２の電極の双方が多孔質体で構成されている場合を例に説明したが、第１の電極および第２の電極のうちの少なくとも一方の電極が多孔質体で構成されていれば、本発明の効果を奏し得る。
【符号の説明】
【００７４】
１‥‥センサー装置 １Ａ‥‥センサー装置 ２‥‥本体 ２Ａ‥‥本体 ３、３ａ、３ｂ、３ｃ‥‥第１の電極 ４‥‥第２の電極 ７‥‥比較用電極 ２１‥‥基板 ２３‥‥絶縁層 ２４‥‥封止部 ２５‥‥保護膜 ３１、３１Ａ‥‥空孔 ３２、３２Ａ、４２‥‥多孔質体 ３３、４３‥‥不動態膜 ４ａ、４ｂ、４ｃ‥‥第２の電極 ４１‥‥空孔 ５１‥‥機能素子 ５２‥‥電源 ５３‥‥温度センサー ５４‥‥通信用回路 ５５‥‥アンテナ ５６‥‥発振器 ６１‥‥導体部 ６２‥‥導体部 １００‥‥コンクリート構造物 １０１‥‥コンクリート １０２‥‥鉄筋 ２０１、２０２、２０３‥‥演算増幅器 ２４１‥‥開口部 ３２１‥‥基体 ３２２‥‥導体膜 ５１１‥‥ＣＰＵ ５１２‥‥変換回路 ５１３‥‥基板 ５１４‥‥差動増幅回路 ５１４ａ‥‥トランジスタ ５１４ｂ‥‥トランジスタ ５１４ｃ‥‥トランジスタ ５１４ｄ‥‥カレントミラー回路 ５１５ａ、５１５ｂ‥‥層間絶縁膜 ５１６ａ‥‥導体部 ５１６ｂ‥‥導体部 ５１６ｃ‥‥導体部 ５１６ｄ‥‥導体部 ５１６ｅ‥‥導体部 ５１６ｆ‥‥導体部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサー装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
センサー装置としては、例えば、コンクリート中の鉄筋の腐蝕状態を測定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
施工直後のコンクリート構造物中のコンクリートは、通常、強アルカリ性を呈する。そのため、施工直後のコンクリート構造物中の鉄筋は、その表面に不動態膜が形成されるため、安定である。しかし、施工後に酸性雨や排気ガス等の影響を受けたコンクリート構造物は、コンクリートが徐々に酸性化していくため、鉄筋が腐食することとなる。
例えば、特許文献１に記載の装置では、参照電極および対極を備えたプローブをコンクリートに埋設して、鉄筋の腐食による電位変化および分極抵抗を測定することにより、鉄筋の腐食を予測する。
【０００３】
かかる装置では、コンクリート中に埋設した参照電極および対極により、作用電極として用いた鉄筋の自然電位を測定しているが、鉄筋表面の水分が不足すると、腐蝕反応が進まない。このため、鉄筋に腐食領域があった場合でも、鉄筋表面に水分が不足すると、腐食領域と非腐食領域との電位差（勾配）が生じない。このようなことから、特許文献１に記載の装置では、コンクリート中の水分の変動の影響を大きく受け、鉄筋の自然電位（勾配）がバラツキ、正確に鉄筋の腐食を予測するのが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２２２０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、鉄筋が施工された後、腐食が始まるまでの期間、測定対象物の状態変化を測定し、得られた情報をコンクリート構造物の計画的な保全に活用することができるセンサー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のセンサー装置は、少なくとも表面付近が、隣接する空孔同士が連通した連続空孔を有する多孔質体で構成された第１の電極と、
前記第１の電極に対して離間して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との電位差を測定する機能を有する機能素子とを有し、
前記機能素子で測定された電位差に基づいて、測定対象部位の状態を測定し得るように構成されたことを特徴とする。
【０００７】
このように構成されたセンサー装置によれば、第１の電極の表面に連続空孔（細孔）が開口しているので、第１の電極の表面積を大きくすることができる。そのため、第１の電極に付着する水分量を多くすることができる。
また、第１の電極の表面に開口する連続空孔（細孔）による毛管凝縮効果により、より低い相対湿度で、第１の電極上に水分を結露させることができる。そのため、第１の電極上に安定して液体の水を存在させることができる。
このようなことから、外部環境の湿度や温度の変化に伴って測定対象部位の相対湿度が変化しても、第１の電極上の水分量の変動を防止することができる。その結果、外部環境の湿度や温度の変化によって第１の電極の自然電位が変動するのを防止し、測定対象部位の状態を高精度に測定することができる。
【０００８】
本発明のセンサー装置では、前記第２の電極は、少なくとも表面付近が、隣接する空孔同士が連通した連続空孔を有する多孔質体で構成されていることが好ましい。
これにより、外部環境の湿度や温度の変化に伴って測定対象部位の相対湿度が変化しても、第２の電極上の水分量の変動を防止することができる。その結果、外部環境の湿度や温度の変化によって第２の電極の自然電位が変動するのを防止し、測定対象部位の状態を高精度に測定することができる。
【０００９】
本発明のセンサー装置では、前記第１の電極は、前記測定対象部位の環境変化に伴って、表面に第１の不動態膜を形成するか、または、表面に存在した第１の不動態膜を消失させる第１の金属材料で構成されていることが好ましい。
これにより、測定対象部位のｐＨ変化に伴う第１の不動態膜の有無により第１の電極と第２の電極との電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位のｐＨが設定値以下か否かを正確に検知することができる。
また、測定対象部位の塩化物イオン濃度変化に伴う第１の不動態膜の消失により第１の電極と第２の電極との電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位の塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを正確に検知することもできる。
【００１０】
本発明のセンサー装置では、前記第２の電極は、前記測定対象部位の環境変化に伴って、表面に第２の不動態膜を形成するか、または、表面に存在した第２の不動態膜を消失させる第２の金属材料で構成されていることが好ましい。
これにより、測定対象部位のｐＨ変化に伴う第２の不動態膜の有無により第１の電極と第２の電極との電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位のｐＨが設定値以下か否かを正確に検知することができる。
また、測定対象部位の塩化物イオン濃度変化に伴う第２の不動態膜の消失により第１の電極と第２の電極との電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位の塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを正確に検知することもできる。
【００１１】
本発明のセンサー装置では、前記第１の金属材料および前記第２の金属材料は、それぞれ、鉄または鉄系合金であることが好ましい。
鉄または鉄系合金（鉄系材料）は比較的安価で入手が容易である。また、例えば、センサー装置をコンクリート構造物の状態測定に用いた場合、第１の電極および第２の電極の少なくとも一方の電極をコンクリート構造物中の鉄筋と同一材料で構成することが可能であり、コンクリート構造物中の鉄筋の腐蝕状態を効果的に検知することができる。
【００１２】
本発明のセンサー装置では、前記第１の電極および前記第２の電極のうちの少なくとも一方の電極は、基体と、前記基体上に設けられ、前記基体と異なる材料で構成された導体膜とを備えることが好ましい。
これにより、多孔質体を製造することが難しい金属で、第１の電極および第２の電極のうちの少なくとも一方の電極の表面付近を構成することができる。また、第１の電極および第２の電極のうちの少なくとも一方の電極を構成する多孔質体の空孔径を導体膜の厚さにより調整することもできる。
【００１３】
本発明のセンサー装置では、前記導体膜は、前記測定対象部位の環境変化に伴って、表面に不動態膜を形成するか、または、表面に存在した不動態膜を消失させる金属材料で構成されていることが好ましい。
これにより、測定対象部位のｐＨ変化に伴う不動態膜の有無により第１の電極と第２の電極との電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位のｐＨが設定値以下か否かを正確に検知することができる。
また、測定対象部位の塩化物イオン濃度変化に伴う不動態膜の消失により第１の電極と第２の電極との電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位の塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを正確に検知することもできる。
【００１４】
本発明のセンサー装置では、前記機能素子は、前記第１の電極と前記第２の電極との電位差に基づいて、前記測定対象部位のｐＨあるいは塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを検知する機能をも有することが好ましい。
これにより、測定対象物のｐＨ変化あるいは塩化物イオン濃度変化に伴う状態変化を検知することができる。
本発明のセンサー装置では、アンテナと、前記アンテナに給電する機能を有する通信用回路とを有し、
前記機能素子は、前記通信用回路を駆動制御する機能をも有することが好ましい。
これにより、無線により測定対象物の外部へ測定結果を送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセンサー装置の使用状態の一例を示す図である。
【図２】図１に示すセンサー装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す第１の電極、第２の電極および機能素子を説明するための平面図である。
【図４】図２に示す第１の電極、第２の電極を説明するための断面図（図３中のＡ−Ａ線断面図）である。
【図５】図２に示す機能素子を説明するための断面図（図３中のＢ−Ｂ線断面図）である。
【図６】（ａ）は、図２に示す第１の電極の構成の一例を示す拡大断面図、（ｂ）は、図２に示す第２の電極の構成の一例を示す拡大断面図である。
【図７】図２に示す機能素子に備えられた差動増幅回路を示す回路図である。
【図８】図２に示す機能素子に備えられた差動増幅回路を示す回路図である。
【図９】（ａ）は、ＦｅのｐＨおよび電位と状態との関係の一例を示す図、（ｂ）は、ＦｅＡｌのｐＨおよび電位と状態との関係の一例を示す図である。
【図１０】図１に示すセンサー装置の作用の一例を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るセンサー装置の使用状態の一例を示す図である。
【図１２】（ａ）は、図１１に示す第１の電極の構成の一例を示す拡大断面図、（ｂ）は、図１１に示す第２の電極の構成の一例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のセンサー装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るセンサー装置の使用状態の一例を示す図、図２は、図１に示すセンサー装置の概略構成を示すブロック図、図３は、図２に示す第１の電極、第２の電極および機能素子を説明するための平面図、図４は、図２に示す第１の電極、第２の電極を説明するための断面図（図３中のＡ−Ａ線断面図）、図５は、図２に示す機能素子を説明するための断面図（図３中のＢ−Ｂ線断面図）、図６（ａ）は、図２に示す第１の電極の構成の一例を示す拡大断面図、図６（ｂ）は、図２に示す第２の電極の構成の一例を示す拡大断面図、図７および図８は、それぞれ、図２に示す機能素子に備えられた差動増幅回路を示す回路図、図９（ａ）は、ＦｅのｐＨおよび電位と状態との関係の一例を示す図、図９（ｂ）は、ＦｅＡｌのｐＨおよび電位と状態との関係の一例を示す図、図１０は、図１に示すセンサー装置の作用の一例を説明するための図である。
なお、以下では、本発明のセンサー装置をコンクリート構造物の品質測定に用いる場合を例に説明する。
【００１７】
図１に示すセンサー装置１は、コンクリート構造物１００の品質を測定するものである。
コンクリート構造物１００は、コンクリート１０１内に複数の鉄筋１０２が埋設されている。そして、センサー装置１は、コンクリート構造物１００のコンクリート１０１内の鉄筋１０２付近に埋設されている。なお、センサー装置１は、コンクリート構造物１００を打設する際に、コンクリート１０１の打設前に鉄筋に固定して埋め込んでもよいし、打設後に硬化したコンクリート１０１に穿孔して埋め込んでもよい。
【００１８】
このセンサー装置１は、本体２と、その本体２の表面に露出した第１の電極３および第２の電極４とを有する。本実施形態では、第１の電極３および第２の電極４は、鉄筋１０２よりもコンクリート構造物１００の外表面側において、コンクリート構造物１００の外表面からの距離が互いに等しくなるように設置されている。また、第１の電極３および第２の電極４は、それぞれ、電極面がコンクリート構造物１００の外表面に平行または略平行となるように設置されている。そして、第１の電極３および第２の電極４は、コンクリート１０１の測定対象部位のｐＨ変化に伴って、これらの間の電位差が変化するように構成されている。なお、第１の電極３および第２の電極４については、後に詳述する。
また、センサー装置１は、図２に示すように、第１の電極３および第２の電極４に電気的に接続された機能素子５１と、電源５２と、温度センサー５３と、通信用回路５４と、アンテナ５５と、発振器５６とを有し、これらが本体２内に収納されている。
【００１９】
以下、センサー装置１を構成する各部を順次説明する。
（本体）
本体２は、第１の電極３、第２の電極４および機能素子５１等を支持する機能を有する。
このような本体２は、図４および図５に示すように、第１の電極３、第２の電極４および機能素子５１を支持する基板２１を有する。なお、基板２１は、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６をも支持するが、図３〜５では、説明の便宜上、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６の図示を省略している。
【００２０】
この基板２１は、絶縁性を有する。基板２１としては、特に限定されず、例えば、アルミナ基板、樹脂基板等を用いることができる。
この基板２１上には、例えばソルダーレジストのような絶縁性の樹脂組成物で構成された絶縁層２３が設けられている。そして、この絶縁層２３を介して基板２１上には、第１の電極３、第２の電極４および機能素子５１が実装されている。
【００２１】
図５に示すように、この基板２１上には、機能素子５１（集積回路チップ）が保持され、機能素子５１の導体部６１、６２（電極パッド）が第１の電極３および第２の電極４と接続されている。
この導体部６１は、第１の電極３と導体部５１６ａ、５１６ｄ、および、トランジスタ５１４ａのゲート電極とを電気的に接続している。また、導体部６２は、第２の電極４と導体部５１６ｂ、５１６ｅ、および、トランジスタ５１４ｂのゲート電極とを電気的に接続している。第１の電極３と第２の電極４は、各々、トランジスタ５１４ａ、５１４ｂのゲート電極と接続しているためフローテイング状態にある。５１５ａと５１５ｂは、集積回路の層間絶縁膜であり、２５は、集積回路の保護膜である。
【００２２】
また、本体２は、機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６を収納する機能を有する。
特に、本体２は、機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６を液密的に収納するように構成されている。
具体的には、図４および図５に示すように、本体２は、封止部２４を有する。この封止部２４は、機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６を封止する機能を有する。これにより、センサー装置１を水分やコンクリートの存在下に設置した場合に、機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６の劣化を防止することができる。
【００２３】
ここで、封止部２４は、開口部２４１を有し、この開口部２４１から第１の電極３および第２の電極４を露出させつつ、第１の電極３および第２の電極４以外の各部を覆うように設けられている（図３および図４参照）。これにより、封止部２４が第１の電極３および第２の電極４以外の各部の劣化を防止しつつ、センサー装置１が測定を行うことができる。なお、開口部２４１は、第１の電極３の少なくとも一部および第２の電極４の少なくとも一部を露出するように形成されていればよい。
【００２４】
封止部２４の構成材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂のような熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂のような熱硬化性樹脂等の各種樹脂材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、封止部２４は、必要に応じて設ければよく、省略することもできる。
【００２５】
（第１の電極、第２の電極）
第１の電極３および第２の電極４は、図４に示すように、それぞれ、前述した本体２の外表面上（より具体的には基板２１上）に設けられている。特に、第１の電極３および第２の電極４は、同一平面上に設けられている。そのため、第１の電極３および第２の電極４の設置環境の差が生じるのを防止することができる。
また、第１の電極３および第２の電極４は、互いに電位の影響を受けない程度（例えば数ｍｍ）に離間している。
【００２６】
本実施形態では、第１の電極３および第２の電極４は、それぞれ、薄膜状をなしている。また、第１の電極３および第２の電極４の平面視形状は、それぞれ、四角形をなしている。また、第１の電極３および第２の電極４は、平面視にて、互いの形状および面積が等しくなっている。
特に、第１の電極３は、図６（ａ）に示すように、複数の空孔３１を有する多孔質体３２で構成されている。そして、複数の空孔３１は、隣接する空孔３１同士が連通する連続空孔（細孔）をなし、その連続空孔が第１の電極３の表面に開口している。
【００２７】
同様に、第２の電極４は、図６（ｂ）に示すように、複数の空孔４１を有する多孔質体４２で構成されている。そして、複数の空孔４１は、隣接する空孔４１同士が連通する連続空孔（細孔）をなし、その連続空孔が第２の電極４の表面に開口している。
このような連続空孔により第１の電極３および第２の電極４の表面積をそれぞれ大きくすることができる。そのため、第１の電極３および第２の電極４にそれぞれ付着する水分量を多くすることができる。
【００２８】
また、細孔による毛管凝縮効果により、より低い相対湿度で、第１の電極３上および第２の電極４上にそれぞれ水分を結露させることができる。そのため、第１の電極３上および第２の電極４上に安定して液体の水を存在させることができる。すなわち、仮に第１の電極３および第２の電極４が緻密体で構成された場合に第１の電極３上および第２の電極４上に結露が生じないような低い相対湿度においても、第１の電極３上および第２の電極４上にそれぞれ結露させて液体の水を存在させることができる。
【００２９】
このようなことから、外部環境の湿度や温度の変化に伴ってコンクリート１０１内の相対湿度が変化しても、第１の電極３上および第２の電極４上の水分量の変動を防止することができる。その結果、外部環境の湿度や温度の変化によって第１の電極３および第２の電極４の自然電位が変動するのを防止し、コンクリート１０１の測定対象部位の状態を高精度に測定することができる。
【００３０】
また、複数の空孔３１および複数の空孔４１の平均径は、それぞれ、前述したように毛管凝縮効果を生じ得る範囲であれば、特に限定されないが、例えば、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下であるのが好ましい。すなわち、空孔３１および空孔４１は、それぞれ、メソ孔であるのが好ましい。また、複数の空孔３１の平均径と複数の空孔４１の平均径とは、互いに同じであっても異なっていてもよい。
さらに、第１の電極３および第２の電極４の空孔率は、それぞれ、前述したように毛管凝縮効果を生じ得る範囲であれば、特に限定されないが、例えば、１０％以上９０％以下であるのが好ましい。また、第１の電極３の空孔率と第２の電極４の空孔率とは、互いに同じであっても異なっていてもよい。
【００３１】
本実施形態では、第１の電極３および第２の電極４は、互いに異なる材料で構成されている。以下、第１の電極３および第２の電極４の構成材料について詳述する。
第１の電極３は、不動態膜（第１の不動態膜）を形成する第１の金属材料（以下、単に「第１の金属材料」とも言う）で構成されている。このように構成された第１の電極３は、ｐＨの変化によって不動態膜が形成されたり破壊されたりする。このような第１の電極３に不動態膜が形成された状態（不動態化した状態）では不活性（貴）であり、自然電位が高くなる（貴化する）。一方、第１の電極３は、不動態膜が破壊された状態（消失された状態）では活性（卑）である。そのため、第１の電極３の電位は、ｐＨ変化に伴う不動態膜の有無により急峻に変化する。
【００３２】
第１の金属材料としては、不動態膜が形成される限り、特に限定されないが、例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｎまたはこれらを含む合金等が挙げられる。
例えば、Ｆｅは、ｐＨが９よりも大きいときに不動態膜を形成する（図９（ａ）参照）。また、ＦｅＡｌ（Ａｌ０．８％）系炭素鋼は、ｐＨが４よりも大きいときに不動態膜を形成する（図９（ｂ）参照）。また、Ｎｉは、ｐＨが８〜１４であるときに不動態膜を形成する。また、Ｍｇは、ｐＨが１０．５よりも大きいときに不動態膜を形成する。また、Ｚｎは、ｐＨが６〜１２であるときに不動態膜を形成する。
【００３３】
中でも、第１の金属材料は、ＦｅまたはＦｅを含む合金（Ｆｅ系合金）、すなわち鉄系材料（具体的には、炭素鋼、合金鋼、ＳＵＳ等）であるのが好ましい。鉄系材料は安価で入手が容易である。また、本実施形態のように、センサー装置１をコンクリート構造物１００の状態測定に用いた場合、第１の金属材料をコンクリート構造物１００の鉄筋１０２と同一または近似の材料とすることが可能であり、鉄筋１０２の腐蝕環境状態を効果的に検知することができる。例えば、第１の電極３がＦｅで構成されている場合、ｐＨが９以上か否かの判断ができる。
【００３４】
一方、第２の電極４は、第１の金属材料とは異なる第２の金属材料（以下、単に「第２の金属材料」とも言う）で構成されている。このように構成された第２の電極４は、前述したように不動態膜の有無により第１の電極３の電位が変化する際に、不導体膜の形成や破壊（消失）が無く、急激な電位の変化がない。そのため、前述したように不動態膜の有無により第１の電極３の電位が変化する際に、第１の電極３と第２の電極４との電位差が急峻に変化する。そのため、第１の電極３および第２の電極４の設置環境（本実施形態ではコンクリート１０１の鉄筋１０２付近）のｐＨが設定値以下か否かを正確に検知することができる。
【００３５】
第２の金属材料としては、第１の金属材料とは不動態膜形成・消失のｐＨ依存が異なる金属材料であり、電極として機能し得るものであれば、特に限定されず、各種金属材料を用いることができる。
また、第２の金属材料は、前述した第１の金属材料と異なる金属材料であれば、不動態膜を形成するものであってもよいし、不動態膜を形成しないものであってもよい。
第２の金属材料が不動態膜（第２の不動態膜）を形成するものである場合、第２の金属材料として、上述の第１の金属材料として例示した金属を挙げることができる。
【００３６】
本発明の好ましい態様においては、第１の金属材料が不動態膜を形成するｐＨの範囲の下限値を第１のｐＨ（第１の不動態化ｐＨ）とし、第２の金属材料が不動態膜を形成するｐＨの範囲の下限値を第２のｐＨ（第２の不動態化ｐＨ）としたとき、第１のｐＨおよび第２のｐＨが互いに異なる。すなわち、第１の金属材料は、第１のｐＨよりも大きいｐＨとなったときに不動態膜を形成し、第２の金属材料は、第１のｐＨとは異なる第２のｐＨよりも大きいｐＨとなったときに不動態膜を形成する。これにより、第１の電極３および第２の電極４が設置された環境のｐＨが第１のｐＨ以下か否かおよび第２のｐＨ以下か否かをそれぞれ正確に検知することができる。
【００３７】
この場合、第１のｐＨが８以上１０以下であり、かつ、第２のｐＨが７以下であるのが好ましい。これにより、第１のｐＨ以下か否かを検知することにより、第１の電極３および第２の電極４の設置環境が中性状態に近付いていることを事前に知ることができる。このようなことから、本実施形態にように、センサー装置１をコンクリート構造物１００の状態測定に用いた場合、鉄筋１０２の腐食防止の対策を事前に行うことができる。また、第２のｐＨ以下か否かを検知することにより、第１の電極３および第２の電極４の設置環境が酸性状態になってしまったことを知ることもできる。
【００３８】
また、この場合、第２の金属材料は、ＦｅまたはＦｅを含む合金（Ｆｅ系合金）、すなわち鉄系材料であるのが好ましい。鉄系材料は安価で入手が容易である。また、本実施形態のように、センサー装置１をコンクリート構造物１００の状態測定に用いた場合、第２の金属材料を鉄筋１０２と同一材料とすることが可能であり、第２の金属材料を鉄筋１０２と同一材料とすることにより、鉄筋１０２の腐蝕状態を効果的に検知することができる。
【００３９】
一方、第２の金属材料が不動態膜を形成しないものである場合、第２の金属材料として、Ｐｔ、Ａｕ等を挙げることができる。第２の金属材料が不動態膜を形成しないものである場合、第１の電極３および第２の電極４の設置環境が強アルカリ状態から強酸性状態へ変化するとき、その変化を１段階で高精度に検知することができる。
この場合、第１の金属材料は、３以上５以下のｐＨ、または、８以上１０以下のｐＨよりも大きいｐＨとなったときに不動態膜を形成するものであるのが好ましい。３以上５以下のｐＨ以下か否かを検知することにより、第１の電極３および第２の電極４の設置環境が酸性状態になってしまったことを知ることができる。また、８以上１０以下のｐＨ以下か否かを検知することにより、第１の電極３および第２の電極４の設置環境が中性状態に近付いていることを事前に知ることができる。
【００４０】
本発明の他の態様によれば、第２の金属材料が不動態膜を形成するものである場合、第１の金属材料の不動態膜破壊が始まる塩化物イオン濃度下限値を第１の塩化物イオン濃度とし、第２の金属材料の不動態膜破壊が始まる塩化物イオン濃度下限値を第２の塩化物イオン濃度としたとき、第１の塩化物イオン濃度および第２の塩化物イオン濃度が互いに異なる。すなわち、第１の金属材料は、第１の塩化物イオン濃度よりも大きくなったときに不動態膜破壊が始まり、第２の金属材料は、第１の塩化物イオン濃度とは異なる第２の塩化物イオン濃度よりも大きくなったときに不動態膜の破壊が始まる。これにより、第１の電極３および第２の電極４が設置された環境の塩化物イオン濃度が第１の塩化物イオン濃度以下か否かおよび第２の塩化物イオン濃度以下か否かをそれぞれ正確に検知することができる。
このようなことから、本実施形態のように、センサー装置１をコンクリート構造物１００の状態測定に用いた場合、外部からコンクリート１０１内に侵入するＣＯ２（中性化）や塩素イオンをコンクリート構造物１００中の鉄筋１０２に届く前に検知できる。従って、鉄筋１０２が腐食する前に腐食防止の対策を行うことができる。
【００４１】
このような第１の電極３および第２の電極４は、それぞれ、特に限定されず、公知の多孔質体膜の形成方法を用いて形成することができる。なお、図６に示す複数の空孔３１および複数の空孔４１の形状は、それぞれ、一例であり、前述したように第１の電極３および第２の電極４が毛管凝縮効果を発揮し得るものであれば、図示のものに限定されず、第１の電極３および第２の電極４は、連続空孔を有する公知の各種多孔質体で構成することができる。
【００４２】
（機能素子）
機能素子５１は、前述した本体２の内部に埋設されている。なお、機能素子５１は、前述した本体２の基板２１に対して第１の電極３および第２の電極４とは、同一面に設けても、反対側に設けても良い。
この機能素子５１は、第１の電極３と第２の電極４との電位差を測定する機能を有する。これにより、第１の電極３と第２の電極４との電位差に基づいて、第１の電極３および第２の電極４の設置環境のｐＨが設定値以下か否かを検知することができる。
また、機能素子５１は、第１の電極３と第２の電極４との電位差に基づいて、測定対象物であるコンクリート構造物１００の測定対象部位のｐＨあるいは塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを検知する機能をも有する。これにより、コンクリート構造物１００のｐＨ変化あるいは塩化物イオン濃度変化に伴う状態変化を検知することができる。
【００４３】
このような機能素子５１は、例えば、集積回路である。より具体的には、機能素子５１は、例えば、ＭＣＵ（マイクロコントロールユニット）であり、図２に示すように、ＣＰＵ５１１と、Ａ／Ｄ変換回路５１２と、差動増幅回路５１４とを有する。
より具体的に説明すると、機能素子５１は、図５に示すように、基板５１３と、基板５１３上に設けられた複数のトランジスタ５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃと、トランジスタ５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃを覆う層間絶縁膜５１５ａ、５１５ｂと、配線および導体ポストを構成する導体部５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃ、５１６ｄ、５１６ｅ、５１６ｆと、保護膜２５と、電極パッドを構成する導体部６１、６２とを有する。
【００４４】
基板５１３は、例えばＳＯＩ基板であり、ＣＰＵ５１１およびＡ／Ｄ変換回路５１２が形成されている。基板５１３としてＳＯＩ基板を用いることにより、トランジスタ５１４ａ〜５１４ｃをＳＯＩ型ＭＯＳＦＥＴとすることができる。
複数のトランジスタ５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃは、それぞれ例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であり、差動増幅回路５１４の一部を構成するものである。
【００４５】
差動増幅回路５１４は、図７に示すように、３つのトランジスタ５１４ａ〜５１４ｃと、カレントミラー回路５１４ｄとで構成されている。
また、差動増幅回路５１４は、図８に示すように、演算増幅器２０１、２０２と、演算増幅器２０３とを有する。
演算増幅器２０１は、比較用電極７を基準として第１の電極３の電位を検出する。また、演算増幅器２０２は、比較用電極７を基準として第２の電極４の電位を検出する。また、演算増幅器２０３は、演算増幅器２０１の出力電位と演算増幅器２０２の出力電位との差を検出する。
【００４６】
導体部５１６ａは、その一端がトランジスタ５１４ａのゲート電極に接続され、他端が前述した導体部５１６ｄに接続されている。導体部５１６ｄは、導体部６１を介して第１の電極３に電気的に接続されている。これにより、トランジスタ５１４ａのゲート電極と第１の電極３とが電気的に接続されている。そのため、第１の電極３の電位の変化に応じて、トランジスタ５１４ａのドレイン電流が変化する。
【００４７】
同様に、導体部５１６ｂは、その一端がトランジスタ５１４ｂのゲート電極に接続され、他端が前述した導体部５１６ｅに接続されている。導体部５１６ｅは、導体部６２を介して第２の電極４に電気的に接続されている。これにより、トランジスタ５１４ｂのゲート電極と第２の電極４とが電気的に接続されている。そのため、第２の電極４の電位の変化に応じて、トランジスタ５１４ｂのドレイン電流が変化する。
また、導体部５１６ｃは、その一端がトランジスタ５１４ｃのゲート電極に接続され、他端が前述した導体部５１６ｆに接続され、回路の一部を構成している。
【００４８】
また、機能素子５１は、電源５２からの通電により作動する。電源５２は、機能素子５１を動作可能な電力を供給できるものであれば、特に限定されず、例えば、ボタン型電池のような電池であってもよいし、圧電素子のような発電機能を有する素子を用いた電源ものであってもよい。
また、機能素子５１は、温度センサー５３の検知温度情報を取得し得るように構成されている。これにより、測定対象部位の温度に関する情報も得ることができる。このような温度に関する情報を用いることにより、測定対象部位の状態をより正確に測定したり、測定対象部位の変化を高精度に予想したりすることができる。
温度センサー５３は、測定対象物であるコンクリート構造物１００の測定対象部位の温度を検知する機能を有する。このような温度センサー５３としては、特に限定されず、例えば、サーミスター、熱電対等の公知の様々な種類の温度センサーを用いることができる。
【００４９】
また、機能素子５１は、通信用回路５４を駆動制御する機能をも有する。例えば、機能素子５１は、第１の電極３と第２の電極４との電位差に関する情報（以下、単に「電位差情報」ともいう）と、測定対象部位のｐＨあるいは塩化物イオン濃度が設定値以下か否かに関する情報（以下、単に「ｐＨ情報」ともいう）とをそれぞれ通信用回路５４に入力する。また、機能素子５１は、温度センサー５３によって検知された温度に関する情報（以下、単に「温度情報」ともいう）も併せて通信用回路５４に入力する。
【００５０】
通信用回路５４は、アンテナ５５に給電する機能（送信機能）を有する。これにより、通信用回路５４は、入力された情報をアンテナ５５を介して無線送信することができる。送信された情報は、コンクリート構造物１００の外部に設けられた受信機（リーダー）で受信される。
この通信用回路５４は、例えば、電磁波を送信するための送信回路、信号を変調する機能を有する変調回路等を有する。なお、通信用回路５４は、信号の周波数を小さく変換する機能を有するダウンコンバータ回路、信号の周波数を大きく変換する機能を有するアップコンバータ回路、信号を増幅する機能を有する増幅回路、電磁波を受信するための受信回路、信号を復調する機能を有する復調回路等を有していてもよい。
【００５１】
また、アンテナ５５は、特に限定されないが、例えば、金属材料、カーボン等で構成され、巻線、薄膜等の形態をなす。
また、機能素子５１は、発振器５６からのクロック信号を取得し得るように構成されている。これにより、各回路の同期をとったり、各種情報に時刻情報を付加したりすることができる。
発振器５６は、特に限定されないが、例えば、水晶振動子を利用した発振回路で構成されている。
以上説明したように構成されたセンサー装置１を用いた測定方法は、第１の電極３および第２の電極４を測定対象物であるコンクリート構造物１００内にそれぞれ埋設し、第１の電極３と第２の電極４との電位差に基づいて、コンクリート構造物１００の状態を測定する。
【００５２】
以下、第１の電極３がＦｅで構成され、第２の電極４がＦｅＡｌで構成されている場合を一例として、センサー装置１の作用を説明する。
打設直後のコンクリート構造物１００において、通常、適切に打設されていれば、コンクリート１０１は強アルカリ性を呈する。そのため、このとき、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の電極３および第２の電極４は、それぞれ、安定な不動態膜を形成する。すなわち、図１０（ａ）に示すように、第１の電極３は、その表面に不動態膜３３が形成され、第２の電極４は、その表面に不動態膜４３が形成される。これにより、第１の電極３および第２の電極４の自然電位がそれぞれ上がっている（貴化している）。その結果、コンクリートの打設直後における第１の電極３と第２の電極４との電位差は小さくなる。
【００５３】
その後、コンクリート構造物１００は、二酸化炭素、酸性雨、排気ガス等の影響により、コンクリート１０１のｐＨが徐々に酸性側に変化していく。
そして、コンクリート１０１のｐＨが９程度にまで下がると、図１０（ｂ）に示すように、第２の電極４は、その不動態膜４３が安定であり、自然電位の変化が少ないものの、第１の電極３は、その不動態膜が崩壊し始め、自然電位が下がる（卑化する）。これにより、第１の電極３と第２の電極４との電位差が大きくなる。
【００５４】
また、コンクリート１０１のｐＨが４程度まで下がると、図１０（ｃ）に示すように、第２の電極４も、その不動態膜が崩壊し始め、自然電位が下がる。このとき、第１の電極３および第２の電極４は、ともに自然電位が下がっているので、第１の電極３と第２の電極４との電位差は、再び小さくなる。なお、このとき、第１の電極３および第２の電極４の腐蝕がそれぞれ進む。
このように、ｐＨが９程度となるタイミングと、ｐＨが４程度となるタイミングとの２つのタイミングで、第１の電極３と第２の電極４との電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位のｐＨが９程度となったこと、および、測定対象部位のｐＨが４程度となったことをそれぞれ高精度に検知することができる。
【００５５】
このような検知結果を利用することにより、コンクリート構造物１００の打設後の品質の経時変化をモニタリングすることができる。そのため、鉄筋１０２が腐蝕する前に、コンクリート１０１の劣化（中性化や塩分侵入）を把握することができる。これにより、鉄筋１０２が腐食する前に、コンクリート構造物１００に塗装や防腐剤混入モルタル等による補修工事を行うことが可能となる。
また、コンクリート構造物１００の打設時に異常があった否かを判断することもできる。そのため、コンクリート構造物１００の初期トラブルを防止し、コンクリート構造物１００の品質を向上させることができる。
【００５６】
以上説明したように第１実施形態のセンサー装置１によれば、第１の電極３および第２の電極４がそれぞれ連続空孔を有する多孔質体で構成されているので、第１の電極３および第２の電極４の表面積をそれぞれ大きくすることができる。そのため、第１の電極３および第２の電極４にそれぞれ付着する水分量を多くすることができる。
また、第１の電極３および第２の電極４の連続空孔（細孔）による毛管凝縮効果により、より低い相対湿度で、第１の電極３上および第２の電極４上にそれぞれ水分を結露させることができる。そのため、第１の電極３上および第２の電極４上に安定して液体の水を存在させることができる。
【００５７】
このようなことから、外部環境の湿度や温度の変化に伴ってコンクリート１０１内の相対湿度が変化しても、第１の電極３上および第２の電極４上の水分量の変動を防止することができる。その結果、外部環境の湿度や温度の変化によって第１の電極３および第２の電極４の自然電位が変動するのを防止し、コンクリート１０１の測定対象部位の状態を高精度に測定することができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図１１は、本発明の第２実施形態に係るセンサー装置の使用状態の一例を示す図、図１２（ａ）は、図１１に示す第１の電極の構成の一例を示す拡大断面図、図１２（ｂ）は、図１１に示す第２の電極の構成の一例を示す拡大断面図である。
【００５９】
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態のセンサー装置は、第１の電極および第２の電極の平面視形状および数が異なるとともに、第１の電極の構造が異なる以外は、第１実施形態のセンサー装置とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６０】
本実施形態のセンサー装置１Ａは、本体２Ａと、その本体２Ａの表面に露出した複数の第１の電極３ａ、３ｂ、３ｃおよび複数の第２の電極４ａ、４ｂ、４ｃとを有する。
本実施形態では、第１の電極３ａ、３ｂ、３ｃおよび第２の電極４ａ、４ｂ、４ｃは、互いに離間して設けられている。また、第１の電極３ａ、３ｂ、３ｃおよび第２の電極４ａ、４ｂ、４ｃは、それぞれ、電極面がコンクリート構造物１００の外表面に対して垂直または略垂直となるように設置されている。
【００６１】
また、複数の第１の電極３ａ、３ｂ、３ｃは、コンクリート構造物１００の外表面からの距離が互いに異なる。具体的には、コンクリート構造物１００の外表面側から内側へ、複数の第１の電極３ａ、３ｂ、３ｃがこの順に並んで設けられている。
同様に、複数の第２の電極４ａ、４ｂ、４ｃは、コンクリート構造物１００の外表面からの距離が互いに異なる。具体的には、コンクリート構造物１００の外表面側から内側へ、複数の第２の電極４ａ、４ｂ、４ｃがこの順に並んで設けられている。
【００６２】
さらに、第１の電極３ａおよび第２の電極４ａは、コンクリート構造物１００の外表面からの距離が互いに等しくなるように設置されている。また、第１の電極３ｂおよび第２の電極４ｂは、コンクリート構造物１００の外表面からの距離が互いに等しくなるように設置されている。第１の電極３ｃおよび第２の電極４ｃは、コンクリート構造物１００の外表面からの距離が互いに等しくなるように設置されている。
このような第１の電極３ａ、３ｂ、３ｃおよび第２の電極４ａ、４ｂ、４ｃでは、第１の電極３ａと第２の電極４ａとが対をなし、第１の電極３ｂと第２の電極４ｂとが対をなし、第１の電極３ｃと第２の電極４ｃとが対をなす。
【００６３】
本実施形態では、センサー装置１Ａは、第１の電極３ａと第２の電極４ａとの電位差、第１の電極３ｂと第２の電極４ｂとの電位差、および、第１の電極３ｃと第２の電極４ｃとの電位差をそれぞれ図示しない機能素子により測定することができるように構成されている。
ここで、第１の電極３ａおよび第２の電極４ａの構成について詳述する。なお、第１の電極３ｂ、３ｃの構成は、それぞれ、第１の電極３ａの構成と同様であり、また、第２の電極４ｂ、４ｃの構成は、それぞれ、第２の電極４ａの構成と同様である。
【００６４】
本実施形態では、図１２（ａ）に示すように、第１の電極３ａは、隣接する空孔３１Ａ同士が連通する連続空孔を有する多孔質体３２Ａで構成されている。この多孔質体３２Ａは、基体３２１と、基体３２１上に設けられ、基体３２１と異なる材料で構成された導体膜３２２とを備える。
このように第１の電極３ａを基体３２１および導体膜３２２で構成することにより、多孔質体を製造することが難しい金属で導体膜３２２（第１の電極３ａの表面付近）を構成することができる。また、第１の電極３を構成する多孔質体の空孔径を導体膜３２２の厚さにより調整することもできる。
【００６５】
このような第１の電極３ａの基体３２１の構成材料としては、導電性を有する材料であればよく、前述した第１の実施形態の第１の電極３の構成材料（第１金属材料）の他、導電性セラミックスを用いることもできる。
また、導体膜３２２の構成材料としては、前述した第１の実施形態の第１の電極３の構成材料（第１金属材料）を用いることができる。
【００６６】
また、このような第１の電極３ａは、例えば、多孔質体である基体３２１を形成し、その基体３２１上に電界メッキ等を用いて導体膜３２２を形成することにより得られる。
特に、導体膜３２２は、測定対象部位の環境変化に伴って、表面に不動態膜を形成するか、または、表面に存在した不動態膜を消失させる金属材料で構成されているのが好ましい。
【００６７】
これにより、測定対象部位のｐＨ変化に伴う不動態膜の有無により第１の電極３ａと第２の電極４ａとの電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位のｐＨが設定値以下か否かを正確に検知することができる。
また、測定対象部位の塩化物イオン濃度変化に伴う不動態膜の消失により第１の電極３ａと第２の電極４ａとの電位差が急峻に変化する。そのため、測定対象部位の塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを正確に検知することもできる。
【００６８】
一方、図１２（ｂ）に示すように、第２の電極４ａは、前述した第１実施形態の第２の電極４と同様、隣接する空孔４１同士が連通する連続空孔を有する多孔質体４２で構成されている。
なお、第２の電極４ａも、第１の電極３ａと同様、基体と、その基体上に設けられた導体膜とを備える多孔質体で構成されていてもよい。
【００６９】
このような第２実施形態に係るセンサー装置１Ａによれば、第１の電極３ａおよび第２の電極４ａの設置環境、第１の電極３ｂおよび第２の電極４ｂの設置環境、および、第１の電極３ｃおよび第２の電極４ｃの設置環境のｐＨがそれぞれ設定値以下か否かを正確に検知することができる。電位差をそれぞれ測定し、そのため、第１の電極３ａ、３ｂ、３ｃおよび第２の電極４ａ、４ｂ、４ｃの設置環境のｐＨが設定値以下か否かを正確に検知することができる。すなわち、コンクリート構造物１００の外表面からの深さが異なる位置でのｐＨがそれぞれ設定値以下か否かを正確に検知することができる。これにより、コンクリート１０１のｐＨが酸性側に変化する速度を知ることができる。そのため、コンクリート構造物１００の中性化（や塩害）の深さ方向への侵入予測を効果的に行うことができる。
【００７０】
以上、本発明のセンサー装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明のセンサー装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、前述した実施形態では第１の電極および第２の電極がそれぞれ基板上に設けられた場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、第１の電極および第２の電極は、例えば、センサー装置の本体の封止樹脂で構成された部分の外表面上に設けてもよい。
【００７１】
また、前述した実施形態では第１の電極および第２の電極がそれぞれ薄膜状をなす場合を例に説明したが、これに限定されず、第１の電極および第２の電極の形状は、それぞれ、例えば、ブロック状、線状等をなしていてもよい。また、前述した実施形態では第１の電極および第２の電極をそれぞれセンサー装置の本体の外表面に沿って設けているが、第１の電極および第２の電極をそれぞれセンサー装置の本体の外表面から突出させてもよい。また、第１の電極および第２の電極の設置位置、大きさ（大小関係）等についても、前述したような測定が可能であれば、前述した実施形態に限定されず、任意である。
【００７２】
また、前述した実施形態では機能素子がＣＰＵ、Ａ／Ｄ変換回路および差動増幅回路を有する場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、機能素子には、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種駆動回路等の他の回路が組み込まれていてもよい。
また、前述した実施形態では第１の電極と第２の電極との電位差に関する情報をアクティブタグ通信により無線送信によりセンサー装置外部へ送信する場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、パッシブタグ通信を用いて情報をセンサー装置の外部へ送信してもよいし、有線により情報をセンサー装置の外部へ送信してもよい。
【００７３】
また、前述した実施形態では機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６を本体２内に収納し、これらを第１の電極３および第２の電極４とともに測定対処物であるコンクリート構造物１００内に埋設する場合を例に説明したが、機能素子５１、電源５２、温度センサー５３、通信用回路５４、アンテナ５５および発振器５６を測定対象物の外部に設けてもよい。
また、前述した実施形態では、第１の電極および第２の電極の双方が多孔質体で構成されている場合を例に説明したが、第１の電極および第２の電極のうちの少なくとも一方の電極が多孔質体で構成されていれば、本発明の効果を奏し得る。
【符号の説明】
【００７４】
１‥‥センサー装置 １Ａ‥‥センサー装置 ２‥‥本体 ２Ａ‥‥本体 ３、３ａ、３ｂ、３ｃ‥‥第１の電極 ４‥‥第２の電極 ７‥‥比較用電極 ２１‥‥基板 ２３‥‥絶縁層 ２４‥‥封止部 ２５‥‥保護膜 ３１、３１Ａ‥‥空孔 ３２、３２Ａ、４２‥‥多孔質体 ３３、４３‥‥不動態膜 ４ａ、４ｂ、４ｃ‥‥第２の電極 ４１‥‥空孔 ５１‥‥機能素子 ５２‥‥電源 ５３‥‥温度センサー ５４‥‥通信用回路 ５５‥‥アンテナ ５６‥‥発振器 ６１‥‥導体部 ６２‥‥導体部 １００‥‥コンクリート構造物 １０１‥‥コンクリート １０２‥‥鉄筋 ２０１、２０２、２０３‥‥演算増幅器 ２４１‥‥開口部 ３２１‥‥基体 ３２２‥‥導体膜 ５１１‥‥ＣＰＵ ５１２‥‥変換回路 ５１３‥‥基板 ５１４‥‥差動増幅回路 ５１４ａ‥‥トランジスタ ５１４ｂ‥‥トランジスタ ５１４ｃ‥‥トランジスタ ５１４ｄ‥‥カレントミラー回路 ５１５ａ、５１５ｂ‥‥層間絶縁膜 ５１６ａ‥‥導体部 ５１６ｂ‥‥導体部 ５１６ｃ‥‥導体部 ５１６ｄ‥‥導体部 ５１６ｅ‥‥導体部 ５１６ｆ‥‥導体部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面付近が、隣接する空孔同士が連通した連続空孔を有する多孔質体で構成された第１の電極と、
前記第１の電極に対して離間して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との電位差を測定する機能を有する機能素子とを有し、
前記機能素子で測定された電位差に基づいて、測定対象部位の状態を測定し得るように構成されたことを特徴とするセンサー装置。
【請求項２】
前記第２の電極は、少なくとも表面付近が、隣接する空孔同士が連通した連続空孔を有する多孔質体で構成されている請求項１に記載のセンサー装置。
【請求項３】
前記第１の電極は、前記測定対象部位の環境変化に伴って、表面に第１の不動態膜を形成するか、または、表面に存在した第１の不動態膜を消失させる第１の金属材料で構成されている請求項２に記載のセンサー装置。
【請求項４】
前記第２の電極は、前記測定対象部位の環境変化に伴って、表面に第２の不動態膜を形成するか、または、表面に存在した第２の不動態膜を消失させる第２の金属材料で構成されている請求項３に記載のセンサー装置。
【請求項５】
前記第１の金属材料および前記第２の金属材料は、それぞれ、鉄または鉄系合金である請求項４に記載のセンサー装置。
【請求項６】
前記第１の電極および前記第２の電極のうちの少なくとも一方の電極は、基体と、前記基体上に設けられ、前記基体と異なる材料で構成された導体膜とを備える請求項２に記載のセンサー装置。
【請求項７】
前記導体膜は、前記測定対象部位の環境変化に伴って、表面に不動態膜を形成するか、または、表面に存在した不動態膜を消失させる金属材料で構成されている請求項６に記載のセンサー装置。
【請求項８】
前記機能素子は、前記第１の電極と前記第２の電極との電位差に基づいて、前記測定対象部位のｐＨあるいは塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを検知する機能をも有する請求項１ないし７のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項９】
アンテナと、前記アンテナに給電する機能を有する通信用回路とを有し、
前記機能素子は、前記通信用回路を駆動制御する機能をも有する請求項１ないし８のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項１】
少なくとも表面付近が、隣接する空孔同士が連通した連続空孔を有する多孔質体で構成された第１の電極と、
前記第１の電極に対して離間して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との電位差を測定する機能を有する機能素子とを有し、
前記機能素子で測定された電位差に基づいて、測定対象部位の状態を測定し得るように構成されたことを特徴とするセンサー装置。
【請求項２】
前記第２の電極は、少なくとも表面付近が、隣接する空孔同士が連通した連続空孔を有する多孔質体で構成されている請求項１に記載のセンサー装置。
【請求項３】
前記第１の電極は、前記測定対象部位の環境変化に伴って、表面に第１の不動態膜を形成するか、または、表面に存在した第１の不動態膜を消失させる第１の金属材料で構成されている請求項２に記載のセンサー装置。
【請求項４】
前記第２の電極は、前記測定対象部位の環境変化に伴って、表面に第２の不動態膜を形成するか、または、表面に存在した第２の不動態膜を消失させる第２の金属材料で構成されている請求項３に記載のセンサー装置。
【請求項５】
前記第１の金属材料および前記第２の金属材料は、それぞれ、鉄または鉄系合金である請求項４に記載のセンサー装置。
【請求項６】
前記第１の電極および前記第２の電極のうちの少なくとも一方の電極は、基体と、前記基体上に設けられ、前記基体と異なる材料で構成された導体膜とを備える請求項２に記載のセンサー装置。
【請求項７】
前記導体膜は、前記測定対象部位の環境変化に伴って、表面に不動態膜を形成するか、または、表面に存在した不動態膜を消失させる金属材料で構成されている請求項６に記載のセンサー装置。
【請求項８】
前記機能素子は、前記第１の電極と前記第２の電極との電位差に基づいて、前記測定対象部位のｐＨあるいは塩化物イオン濃度が設定値以下か否かを検知する機能をも有する請求項１ないし７のいずれかに記載のセンサー装置。
【請求項９】
アンテナと、前記アンテナに給電する機能を有する通信用回路とを有し、
前記機能素子は、前記通信用回路を駆動制御する機能をも有する請求項１ないし８のいずれかに記載のセンサー装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２３７６９６（Ｐ２０１２−２３７６９６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０７９３４（Ｐ２０１１−１０７９３４）
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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