JP6593049B2 - Monitoring tag - Google Patents
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Description
本発明は、モニタリングタグに関する。 The present invention relates to a monitoring tag.
一般に、コンクリート又は樹脂等の材料で形成した構造物は、風雨及び日光等に曝され、経年変化（経時変化）により、構造物にひび割れが生じたり、構造物の内部又は表面の化学的性質が変化したりし、構造物に要求されていた機能が低下する場合がある。特に、コンクリートで形成した構造物が風雨又は日光等に曝されると、中性化又は塩害の進行により構造物の強度等が低下する。
そこで、そのような構造物の内部又は表面の所定の変化状態を把握することが望まれており、近年、ＩＤ（IDentification）情報を埋め込んだＲＦ（Radio Frequency）タグ（以下、RFIDタグという）を、非破壊検査又は品質管理等の用途に応用する技術が各種開発されている。
In general, a structure formed of a material such as concrete or resin is exposed to wind and rain, sunlight, etc., and the structure is cracked due to aging (aging), and the chemical properties of the interior or surface of the structure are Or the function required for the structure may deteriorate. In particular, when a structure formed of concrete is exposed to wind, rain, sunlight, or the like, the strength or the like of the structure decreases due to the progress of neutralization or salt damage.
Therefore, it is desired to grasp the predetermined change state of the inside or the surface of such a structure. In recent years, an RF (Radio Frequency) tag (hereinafter referred to as an RFID tag) in which ID (IDentification) information is embedded is desired. Various technologies have been developed for applications such as nondestructive inspection or quality control.
例えば、特許文献１には、コンクリートで形成した構造物の測定対象を構造物全体の広域に亘って、しかも専門家を必要とせず、簡素な方法でコンクリートの所定の変化状態を把握する非破壊検査方法を開示している。すなわち、特許文献１に記載の非破壊検査方法は、コンクリート中に少なくとも２本の電気絶縁鉄筋を電極として配筋し、各電極にリード線により導電することでインピーダンス等の電気的特性値を装置で定期的に測定することにより、コンクリートの所定の変化状態を把握することを含む。
また、特許文献２には、コンクリート構造物内に埋設されたセンサ（ｐＨセンサや温度センサ等）と、RFIDタグを用いてコンクリート構造物の品質管理を行う技術が開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses a non-destructive method for grasping a predetermined change state of a concrete by a simple method without requiring an expert to measure a structure formed of concrete over a wide area of the entire structure. An inspection method is disclosed. That is, the nondestructive inspection method described in Patent Document 1 arranges at least two electrical insulation reinforcing bars as electrodes in concrete and conducts electrical characteristics such as impedance by conducting each lead with a lead wire. It includes grasping a predetermined change state of concrete by periodically measuring at.
Patent Document 2 discloses a technique for quality control of a concrete structure using a sensor (pH sensor, temperature sensor, etc.) embedded in the concrete structure and an RFID tag.
しかし、特許文献１に記載の非破壊検査方法では、検査の度に、電気絶縁鉄筋から延在し、構造物の表面に出ている測定用電極を測定器と結線する等の手間を要し、簡易に、所定の変化状態の監視（以下、モニタリングという）をすることができない。また、特許文献１に記載の腐食環境センサはサイズが大きくかさ張るため、小型化が望まれる。
特許文献２の技術を用いてモニタリングシステムを構築するためには、RFIDタグの設置作業の他に、RFIDタグの端子にセンサを接続する作業が必要となり、モニタリングシステムの構築に手間がかかるという問題があった。
そこで、本発明の課題は、モニタリング対象物を非破壊で容易に所定の変化状態を把握することができるモニタリングタグを提供することにある。
However, in the nondestructive inspection method described in Patent Document 1, it takes time and labor to connect the measuring electrode extending from the electrically insulated reinforcing bar and appearing on the surface of the structure to the measuring instrument every time it is inspected. Therefore, it is not possible to easily monitor a predetermined change state (hereinafter referred to as monitoring). Further, since the corrosive environment sensor described in Patent Document 1 is large and bulky, downsizing is desired.
In order to construct a monitoring system using the technology of Patent Document 2, in addition to the RFID tag installation work, it is necessary to work to connect a sensor to the RFID tag terminal, which takes time to construct the monitoring system. was there.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a monitoring tag that can easily grasp a predetermined change state of a monitoring target object in a non-destructive manner.
本発明者らは、モニタリング対象物が所定の健全状態から所定の変化をしたときに、モニタリング対象物に設置されたモニタリングタグの機能が停止するようにすれば、モニタリング対象物が所定の変化をしたか否かを判断することができることを見出し、以下の発明をした。 If the monitoring target installed in the monitoring target stops when the monitoring target has changed from a predetermined healthy state, the present inventors will change the monitoring target. It was found that it was possible to judge whether or not, and the following invention was made.
［１］モニタリング対象物に設置してモニタリング対象物の状態を監視するモニタリングタグであって、
ＩＣチップ、内蔵ＩＣアンテナ、及び前記ＩＣチップと前記内蔵ＩＣアンテナとを電気的に接続する内蔵回路を有するＲＦＩＤタグと、
前記モニタリング対象物の外部からの電波を送受信する送受信アンテナと、
前記内蔵ＩＣアンテナと前記送受信アンテナとを電気的に接続する接続回路と、を備え、
前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが刺激応答性金属Ａからなる部位を有する、モニタリングタグ。
［２］前記刺激応答性金属Ａが腐食性金属である、上記［１］に記載のモニタリングタグ。
［３］前記刺激応答性金属Ａからなる部位の少なくとも一部の厚みが１．５μｍ〜５００μｍ及び幅が１．５μｍ〜１０ｍｍである、上記［１］又は［２］に記載のモニタリングタグ。
［４］モニタリング対象物に設置してモニタリング対象物の状態を監視するモニタリングタグであって、
ＩＣチップ、内蔵ＩＣアンテナ、及び前記ＩＣチップと前記内蔵ＩＣアンテナとを電気的に接続する内蔵回路を有するＲＦＩＤタグと、
前記モニタリング対象物の外部からの電波を送受信する送受信アンテナと、
前記内蔵ＩＣアンテナと前記送受信アンテナとを電気的に接続する接続回路と、を備え、
前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが、刺激応答性金属Ｂからなる層と、該刺激応答性金属Ｂよりも刺激応答性の高い刺激応答性金属Ｃからなる層とから形成される２層構造部位を有している、モニタリングタグ。
［５］前記刺激応答性金属Ｂ及びＣがいずれも腐食性金属である、上記［４］に記載のモニタリングタグ。
［６］前記２層構造部位において、刺激応答性金属Ｂからなる層の厚みが１．５μｍ〜１０μｍ及び幅が１．５μｍ〜１０ｍｍであり、２層の厚みの合計が１．５μｍ〜５００μｍ及び幅が１．５μｍ〜１０ｍｍである、上記［４］又は［５］に記載のモニタリングタグ。
［７］鉄筋コンクリートに設置して鉄筋コンクリートの状態を監視するモニタリングタグであって、
ＩＣチップ、内蔵ＩＣアンテナ、及び前記ＩＣチップと前記内蔵ＩＣアンテナとを電気的に接続する内蔵回路を有するＲＦＩＤタグと、
前記モニタリング対象物の外部からの電波を送受信する送受信アンテナと、
前記内蔵ＩＣアンテナと前記送受信アンテナとを電気的に接続する接続回路と、を備え、
前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが、ｐＨ１１以下の環境下でのみ腐食し得る刺激応答性金属Ｄから形成されてなる上層と、ｐＨ８以上の環境下でのみ腐食し得る刺激応答性金属Ｅから形成されてなる下層とから形成される２層構造部位を有しており、且つ、該２層構造部位において、刺激応答性金属Ｄから形成されてなる層（上層）の厚みが１０ｎｍ〜１００μｍ及び幅が１．５μｍ〜１０ｍｍであり、２層の厚みの合計が１．５μｍ〜５００μｍ及び幅が１．５μｍ〜１０ｍｍである、モニタリングタグ。
［８］前記刺激応答性金属Ｄが、鉄、ＳＵＳ又はＳＰＣＣであり、前記刺激応答性金属Ｅが、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、ニッケル、銅又はＳＵＳである、上記［７］に記載のモニタリングタグ。
[1] A monitoring tag that is installed on a monitoring object and monitors the state of the monitoring object,
An RFID chip having an IC chip, a built-in IC antenna, and a built-in circuit for electrically connecting the IC chip and the built-in IC antenna;
A transmitting and receiving antenna for transmitting and receiving radio waves from outside the monitoring object;
A connection circuit that electrically connects the built-in IC antenna and the transmission / reception antenna;
The monitoring tag which has a site | part which at least 1 chosen from the circuit in the said IC chip, the said built-in IC antenna, the said built-in circuit, the said transmission / reception antenna, and the said connection circuit consists of the stimulus responsive metal A.
[2] The monitoring tag according to [1], wherein the stimulus-responsive metal A is a corrosive metal.
[3] The monitoring tag according to [1] or [2], wherein a thickness of at least a part of the portion made of the stimulus-responsive metal A is 1.5 μm to 500 μm and a width is 1.5 μm to 10 mm.
[4] A monitoring tag that is installed on a monitoring object and monitors the state of the monitoring object,
An RFID chip having an IC chip, a built-in IC antenna, and a built-in circuit for electrically connecting the IC chip and the built-in IC antenna;
A transmitting and receiving antenna for transmitting and receiving radio waves from outside the monitoring object;
A connection circuit that electrically connects the built-in IC antenna and the transmission / reception antenna;
At least one selected from the group consisting of a circuit in the IC chip, the built-in IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit includes a layer made of a stimulus-responsive metal B, and the stimulus-responsive metal B A monitoring tag having a two-layer structure portion formed from a layer made of a stimulus-responsive metal C having a high stimulus-responsive property.
[5] The monitoring tag according to [4], wherein the stimulus-responsive metals B and C are both corrosive metals.
[6] In the two-layer structure part, the thickness of the layer made of the stimulus-responsive metal B is 1.5 μm to 10 μm and the width is 1.5 μm to 10 mm, and the total thickness of the two layers is 1.5 μm to 500 μm The monitoring tag according to [4] or [5] above, wherein the width is 1.5 μm to 10 mm.
[7] A monitoring tag installed on reinforced concrete to monitor the state of reinforced concrete,
An RFID chip having an IC chip, a built-in IC antenna, and a built-in circuit for electrically connecting the IC chip and the built-in IC antenna;
A transmitting and receiving antenna for transmitting and receiving radio waves from outside the monitoring object;
A connection circuit that electrically connects the built-in IC antenna and the transmission / reception antenna;
At least one selected from the group consisting of a circuit in the IC chip, the built-in IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit is formed from a stimulus-responsive metal D that can corrode only in an environment of pH 11 or less. A two-layer structure portion formed from an upper layer formed and a lower layer formed from a stimulus-responsive metal E that can corrode only in an environment of pH 8 or higher, and in the two-layer structure portion The thickness of the layer (upper layer) formed from the stimuli-responsive metal D is 10 nm to 100 μm and the width is 1.5 μm to 10 mm, and the total thickness of the two layers is 1.5 μm to 500 μm and the width is 1.5 μm. A monitoring tag that is -10 mm.
[8] The monitoring tag according to [7], wherein the stimulus-responsive metal D is iron, SUS, or SPCC, and the stimulus-responsive metal E is aluminum, zinc, magnesium, nickel, copper, or SUS. .
本発明のモニタリングタグによれば、モニタリング対象物が所定の変化をしたときに、モニタリングタグの外側からリーダ又はリーダライタを用いて送受信アンテナを介してＩＣチップとの通信を試みることにより、モニタリング対象物が、所定の変化をしたか否かを判断することができる。このため、本発明によれば、モニタリング対象物を非破壊で容易に所定の変化状態を把握することができるモニタリングタグを提供することができる。 According to the monitoring tag of the present invention, when the monitoring object changes in a predetermined manner, the monitoring object can be monitored by attempting to communicate with the IC chip via the transmission / reception antenna from the outside of the monitoring tag using a reader or a reader / writer. It can be determined whether the object has undergone a predetermined change. For this reason, according to this invention, the monitoring tag which can grasp | ascertain a predetermined change state easily without destroying a monitoring target object can be provided.
本発明の一態様は、
（Ｉ）モニタリング対象物に設置してモニタリング対象物の状態を監視するモニタリングタグであって、
ＩＣチップ、内蔵ＩＣアンテナ、及び前記ＩＣチップと前記内蔵ＩＣアンテナとを電気的に接続する内蔵回路を有するＲＦＩＤタグと、
前記モニタリング対象物の外部からの電波を送受信する送受信アンテナと、
前記内蔵ＩＣアンテナと前記送受信アンテナとを電気的に接続する接続回路と、を備え、
前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが刺激応答性金属Ａからなる部位を有する、モニタリングタグである。以下、これを態様（Ｉ）と称する。
One embodiment of the present invention provides:
(I) a monitoring tag that is installed on a monitoring object and monitors the state of the monitoring object;
An RFID chip having an IC chip, a built-in IC antenna, and a built-in circuit for electrically connecting the IC chip and the built-in IC antenna;
A transmitting and receiving antenna for transmitting and receiving radio waves from outside the monitoring object;
A connection circuit that electrically connects the built-in IC antenna and the transmission / reception antenna;
It is a monitoring tag which has a site | part which at least 1 selected from the group which consists of the circuit in the said IC chip, the said built-in IC antenna, the said built-in circuit, the said transmission / reception antenna, and the said connection circuit consists of the stimulus responsive metal A. Hereinafter, this is referred to as aspect (I).
本発明の別の一態様は、
（II）モニタリング対象物に設置してモニタリング対象物の状態を監視するモニタリングタグであって、
ＩＣチップ、内蔵ＩＣアンテナ、及び前記ＩＣチップと前記内蔵ＩＣアンテナとを電気的に接続する内蔵回路を有するＲＦＩＤタグと、
前記モニタリング対象物の外部からの電波を送受信する送受信アンテナと、
前記内蔵ＩＣアンテナと前記送受信アンテナとを電気的に接続する接続回路と、を備え、
前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが、刺激応答性金属Ｂからなる層と、該刺激応答性金属Ｂよりも刺激応答性の高い刺激応答性金属Ｃからなる層とから形成される２層構造部位を有している、モニタリングタグである。以下、これを態様（II）と称する。
Another aspect of the present invention is:
(II) A monitoring tag that is installed on a monitoring object and monitors the state of the monitoring object,
An RFID chip having an IC chip, a built-in IC antenna, and a built-in circuit for electrically connecting the IC chip and the built-in IC antenna;
A transmitting and receiving antenna for transmitting and receiving radio waves from outside the monitoring object;
A connection circuit that electrically connects the built-in IC antenna and the transmission / reception antenna;
At least one selected from the group consisting of a circuit in the IC chip, the built-in IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit includes a layer made of a stimulus-responsive metal B, and the stimulus-responsive metal B Is a monitoring tag having a two-layer structure portion formed of a layer made of a stimulus-responsive metal C having a high stimulus-responsiveness. Hereinafter, this is referred to as embodiment (II).
本発明のさらに別の一態様は、
（III）鉄筋コンクリートに設置して鉄筋コンクリートの状態を監視するモニタリングタグであって、
ＩＣチップ、内蔵ＩＣアンテナ、及び前記ＩＣチップと前記内蔵ＩＣアンテナとを電気的に接続する内蔵回路を有するＲＦＩＤタグと、
前記モニタリング対象物の外部からの電波を送受信する送受信アンテナと、
前記内蔵ＩＣアンテナと前記送受信アンテナとを電気的に接続する接続回路と、を備え、
前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが、ｐＨ１１以下の環境下でのみ腐食し得る刺激応答性金属Ｄから形成されてなる上層と、ｐＨ８以上の環境下でのみ腐食し得る刺激応答性金属Ｅから形成されてなる下層とから形成される２層構造部位を有しており、且つ、該２層構造部位において、刺激応答性金属Ｄから形成されてなる層（上層）の厚みが１０ｎｍ〜１００μｍ及び幅が１．５μｍ〜１０ｍｍであり、２層の厚みの合計が１．５μｍ〜５００μｍ及び幅が１．５μｍ〜１０ｍｍである、モニタリングタグである。以下、これを態様（III）と称する。
Still another aspect of the present invention provides:
(III) A monitoring tag installed on reinforced concrete to monitor the state of reinforced concrete,
An RFID chip having an IC chip, a built-in IC antenna, and a built-in circuit for electrically connecting the IC chip and the built-in IC antenna;
A transmitting and receiving antenna for transmitting and receiving radio waves from outside the monitoring object;
A connection circuit that electrically connects the built-in IC antenna and the transmission / reception antenna;
At least one selected from the group consisting of a circuit in the IC chip, the built-in IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit is formed from a stimulus-responsive metal D that can corrode only in an environment of pH 11 or less. A two-layer structure portion formed from an upper layer formed and a lower layer formed from a stimulus-responsive metal E that can corrode only in an environment of pH 8 or higher, and in the two-layer structure portion The thickness of the layer (upper layer) formed from the stimuli-responsive metal D is 10 nm to 100 μm and the width is 1.5 μm to 10 mm, and the total thickness of the two layers is 1.5 μm to 500 μm and the width is 1.5 μm. It is a monitoring tag which is 10 mm. Hereinafter, this is referred to as embodiment (III).
本発明のモニタリングタグにおいては、後述する様に、前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つは、電気的な接続を切断されることが可能である。これによって、モニタリングが可能となる。なお、「電気的な接続」については後述する。 In the monitoring tag of the present invention, as will be described later, at least one selected from the group consisting of a circuit in the IC chip, the built-in IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit is electrically The connection can be disconnected. This enables monitoring. The “electrical connection” will be described later.
ここで、電気的な接続を切断されるメカニズムは次のとおりである。
まず、上記態様（Ｉ）においては、前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが刺激応答性金属Ａからなる部位を有することが、該メカニズムに関与する。
上記態様（II）においては、前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが、刺激応答性金属Ｂからなる層と、該刺激応答性金属Ｂよりも刺激応答性の高い刺激応答性金属Ｃからなる層とから形成される２層構造部位を有していることが、該メカニズムに関与する。
上記態様（III）においては、前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが、ｐＨ１１以下の環境下でのみ腐食し得る刺激応答性金属Ｄから形成されてなる上層と、ｐＨ８以上の環境下でのみ腐食し得る刺激応答性金属Ｅから形成されてなる下層とから形成される２層構造部位を有しており、且つ、該２層構造部位において、刺激応答性金属Ｄから形成されてなる層（上層）の厚みが１０ｎｍ〜１００μｍ及び幅が１．５μｍ〜１０ｍｍであり、２層の厚みの合計が１．５μｍ〜５００μｍ及び幅が１．５μｍ〜１０ｍｍであることが、該メカニズムに関与する。なお、本発明において、「幅」とは、長尺方向に対して垂直方向の長さを意味する。
従来のRFIDタグは刺激が生じ得る環境下での使用は考慮されていなかったが、本発明においては、刺激が生じ得る環境下での使用を目的としており、前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路を形成する金属を、あえて刺激応答性金属とすることによって、モニタリング対象物の環境が変化したときに、環境の変化に伴って生じる刺激［例えば、ｐＨの変化、塩害（塩化物イオン（Ｃｌ−）の増加又は減少）、温度変化、硫化化合物（硫化水素イオン、硫酸等）、酸（硝酸、塩酸、リン酸等）、塩基（苛性ソーダ等）、亜硫酸ガス等］の影響を受け易くし、その刺激によって当該刺激応答性金属の状態が優先的に変化（例えば腐食等）し、電気的な接続が切断される（断線する）態様となっている。
なお、上記の酸の影響及び塩基の影響は、いずれも、ｐＨの変化の影響に含まれ得る。ｐＨの変化には、例えば鉄筋コンクリートにおける二酸化炭素（ＣＯ２）による中性化等も含まれる。
Here, the mechanism for disconnecting the electrical connection is as follows.
First, in the aspect (I), at least one selected from the group consisting of a circuit in the IC chip, the built-in IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit is a portion formed of a stimulus-responsive metal A. It is involved in this mechanism.
In the aspect (II), at least one selected from the group consisting of a circuit in the IC chip, the built-in IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit is a layer made of a stimulus-responsive metal B; It is involved in the mechanism that it has a two-layer structure part formed from a layer made of a stimulus-responsive metal C having a stimulus response higher than that of the stimulus-responsive metal B.
In the aspect (III), at least one selected from the group consisting of the circuit in the IC chip, the built-in IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit is corroded only in an environment of pH 11 or less. Having an upper layer formed from a stimuli-responsive metal D obtained and a lower layer formed from a stimulus-responsive metal E capable of corroding only in an environment of pH 8 or higher, In the two-layer structure portion, the layer (upper layer) formed from the stimulus-responsive metal D has a thickness of 10 nm to 100 μm and a width of 1.5 μm to 10 mm, and the total thickness of the two layers is 1.5 μm. ˜500 μm and width of 1.5 μm to 10 mm are involved in the mechanism. In the present invention, “width” means a length in a direction perpendicular to the longitudinal direction.
The conventional RFID tag has not been considered for use in an environment where stimulation can occur, but the present invention is intended for use in an environment where stimulation can occur. When the environment of the object to be monitored changes when the metal that forms the IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit is a stimulus-responsive metal, the stimulation that occurs with the environmental change [ For example, change in pH, salt damage (increase or decrease in chloride ion (Cl − )), temperature change, sulfide compound (hydrogen sulfide ion, sulfuric acid, etc.), acid (nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, etc.), base (caustic soda, etc.) ), Sulfurous acid gas, etc.], and the stimulus preferentially changes the state of the stimulus-responsive metal (for example, corrosion), and the electrical connection is cut (disconnected). It has become like.
In addition, both the influence of the acid and the influence of the base can be included in the influence of the change in pH. The change in pH includes, for example, neutralization with carbon dioxide (CO 2 ) in reinforced concrete.
（態様（Ｉ））
前記態様（Ｉ）では、前述したとおり、前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが刺激応答性金属Ａからなる部位を有する。
該刺激応答性金属Ａとしては、環境の変化に伴って生じる刺激［例えば、ｐＨの変化、塩害（塩化物イオン（Ｃｌ−）の増加又は減少）、温度変化、硫化化合物（硫化水素イオン、硫酸等）、酸（硝酸、塩酸、リン酸等）、塩基（苛性ソーダ等）、亜硫酸ガス等］の影響を受ける金属であれば特に制限はないが、中でも、腐食性金属が好ましい。腐食性金属としては、純金属及び合金のいずれであってもよい。純金属としては、例えば、亜鉛、アルミニウム、カドミニウム、鉄、錫、鉛、銅、ニッケル、銀、チタン、ジルコニウム等が好ましい。また、合金としては、例えば、炭素鋼（ＳＰＣＣ）（ＪＩＳ Ｇ ３１４１、ＩＳＯ ３５７４：１９９９）、ＳＵＳ、アルミニウム合金、ニッケルオーステナイト鋳鉄等が好ましい。特に、コンクリート中における鉄の腐食環境を検知する場合には、刺激の受けやすさの観点から、鉄、ＳＰＣＣがより好ましい。なお、ＳＵＳの種類としては、オーステナイト系ステンレス、オーステナイト・フェライト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレス、フェライト系ステンレス等が挙げられる。
また、該刺激応答性金属Ａからなる部位において、電気的な接続の切断されやすさの観点から、その少なくとも一部の厚みが１．５μｍ〜５００μｍであると好ましく、１．５μｍ〜１００μｍであるとより好ましく、５μｍ〜５０μｍであるとさらに好ましく、また、幅が１．５μｍ〜１０ｍｍであると好ましく、１０μｍ〜１０ｍｍであるとより好ましく、１００μｍ〜５ｍｍであるとさらに好ましく、１００μｍ〜３．５ｍｍであると特に好ましい。ここで、「少なくとも一部」は、一部分と共に、全部をも含む意味であり、以下同様である。本明細書において、「少なくとも一部」とは、長さ基準で、１％以上であってもよく、３％以上であってもよく、５％以上であってもよく、１０％以上であってもよく、３０％以上であってもよく、５０％以上であってもよく、８０％以上であってもよく、９０％以上であってもよい。
なお、上記「その少なくとも一部」以外の部位がある場合、その部位の厚みは、１．５μｍ〜１ｍｍであってもよく、１．５μｍ〜５００μｍであってもよく、１．５μｍ〜１００μｍであってもよく、また、幅は、上記と同じ数値範囲（つまり、１．５μｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１０μｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは１００μｍ〜５ｍｍ、さらに好ましくは１００μｍ〜３．５ｍｍ）であってもよい。
(Aspect (I))
In the aspect (I), as described above, at least one selected from the group consisting of the circuit in the IC chip, the built-in IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit is made of the stimulus-responsive metal A. Has a site.
Examples of the stimuli-responsive metal A include stimuli accompanying changes in the environment [for example, pH change, salt damage (increase or decrease in chloride ion (Cl − )), temperature change, sulfide compound (hydrogen sulfide ion, sulfuric acid). Etc.), acids (nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, etc.), bases (caustic soda, etc.), sulfurous acid gas, etc.] are not particularly limited, but among these, corrosive metals are preferred. The corrosive metal may be a pure metal or an alloy. As the pure metal, for example, zinc, aluminum, cadmium, iron, tin, lead, copper, nickel, silver, titanium, zirconium and the like are preferable. Moreover, as an alloy, carbon steel (SPCC) (JIS G 3141, ISO 3574: 1999), SUS, an aluminum alloy, nickel austenitic cast iron etc. are preferable, for example. In particular, when detecting the corrosive environment of iron in concrete, iron and SPCC are more preferable from the viewpoint of ease of irritation. Examples of SUS include austenitic stainless steel, austenitic / ferritic stainless steel, martensitic stainless steel, and ferritic stainless steel.
Moreover, in the site | part which consists of this stimulus responsive metal A, it is preferable that the thickness of the at least one part is 1.5 micrometers-500 micrometers from a viewpoint of an electric connection being cut | disconnected easily, It is 1.5 micrometers-100 micrometers. More preferably, the thickness is 5 μm to 50 μm, the width is preferably 1.5 μm to 10 mm, more preferably 10 μm to 10 mm, still more preferably 100 μm to 5 mm, and 100 μm to 3.5 mm. Is particularly preferred. Here, “at least a part” means a part as well as a part, and so on. In this specification, “at least a part” is 1% or more, 3% or more, 5% or more, or 10% or more on a length basis. It may be 30% or more, 50% or more, 80% or more, or 90% or more.
When there is a part other than the “at least a part thereof”, the thickness of the part may be 1.5 μm to 1 mm, 1.5 μm to 500 μm, or 1.5 μm to 100 μm. The width may be in the same numerical range as described above (that is, 1.5 μm to 10 mm, preferably 10 μm to 10 mm, more preferably 100 μm to 5 mm, still more preferably 100 μm to 3.5 mm). Good.
前記態様（Ｉ）では、前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが刺激応答性金属Ａからなる部位を有するが、これらの中でも、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが刺激応答性金属Ａからなる部位を有することが好ましく、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが刺激応答性金属Ａからなる部位を有することがより好ましく、前記内蔵ＩＣアンテナ及び前記送受信アンテナからなる群から選ばれる少なくとも１つが刺激応答性金属Ａからなる部位を有することがさらに好ましい。
特に、内蔵ＩＣアンテナにおいては、電気的な接続が切断された（断線した）ときの影響の大きさ（つまり、通信距離の低下度合い）の観点から、刺激応答性金属Ａからなる部位は、ＩＣチップからの距離が近いことが好ましい。
In the aspect (I), at least one selected from the group consisting of a circuit in the IC chip, the built-in IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit has a portion made of the stimulus-responsive metal A. Among these, it is preferable that at least one selected from the group consisting of the built-in IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit has a portion made of a stimulus-responsive metal A, the built-in IC antenna, More preferably, at least one selected from the group consisting of a transmission / reception antenna and the connection circuit has a portion made of a stimulus responsive metal A, and at least one selected from the group consisting of the built-in IC antenna and the transmission / reception antenna is a stimulus responsiveness. It is further preferable to have a portion made of metal A.
In particular, in the built-in IC antenna, from the viewpoint of the magnitude of influence when the electrical connection is disconnected (disconnected) (that is, the degree of decrease in the communication distance), the portion made of the stimulus-responsive metal A is the IC It is preferable that the distance from the chip is short.
（態様（II））
前記態様（II）では、前述したとおり、前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが、刺激応答性金属Ｂからなる層と、該刺激応答性金属Ｂよりも刺激応答性の高い刺激応答性金属Ｃからなる層とから形成される２層構造部位を有している。
該刺激応答性金属Ｂ及びＣとしては、環境の変化に伴って生じる刺激［例えば、ｐＨの変化、塩害（塩化物イオン（Ｃｌ−）の増加又は減少）、温度変化、硫化化合物（硫化水素イオン、硫酸等）、酸（硝酸、塩酸、リン酸等）、塩基（苛性ソーダ等）、亜硫酸ガス等］の影響を受ける金属であれば特に制限はないが、いずれも腐食性金属であることが好ましい。腐食性金属としては、純金属及び合金のいずれであってもよい。純金属としては、例えば、亜鉛、アルミニウム、カドミニウム、鉄、錫、鉛、銅、ニッケル、銀、チタン、ジルコニウム等が好ましい。また、合金としては、例えば、炭素鋼（ＳＰＣＣ）（ＪＩＳ Ｇ ３１４１、ＩＳＯ ３５７４：１９９９）、ＳＵＳ、アルミニウム合金、ニッケルオーステナイト鋳鉄等が好ましい。特に、コンクリート中における刺激の受けやすさの観点からは、鉄又はＳＰＣＣがより好ましい。なお、ＳＵＳの種類としては、オーステナイト系ステンレス、オーステナイト・フェライト系ステンレス、マルテンサイト系ステンレス、フェライト系ステンレス等が挙げられる。
刺激応答性金属Ｂと刺激応答性金属Ｃとの組み合わせとしては、例えば、［刺激応答性金属Ｂ−刺激応答性金属Ｃ］＝鉄−アルミニウム、鉄−ＳＵＳ、鉄−ＳＰＣＣ、鉄−亜鉛、鉄−ニッケル、鉄−銅、鉄−マグネシウム、ＳＰＣＣ−アルミニウム、ＳＰＣＣ−ＳＵＳ、ＳＰＣＣ−亜鉛、ＳＰＣＣ−ニッケル、ＳＰＣＣ−銅、ＳＰＣＣ−マグネシウム等が挙げられる。
また、該刺激応答性金属Ｂから形成されてなる層の厚みは、電気的な接続の切断されやすさの観点から、好ましくは１．５μｍ〜１０μｍ、より好ましくは１．５μｍ〜５μｍであり、また、幅は、好ましくは１．５μｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは１０μｍ〜１０ｍｍ、さらに好ましくは１００μｍ〜５ｍｍ、特に好ましくは１００μｍ〜３．５ｍｍである。
さらに、２層の厚みの合計は、電気的な接続の切断されやすさの観点から、好ましくは１．５μｍ〜５００μｍ、より好ましくは１．５μｍ〜１００μｍ、さらに好ましくは５〜５０μｍであり、また、幅は、好ましくは１．５μｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは１０μｍ〜１０ｍｍ、さらに好ましくは１００μｍ〜５ｍｍ、特に好ましくは１００μｍ〜３．５ｍｍである。
なお、上記２層構造部位以外のその他の部位がある場合、その部位の厚みは、１．５μｍ〜１ｍｍであってもよく、１．５μｍ〜５００μｍであってもよく、１．５μｍ〜１００μｍであってもよく、また、幅は、上記と同じ数値範囲（つまり、１．５μｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１０μｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは１００μｍ〜５ｍｍ、さらに好ましくは１００μｍ〜３．５ｍｍ）であってもよい。
(Aspect (II))
In the aspect (II), as described above, at least one selected from the group consisting of the circuit in the IC chip, the built-in IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit is made of the stimulus-responsive metal B. And a layer composed of a stimulus-responsive metal C having a higher stimulus-responsiveness than the stimulus-responsive metal B.
Examples of the stimuli-responsive metals B and C include stimuli caused by environmental changes [for example, pH change, salt damage (increase or decrease in chloride ion (Cl − )), temperature change, sulfide compound (hydrogen sulfide ion , Sulfuric acid, etc.), acids (nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, etc.), bases (caustic soda, etc.), sulfurous acid gas etc.] are not particularly limited, but all are preferably corrosive metals. . The corrosive metal may be a pure metal or an alloy. As the pure metal, for example, zinc, aluminum, cadmium, iron, tin, lead, copper, nickel, silver, titanium, zirconium and the like are preferable. Moreover, as an alloy, carbon steel (SPCC) (JIS G 3141, ISO 3574: 1999), SUS, an aluminum alloy, nickel austenitic cast iron etc. are preferable, for example. In particular, iron or SPCC is more preferable from the viewpoint of susceptibility to stimulation in concrete. Examples of SUS include austenitic stainless steel, austenitic / ferritic stainless steel, martensitic stainless steel, and ferritic stainless steel.
As a combination of the stimulus responsive metal B and the stimulus responsive metal C, for example, [stimulus responsive metal B-stimulus responsive metal C] = iron-aluminum, iron-SUS, iron-SPCC, iron-zinc, iron -Nickel, iron-copper, iron-magnesium, SPCC-aluminum, SPCC-SUS, SPCC-zinc, SPCC-nickel, SPCC-copper, SPCC-magnesium and the like.
Further, the thickness of the layer formed from the stimulus-responsive metal B is preferably 1.5 μm to 10 μm, more preferably 1.5 μm to 5 μm, from the viewpoint of easy disconnection of electrical connection. Further, the width is preferably 1.5 μm to 10 mm, more preferably 10 μm to 10 mm, still more preferably 100 μm to 5 mm, and particularly preferably 100 μm to 3.5 mm.
Further, the total thickness of the two layers is preferably 1.5 μm to 500 μm, more preferably 1.5 μm to 100 μm, and further preferably 5 to 50 μm, from the viewpoint of easy disconnection of electrical connection. The width is preferably 1.5 μm to 10 mm, more preferably 10 μm to 10 mm, still more preferably 100 μm to 5 mm, and particularly preferably 100 μm to 3.5 mm.
In addition, when there exists other parts other than the said 2 layer structure site | part, the thickness of the part may be 1.5 micrometers-1 mm, may be 1.5 micrometers-500 micrometers, and is 1.5 micrometers-100 micrometers. The width may be in the same numerical range as described above (that is, 1.5 μm to 10 mm, preferably 10 μm to 10 mm, more preferably 100 μm to 5 mm, still more preferably 100 μm to 3.5 mm). Good.
（態様（III））
前記態様（III）では、モニタリング対象物が鉄筋コンクリートであり、前述したとおり、前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが、ｐＨ１１以下の環境下でのみ腐食し得る刺激応答性金属Ｄから形成されてなる上層と、ｐＨ８以上の環境下でのみ腐食し得る刺激応答性金属Ｅから形成されてなる下層とから形成される２層構造部位を有しており、且つ、該２層構造部位において、刺激応答性金属Ｄから形成されてなる層（上層）の厚みが１０ｎｍ〜１００μｍ及び幅が１．５μｍ〜１０ｍｍであり、２層の厚みの合計が１．５μｍ〜５００μｍ及び幅が１．５μｍ〜１０ｍｍである。
ｐＨ１１以下の環境下でのみ腐食し得る刺激応答性金属Ｄとしては、鉄、ＳＵＳ、ＳＰＣＣ（ＪＩＳ Ｇ ３１４１、ＩＳＯ ３５７４：１９９９）が好ましく、ｐＨ８以上の環境下でのみ腐食し得る刺激応答性金属Ｅとしては、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、ニッケル、銅、ＳＵＳが好ましい。
また、上記２層構造部位において、刺激応答性金属Ｄから形成されてなる層（上層）の厚みは１０ｎｍ〜１００μｍであるが、電気的な接続が切断され易さの観点から、好ましくは１００ｎｍ〜５０μｍ、より好ましくは１００ｎｍ〜１０μｍであり、また、幅は１．５μｍ〜１０ｍｍであるが、好ましくは１０μｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは１００μｍ〜５ｍｍ、さらに好ましくは１００μｍ〜３．５ｍｍである。
さらに、２層の厚みの合計は１．５μｍ〜５００μｍであるが、好ましくは１．５μｍ〜３００μｍ、より好ましくは５μｍ〜３００μｍであり、また、幅は１．５μｍ〜１０ｍｍであるが、好ましくは１０μｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは１００μｍ〜５ｍｍ、さらに好ましくは１００μｍ〜３．５ｍｍである。
なお、上記２層構造部位以外のその他の部位がある場合、その部位の厚みは、１．５μｍ〜１ｍｍであってもよく、１．５μｍ〜５００μｍであってもよく、１．５μｍ〜１００μｍであってもよく、また、幅は、上記と同じ数値範囲（つまり、１．５μｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１０μｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは１００μｍ〜５ｍｍ、さらに好ましくは１００μｍ〜３．５ｍｍ）であってもよい。
(Aspect (III))
In the aspect (III), the monitoring object is reinforced concrete, and as described above, at least one selected from the group consisting of the circuit in the IC chip, the built-in IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit. Is formed from an upper layer formed of a stimulus-responsive metal D that can corrode only under an environment of pH 11 or lower and a lower layer formed of a stimulus-responsive metal E that can corrode only under an environment of pH 8 or higher. And the layer (upper layer) formed from the stimulus-responsive metal D has a thickness of 10 nm to 100 μm and a width of 1.5 μm to 10 mm. The total thickness of the two layers is 1.5 μm to 500 μm and the width is 1.5 μm to 10 mm.
The stimulus-responsive metal D that can corrode only under an environment of pH 11 or less is preferably iron, SUS, or SPCC (JIS G 3141, ISO 3574: 1999), and the stimulus-responsive metal D that can corrode only under an environment of pH 8 or more. E is preferably aluminum, zinc, magnesium, nickel, copper, or SUS.
Further, in the above two-layer structure portion, the thickness of the layer (upper layer) formed from the stimulus-responsive metal D is 10 nm to 100 μm, but preferably 100 nm to 100 nm from the viewpoint of easy disconnection of electrical connection. The width is 50 μm, more preferably 100 nm to 10 μm, and the width is 1.5 μm to 10 mm, preferably 10 μm to 10 mm, more preferably 100 μm to 5 mm, and still more preferably 100 μm to 3.5 mm.
Furthermore, the total thickness of the two layers is 1.5 μm to 500 μm, preferably 1.5 μm to 300 μm, more preferably 5 μm to 300 μm, and the width is 1.5 μm to 10 mm, preferably They are 10 micrometers-10 mm, More preferably, they are 100 micrometers-5 mm, More preferably, they are 100 micrometers-3.5 mm.
In addition, when there exists other parts other than the said 2 layer structure site | part, the thickness of the part may be 1.5 micrometers-1 mm, may be 1.5 micrometers-500 micrometers, and is 1.5 micrometers-100 micrometers. The width may be in the same numerical range as described above (that is, 1.5 μm to 10 mm, preferably 10 μm to 10 mm, more preferably 100 μm to 5 mm, still more preferably 100 μm to 3.5 mm). Good.
次に、図１〜図８を参照して、本発明に係るモニタリングタグ１０、モニタリングタグ１０を備えたモニタリング構造物１００及びそれらを用いたモニタリング方法を説明する。 Next, with reference to FIGS. 1-8, the monitoring tag 10 which concerns on this invention, the monitoring structure 100 provided with the monitoring tag 10, and the monitoring method using them are demonstrated.
図１に示すように、モニタリングタグ１０は、以下に説明するように、全体で、シート状の形状を有し、また、弾性変形するよう構成されている。 As shown in FIG. 1, the monitoring tag 10 has a sheet-like shape as a whole and is configured to be elastically deformed as described below.
図２に示すように、モニタリング構造物１００は、所定の健全状態から所定の変化状態に変化する構造物、例えば、鉄筋コンクリート等の構造物である。モニタリングタグ１０は、コンクリートのようなモニタリング対象物１２０に設置される。設置方法は、モニタリング対象物に埋没する方法でもよいし、モニタリング対象物の表面に貼付してもよい。
図４に示すように、モニタリングタグ１０が正常な状態である場合、モニタリングタグ１０は、モニタリング対象物１２０の外側のリーダライタ２００からの電波を受信すると、リーダライタ２００と通信する。
As shown in FIG. 2, the monitoring structure 100 is a structure that changes from a predetermined healthy state to a predetermined change state, such as a reinforced concrete structure. The monitoring tag 10 is installed on a monitoring object 120 such as concrete. The installation method may be a method of burying in the monitoring object, or may be attached to the surface of the monitoring object.
As shown in FIG. 4, when the monitoring tag 10 is in a normal state, the monitoring tag 10 communicates with the reader / writer 200 when receiving a radio wave from the reader / writer 200 outside the monitoring target 120.
リーダライタ２００は、モニタリングタグ１０からＩＤ等の読み取りを行ったり、モニタリングタグ１０にＩＤ等の書き込みを行ったりするための装置である。リーダライタ２００が読み取ったＩＤ等の情報は、ＰＤＡ等の携帯端末２１０を介して小型計算機２３０等で処理される。 The reader / writer 200 is an apparatus for reading an ID or the like from the monitoring tag 10 or writing an ID or the like on the monitoring tag 10. Information such as an ID read by the reader / writer 200 is processed by a small computer 230 or the like via a portable terminal 210 such as a PDA.
図１に示すように、モニタリングタグ１０は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグ２０と、送受信アンテナ３０と、接続回路４０とを備える。
ＲＦＩＤタグ２０は、電池を内蔵しないパッシブタイプのタグである。ＲＦＩＤタグ２０は、以下に説明するように、全体で、シート状に弾性変形するよう構成されている。
As shown in FIG. 1, the monitoring tag 10 includes an RFID (Radio Frequency IDentification) tag 20, a transmission / reception antenna 30, and a connection circuit 40.
The RFID tag 20 is a passive type tag that does not incorporate a battery. As will be described below, the RFID tag 20 is configured to be elastically deformed into a sheet shape as a whole.
ＲＦＩＤタグ２０は、ＩＣチップ２２と、内蔵ＩＣアンテナ２４と、内蔵回路２６とを有する。ＩＣチップ２２と、内蔵ＩＣアンテナ２４と、内蔵回路２６とは、樹脂のような弾性体の材料で形成されたシート状の基材２８に形成されている。
ＩＣチップ２２は、例えば、０．４ｍｍから１ｍｍ角程度の小さな半導体チップであり、基材２８の中央に形成されている。ＩＣチップ２２が特定のＩＤ等を格納する媒体として機能するように、ＩＣチップ２２にはメモリ（図示せず）が搭載されている。
内蔵ＩＣアンテナ２４は、ＩＣチップ２２の周りを螺旋状に巻くように、基材２８に形成されている。
The RFID tag 20 includes an IC chip 22, a built-in IC antenna 24, and a built-in circuit 26. The IC chip 22, the built-in IC antenna 24, and the built-in circuit 26 are formed on a sheet-like substrate 28 made of an elastic material such as resin.
The IC chip 22 is a small semiconductor chip of about 0.4 mm to 1 mm square, for example, and is formed in the center of the base material 28. A memory (not shown) is mounted on the IC chip 22 so that the IC chip 22 functions as a medium for storing a specific ID or the like.
The built-in IC antenna 24 is formed on the base material 28 so as to be spirally wound around the IC chip 22.
内蔵回路２６は、ＩＣチップ２２と内蔵ＩＣアンテナ２４とを電気的に接続する回路である。内蔵回路２６は、基材２８に形成されている。
本発明においては、ＩＣチップ２２内の回路、内蔵ＩＣアンテナ２４及び内蔵回路２６は、いずれも、前述のとおり、電気的な接続を切断されることが可能である。内臓回路２６としては、ワイヤボンド式又はスルーホール式であることが好ましいが、それら以外の一般的な方式であってもよい。
The built-in circuit 26 is a circuit that electrically connects the IC chip 22 and the built-in IC antenna 24. The built-in circuit 26 is formed on the base material 28.
In the present invention, the circuit in the IC chip 22, the built-in IC antenna 24, and the built-in circuit 26 can all be disconnected from the electrical connection as described above. The built-in circuit 26 is preferably a wire bond type or a through hole type, but may be a general type other than those.
送受信アンテナ３０は、ＲＦＩＤタグ２０の側になるように、基材２８に形成される。
図１に示すように、送受信アンテナ３０は、モニタリングタグ１０がモニタリング構造物１００に埋め込まれた状態において、内蔵ＩＣアンテナ２４からの電波をモニタリング構造物１００の外側にあるリーダライタ２００（図４参照）に届くように送信し、また、モニタリング構造物１００の外側にあるリーダライタ２００からの電波を受信するアンテナである。
本発明においては、送受信アンテナ３０は、前述のとおり、電気的な接続を切断されることが可能である。
The transmitting / receiving antenna 30 is formed on the base material 28 so as to be on the RFID tag 20 side.
As shown in FIG. 1, the transmission / reception antenna 30 has a reader / writer 200 (see FIG. 4) on the outside of the monitoring structure 100 to transmit radio waves from the built-in IC antenna 24 in a state where the monitoring tag 10 is embedded in the monitoring structure 100. ), And also receives radio waves from the reader / writer 200 outside the monitoring structure 100.
In the present invention, the transmission / reception antenna 30 can be disconnected from the electrical connection as described above.
図１に示すように、接続回路４０は、内蔵ＩＣアンテナ２４と送受信アンテナ３０とを電気的に接続する回路である。本発明においては、接続回路４０は、前述のとおり、内蔵ＩＣアンテナ２４と送受信アンテナ３０との電気的な接続を切断されることが可能である。 As shown in FIG. 1, the connection circuit 40 is a circuit that electrically connects the built-in IC antenna 24 and the transmission / reception antenna 30. In the present invention, the connection circuit 40 can disconnect the electrical connection between the built-in IC antenna 24 and the transmission / reception antenna 30 as described above.
ここで、「電気的に接続する」とは、「電気抵抗の低い金属が形成する導通回路が物理的に接触又は接続している状態」と、「物理的に離れているが、想定した電気回路として機能している状態」とを含む概念である。
例えば、「リーダから信号を受けることで送受信アンテナ３０に電流が流れ、その電流によって送受信アンテナ３０周辺には磁束が発生し、発生した磁束が内臓ＩＣアンテナ２４に電流を発生させ、それによりＩＣチップ２２に電圧が印加されて動作する状態」も、送受信アンテナ３０と内臓ＩＣアンテナ２４との間は、物理的に離れてはいるが、磁気的に接続し、ひいては、「電気的に接続している状態」となる。
したがって、内蔵ＩＣアンテナ２４と送受信アンテナ３０とを電気的に接続する接続回路４０とは、例えば、導電性を有する電気抵抗の低い材料で形成された導電性回路であったり、内蔵ＩＣアンテナと送受信アンテナとの間に配置された絶縁体であったりする。
接続回路４０が絶縁体で形成されている場合、接続回路４０が電気的に接続している状態とは、内蔵ＩＣアンテナ２４からの電気によって送受信アンテナ３０が想定した動作をする状態、及び、送受信アンテナ３０からの電気によって内蔵ＩＣアンテナ２４が想定した動作をする状態をいう。つまり、接続回路４０が絶縁体で形成されていても、内蔵ＩＣアンテナ２４と送受信アンテナ３０との間の距離が近いと、相互作用によって、内蔵ＩＣアンテナ２４からの電波が送受信アンテナ３０に届いたり、送受信アンテナ３０からの電波が内蔵ＩＣアンテナ２４に届いたりする。
また、接続回路４０が電気的に接続していない状態とは、内蔵ＩＣアンテナ２４からの電気によって送受信アンテナ３０が想定した動作をしない状態（送受信アンテナ３０として機能していない状態）、及び、送受信アンテナ３０からの電気又は磁気によって内蔵ＩＣアンテナ２４が想定した動作をしない状態（内蔵ＩＣアンテナ２４として機能していない状態）をいう。
Here, “electrically connected” means “a state in which a conductive circuit formed by a metal having a low electrical resistance is in physical contact or connection” and “a state where they are physically separated, It is a concept including “a state functioning as a circuit”.
For example, “When a signal is received from the reader, a current flows through the transmitting / receiving antenna 30, and a magnetic flux is generated around the transmitting / receiving antenna 30, and the generated magnetic flux generates a current in the built-in IC antenna 24, thereby generating an IC chip. In the state in which the voltage is applied to the circuit 22, the transmission / reception antenna 30 and the built-in IC antenna 24 are physically separated from each other, but are magnetically connected. State ".
Therefore, the connection circuit 40 that electrically connects the built-in IC antenna 24 and the transmission / reception antenna 30 is, for example, a conductive circuit formed of a conductive material with low electrical resistance, or transmission / reception with the built-in IC antenna. It may be an insulator placed between the antenna.
When the connection circuit 40 is formed of an insulator, the state in which the connection circuit 40 is electrically connected refers to a state in which the transmission / reception antenna 30 performs an operation assumed by electricity from the built-in IC antenna 24 and transmission / reception. A state in which the built-in IC antenna 24 performs an operation assumed by electricity from the antenna 30. That is, even if the connection circuit 40 is formed of an insulator, if the distance between the built-in IC antenna 24 and the transmission / reception antenna 30 is short, radio waves from the built-in IC antenna 24 may reach the transmission / reception antenna 30 due to interaction. The radio wave from the transmission / reception antenna 30 reaches the built-in IC antenna 24.
In addition, the state in which the connection circuit 40 is not electrically connected includes a state in which the transmission / reception antenna 30 does not perform an operation assumed by electricity from the built-in IC antenna 24 (a state in which the transmission / reception antenna 30 does not function), and transmission / reception. The state in which the built-in IC antenna 24 does not perform the operation assumed by electricity or magnetism from the antenna 30 (the state in which the built-in IC antenna 24 does not function).
図２に示すように、モニタリング構造物１００は、既設のコンクリート構造物１００ａにモニタリングタグ１０を設置することによって形成され、モニタリング構造物１００が所定の経年変化（経時変化）をモニタリングすることができる。
具体的には、以下のようにしてモニタリング構造物１００を形成することができる。
既設のコンクリート構造物１００ａは、コンクリート等のモニタリング対象物１２０に複数の鉄筋１１０が埋め込まれている。複数の鉄筋１１０は、モニタリング対象物１２０であるコンクリートの、風雨又は塩害を受ける表面から所定の距離だけ離れた位置に配置されている。
As shown in FIG. 2, the monitoring structure 100 is formed by installing a monitoring tag 10 on an existing concrete structure 100a, and the monitoring structure 100 can monitor a predetermined secular change (aging change). .
Specifically, the monitoring structure 100 can be formed as follows.
In the existing concrete structure 100a, a plurality of reinforcing bars 110 are embedded in a monitoring object 120 such as concrete. The plurality of reinforcing bars 110 are arranged at positions separated from the surface that is subject to monitoring by the wind and rain or salt damage by a predetermined distance.
まず、既設のコンクリート構造物１００ａから円柱形状のコアを抜く（コア抜き工程）。これにより、風雨又は塩害がモニタリング対象物１２０であるコンクリートの表面から複数の鉄筋１１０へ進行する変化進行方向に向けた凹部１３０が形成される。
次に、複数のモニタリングタグ１０を、所定の間隔になるように、樹脂製又は金属製の棒１４０に固定する。
次に、複数のモニタリングタグ１０が変化進行方向において、所定の間隔になるように、固定された棒１４０を凹部１３０に配置する（センサ工程）。
そして、凹部１３０にモニタリング対象物１２０であるコンクリートと同じ成分のコンクリートを充填し（埋め戻し工程）、モニタリング構造物１００を得る。
モニタリング構造物１００は、風雨又は塩害を受ける面と鉄筋１１０との間に複数のモニタリングタグ１０が配置されている。
また、モニタリングタグ１０は、モニタリング対象物１２０であるコンクリートに完全に埋め込まれている場合には、モニタリング構造物１００の外観は損なわれないという利点がある。
First, a cylindrical core is removed from the existing concrete structure 100a (core removal step). Thereby, the recessed part 130 toward the change advancing direction in which a storm or a salt damage advances from the surface of the concrete which is the monitoring object 120 to the some reinforcing bar 110 is formed.
Next, the plurality of monitoring tags 10 are fixed to a resin-made or metal-made bar 140 so as to have a predetermined interval.
Next, the fixed bars 140 are arranged in the recess 130 so that the plurality of monitoring tags 10 are at a predetermined interval in the direction of change progression (sensor process).
And the concrete of the same component as the concrete which is the monitoring object 120 is filled in the recessed part 130 (backfilling process), and the monitoring structure 100 is obtained.
In the monitoring structure 100, a plurality of monitoring tags 10 are arranged between a surface subjected to wind and rain or salt damage and the reinforcing bar 110.
Moreover, when the monitoring tag 10 is completely embedded in the concrete which is the monitoring target object 120, there exists an advantage that the external appearance of the monitoring structure 100 is not impaired.
図３に示すように、新設する構造物をモニタリング構造物１００としてもよい。
具体的には、以下のような製造工程でモニタリング構造物１００を形成する。
まず、型枠１５０内の所定の位置に複数の鉄筋１１０を配置する。
次に、型枠１５０内にセメント１２２を、複数のモニタリングタグ１０と共に流し込む（セメント／センサ工程）。これにより、複数のモニタリングタグ１０は、型枠１５０内にランダムな位置に散らばって配置する。
そして、セメント１２２が硬化し、モニタリング対象物１２０であるコンクリートとなった後に、型枠１５０を取り外すと（脱型工程）、モニタリング構造物１００を得ることができる。
As shown in FIG. 3, a newly constructed structure may be a monitoring structure 100.
Specifically, the monitoring structure 100 is formed by the following manufacturing process.
First, a plurality of reinforcing bars 110 are arranged at predetermined positions in the mold 150.
Next, the cement 122 is poured into the mold 150 together with the plurality of monitoring tags 10 (cement / sensor process). Accordingly, the plurality of monitoring tags 10 are arranged in random positions in the mold 150.
Then, after the cement 122 is hardened to become the concrete that is the monitoring object 120, the monitoring structure 100 can be obtained by removing the mold 150 (demolding step).
また、別の製造工程の場合、以下のようにしてモニタリング構造物１００を形成する。
まず、型枠１５０内の所定の位置に複数の鉄筋１１０を配置した後、複数のモニタリングタグ１０が所定の間隔となるように、複数のモニタリングタグ１０を棒１４０に固定し、型枠１５０内に配置する（センサ工程）。この時、複数のモニタリングタグ１０が変化進行方向（変化状態をモニタリングしたい方向）において、所定の間隔になるように、固定された棒１４０を型枠１５０内に配置する。
次に、型枠１５０にセメント１２２を充填する（セメント工程）。
そして、セメント１２２が硬化してモニタリング対象物１２０であるコンクリートになった後、型枠１５０を外して（脱型工程）、モニタリング構造物１００を得る。
モニタリング構造物１００は、風雨又は塩害を受ける面と鉄筋１１０との間に複数のモニタリングタグ１０が配置されている。
In the case of another manufacturing process, the monitoring structure 100 is formed as follows.
First, after arranging a plurality of reinforcing bars 110 at a predetermined position in the mold 150, the plurality of monitoring tags 10 are fixed to the rod 140 so that the plurality of monitoring tags 10 have a predetermined interval. (Sensor process). At this time, the fixed bars 140 are arranged in the mold 150 so that the plurality of monitoring tags 10 are at a predetermined interval in the change progress direction (direction in which the change state is to be monitored).
Next, the mold 150 is filled with cement 122 (cement process).
Then, after the cement 122 hardens to become the concrete that is the monitoring target 120, the mold 150 is removed (demolding step), and the monitoring structure 100 is obtained.
In the monitoring structure 100, a plurality of monitoring tags 10 are arranged between a surface subjected to wind and rain or salt damage and the reinforcing bar 110.
また、さらに別の製造工程の場合、以下のようにしてモニタリング構造物１００を形成する。
まず、型枠１５０内の所定の位置に複数の鉄筋１１０を配置した後、型枠１５０にセメント１２２を充填する（セメント工程）。
次に、複数のモニタリングタグ１０が所定の間隔となるように、複数のモニタリングタグ１０を棒１４０に固定し、セメント１２２が充填された型枠１５０内に配置する（センサ工程）。この時、複数のモニタリングタグ１０が鉄筋１１０の伸びる方向において、所定の間隔になるように、固定された棒１４０を型枠１５０内に配置する。
そして、セメント１２２が硬化してモニタリング対象物１２０であるコンクリートになった後、型枠１５０を外して（脱型工程）、内部に複数のモニタリングタグ１０が配置されたモニタリング構造物１００を得ることができる。
モニタリング構造物１００は、風雨又は塩害を受ける面と鉄筋１１０との間に複数のモニタリングタグ１０が配置されている。
なお、モニタリング構造物１００の内部と共に表面にも、１つ又は複数のモニタリングタグ１０を配置してもよいし、モニタリング構造物１００の表面のみに、１つ又は複数のモニタリングタグ１０を配置してもよい。
モニタリング構造物１００の表面をモニタリングすることで、劣化が促進される思われる部位のスクリーニングが可能になる。これにより、従来モニタリング構造物１００の表面に設置した、試験片等を分析していた（試験片等の劣化が塩化物イオンの場合には、イオンクロマト等が用いられる）であったが、モニタリングタグ１０を用いることにより、従来のような分析が不要となる。
In the case of another manufacturing process, the monitoring structure 100 is formed as follows.
First, after arranging a plurality of reinforcing bars 110 at predetermined positions in the mold 150, the mold 150 is filled with cement 122 (cement process).
Next, the plurality of monitoring tags 10 are fixed to the bar 140 so that the plurality of monitoring tags 10 have a predetermined interval, and are placed in the mold 150 filled with the cement 122 (sensor process). At this time, the fixed bars 140 are arranged in the mold 150 so that the plurality of monitoring tags 10 have a predetermined interval in the direction in which the reinforcing bars 110 extend.
Then, after the cement 122 hardens to become the concrete that is the monitoring object 120, the mold 150 is removed (demolding step), and the monitoring structure 100 in which the plurality of monitoring tags 10 are arranged is obtained. Can do.
In the monitoring structure 100, a plurality of monitoring tags 10 are arranged between a surface subjected to wind and rain or salt damage and the reinforcing bar 110.
One or a plurality of monitoring tags 10 may be arranged on the surface as well as the inside of the monitoring structure 100, or one or a plurality of monitoring tags 10 may be arranged only on the surface of the monitoring structure 100. Also good.
By monitoring the surface of the monitoring structure 100, it is possible to screen a site where deterioration is likely to be promoted. As a result, the test piece or the like installed on the surface of the monitoring structure 100 has been analyzed conventionally (if the test piece is deteriorated by chloride ions, ion chromatography or the like is used). By using the tag 10, the conventional analysis becomes unnecessary.
図４を参照して、以下に、モニタリング構造物１００を用いた変化状態モニタリング方法を説明する。
まず、以上のモニタリング構造物１００は、モニタリング構造物１００の変化状態をモニタリングするために、モニタリング対象構造体に埋め込まれる（埋込工程）。このとき、モニタリング対象物１２０は、モニタリング対象構造体と同じ材料で形成されていることが好ましいが、モニタリング対象物１２０の設置方法等によっては、モニタリング対象構造体とは異なる材料、例えば、異なるコンクリート又は樹脂で形成してもよい。
そして、長期に亘り、モニタリング対象構造体が風雨又は塩害に曝されると、風雨又は塩害がモニタリング対象物１２０の表面から複数の鉄筋１１０へ進行する。
このような状況下において、所定の日時が経過する毎に、モニタリングタグ１０の外側（モニタリング対象物１２０であるコンクリートの外側）からリーダライタ２００を用いて送受信アンテナ３０を介してＩＣチップ２２との通信を試みる。
そして、試みた通信の結果によって、モニタリング対象構造体が、所定の変化状態になっているか否かを判断する（判断工程）。
A change state monitoring method using the monitoring structure 100 will be described below with reference to FIG.
First, the monitoring structure 100 described above is embedded in a monitoring target structure in order to monitor the change state of the monitoring structure 100 (embedding process). At this time, the monitoring target 120 is preferably formed of the same material as the monitoring target structure. However, depending on the installation method of the monitoring target 120, a different material from the monitoring target structure, for example, different concrete Or you may form with resin.
Then, when the monitoring target structure is exposed to wind or rain damage over a long period of time, the wind or rain damage proceeds from the surface of the monitoring object 120 to the plurality of reinforcing bars 110.
Under such circumstances, every time a predetermined date and time elapses, the reader / writer 200 is used to connect the IC chip 22 with the IC chip 22 from the outside of the monitoring tag 10 (outside of the concrete that is the monitoring target 120). Try to communicate.
Then, based on the result of the attempted communication, it is determined whether or not the monitoring target structure is in a predetermined change state (determination step).
具体的には、モニタリング対象構造体が所定の健全状態となっている場合、送受信アンテナ３０の送受信機能が停止する状態にはなっていない。このため、リーダライタ２００をモニタリングタグ１０に向けて所定の電波を出力すると、送受信アンテナ３０、接続回路４０、ＲＦＩＤタグ２０の内蔵回路２６は、正常に作動するので、リーダライタ２００は、ＩＣチップ２２に記憶されているＩＤ等の情報を得ることができる。すなわち、ＩＤに対応するモニタリングタグ１０がある位置の近傍のモニタリング対象物１２０の状態は、変化していないと判断することができる。 Specifically, when the monitoring target structure is in a predetermined healthy state, the transmission / reception function of the transmission / reception antenna 30 is not stopped. For this reason, when the reader / writer 200 outputs a predetermined radio wave toward the monitoring tag 10, the transmission / reception antenna 30, the connection circuit 40, and the built-in circuit 26 of the RFID tag 20 operate normally. Information such as an ID stored in 22 can be obtained. That is, it can be determined that the state of the monitoring target 120 in the vicinity of the position where the monitoring tag 10 corresponding to the ID is not changed.
他方、モニタリング対象構造体が所定の健全状態から風雨又は塩害を受けて所定の変化状態に変化している場合（劣化の進行）、モニタリング対象物１２０であるコンクリートはその表面から鉄筋１１０に向けての風雨又は塩害を受ける（中性化又は塩害の進行）。このとき、中性化・塩害の進行は、鉄筋１１０に到達する前にモニタリングタグ１０に到達する。そして、中性化又は塩害の進行がモニタリングタグ１０に到達すると刺激応答性金属は中性化又は塩害の影響を受け、内蔵ＩＣチップ２２内の回路、内蔵ＩＣアンテナ２４、内蔵回路２６、送受信アンテナ３０及び接続回路４０からなる群から選択される少なくとも１つが断線する。
このため、リーダライタ２００をモニタリングタグ１０に向けて所定の電波を出力しても、送受信アンテナ３０、接続回路４０、ＲＦＩＤタグ２０の内蔵回路２６は、正常には作動しないので、リーダライタ２００は、ＩＣチップ２２に記憶されているＩＤ等の情報を得ることができない。すなわち、取得できないＩＤに対応するモニタリングタグ１０がある位置の近傍のモニタリング対象物１２０の状態は、所定の変化をしていると判断することができる。
On the other hand, when the monitoring target structure is changed from a predetermined healthy state to a predetermined change state due to wind or rain or salt damage (deterioration of deterioration), the concrete that is the monitoring target 120 is directed from the surface toward the reinforcing bar 110. Suffer from wind and rain or salt damage (neutralization or progress of salt damage). At this time, the progress of neutralization / salt damage reaches the monitoring tag 10 before reaching the reinforcing bar 110. When the progress of neutralization or salt damage reaches the monitoring tag 10, the stimulus-responsive metal is affected by the neutralization or salt damage, and the circuit in the built-in IC chip 22, the built-in IC antenna 24, the built-in circuit 26, and the transmission / reception antenna At least one selected from the group consisting of 30 and the connection circuit 40 is disconnected.
For this reason, even if the reader / writer 200 outputs a predetermined radio wave toward the monitoring tag 10, the transmission / reception antenna 30, the connection circuit 40, and the built-in circuit 26 of the RFID tag 20 do not operate normally. Information such as an ID stored in the IC chip 22 cannot be obtained. That is, it can be determined that the state of the monitoring object 120 in the vicinity of the position where the monitoring tag 10 corresponding to the ID that cannot be acquired is changing in a predetermined manner.
図５を参照して、モニタリングタグ１０ａを説明する。
モニタリングタグ１０ａは、別のＲＦＩＤタグ２０ａと、別の接続回路４０ａとを備える。
別のＲＦＩＤタグ２０ａは、別のＩＣチップ２２ａ、別の内蔵ＩＣアンテナ２４ａ、及び別のＩＣチップ２２ａと別の内蔵ＩＣアンテナ２４ａとを電気的に接続する別の内蔵回路２６ａを有する。
別の接続回路４０ａは、別の内蔵ＩＣアンテナ２４ａと送受信アンテナ３０とを電気的に接続する。
The monitoring tag 10a will be described with reference to FIG.
The monitoring tag 10a includes another RFID tag 20a and another connection circuit 40a.
Another RFID tag 20a has another IC chip 22a, another built-in IC antenna 24a, and another built-in circuit 26a that electrically connects the other IC chip 22a and the other built-in IC antenna 24a.
Another connection circuit 40 a electrically connects another built-in IC antenna 24 a and the transmission / reception antenna 30.
そして、モニタリングタグ１０ａの外側からリーダライタ２００を用いて送受信アンテナ３０を介してＩＣチップ２２及び別のＩＣチップ２２ａとの通信を試みることにより、モニタリング対象物１２０が、所定の変化状態又は所定の別の変化状態に変化したか否かを判断することができる。つまり、RFIDタグ２０とRFIDタグ２０ａとにおいて断線するまでの所要時間を異ならせることにより、ＩＣチップ２２及び別のＩＣチップ２２ａが作動しているか停止しているかでモニタリング対象物１２０の変化状態を把握することができる。 Then, by attempting to communicate with the IC chip 22 and another IC chip 22a via the transmission / reception antenna 30 using the reader / writer 200 from the outside of the monitoring tag 10a, the monitoring object 120 is in a predetermined change state or a predetermined state. It can be determined whether or not the state has changed to another change state. That is, by changing the time required for disconnection between the RFID tag 20 and the RFID tag 20a, the change state of the monitoring target 120 can be changed depending on whether the IC chip 22 and another IC chip 22a are operating or stopped. I can grasp it.
図６を参照して、モニタリングタグ１０ｂを説明する。
モニタリングタグ１０ｂは、ＲＦＩＤタグ２０ｂと、送受信アンテナ３０ｂと、接続回路（図示せず）とを備える。
接続回路は、ＩＣチップ２２と送受信アンテナ３０ｂとを電気的に接続する回路であり、モニタリングタグ１０の接続回路４０と同じ機能、性質を有する。
送受信アンテナ３０ｂは、螺旋状に巻かれたスプリング形状を有し、その送受信アンテナ３０ｂの中にＲＦＩＤタグ２０ｂが配置されている。このため、スプリング状の送受信アンテナ３０ｂに発生した磁束がコイル状アンテナ２０ｂに効率よく伝わるため、通信距離を長くすることができる。また、送受信アンテナ３０ｂは螺旋状に巻かれているので、モニタリングタグ１０ｂの大きさを小さくしつつ、送受信アンテナ３０ｂの長さを長くすることができる。
The monitoring tag 10b will be described with reference to FIG.
The monitoring tag 10b includes an RFID tag 20b, a transmission / reception antenna 30b, and a connection circuit (not shown).
The connection circuit is a circuit that electrically connects the IC chip 22 and the transmission / reception antenna 30b, and has the same functions and properties as the connection circuit 40 of the monitoring tag 10.
The transmission / reception antenna 30b has a spring shape spirally wound, and the RFID tag 20b is disposed in the transmission / reception antenna 30b. For this reason, since the magnetic flux generated in the spring-shaped transmitting / receiving antenna 30b is efficiently transmitted to the coiled antenna 20b, the communication distance can be increased. Moreover, since the transmission / reception antenna 30b is wound in a spiral shape, the length of the transmission / reception antenna 30b can be increased while reducing the size of the monitoring tag 10b.
図７及び図８を参照して、モニタリングタグ１０ｃを説明する。
モニタリングタグ１０ｃは、ＩＣチップ（図示せず）を有するＲＦＩＤタグ２０ｃと、送受信アンテナ３０ｃと、接続回路４０ｃとを備える。
モニタリングタグ１０のＲＦＩＤタグ２０では、ＩＣチップ２２、内蔵ＩＣアンテナ２４、及び、内蔵回路２６を有するとして説明したが、ＲＦＩＤタグ２０ｃは、ＩＣチップを有するが、内蔵ＩＣアンテナは有さない。
送受信アンテナ３０ｃは、送受信アンテナ３０ｃの長さが長くなるように、蛇行形状を有する。このため、モニタリングタグ１０ｃの大きさを小さくしつつ、送受信アンテナ３０ｃの長さを長くすることができる。
モニタリングタグ１０ｃは、例えば、板状の基材２８に配置されており、蛇行している送受信アンテナ３０ｃは、基材２８に積層され、ＲＦＩＤタグ２０ｃは、アンダーフィル材６０を介して基材２８に積層されている。
ＲＦＩＤタグ２０ｃのＩＣチップと送受信アンテナ３０ｃとは、接続回路４０ｃで電気的に接続している。
接続回路４０ｃは、例えば、ＡＣＰ（異方性導電ペースト）で形成された接続回路である。ＡＣＰは、異方導電材料の一種で、回路と回路、又は、回路と部品等の接続に用いられる。
The monitoring tag 10c will be described with reference to FIGS.
The monitoring tag 10c includes an RFID tag 20c having an IC chip (not shown), a transmission / reception antenna 30c, and a connection circuit 40c.
Although the RFID tag 20 of the monitoring tag 10 has been described as having the IC chip 22, the built-in IC antenna 24, and the built-in circuit 26, the RFID tag 20c has an IC chip, but does not have a built-in IC antenna.
The transmitting / receiving antenna 30c has a meandering shape so that the length of the transmitting / receiving antenna 30c is increased. For this reason, the length of the transmission / reception antenna 30c can be increased while reducing the size of the monitoring tag 10c.
For example, the monitoring tag 10 c is arranged on a plate-like base material 28, the meandering transmission / reception antenna 30 c is laminated on the base material 28, and the RFID tag 20 c is placed on the base material 28 via the underfill material 60. Are stacked.
The IC chip of the RFID tag 20c and the transmission / reception antenna 30c are electrically connected by a connection circuit 40c.
The connection circuit 40c is a connection circuit formed of, for example, ACP (anisotropic conductive paste). ACP is a kind of anisotropic conductive material, and is used to connect circuits and circuits or circuits and components.
以上の説明では、接続回路４０、４０ｃは、いずれも、電気抵抗の低い金属が形成する導通回路が物理的に接触又は接続している状態を形成するものとして説明したが、これに限定されず、物理的に離れているが、想定した電気回路として機能している状態を形成するものであってもよい。例えば、接続回路４０ｃは、ＲＦＩＤタグ２０ｃのＩＣチップと送受信アンテナ３０ｃとを電気回路として接続する機能を発揮させることができる状態であれば、ＲＦＩＤタグ２０ｃのＩＣチップと送受信アンテナ３０ｃとの間に配置された絶縁体であってもよい。 In the above description, each of the connection circuits 40 and 40c has been described as forming a state in which a conductive circuit formed by a metal having low electrical resistance is in physical contact or connection, but is not limited thereto. Although it is physically separated, it may form a state that functions as an assumed electric circuit. For example, the connection circuit 40c can be placed between the IC chip of the RFID tag 20c and the transmission / reception antenna 30c as long as the connection circuit 40c can perform the function of connecting the IC chip of the RFID tag 20c and the transmission / reception antenna 30c as an electric circuit. It may be an arranged insulator.
また、モニタリング構造物１００の内部に複数のモニタリングタグ１０が配置されたとして説明したが、モニタリング構造物１００の表面にモニタリングタグ１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃを配置してもよい。 In addition, although a plurality of monitoring tags 10 have been described as being disposed inside the monitoring structure 100, the monitoring tags 10, 10a, 10b, and 10c may be disposed on the surface of the monitoring structure 100.
また、判断工程は、試みた通信の結果によって、モニタリング対象構造体が、所定の変化状態になっているか否かを判断することができるが、この判断は、「なっている」、「なっていない」のいずれかを判断するとして説明したが、これに限定されない。例えば、モニタリング対象構造体の変化に応じて、送受信アンテナの端部から順次断線されていき、送受信アンテナの通信性能が徐々に低下することをもって、所定の変化状態になっているか否かを判断してもよい。 In addition, the determination step can determine whether or not the monitoring target structure is in a predetermined change state based on the result of the attempted communication. Although it has been described that one of “no” is determined, it is not limited thereto. For example, it is determined whether or not a predetermined change state has been established as the communication performance of the transmission / reception antenna gradually decreases from the end of the transmission / reception antenna according to the change in the structure to be monitored. May be.
以下に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
実施例１〜４
特開２０１４−６７２３５号公報の実施例と同様の方法で、図８に示すモニタリングタグ１０ｃを製造した。該モニタリングタグ１０ｃの送受信アンテナはアルミニウムで形成されている。
該モニタリングタグ１０ｃの送受信アンテナのうち、真中の上方部位の一部をカットし、カットされた部位へ、厚み１０μｍ又は３０μｍ、幅１ｍｍ又は２．５ｍｍ、長さ１２ｍｍの鉄箔（刺激応答性金属）を接続した。なお、該鉄箔の接続には銀ペーストを用いた。鉄箔の部位を除いて、全体的にエポキシ樹脂「エポマウント」（リファインテック株式会社製）で封止することにより、図９に示すサンプルを作成した。なお、封止されていない部位（開口部）に見える金属のサイズについて、表２に示す。
該サンプルを、速硬セメントの深さ１ｃｍのところに埋め込み、次いで硬化させ、試験体を作製し、ハンディリーダライタ「ＡＴ８８０」（出力１Ｗ、Ａｔｉｄ社製）を用いて初期応答を確認した。
ＪＩＳ Ａ １１９３−２００５に従って、コンクリート中に含まれる細孔溶液の組成に相当するアルカリ水溶液、つまり、塩化ナトリウム濃度１．０ｍｏｌ／Ｌ又は０．３ｍｏｌ／Ｌのアルカリ水溶液Ａ−１及びＡ−２を調製した（下記表１参照）。
Examples 1-4
A monitoring tag 10c shown in FIG. 8 was manufactured in the same manner as in the example of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-67235. The transmitting / receiving antenna of the monitoring tag 10c is made of aluminum.
A part of the middle upper part of the transmitting / receiving antenna of the monitoring tag 10c is cut, and an iron foil (stimulus-responsive metal) having a thickness of 10 μm or 30 μm, a width of 1 mm or 2.5 mm, and a length of 12 mm is cut into the cut part. ) Connected. A silver paste was used for connecting the iron foil. The sample shown in FIG. 9 was created by sealing the whole with an epoxy resin “Epomount” (manufactured by Refine Tech Co., Ltd.) except for the portion of the iron foil. In addition, it shows in Table 2 about the size of the metal which can be seen in the site | part (opening part) which is not sealed.
The sample was embedded in a fast-curing cement at a depth of 1 cm and then cured to prepare a test body, and an initial response was confirmed using a handy reader / writer “AT880” (output 1 W, manufactured by Atid).
According to JIS A 1193-2005, alkaline aqueous solutions corresponding to the composition of the pore solution contained in the concrete, that is, alkaline aqueous solutions A-1 and A-2 having a sodium chloride concentration of 1.0 mol / L or 0.3 mol / L Prepared (see Table 1 below).
上記で製造した試験体を、アルカリ水溶液Ａ−１又はＡ−２に浸漬し、１ヶ月後及び３ヶ月後に前記ハンディリーダライタ「ＡＴ８８０」を用いてＩＤを読み取り、確認した。結果を表２に示す。 The test body produced above was immersed in an alkaline aqueous solution A-1 or A-2, and the ID was read and confirmed using the handy reader / writer “AT880” after 1 month and 3 months. The results are shown in Table 2.
比較例１
実施例１において、鉄箔の代わりに金箔を用いたこと以外は同様に実験を行なった。結果を表２に示す。
Comparative Example 1
In Example 1, an experiment was performed in the same manner except that a gold foil was used instead of the iron foil. The results are shown in Table 2.
実施例１〜４より、本発明のモニタリングタグを用いると、モニタリング対象物の経時変化を容易に確認できた。
一方、比較例１のように、刺激応答性金属ではない金を用いた場合、ＲＦＩＤは応答し続けるため、モニタリング対象物が所定の変化状態に変化したか否かが確認できないことがわかる。
From Examples 1 to 4, when the monitoring tag of the present invention was used, the change with time of the monitoring target could be easily confirmed.
On the other hand, as in Comparative Example 1, when gold that is not a stimulus-responsive metal is used, it can be seen that since the RFID continues to respond, it cannot be confirmed whether or not the monitoring object has changed to a predetermined change state.
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ モニタリングタグ
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ ＲＦＩＤタグ
２２、２２ａ ＩＣチップ
２４、２４ａ 内蔵ＩＣアンテナ
２６、２６ａ 内蔵回路
２８ 基材
３０、３０ｂ、３０ｃ 送受信アンテナ
４０、４０ａ、４０ｃ 接続回路
６０ アンダーフィル材
１００ モニタリング構造物
１００ａ コンクリート構造物
１１０ 鉄筋
１２０ モニタリング対象物（コンクリート）
１２２ セメント
１３０ 凹部
２００ リーダライタ
10, 10a, 10b, 10c Monitoring tag 20, 20a, 20b, 20c RFID tag 22, 22a IC chip 24, 24a Built-in IC antenna 26, 26a Built-in circuit 28 Base material 30, 30b, 30c Transmission / reception antenna 40, 40a, 40c Connection Circuit 60 Underfill material 100 Monitoring structure 100a Concrete structure 110 Reinforcement 120 Monitoring object (concrete)
122 Cement 130 Concave portion 200 Reader / writer
Claims (5)
ＩＣチップ、内蔵ＩＣアンテナ、及び前記ＩＣチップと前記内蔵ＩＣアンテナとを電気的に接続する内蔵回路を有するＲＦＩＤタグと、
前記モニタリング対象物の外部からの電波を送受信する送受信アンテナと、
前記内蔵ＩＣアンテナと前記送受信アンテナとを電気的に接続する接続回路と、を備え、
前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが、刺激応答性金属Ｂからなる層と、該刺激応答性金属Ｂよりも刺激応答性の高い刺激応答性金属Ｃからなる層とから形成される２層構造部位を有している、モニタリングタグ。 A monitoring tag that is installed on a monitoring object and monitors the state of the monitoring object,
An RFID chip having an IC chip, a built-in IC antenna, and a built-in circuit for electrically connecting the IC chip and the built-in IC antenna;
A transmitting and receiving antenna for transmitting and receiving radio waves from outside the monitoring object;
A connection circuit that electrically connects the built-in IC antenna and the transmission / reception antenna;
At least one selected from the group consisting of a circuit in the IC chip, the built-in IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit includes a layer made of a stimulus-responsive metal B, and the stimulus-responsive metal B A monitoring tag having a two-layer structure portion formed from a layer made of a stimulus-responsive metal C having a high stimulus-responsive property.
ＩＣチップ、内蔵ＩＣアンテナ、及び前記ＩＣチップと前記内蔵ＩＣアンテナとを電気的に接続する内蔵回路を有するＲＦＩＤタグと、
前記モニタリング対象物の外部からの電波を送受信する送受信アンテナと、
前記内蔵ＩＣアンテナと前記送受信アンテナとを電気的に接続する接続回路と、を備え、
前記ＩＣチップ内の回路、前記内蔵ＩＣアンテナ、前記内蔵回路、前記送受信アンテナ及び前記接続回路からなる群から選ばれる少なくとも１つが、ｐＨ１１以下の環境下でのみ腐食し得る刺激応答性金属Ｄから形成されてなる上層と、ｐＨ８以上の環境下でのみ腐食し得る刺激応答性金属Ｅから形成されてなる下層とから形成される２層構造部位を有しており、且つ、該２層構造部位において、刺激応答性金属Ｄから形成されてなる層（上層）の厚みが１０ｎｍ〜１００μｍ及び幅が１．５μｍ〜１０ｍｍであり、２層の厚みの合計が１．５μｍ〜５００μｍ及び幅が１．５μｍ〜１０ｍｍである、モニタリングタグ。 A monitoring tag installed on reinforced concrete to monitor the state of reinforced concrete,
An RFID chip having an IC chip, a built-in IC antenna, and a built-in circuit for electrically connecting the IC chip and the built-in IC antenna;
A transmitting and receiving antenna for transmitting and receiving radio waves from outside the monitoring object;
A connection circuit that electrically connects the built-in IC antenna and the transmission / reception antenna;
At least one selected from the group consisting of a circuit in the IC chip, the built-in IC antenna, the built-in circuit, the transmission / reception antenna, and the connection circuit is formed from a stimulus-responsive metal D that can corrode only in an environment of pH 11 or less. A two-layer structure portion formed from an upper layer formed and a lower layer formed from a stimulus-responsive metal E that can corrode only in an environment of pH 8 or higher, and in the two-layer structure portion The thickness of the layer (upper layer) formed from the stimuli-responsive metal D is 10 nm to 100 μm and the width is 1.5 μm to 10 mm, and the total thickness of the two layers is 1.5 μm to 500 μm and the width is 1.5 μm. Monitoring tag that is -10 mm.
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