橋梁劣化監視記録装置および橋梁劣化監視記録システム
【目的】
道路橋や線路橋等の橋梁強度の調査費用が膨大になり、さらに橋梁の強度（寿命）を正確に予測できないという問題を解決することを目的としている。
【構成】
道路橋の部材などの変異量を監視記録する目的で制御回路にて発光時間を制御した先鋭な光ビームを照射する送光装置を被監視物に固着し、その光ビームを安定した場所に固定した受光装置にて受光し、上記の受光装置に上記の光ビームを受光する受光素子の列を設けて、光ビームが照射した受光素子の信号出力を増幅した電流によって表面が変色する記録体に記録針を通して供給し、被監視物の変位量を監視、記録することを特徴としている。
道路橋や線路橋等の橋梁強度の調査費用が膨大になり、さらに橋梁の強度（寿命）を正確に予測できないという問題を解決することを目的としている。
【構成】
道路橋の部材などの変異量を監視記録する目的で制御回路にて発光時間を制御した先鋭な光ビームを照射する送光装置を被監視物に固着し、その光ビームを安定した場所に固定した受光装置にて受光し、上記の受光装置に上記の光ビームを受光する受光素子の列を設けて、光ビームが照射した受光素子の信号出力を増幅した電流によって表面が変色する記録体に記録針を通して供給し、被監視物の変位量を監視、記録することを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラック・鉄道等が鉄道橋や道路橋等の橋梁を通過する際に生じる振動の方向と振幅を定期的に監視・記録（記憶）することによって、橋梁の劣化状況を直視的に監視し、定量評価できる橋梁劣化監視記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長年の使用に耐えてきた橋梁の一つである道路橋の強度（寿命）は、その道路橋の建設年次を参考に５０年を経過したものを順次調査し診断していた。従来の方法としては、専門企業の専門家による目視点検が主であった。この目視点検において、クレーン等を用い、大掛かりな作業となっていた。その他の方法としては、道路橋の多くの場所に加速度センサーやひずみ計などを取り付け、これら複数の計測器から多くのデータを取り、それらを専門家（専門企業）が分析予測することにより、補修時期や架け替え時期などを決定していた。
これら大掛かりな装置を用いる作業、そして専門家及び専門会社に依頼しなければならない分析予測を省き、かつ単純に橋梁を監視・記録する必要がある。
【０００３】
図５は、従来技術の特許文献１の構成例を示す図である。
特許文献１では、非接触式振動・変位計測装置であるＭは、計測対象領域に対して照準を定めるレンズ部１１と、計測対象領域にレーザ光を照射する照射部１２と、レーザ光の反射光を受光する受光部１３と、を備える光学系１５と、光学系１５を駆動する駆動部２０と、レンズ部１１によって計測対象領域に照準が定められた時の駆動部２０の制御情報を記憶する記憶部２５と、駆動部２０の制御情報に基づいて照射部１２から照射されるレーザ光の照準を定める照準位置規定部と、照準位置規定部により定められた照準にレーザ光を照射し、計測対象領域の振動又は変位によって生じる反射光の出力の変化を検出する検出部と、反射光の出力の変化に基づいて計測対象領域の変位状態又は振動状態を解析する振動解析部３０とを備えることにより、レーザードップラーを利用し測定の簡易化を図っている。
【０００４】
また、特許文献２では、構造物の振動特性の非接触計測システムにおいて、レーザードップラーを用いる場合、橋梁などの高い箇所を計測対象面とする時、レーザーが反射する面を如何に設定するかが問題となることを解決するために、レーザー光を利用した構造物の振動特性の非接触計測装置に、ペイント弾を着弾させ再帰性反射塗料を付着させることにより非接触計測対象面を形成し、河川橋梁や高所等、従来反射ターゲットとして用いてきた再帰性反射シール等を簡単に貼付できない場所へ迅速にかつ的確に非接触計測対象面を形成することができ、振動測定による構造物検査作業の効率化と安全性を向上させている。更に、構造物の振動を長距離非接触測定できる新しいシステムであるＵドップラー装置から照射されたレーザー光は、再帰性反射が行われるので、その再帰性反射したレーザー光をＵドップラー装置で的確に検出することができ、正確な非接触計測を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０９８９９号公報
【特許文献２】特開２００８−２８１４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の方法では道路橋の強度調査費用が膨大になってしまうことや道路橋の強度（寿命）を正確に予測できないなどの問題があった。また、財政難のために寿命のきた道路橋を見逃してしまい、補修工事が遅延したり、架け替え工事も実施できないなど、人命に係わる大きな問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
道路橋の部材などの変異量を監視記録する目的で制御回路にて発光時間を制御した先鋭な光ビームを照射する送光装置を被監視物に固着し、その光ビームを安定した場所に固定した受光装置にて受光し、上記の受光装置に上記の光ビームを受光する受光素子の列を設けて、光ビームが照射した受光素子の信号出力を増幅した電流によって表面が変色する記録体に記録針を通して供給し、被監視物の変位量を監視、記録することを特徴としている。
【０００８】
また、受光装置を被監視物に固着し、送光装置を固定場所に設置するように設置場所の変更が可能としている。
【０００９】
さらに、蓄電池（バッテリー）を搭載または別置きして、ＡＣ１００Ｖ電源が供給されないところでも使用可能となっている。
【００１０】
また更に、無線ＬＡＮカードを搭載し、無線通信機能をもたせ採取データの無線送信が可能としている。
【発明の効果】
【００１１】
今回の道路橋の劣化の自動監視装置を用いて、道路橋の数箇所の振動の方向と振動の振幅データを毎年定期的に採取し、そのデータの経年における変化の度合いを直視的に確認・分析することで道路橋の劣化の度合いを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の送光部の構成を説明する図。
【図２】この発明の受光部の構成を説明する図。
【図３】送光部から放射された光ビームを受光部にて、電気信号として得る経路を説明する図。
【図４】変位量の一例を示す図。
【図５】従来技術の一例を示す図。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明を含む送光装置の要部を示す。
１−１は振動を受けて変位する、例えば橋梁（きょうりょう）の部材のような被監視物で、１−２は発光体で、１−３に示す発光制御回路によって、後述のように発光の休止時間と開始時間と、発光に必要な電力を供給する時間が制御される。
【００１４】
１−４は集光器で発光体１−２の光ビーム１−５を収束し、後述する図２にて示す受光装置を指向する光ビーム１−５を発射する。
発光制御回路の出力１−６は、後述する受光装置（図２）の動作を自動的に操作する信号を送り出す。
【００１５】
図２は受光装置で図１にて示した送光装置が発射した光ビーム１−５を受光装置の容器２−２にて収納した受光素子の列２−４にて受光する。
受光素子の容器２−２の内部は、反射防止加工２−３が施してあり、光ビーム１−５以外の光が受光素子の列２−４に入射しないようにしてある。
受光素子の列２−４は、例えばフォトダイオードを変位量の変化が区別（認識）できる程度の間隔で配列したもので、上記のフォトダイオードの間隔は後述する図４にて示す変位量の記録にて説明する。
【００１６】
信号出力２−５は、上記フォトダイオードの出力電流を増幅し、記録信号ケーブル２−６によって、変位量の記録（図４）の説明に示した記録針の列４−１に供給する。
【００１７】
図３は光ビーム１−５から電気信号を得る経路を示す。
受光素子の列２−４の信号出力２−５は増幅回路の列３−３に供給され、増幅されて、記録信号のケーブル２−６をとおって、記録電気信号の列３−７として、記録針の列４−１に供給される。
本実施例では、記録面３−８を記録紙としている。
記録基板３−５の表面には記録面３−８の表面に電流を流すことによって変色する物質が付着しており、後述のように光ビーム１−５を受光した位置に変色像を作る。
３−２は、受光素子の列２−４が光ビーム１−５を電気信号に変換するために必要な電力を受光素子の列２−４に供給するための受光素子の電源である。
また、３−４は、受光素子の列から出力された信号出力２−５を増幅して、記録面３−８に接触できるように配列した記録針の列３−６と、信号出力２−５が供給される増幅回路の列３−３とに必要な電力を供給するための記録用電源である。
【００１８】
図４は変位量の記録例４−４と記録面の送り方向４−３などを示す。記録針の列４−１に記録信号のケーブル２−６から伝送される記録電気信号の列３−７の電流によって記録面３−８が変色される。記録面３−８には変位量の目盛４−２と光ビーム１−５の記録を開始する時間マーク４−６と記録休止のマーク４−７を発光制御回路１−３の制御信号に従って作図する。
記録面３−８は、矢印（←―）にて示した記録面の送り方向に進められる。
上記のような動作で変位量の記録例４−４に例示したような光ビーム１−５の変位量が記録される。
【００１９】
記録面３−８は、記録紙を例としているが、図３における３−５乃至３−８の構成を変更（改良）することにより、陰極線管（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ、ブラウン管）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の一般的な表示器にすることも可能である。
【００２０】
本実施例において、監視及び記録する方向を変更する場合には、受光装置の設定角度を予定（予測）される光ビームの変位の方向に合致するように設置すればよい。
【００２１】
また、本実施例において、監視及び記録の密度を向上させるためには、より尖鋭な光ビームを用い、受光素子の列の受光素子の配置の間隔を縮小すればよい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラック・鉄道等が鉄道橋や道路橋等の橋梁を通過する際に生じる振動の方向と振幅を定期的に監視・記録（記憶）することによって、橋梁の劣化状況を直視的に監視し、定量評価できる橋梁劣化監視記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長年の使用に耐えてきた橋梁の一つである道路橋の強度（寿命）は、その道路橋の建設年次を参考に５０年を経過したものを順次調査し診断していた。従来の方法としては、専門企業の専門家による目視点検が主であった。この目視点検において、クレーン等を用い、大掛かりな作業となっていた。その他の方法としては、道路橋の多くの場所に加速度センサーやひずみ計などを取り付け、これら複数の計測器から多くのデータを取り、それらを専門家（専門企業）が分析予測することにより、補修時期や架け替え時期などを決定していた。
これら大掛かりな装置を用いる作業、そして専門家及び専門会社に依頼しなければならない分析予測を省き、かつ単純に橋梁を監視・記録する必要がある。
【０００３】
図５は、従来技術の特許文献１の構成例を示す図である。
特許文献１では、非接触式振動・変位計測装置であるＭは、計測対象領域に対して照準を定めるレンズ部１１と、計測対象領域にレーザ光を照射する照射部１２と、レーザ光の反射光を受光する受光部１３と、を備える光学系１５と、光学系１５を駆動する駆動部２０と、レンズ部１１によって計測対象領域に照準が定められた時の駆動部２０の制御情報を記憶する記憶部２５と、駆動部２０の制御情報に基づいて照射部１２から照射されるレーザ光の照準を定める照準位置規定部と、照準位置規定部により定められた照準にレーザ光を照射し、計測対象領域の振動又は変位によって生じる反射光の出力の変化を検出する検出部と、反射光の出力の変化に基づいて計測対象領域の変位状態又は振動状態を解析する振動解析部３０とを備えることにより、レーザードップラーを利用し測定の簡易化を図っている。
【０００４】
また、特許文献２では、構造物の振動特性の非接触計測システムにおいて、レーザードップラーを用いる場合、橋梁などの高い箇所を計測対象面とする時、レーザーが反射する面を如何に設定するかが問題となることを解決するために、レーザー光を利用した構造物の振動特性の非接触計測装置に、ペイント弾を着弾させ再帰性反射塗料を付着させることにより非接触計測対象面を形成し、河川橋梁や高所等、従来反射ターゲットとして用いてきた再帰性反射シール等を簡単に貼付できない場所へ迅速にかつ的確に非接触計測対象面を形成することができ、振動測定による構造物検査作業の効率化と安全性を向上させている。更に、構造物の振動を長距離非接触測定できる新しいシステムであるＵドップラー装置から照射されたレーザー光は、再帰性反射が行われるので、その再帰性反射したレーザー光をＵドップラー装置で的確に検出することができ、正確な非接触計測を実施している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０９８９９号公報
【特許文献２】特開２００８−２８１４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の方法では道路橋の強度調査費用が膨大になってしまうことや道路橋の強度（寿命）を正確に予測できないなどの問題があった。また、財政難のために寿命のきた道路橋を見逃してしまい、補修工事が遅延したり、架け替え工事も実施できないなど、人命に係わる大きな問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
道路橋の部材などの変異量を監視記録する目的で制御回路にて発光時間を制御した先鋭な光ビームを照射する送光装置を被監視物に固着し、その光ビームを安定した場所に固定した受光装置にて受光し、上記の受光装置に上記の光ビームを受光する受光素子の列を設けて、光ビームが照射した受光素子の信号出力を増幅した電流によって表面が変色する記録体に記録針を通して供給し、被監視物の変位量を監視、記録することを特徴としている。
【０００８】
また、受光装置を被監視物に固着し、送光装置を固定場所に設置するように設置場所の変更が可能としている。
【０００９】
さらに、蓄電池（バッテリー）を搭載または別置きして、ＡＣ１００Ｖ電源が供給されないところでも使用可能となっている。
【００１０】
また更に、無線ＬＡＮカードを搭載し、無線通信機能をもたせ採取データの無線送信が可能としている。
【発明の効果】
【００１１】
今回の道路橋の劣化の自動監視装置を用いて、道路橋の数箇所の振動の方向と振動の振幅データを毎年定期的に採取し、そのデータの経年における変化の度合いを直視的に確認・分析することで道路橋の劣化の度合いを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の送光部の構成を説明する図。
【図２】この発明の受光部の構成を説明する図。
【図３】送光部から放射された光ビームを受光部にて、電気信号として得る経路を説明する図。
【図４】変位量の一例を示す図。
【図５】従来技術の一例を示す図。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明を含む送光装置の要部を示す。
１−１は振動を受けて変位する、例えば橋梁（きょうりょう）の部材のような被監視物で、１−２は発光体で、１−３に示す発光制御回路によって、後述のように発光の休止時間と開始時間と、発光に必要な電力を供給する時間が制御される。
【００１４】
１−４は集光器で発光体１−２の光ビーム１−５を収束し、後述する図２にて示す受光装置を指向する光ビーム１−５を発射する。
発光制御回路の出力１−６は、後述する受光装置（図２）の動作を自動的に操作する信号を送り出す。
【００１５】
図２は受光装置で図１にて示した送光装置が発射した光ビーム１−５を受光装置の容器２−２にて収納した受光素子の列２−４にて受光する。
受光素子の容器２−２の内部は、反射防止加工２−３が施してあり、光ビーム１−５以外の光が受光素子の列２−４に入射しないようにしてある。
受光素子の列２−４は、例えばフォトダイオードを変位量の変化が区別（認識）できる程度の間隔で配列したもので、上記のフォトダイオードの間隔は後述する図４にて示す変位量の記録にて説明する。
【００１６】
信号出力２−５は、上記フォトダイオードの出力電流を増幅し、記録信号ケーブル２−６によって、変位量の記録（図４）の説明に示した記録針の列４−１に供給する。
【００１７】
図３は光ビーム１−５から電気信号を得る経路を示す。
受光素子の列２−４の信号出力２−５は増幅回路の列３−３に供給され、増幅されて、記録信号のケーブル２−６をとおって、記録電気信号の列３−７として、記録針の列４−１に供給される。
本実施例では、記録面３−８を記録紙としている。
記録基板３−５の表面には記録面３−８の表面に電流を流すことによって変色する物質が付着しており、後述のように光ビーム１−５を受光した位置に変色像を作る。
３−２は、受光素子の列２−４が光ビーム１−５を電気信号に変換するために必要な電力を受光素子の列２−４に供給するための受光素子の電源である。
また、３−４は、受光素子の列から出力された信号出力２−５を増幅して、記録面３−８に接触できるように配列した記録針の列３−６と、信号出力２−５が供給される増幅回路の列３−３とに必要な電力を供給するための記録用電源である。
【００１８】
図４は変位量の記録例４−４と記録面の送り方向４−３などを示す。記録針の列４−１に記録信号のケーブル２−６から伝送される記録電気信号の列３−７の電流によって記録面３−８が変色される。記録面３−８には変位量の目盛４−２と光ビーム１−５の記録を開始する時間マーク４−６と記録休止のマーク４−７を発光制御回路１−３の制御信号に従って作図する。
記録面３−８は、矢印（←―）にて示した記録面の送り方向に進められる。
上記のような動作で変位量の記録例４−４に例示したような光ビーム１−５の変位量が記録される。
【００１９】
記録面３−８は、記録紙を例としているが、図３における３−５乃至３−８の構成を変更（改良）することにより、陰極線管（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ、ブラウン管）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の一般的な表示器にすることも可能である。
【００２０】
本実施例において、監視及び記録する方向を変更する場合には、受光装置の設定角度を予定（予測）される光ビームの変位の方向に合致するように設置すればよい。
【００２１】
また、本実施例において、監視及び記録の密度を向上させるためには、より尖鋭な光ビームを用い、受光素子の列の受光素子の配置の間隔を縮小すればよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路橋の部材などの変異量を監視記録する目的で制御回路にて発光時間を制御した先鋭な光ビームを照射する送光装置を被監視物に固着し、その光ビームを安定した場所に固定した受光装置にて受光し、上記の受光装置に上記の光ビームを受光する受光素子の列を設けて、光ビームが照射した受光素子の信号出力を増幅した電流によって表面が変色する記録体に記録針を通して供給し、被監視物の変位量を監視、記録することを特徴とする橋梁劣化監視記録装置。
【請求項２】
受光装置を被監視物に固着し、送光装置を固定場所に設置するように設置場所の変更を可能とすることを特徴とする請求項１記載の橋梁劣化監視記録装置。
【請求項３】
蓄電池（バッテリー）を搭載または別置きにすることにより、ＡＣ１００Ｖ電源が供給されないところでも使用可能とすることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の橋梁劣化監視記録装置。
【請求項４】
無線ＬＡＮカードを搭載し、無線通信機能をもたせ採取データを無線送信できることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の橋梁劣化監視記録装置。
【請求項５】
被監視物の監視記録装置から無線送信された複数の採取データを遠隔地で受信し、その採取データを集約して表示し集中監視ができる橋梁劣化監視記録装置及び橋梁劣化監視記録システム。
【請求項１】
道路橋の部材などの変異量を監視記録する目的で制御回路にて発光時間を制御した先鋭な光ビームを照射する送光装置を被監視物に固着し、その光ビームを安定した場所に固定した受光装置にて受光し、上記の受光装置に上記の光ビームを受光する受光素子の列を設けて、光ビームが照射した受光素子の信号出力を増幅した電流によって表面が変色する記録体に記録針を通して供給し、被監視物の変位量を監視、記録することを特徴とする橋梁劣化監視記録装置。
【請求項２】
受光装置を被監視物に固着し、送光装置を固定場所に設置するように設置場所の変更を可能とすることを特徴とする請求項１記載の橋梁劣化監視記録装置。
【請求項３】
蓄電池（バッテリー）を搭載または別置きにすることにより、ＡＣ１００Ｖ電源が供給されないところでも使用可能とすることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の橋梁劣化監視記録装置。
【請求項４】
無線ＬＡＮカードを搭載し、無線通信機能をもたせ採取データを無線送信できることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の橋梁劣化監視記録装置。
【請求項５】
被監視物の監視記録装置から無線送信された複数の採取データを遠隔地で受信し、その採取データを集約して表示し集中監視ができる橋梁劣化監視記録装置及び橋梁劣化監視記録システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１２２８２４（Ｐ２０１１−１２２８２４Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７８１５０（Ｐ２００９−２７８１５０）
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【出願人】（０００００１１７７）株式会社光電製作所 (32)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【出願人】（０００００１１７７）株式会社光電製作所 (32)
【Ｆターム（参考）】
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