JP2012103022A

JP2012103022A - Measuring sensor, capacitive sensor, and measuring system

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Publication number: JP2012103022A
Application number: JP2010249451A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Izumida; 正道泉田; Nobuyuki Oikawa; 延幸及川; Katsutoshi Nakamura; 勝俊中村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2010-11-08
Publication date: 2012-05-31
Anticipated expiration: 2030-11-08
Also published as: JP5505265B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measuring sensor capable of easily performing accurate and reliable measurement.SOLUTION: A measuring sensor includes; first and second electrodes 41, 42 which are flexibly provided and which contact with a measuring object in a state of being opposed to each other; a wireless tag which measures a capacity between the first and second electrodes 41, 42 or a physical quantity based on the capacity and which wirelessly transmits the measurement result to the outside; and a shielding wire 6 which is provided on one end on the side of the wireless tag related to the first and second electrodes 41, 42 and which pulls the first and second electrodes 41, 42.

Description

本発明は、測定対象物が接触している部分の長さを計測する計測センサー、計測センサーに用いることができる静電容量センサー、計測センサーを用いた計測システムに関するものである。 The present invention relates to a measurement sensor that measures the length of a portion in contact with a measurement object, a capacitance sensor that can be used for the measurement sensor, and a measurement system that uses the measurement sensor.

従来、中空の構造物中に流動性を有する物質を充填する際に、充填の過程において当該物質がどの程度充填されたかを把握したいという要求がある。例えば、建築現場においてコンクリートを型枠に充填して打設する場合には、充填過程において生コンクリートの界面位置を極力揃えながら必要量を充填するほうが、高品質・高強度の構造物とすることができるため、これまでは、作業者が直接またはビデオカメラ等の撮像装置を利用して目視確認を行っていた。 Conventionally, when filling a hollow structure with a substance having fluidity, there is a demand for grasping how much the substance is filled in the filling process. For example, when placing concrete into a formwork at a construction site, it is better to fill the required amount while aligning the interface position of the ready-mixed concrete as much as possible in the filling process to obtain a high-quality and high-strength structure. In the past, workers have made visual confirmations directly or using an imaging device such as a video camera.

しかしながら、目視確認では精度が担保しにくく、また作業が繁雑となるため、簡便に精度良く充填高さを検出することが可能な技術が求められていた。このような課題に対し、コンクリートの充填確認を行うために、静電容量センサーを深さ方向の複数位置に配置し、各静電容量センサーにおける検出結果に基づいてコンクリートの充填高さを検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１，２）。 However, since it is difficult to ensure accuracy by visual confirmation and the work becomes complicated, a technique capable of detecting the filling height easily and accurately has been demanded. In order to confirm the filling of concrete against such problems, capacitance sensors are arranged at multiple positions in the depth direction, and the filling height of the concrete is detected based on the detection results of each capacitance sensor. Techniques have been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2).

特開２００７−２１８７４０号公報JP 2007-218740 A 特開２００４−１０８９６４号公報JP 2004-108964 A

しかしながら、上述した特許文献１，２の技術では、センサーが離散的に配置されており、検出結果も離散的に得られる。そのため、センサーが設けられた位置については生コンクリートの界面を把握できるが、隣り合うセンサー同士の間に界面がある場合には、どの程度の高さ位置にまで充填されているかを正確に把握することができない。 However, in the techniques of Patent Documents 1 and 2 described above, sensors are discretely arranged, and detection results are also obtained discretely. Therefore, although the interface of ready-mixed concrete can be grasped at the position where the sensor is provided, if there is an interface between adjacent sensors, it is accurately grasped to what extent the filling position is filled I can't.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、精度良く信頼性が高い測定を簡便に行うことができる計測センサー、静電容量センサー、計測システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a measurement sensor, a capacitance sensor, and a measurement system that can easily perform measurement with high accuracy and high reliability.

上記の課題を解決するため、本発明の計測センサーは、屈曲自在に設けられ、互いに対向した状態で測定対象物と接触する一対の電極と、前記一対の電極間の容量または該容量に基づいた物理量を計測し、計測結果を無線で外部に送信する無線タグと、前記一対の電極に係る前記無線タグ側の一端に設けられ、前記一対の電極を牽引する牽引手段と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a measurement sensor according to the present invention is provided in a freely bendable manner, and is based on a pair of electrodes that are in contact with a measurement object in a state of facing each other, and a capacitance between the pair of electrodes or the capacitance. A wireless tag that measures a physical quantity and wirelessly transmits a measurement result to the outside, and a traction means that is provided at one end of the wireless tag side related to the pair of electrodes and pulls the pair of electrodes. And

この構成によれば、一対の電極の間の容量を測定し、測定された結果を基に一対の電極に対する測定対象物が接触している部分の割合を求めることができる。一対の電極の面積長さは設計情報として既知であるため、求めた割合と一対の電極の長さとから、測定対象物が接触している部分の長さを求めることが可能となる。さらに、一対の電極に接触する測定対象物の割合の変化に伴って、算出される容量が連続的に変化するため、測定対象物が接触している部分の長さを連続的に求めることが可能となる。 According to this structure, the capacity | capacitance between a pair of electrodes can be measured, and the ratio of the part which the measuring object has contacted with respect to a pair of electrodes can be calculated | required based on the measured result. Since the area length of the pair of electrodes is known as design information, the length of the portion in contact with the measurement object can be obtained from the obtained ratio and the length of the pair of electrodes. Furthermore, since the calculated capacity changes continuously with the change in the ratio of the measurement object in contact with the pair of electrodes, the length of the portion in contact with the measurement object can be obtained continuously. It becomes possible.

このとき、牽引手段による牽引力で一対の電極に張力を加えることができるため、付設箇所において、屈曲自在に設けられた一対の電極に、うねりや撓みなどの容量の変動要因となる屈曲部分が生じにくくなる。したがって、一対の電極間の容量が安定する。または、測定される容量を用いて算出される物理量の値が安定する。 At this time, since the tension can be applied to the pair of electrodes by the traction force of the traction means, a bent portion that causes a variation in capacity such as swell and deflection is generated in the pair of electrodes that are provided flexibly at the attachment location. It becomes difficult. Accordingly, the capacitance between the pair of electrodes is stabilized. Alternatively, the value of the physical quantity calculated using the measured capacity is stabilized.

さらに、求めた計測結果を無線により外部に送信することができることとしたため、測定箇所への設置が容易となり、簡便に測定を行うことが可能となる。 Furthermore, since the obtained measurement result can be transmitted to the outside wirelessly, installation at the measurement location is facilitated, and the measurement can be performed simply.

これらによって、精度良く信頼性が高い測定を簡便に行うことができる計測センサーとすることができる。 By these, it can be set as the measurement sensor which can perform a highly accurate measurement with high reliability simply.

本発明においては、前記一対の電極のインダクタンスと、前記一対の電極間に形成されるコンデンサーと、により生じる異常発振を抑制する抑制回路を有することが望ましい。
一対の電極に屈曲部分が生じにくくなると、一対の電極のインダクタンスと一対の電極間の容量とによって異常発振を生じやすくなり、測定される容量が変動しやすくなる。しかし、この構成によれば、上述の異常発振を抑制する回路が設けられているため、測定される容量が安定し、精度良く信頼性が高い測定を行うことが可能となる。 In the present invention, it is desirable to have a suppression circuit that suppresses abnormal oscillation caused by the inductance of the pair of electrodes and the capacitor formed between the pair of electrodes.
If the bent portions are less likely to occur in the pair of electrodes, abnormal oscillation is likely to occur due to the inductance of the pair of electrodes and the capacitance between the pair of electrodes, and the measured capacitance is likely to fluctuate. However, according to this configuration, since the circuit for suppressing the above-described abnormal oscillation is provided, the measured capacitance is stable, and it is possible to perform measurement with high accuracy and high reliability.

本発明においては、前記一対の電極に係る前記無線タグ側の端部に、前記抑制回路が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、一対の電極の面積に応じた抑制回路を設けることが可能となる。したがって、確実に異常発振を抑制する抑制回路とすることが可能となり、精度良く信頼性が高い測定を行うことが可能となる。 In the present invention, it is preferable that the suppression circuit is provided at an end of the pair of electrodes on the wireless tag side.
According to this configuration, it is possible to provide a suppression circuit corresponding to the area of the pair of electrodes. Therefore, it is possible to provide a suppression circuit that reliably suppresses abnormal oscillation, and it is possible to perform measurement with high accuracy and high reliability.

また、本発明においては、前記一対の電極と、前記無線タグとがシールド線を介して接続されていることが望ましい。
この構成によれば、シールド線は、外部磁場や電場の影響を受けず容量変化を起こさないため、容量変化を生じる一対の電極は、終端が明確な構造となる。そのため、センサーとして有効に機能する部分を予め規定しやすくなる。したがって、精度良く信頼性が高い測定を行うことが可能となる。 In the present invention, it is desirable that the pair of electrodes and the wireless tag are connected via a shield wire.
According to this configuration, since the shield wire is not affected by an external magnetic field or an electric field and does not cause a capacitance change, the pair of electrodes that cause the capacitance change has a clear termination. Therefore, it becomes easy to predefine a portion that functions effectively as a sensor. Therefore, it is possible to perform measurement with high accuracy and high reliability.

本発明においては、前記シールド線を屈曲させたときの復元力を、前記牽引手段の牽引力とすることで、前記シールド線が前記牽引手段を兼ねることが望ましい。
この構成によれば、構成を簡略化することができる。 In the present invention, it is desirable that the restoring force when the shield wire is bent is the traction force of the traction means so that the shield wire also serves as the traction means.
According to this configuration, the configuration can be simplified.

本発明においては、計測結果を得るために次の３種の方式を採用することができる。
まず第１に、本発明においては、前記無線タグは、前記測定対象物の比誘電率を記憶する記憶部を有し、前記容量と前記比誘電率とに基づき、前記一対の電極全体に対する、前記一対の電極が前記測定対象物と接触している部分の割合を、前記計測結果として算出することが望ましい。
この構成によれば、記憶部に記憶させる測定対象物の比誘電率を変更することにより、種々の測定対象物に適応可能な計測センサーとすることができる。 In the present invention, the following three methods can be employed to obtain measurement results.
First, in the present invention, the wireless tag has a storage unit that stores a relative dielectric constant of the measurement object, and based on the capacitance and the relative dielectric constant, for the entire pair of electrodes, It is desirable to calculate a ratio of a portion where the pair of electrodes are in contact with the measurement object as the measurement result.
According to this structure, it can be set as the measurement sensor adaptable to various measuring objects by changing the relative dielectric constant of the measuring object memorize | stored in a memory | storage part.

また第２に、本発明においては、前記一対の電極の間に接続され、前記一対の電極とともに発振回路を形成する抵抗を有し、前記無線タグは、前記発振回路における周波数を測定し、前記周波数と前記抵抗の抵抗値とに基づき、前記一対の電極が前記測定対象物と接触している部分の長さを、前記計測結果として算出することが望ましい。
発振回路における周波数（発振周波数）は、一対の電極間の容量に応じて変動するため、発振周波数を測定することにより、発振回路の式を用いて良好に一対の電極が測定対象物と接触している部分の長さを算出することが可能となる。 Secondly, in the present invention, a resistor connected between the pair of electrodes and forming an oscillation circuit together with the pair of electrodes, the wireless tag measures a frequency in the oscillation circuit, and It is desirable to calculate, as the measurement result, the length of the portion where the pair of electrodes are in contact with the measurement object based on the frequency and the resistance value of the resistor.
Since the frequency in the oscillation circuit (oscillation frequency) varies according to the capacitance between the pair of electrodes, measuring the oscillation frequency makes it possible for the pair of electrodes to make good contact with the object to be measured using the equation of the oscillation circuit. It becomes possible to calculate the length of the portion.

また第３に、本発明においては、前記無線タグは、前記一対の電極に交流電圧を印加して、前記一対の電極の間に流れる電流値を検出し、前記電流値と前記交流電圧の電圧値とに基づき、前記一対の電極が前記測定対象物と接触している部分の長さを、前記計測結果として算出することが望ましい。
この構成によれば、検出する電流値と印加する交流電圧の電圧値とを用い、一対の電極間のリアクタンスを求めることができ、該リアクタンスの値から良好に一対の電極が測定対象物と接触している部分の長さを算出することが可能となる。 Thirdly, in the present invention, the wireless tag applies an AC voltage to the pair of electrodes, detects a current value flowing between the pair of electrodes, and detects the current value and the voltage of the AC voltage. It is desirable to calculate, as the measurement result, the length of the portion where the pair of electrodes are in contact with the measurement object based on the value.
According to this configuration, the reactance between the pair of electrodes can be obtained using the current value to be detected and the voltage value of the AC voltage to be applied, and the pair of electrodes are in good contact with the measurement object from the reactance value. It becomes possible to calculate the length of the part which is doing.

本発明においては、前記交流電圧の周波数は、前記無線に用いる搬送波の周波数と異なることが望ましい。
この構成によれば、測定に用いる交流と無線通信に用いる電波とが干渉することなく、良好に測定と通信とを両立することが可能となる。 In the present invention, the frequency of the AC voltage is preferably different from the frequency of the carrier wave used for the radio.
According to this configuration, it is possible to satisfactorily achieve both measurement and communication without interference between the alternating current used for measurement and the radio wave used for wireless communication.

また、本発明の静電容量センサーは、屈曲自在に設けられ、互いに対向した状態で測定対象物と接触する一対の電極と、前記一対の電極の端部に設けられ前記一対の電極を牽引する牽引手段と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、一対の電極間の容量を算出し、算出された結果を基に電極全体に対する測定対象物が接触している部分の割合を連続的に求めることができる。また、牽引手段による牽引力で一対の電極に張力を加えることができるため、付設箇所において、屈曲自在に設けられた一対の電極に、うねりや撓みなどの容量の変動要因となる屈曲部分が生じにくくなる。したがって、一対の電極間の容量が安定し、精度良く信頼性が高い測定を簡便に行うことができる静電容量センサーとすることができる。 In addition, the capacitance sensor of the present invention is flexibly provided, a pair of electrodes that are in contact with a measurement object in a state of being opposed to each other, and provided at an end portion of the pair of electrodes to pull the pair of electrodes. And traction means.
According to this configuration, the capacity between the pair of electrodes can be calculated, and based on the calculated result, the ratio of the portion where the measurement object is in contact with the entire electrode can be continuously obtained. In addition, since the tension can be applied to the pair of electrodes by the pulling force of the pulling means, the pair of electrodes that are provided flexibly in the attached portion is less likely to cause a bending portion that causes a fluctuation in capacity such as swell and deflection. Become. Therefore, the capacitance between the pair of electrodes can be stabilized, and a capacitance sensor that can easily perform measurement with high accuracy and high reliability can be obtained.

本発明においては、前記一対の電極と接続するシールド線を有し、前記一対の電極と前記シールド線との接続箇所に、前記抑制回路が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、シールド線は、外部磁場や電場の影響を受けず容量変化を起こさないため、容量変化を生じる一対の電極は、終端が明確な構造となる。そのため、センサーとして有効に機能する部分を予め規定しやすくなる。したがって、精度良く信頼性が高い測定を行うことが可能となる。また、抑制回路が一対の電極の終端に配置されることとなるため、一対の電極の面積に応じた抑制回路を設けることが可能となる。したがって、確実に異常発振を抑制する抑制回路とすることが可能となり、精度良く信頼性が高い測定を行うことが可能となる。 In the present invention, it is desirable that a shield wire connected to the pair of electrodes is provided, and the suppression circuit is provided at a connection portion between the pair of electrodes and the shield wire.
According to this configuration, since the shield wire is not affected by an external magnetic field or an electric field and does not cause a capacitance change, the pair of electrodes that cause the capacitance change has a clear termination. Therefore, it becomes easy to predefine a portion that functions effectively as a sensor. Therefore, it is possible to perform measurement with high accuracy and high reliability. In addition, since the suppression circuit is disposed at the end of the pair of electrodes, it is possible to provide a suppression circuit according to the area of the pair of electrodes. Therefore, it is possible to provide a suppression circuit that reliably suppresses abnormal oscillation, and it is possible to perform measurement with high accuracy and high reliability.

また、本発明の計測システムは、上述の計測センサーと、前記計測センサーから発信される計測結果を受信する記録装置と、の間で通信を行う計測システムであって、前記計測センサーは、前記一対の電極との間の容量を計測するとともに、計測結果を前記無線タグから前記記録装置に送信し、前記記録装置は、前記計測センサーから送信される前記計測結果を受信する受信部と、前記計測結果に基づいて、前記一対の電極の全長に対する、前記一対の電極が前記測定対象物と接触している部分の割合を算出する算出部と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、上述の計測センサーを有するために精度良く信頼性が高い測定を行うことができ、且つ、測定結果を無線で通信するため、測定箇所に対する取り付けが簡便であり、取り回しが容易となる。そのため、精度良く信頼性が高い測定を簡便に行うことができる、計測システムとすることができる。 The measurement system of the present invention is a measurement system that performs communication between the above-described measurement sensor and a recording device that receives a measurement result transmitted from the measurement sensor, and the measurement sensor includes the pair of measurement sensors. And measuring the capacitance between the electrode and the recording device, transmitting the measurement result from the wireless tag to the recording device, the recording device receiving the measurement result transmitted from the measurement sensor, and the measurement And a calculating unit that calculates a ratio of a portion of the pair of electrodes that are in contact with the object to be measured with respect to a total length of the pair of electrodes.
According to this configuration, since the above-described measurement sensor is included, measurement with high accuracy and high reliability can be performed, and measurement results are communicated wirelessly, so that attachment to the measurement location is simple and easy to handle. It becomes. Therefore, it can be set as the measurement system which can perform a measurement with high accuracy and high reliability simply.

第１実施形態に係る計測システムを示す概略図である。It is the schematic which shows the measurement system which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態の計測システムの使用例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the usage example of the measurement system of 1st Embodiment. センサー部を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a sensor part. 無線ユニットを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows a radio | wireless unit. 無線ユニットが有するＲＦＩＤタグを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the RFID tag which a wireless unit has. 制御部における生コンクリートの界面高さの算出方法を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the calculation method of the interface height of ready-mixed concrete in a control part. シールド線の機能について説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the function of a shield wire. シールド線の機能について説明するグラフである。It is a graph explaining the function of a shield wire. 検出されうる異常発振をするグラフである。6 is a graph showing abnormal oscillation that can be detected. 抑制回路の機能について説明するグラフである。It is a graph explaining the function of a suppression circuit. 第２実施形態の無線ユニットが有するＲＦＩＤタグを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the RFID tag which the radio | wireless unit of 2nd Embodiment has. 第２実施形態の無線ユニットの製造工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing process of the radio | wireless unit of 2nd Embodiment. 第２実施形態の無線ユニットの製造工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing process of the radio | wireless unit of 2nd Embodiment. 第２実施形態の無線ユニットの製造工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing process of the radio | wireless unit of 2nd Embodiment. 第２実施形態の無線ユニットの製造工程を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing process of the radio | wireless unit of 2nd Embodiment.

［第１実施形態］
以下、図１〜図１０を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る計測センサー、静電容量センサー、計測システムについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。 [First Embodiment]
Hereinafter, the measurement sensor, the capacitance sensor, and the measurement system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In all the drawings below, the dimensions and ratios of the constituent elements are appropriately changed in order to make the drawings easy to see.

図１は、本実施形態に係る計測システムを示す概略図である。本実施形態の計測システム１は、計測センサー２と記録装置３とを有している。記録装置３は、本体３１とアンテナ３２とを有し、本体３１は、アンテナ３２を介して計測センサー２の測定結果を通信する通信部３１１と、測定結果を用いて必要に応じて計算するとともに、測定結果や計算結果記録を記録する制御部３１２と、を有している。 FIG. 1 is a schematic view showing a measurement system according to the present embodiment. The measurement system 1 of this embodiment has a measurement sensor 2 and a recording device 3. The recording apparatus 3 includes a main body 31 and an antenna 32, and the main body 31 calculates a communication unit 311 that communicates the measurement result of the measurement sensor 2 via the antenna 32 and uses the measurement result as necessary. And a control unit 312 for recording measurement results and calculation result records.

センサー部４と、無線ユニット５と、センサー部４と無線ユニット５とを接続するシールド線（牽引手段）６と、センサー部とシールド線６との接続部分に設けられた抑制回路７と、を有している。これらは、いずれも屋外での使用を想定して、単体で、および各接続箇所において防水加工がなされている。また、センサー部４とシールド線６と抑制回路７とは、静電容量センサー１０を形成している。 A sensor unit 4, a wireless unit 5, a shield wire (traction means) 6 that connects the sensor unit 4 and the wireless unit 5, and a suppression circuit 7 provided at a connection part between the sensor unit and the shield wire 6; Have. As for these, as for the outdoor use, the waterproof processing is made | formed by the single-piece | unit and each connection location. The sensor unit 4, the shield wire 6, and the suppression circuit 7 form a capacitance sensor 10.

センサー部４は、第１電極（一対の電極）４１および第２電極（一対の電極）４２を有している。第１電極４１および第２電極４２は、所定間隔を開け屈曲自在に形成されており、先端部が互いに接続しないように封止部４３で封止されている。このような第１電極４１および第２電極４２は、例えば、平行フィーダー線のような電線や、帯状の導体薄膜を用いることができる。このようなセンサー部４の長さは、測定箇所の寸法、および作業効率に応じて設定可能である。 The sensor unit 4 includes a first electrode (a pair of electrodes) 41 and a second electrode (a pair of electrodes) 42. The first electrode 41 and the second electrode 42 are formed to be bent at a predetermined interval and are sealed with a sealing portion 43 so that the tip portions are not connected to each other. For the first electrode 41 and the second electrode 42, for example, an electric wire such as a parallel feeder line or a strip-like conductor thin film can be used. The length of such a sensor part 4 can be set according to the dimension of a measurement location and work efficiency.

無線ユニット５は、ＲＦＩＤタグ（無線タグ）５１と、ＲＦＩＤタグ５１を収容する収容部５２と、を有している。シールド線６は、収容部５２の側壁に設けられた取り出し部５３に挿通され、ＲＦＩＤタグ５１に接続されている。 The wireless unit 5 includes an RFID tag (wireless tag) 51 and an accommodating portion 52 that accommodates the RFID tag 51. The shield wire 6 is inserted into a take-out portion 53 provided on the side wall of the housing portion 52 and connected to the RFID tag 51.

ＲＦＩＤタグ５１は、不図示の集積回路が実装される回路基板５１１と、記録装置３との間で無線信号の授受を行うアンテナ５１２と、ＲＦＩＤタグ５１やセンサー部４を駆動させるための電力を供給する電池（電源）５１３と、を有している。アンテナ５１２は、アンテナ線５１２ａと、アンテナ線５１２ａが巻き付けられたフェライトコア５１２ｂと、を有している。フェライトコア５１２ｂは無くても良い。 The RFID tag 51 includes a circuit board 511 on which an unillustrated integrated circuit is mounted, an antenna 512 that transmits and receives a wireless signal between the recording device 3, and power for driving the RFID tag 51 and the sensor unit 4. A battery (power source) 513 to be supplied. The antenna 512 includes an antenna wire 512a and a ferrite core 512b around which the antenna wire 512a is wound. The ferrite core 512b may not be provided.

図２は、本実施形態の計測システム１の使用例を示す説明図である。ここでは、建築現場においてコンクリートを打設するときのコンクリートの充填量（充填高さ）を測定するために用いる場合を示す。 FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a usage example of the measurement system 1 of the present embodiment. Here, the case where it uses in order to measure the filling amount (filling height) of concrete when placing concrete in a construction site is shown.

例えば、型枠９０の中に鉄筋９１を縦横に組み上げたコンクリートの打設箇所において、計測システム１の使用者は、センサー部４の先端部を、縦方向（鉛直方向）の鉄筋９１ａの下端付近で繋止部材４９を用いて繋止して、鉄筋９１ａに沿ってセンサー部４を延在させる。また、鉄筋９１ａの上端付近において、センサー部４に撓みがない状態で横方向の鉄筋９１ｂに無線ユニット５を繋止する。なお、繋止部材４９は、予めセンサー部４の端部に設けておくこととしてもよい。 For example, in a concrete placement place in which a reinforcing bar 91 is vertically and horizontally assembled in a mold 90, the user of the measurement system 1 places the tip of the sensor unit 4 near the lower end of the reinforcing bar 91a in the vertical direction (vertical direction). Then, the sensor part 4 is extended along the reinforcing bar 91a. Further, in the vicinity of the upper end of the reinforcing bar 91a, the wireless unit 5 is connected to the horizontal reinforcing bar 91b in a state where the sensor unit 4 is not bent. The locking member 49 may be provided in advance at the end of the sensor unit 4.

このような状態で、型枠９０の内部に生コンクリート（測定対象物）２００を充填すると、無線ユニット５は、センサー部４を用いて検出される生コンクリート９２の充填高さを記録装置３に送信し本体３１で記録する。計測システム１の使用者は、記録装置３の記録を参照して、生コンクリート９２の充填高さを知ることができる。 When the ready-mixed concrete (measuring object) 200 is filled in the mold 90 in such a state, the wireless unit 5 sets the filling height of the ready-mixed concrete 92 detected by using the sensor unit 4 to the recording device 3. The data is transmitted and recorded by the main body 31. The user of the measurement system 1 can know the filling height of the ready-mixed concrete 92 with reference to the record of the recording device 3.

以下の説明では、計測システム１を図２に示したような使用状況で用いることとして説明を行う。 In the following description, the measurement system 1 is described as being used in a usage situation as shown in FIG.

図３は、センサー部４を説明する説明図である。センサー部４を構成する第１電極４１および第２電極４２は、一方が測定電極に該当し他方が設置電極に該当する。図に示すように、第１電極４１および第２電極４２は平行に配置され、両電極の間に連続して容量Ｃｎが形成される。 FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the sensor unit 4. One of the first electrode 41 and the second electrode 42 constituting the sensor unit 4 corresponds to a measurement electrode, and the other corresponds to an installation electrode. As shown in the figure, the first electrode 41 and the second electrode 42 are arranged in parallel, and a capacitor Cn is continuously formed between the two electrodes.

詳しくは後述するが、生コンクリート９２の充填過程では、第１電極４１と第２電極４２との間に配置される誘電体の種類および量が変化するため、容量Ｃｎの値が変動する。図１に示す無線ユニット５では、変動する容量Ｃｎに基づいて生コンクリート９２の充填高さを算出する。 As will be described in detail later, in the filling process of the ready-mixed concrete 92, since the type and amount of the dielectric disposed between the first electrode 41 and the second electrode 42 change, the value of the capacitance Cn varies. In the wireless unit 5 shown in FIG. 1, the filling height of the ready-mixed concrete 92 is calculated based on the changing capacity Cn.

図４は、無線ユニット５を示す分解斜視図である。図に示すように、無線ユニット５の収容部５２は、蓋材である第１部材５２１と、ＲＦＩＤタグ５１を内包する収容容器である第２部材５２２と、に分割することができる。静電容量センサー１０は、シールド線６から延びる配線６１の端部に設けられた端子でＲＦＩＤタグ５１の回路基板５１１に接続しており、分割することにより、既に取り付けられている静電容量センサー１０Ａを、別体の静電容量センサー１０Ｂと交換することが可能となる。 FIG. 4 is an exploded perspective view showing the wireless unit 5. As shown in the figure, the accommodating portion 52 of the wireless unit 5 can be divided into a first member 521 that is a lid member and a second member 522 that is an accommodating container that encloses the RFID tag 51. The electrostatic capacity sensor 10 is connected to the circuit board 511 of the RFID tag 51 by a terminal provided at the end of the wiring 61 extending from the shield wire 6, and the electrostatic capacity sensor already attached by dividing the electrostatic capacity sensor 10. 10A can be replaced with a separate electrostatic capacity sensor 10B.

図５は、ＲＦＩＤタグ５１を示すブロック図である。図に示すように、ＲＦＩＤタグ５１は、電池５１３の他に、センサー部４が接続される端子５１４、端子５１４と接続される切り替え部５１５、切り替え部５１５が接続される制御部（算出部）５１６、図１に示したアンテナ５１２を有し制御部５１６に接続される無線部５１７、および記憶部５１８を有している。 FIG. 5 is a block diagram showing the RFID tag 51. As shown in the figure, the RFID tag 51 includes a battery 513, a terminal 514 to which the sensor unit 4 is connected, a switching unit 515 connected to the terminal 514, and a control unit (calculation unit) to which the switching unit 515 is connected. 516, a wireless unit 517 having the antenna 512 shown in FIG. 1 and connected to the control unit 516, and a storage unit 518.

電池５１３は、ＲＦＩＤタグ５１の各部およびセンサー部４に電力を供給する。 The battery 513 supplies power to each part of the RFID tag 51 and the sensor part 4.

切り替え部５１５は、電池５１３からセンサー部４への電力の供給状態を、供給または遮断のいずれか一方に切り替える回路であり、例えばプログラマブルなプルアップ抵抗を有して構成されている。電力の供給状態の切り替えは、制御部５１６から切り替え部５１５に入力される入力信号（エッジ割り込み）を用いて行われる。 The switching unit 515 is a circuit that switches the supply state of power from the battery 513 to the sensor unit 4 to either supply or interruption, and has a programmable pull-up resistor, for example. The power supply state is switched using an input signal (edge interrupt) input from the control unit 516 to the switching unit 515.

制御部５１６は、センサー部４が有する第１電極４１に第１の周波数（測定用周波数）で変化する交流電圧を印加するとともに、交流電圧の印加時に流れる交流電流を検出し、ＲＣ発振のパルス数（発振周波数）をカウントして、これらの電流値とカウント数とに基づいて、センサー部４が有する第１電極４１と第２電極４２との間の容量を算出する。容量が算出されると、算出された容量と、記憶部５１８に記憶された生コンクリート９２および空気の比誘電率とに基づいて、型枠９０内に存在する生コンクリート９２の界面高さを算出する。 The control unit 516 applies an alternating voltage that changes at a first frequency (measurement frequency) to the first electrode 41 of the sensor unit 4, detects an alternating current that flows when the alternating voltage is applied, and generates an RC oscillation pulse. The number (oscillation frequency) is counted, and the capacitance between the first electrode 41 and the second electrode 42 of the sensor unit 4 is calculated based on the current value and the count number. When the capacity is calculated, the interface height of the ready-mixed concrete 92 existing in the mold 90 is calculated based on the calculated capacity and the relative permittivity of the ready-mixed concrete 92 and air stored in the storage unit 518. To do.

図６は、制御部５１６における生コンクリート９２の界面高さの算出方法を説明する概念図である。まず、制御部５１６は、型枠９０内に生コンクリート９２が入れられていない状態における容量を計測し、自身の内部の記憶領域（メモリー）に基準容量として一時記憶する。制御部５１６は、生コンクリート９２の充填過程において、センサー部４の容量の基準容量からの変動を計測する。 FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a method for calculating the interface height of ready-mixed concrete 92 in the control unit 516. First, the control unit 516 measures the capacity when the ready-mixed concrete 92 is not placed in the formwork 90, and temporarily stores it as a reference capacity in its own storage area (memory). The control unit 516 measures the variation of the capacity of the sensor unit 4 from the reference capacity in the filling process of the ready-mixed concrete 92.

すなわち、図６に示すように、型枠９０の内部において下部に生コンクリート９２が充填され、生コンクリート９２の上部が空気９３で覆われている場合、センサー部４は、先端である封止部４３を基点として、基点から生コンクリート９２の界面に対応する位置までは生コンクリート９２で覆われ、残りが空気９３で覆われることとなる。センサー部４の容量は、センサー部４全体に対する生コンクリート９２が覆う部分の比に応じて変動することとなる。 That is, as shown in FIG. 6, when the lower part is filled with the ready-mixed concrete 92 inside the formwork 90 and the upper part of the ready-mixed concrete 92 is covered with the air 93, the sensor part 4 is the sealing part which is a front-end | tip. From 43 to the position corresponding to the interface of the ready-mixed concrete 92, the ready-made concrete 92 covers the rest, and the rest is covered with the air 93. The capacity | capacitance of the sensor part 4 will be fluctuate | varied according to the ratio of the part which the ready-mixed concrete 92 covers with respect to the sensor part 4 whole.

まず、制御部５１６は、記憶部５１８に記憶された生コンクリートの比誘電率ａ、および空気の比誘電率ｂ（＝１）、を読み出す。センサー部４の長さを１とすると、センサー部４が全て空気９３に覆われている場合の容量（すなわち、基準容量）が１単位であり、センサー部４が全て生コンクリート９２に覆われている場合の容量がａ単位である。 First, the control unit 516 reads the relative permittivity a of fresh concrete and the relative permittivity b (= 1) of air stored in the storage unit 518. When the length of the sensor unit 4 is 1, the capacity (that is, the reference capacity) when the sensor unit 4 is entirely covered with the air 93 is one unit, and the sensor unit 4 is all covered with the ready-mixed concrete 92. The capacity when there is a is a unit.

このとき、測定された容量をｃとすると、下記の式（１）に基づいて、センサー部４全体に対し生コンクリート９２が覆っている部分の割合ｘが求められ、既知の値であるセンサー部４の長さを用いて、センサー部４の先端から生コンクリート９２の界面までの高さを算出することができる。 At this time, if the measured capacity is c, based on the following formula (1), the ratio x of the portion covered with the ready-mixed concrete 92 to the entire sensor unit 4 is obtained, and the sensor unit is a known value. Using the length of 4, the height from the tip of the sensor unit 4 to the interface of the ready-mixed concrete 92 can be calculated.

［数１］
ａ×ｘ＋ｂ×（１−ｘ）＝ｃ …（１） [Equation 1]
a × x + b × (1−x) = c (1)

図５に戻って、無線部５１７は、制御部５１６で算出された結果を、アンテナ５１２を介し無線を用いて記録装置３に送信する。ここでは、無線部５１７と記録装置３との通信に用いられる搬送波の周波数（搬送波周波数）は、第１の周波数と異なる第２の周波数が設定されている。これにより、容量を計測する際に用いられる交流電圧と、通信に用いる搬送波と、が干渉しないようになっている。例えば、測定用周波数は６０ｋＨｚであり、搬送波周波数は１３１ｋＨｚである。図１に示すアンテナ５１２およびアンテナ３２は、上述の搬送波周波数で共振するように調整されている。 Returning to FIG. 5, the wireless unit 517 transmits the result calculated by the control unit 516 to the recording apparatus 3 via the antenna 512 using wireless communication. Here, the second frequency different from the first frequency is set as the frequency (carrier frequency) of the carrier used for communication between the wireless unit 517 and the recording device 3. Thereby, the alternating voltage used when measuring a capacity | capacitance and the carrier wave used for communication do not interfere. For example, the measurement frequency is 60 kHz, and the carrier frequency is 131 kHz. The antenna 512 and the antenna 32 shown in FIG. 1 are adjusted so as to resonate at the above-described carrier frequency.

さらに、制御部５１６は、切り替え部５１５に対し、切り替え部５１５を電力遮断状態から電力供給状態へと切り替える切り替え信号を入力する。本実施形態においては、切り替え信号は、無線部５１７を介して記録装置３から供給される。無線部５１７では、記録装置３から供給される信号を受信し、制御部５１６に出力して、割り込み処理を発生させる。 Furthermore, the control unit 516 inputs to the switching unit 515 a switching signal for switching the switching unit 515 from the power cutoff state to the power supply state. In the present embodiment, the switching signal is supplied from the recording device 3 via the wireless unit 517. The wireless unit 517 receives a signal supplied from the recording device 3 and outputs the signal to the control unit 516 to generate an interrupt process.

これにより、センサー部４への電力の供給状態を遮断から供給へと切り替えることができ、計測箇所に計測センサー２を設置するまではセンサー部４へ電力を供給しないこととしておき、設置後にセンサー部４へ電力を供給することとして、無用な電力消費を抑制することができる。 As a result, the power supply state to the sensor unit 4 can be switched from cutoff to supply, and power is not supplied to the sensor unit 4 until the measurement sensor 2 is installed at the measurement location. As power is supplied to the power source 4, unnecessary power consumption can be suppressed.

ここで、発明者の検討により、以上のような算出方法で生コンクリート９２の充填高さを求める場合、次のような課題が生じやすいことが分かった。 Here, as a result of the inventors' investigation, it has been found that the following problems are likely to occur when the filling height of the ready-mixed concrete 92 is obtained by the above-described calculation method.

まず第１の課題として、センサー部４を付設する際、センサー部４に弛みや撓みなどの屈曲部分があると、屈曲部分ではセンサー部４を構成する第１電極４１と第２電極４２との離間距離が変化し、測定される容量が安定しないことが分かった。 First, as a first problem, when the sensor unit 4 is attached, if the sensor unit 4 has a bent portion such as a slack or a bend, the first electrode 41 and the second electrode 42 constituting the sensor unit 4 are formed at the bent portion. It was found that the separation distance changed and the measured capacitance was not stable.

また第２の課題として、センサー部４を弛みなく付設すると、測定される容量が安定する一方で、第１電極４１および第２電極４２のインダクタンスと容量とにより異常発振を生じやすく、測定される容量が安定しないことが分かった。 Further, as a second problem, when the sensor unit 4 is attached without slack, the measured capacitance is stabilized, but abnormal oscillation is likely to occur due to the inductance and capacitance of the first electrode 41 and the second electrode 42, and the measurement is performed. It was found that the capacity was not stable.

そこで、本実施形態の計測センサー２では、以下のようにして上記課題を解決している。 Therefore, in the measurement sensor 2 of the present embodiment, the above problem is solved as follows.

まず、第１の課題に対する解決方法を説明する。
図７は、第１の課題に対するシールド線６の機能について説明する説明図である。無線ユニット５を鉄筋９１ｂに繋止する際、センサー部４が符号４Ａで示すようなたるんだ状態とならないように、シールド線６をしならせセンサー部４を張った状態（符号４Ｂ）とする。このように無線ユニット５を付設すると、しならせたシールド線６の復元力Ｆによりセンサー部４を先端側からシールド線６側に牽引し、センサー部４が弛み無く張られた状態とすることができる。すなわちシールド線６は、センサー部４を弛み無く張った状態とするための牽引手段として用いられる。 First, a solution to the first problem will be described.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the function of the shield wire 6 for the first problem. When the wireless unit 5 is secured to the reinforcing bar 91b, the shield wire 6 is bent and the sensor section 4 is stretched (reference numeral 4B) so that the sensor section 4 does not sag as indicated by the reference numeral 4A. . When the wireless unit 5 is attached as described above, the sensor unit 4 is pulled from the distal end side to the shield wire 6 side by the restored restoring force F of the shielded wire 6 so that the sensor unit 4 is stretched without slack. Can do. That is, the shield wire 6 is used as a traction means for keeping the sensor unit 4 in a tensioned state without slack.

このようにすることで、センサー部４に弛みや撓みなどの屈曲部分が生じにくくなり、センサー部４で測定される容量を安定させることができる。また、このようにシールド線６を用いて、センサー部４を牽引する構成とするため、センサー部４は、シールド線６の復元力Ｆで牽引し弛み無く張ることが可能な程度の長さ、および形成材料とするとよい。 By doing in this way, it becomes difficult to produce bending parts, such as a slack and a bending, in the sensor part 4, and the capacity | capacitance measured by the sensor part 4 can be stabilized. Further, since the sensor unit 4 is pulled using the shield wire 6 in this way, the sensor unit 4 has a length that can be pulled without slack by being pulled by the restoring force F of the shield wire 6. And a forming material.

図８は、シールド線６による牽引の効果を示すグラフであり、図８（ａ）はシールド線６による牽引が無い場合に発生する課題を示すグラフ、図８（ｂ）は効果を示すグラフである。 FIG. 8 is a graph showing the effect of traction by the shield wire 6, FIG. 8A is a graph showing a problem that occurs when there is no traction by the shield wire 6, and FIG. 8B is a graph showing the effect. is there.

図８（ａ）には、各種のセンサー部４を用い、シールド線６による牽引無しで測定対象である水の深度を測定したの、深度に対するセンサー部４の容量の関係を示したグラフである。図では、センサー部４として、４種（平行線、フィーダー線、より対線、シールド線）の配線を用いた場合の測定結果を示している。測定時には、センサー部４を牽引していないため、センサー部４は弛んだ状態で測定箇所に付設されている。 FIG. 8A is a graph showing the relationship of the capacity of the sensor unit 4 with respect to the depth when various sensor units 4 are used and the depth of the water to be measured is measured without traction by the shield wire 6. . In the figure, the measurement result in the case of using four types of wiring (parallel line, feeder line, twisted pair line, shield line) as the sensor unit 4 is shown. Since the sensor unit 4 is not pulled at the time of measurement, the sensor unit 4 is attached to the measurement location in a relaxed state.

図に示すように、より対線およびシールド線では、弛みがなくても測定値に変化がないが、より対線およびシールド線は、外部環境により容量変化を生じないまたは生じにくいため、検出される容量値が一定値となり、水深変化に対する容量変化が見られない。そのため、これらはセンサー部４としては用いることができない。 As shown in the figure, with the twisted pair and shielded wires, there is no change in the measured value even if there is no slack, but the twisted pair and shielded wires are detected because the capacitance does not change or hardly occurs due to the external environment. The capacity value is constant and there is no change in capacity with changes in water depth. Therefore, these cannot be used as the sensor unit 4.

また、平行線およびフィーダー線は、水深変化に対して検出される容量変化が見られ、センサー部４として採用可能であるが、上述した第１の課題により、容量変化が一定の傾きを示さない。このような測定値の変化は、センサー部４の弛み方によって異なるため、センサー部４の付設の仕方により水深変化に対する容量変化が異なることとなり、測定誤差の原因となる。 Further, the capacitance change detected with respect to the change in the water depth is seen in the parallel lines and the feeder lines, and can be adopted as the sensor unit 4, but the capacitance change does not show a constant inclination due to the first problem described above. . Such a change in the measured value differs depending on how the sensor unit 4 is slackened. Therefore, a change in the capacity with respect to a change in water depth varies depending on how the sensor unit 4 is attached, which causes a measurement error.

そこで、本実施形態のセンサー部４では、シールド線６の弾力（復元力）によって牽引されることとし、測定誤差の原因となる弛みを解消している。 Therefore, the sensor unit 4 of the present embodiment is pulled by the elasticity (restoring force) of the shield wire 6 to eliminate the slack that causes measurement errors.

図８（ｂ）には、平行線をセンサー部４として用い、シールド線６による牽引をしてセンサー部４を弛み無く付設した状態で、測定対象である水の深度を測定したの、深度に対するセンサー部４の容量の関係を示したグラフを示す。図に示すように、水深変化に対して検出される容量変化が一定の傾きを示すことから、測定される容量値から精度良く水深を測定することができる。 In FIG. 8 (b), the depth of water as a measurement target was measured in a state where the parallel line was used as the sensor unit 4 and the sensor unit 4 was attached without slack by being pulled by the shield wire 6. The graph which showed the relationship of the capacity | capacitance of the sensor part 4 is shown. As shown in the figure, the capacity change detected with respect to the water depth change shows a constant slope, so that the water depth can be measured with high accuracy from the measured capacity value.

次に、第２の課題に対する解決方法を説明する。
図９は、第２の課題を説明するグラフである。本実施形態の計測センサー２では、センサー部４を構成する第１電極、第２電極の間の静電容量をＲＣ発振回路のＣ成分とみなし、発振させてＲＣ発振のパルス数をカウントし、容量の計測を行う回路構成となっている。図９（ａ）には、良好な測定が可能なＲＣ発振のパルスを示す。パルス数は、応答が所定値（図中、符号Ｔで示す）以上となるときのピーク値をカウントする。 Next, a solution to the second problem will be described.
FIG. 9 is a graph for explaining the second problem. In the measurement sensor 2 of the present embodiment, the capacitance between the first electrode and the second electrode constituting the sensor unit 4 is regarded as the C component of the RC oscillation circuit, and the oscillation is performed to count the number of RC oscillation pulses. It has a circuit configuration for measuring capacitance. FIG. 9A shows an RC oscillation pulse that can be satisfactorily measured. The number of pulses is counted as a peak value when the response is equal to or greater than a predetermined value (indicated by symbol T in the figure).

しかし、本実施形態の計測センサー２では、センサー部４が長い電線でかつ開放端であるため、インダクタンス成分およびセンサー部４の末端からの反射波が無視できず、図９（ｂ）に示すように、ＲＣ発振周波数とはまったく異なる高い周波数での発振現象が発生してしまう。このとき、発生する高周波の波に、応答が所定値以上の成分（図中、符号αで示す）が含まれると、当該成分がＲＣ発振のパルスとしてカウントされてしまうため、検出されるＲＣ発振周波数が異なってしまい、それが計測誤差として現われてしまう。 However, in the measurement sensor 2 of the present embodiment, since the sensor unit 4 is a long electric wire and has an open end, the inductance component and the reflected wave from the end of the sensor unit 4 cannot be ignored, as shown in FIG. In addition, an oscillation phenomenon at a high frequency completely different from the RC oscillation frequency occurs. At this time, if the generated high-frequency wave includes a component whose response is greater than or equal to a predetermined value (indicated by the symbol α in the figure), the component is counted as an RC oscillation pulse. The frequency will be different and it will appear as a measurement error.

そこで、本実施形態の計測センサー２では、センサー部４とシールド線６との間に抑制回路７を設け、上述の高周波の発振を抑制することとしている。抑制回路７は、異常発振をキャンセルするための一種のローパスフィルター回路である。このような回路は、例えば追加キャパシターと抵抗成分を有して構成される。 Therefore, in the measurement sensor 2 of the present embodiment, a suppression circuit 7 is provided between the sensor unit 4 and the shield wire 6 to suppress the above-described high-frequency oscillation. The suppression circuit 7 is a kind of low-pass filter circuit for canceling abnormal oscillation. Such a circuit is configured with, for example, an additional capacitor and a resistance component.

生じる異常発振は、用いるセンサー部４に応じて異なるため、センサー部４に応じた抑制回路７を設ける必要がある。すなわち、抑制回路７を設けたとしても、センサー部４の構成（インダクタンス成分、長さなど）によっては、異常発振を抑えきれず、図１０（ａ）に示すように、異常発振の高周波成分（図中、符号βで示す）が残存することがある。このような場合には、抑制回路７、すなわちローパスフィルター回路を構成する抵抗成分の抵抗値を適宜調整することにより、図１０（ｂ）に示すように異常発振の高周波成分（図中、符号γで示す）を抑制し、ＲＣ発振のパルス数を精度良く測定することが可能となる。 Since the abnormal oscillation that occurs varies depending on the sensor unit 4 to be used, it is necessary to provide a suppression circuit 7 corresponding to the sensor unit 4. That is, even if the suppression circuit 7 is provided, the abnormal oscillation cannot be suppressed depending on the configuration (inductance component, length, etc.) of the sensor unit 4, and as shown in FIG. May remain) in the figure. In such a case, by appropriately adjusting the resistance value of the resistance component that constitutes the suppression circuit 7, that is, the low-pass filter circuit, as shown in FIG. And the number of RC oscillation pulses can be measured with high accuracy.

本実施形態では、抑制回路７をセンサー部４とシールド線６との間に設けることとしているため、抑制回路７は予めセンサー部４に応じて良好に異常発振を抑制する回路構成とすることが容易である。そして、計測センサー２に用いる静電容量センサー１０は、センサー部４に応じた抑制回路７を予め備えていることとすることで、静電容量センサー１０を交換した場合であっても、異常発振を抑え良好な測定が可能となる。 In the present embodiment, since the suppression circuit 7 is provided between the sensor unit 4 and the shield wire 6, the suppression circuit 7 may have a circuit configuration that suppresses abnormal oscillation well in advance according to the sensor unit 4. Easy. And the electrostatic capacitance sensor 10 used for the measurement sensor 2 is provided with the suppression circuit 7 according to the sensor unit 4 in advance, so that even when the electrostatic capacitance sensor 10 is replaced, abnormal oscillation occurs. Suppresses and makes good measurement possible.

本実施形態の計測センサー２では、以上のようにして第１の課題および第２の課題を解決し、良好な測定を可能としている。 In the measurement sensor 2 of the present embodiment, the first problem and the second problem are solved as described above, and good measurement is possible.

以上のような構成の計測センサー２によれば、第１電極４１と第２電極４２との間の容量を算出し、算出された結果を基にセンサー部４全体に対して生コンクリート９２が接触している部分の割合を求め、生コンクリート９２の界面高さを連続的に求めることができる。 According to the measurement sensor 2 configured as described above, the capacity between the first electrode 41 and the second electrode 42 is calculated, and the ready-mixed concrete 92 contacts the entire sensor unit 4 based on the calculated result. The ratio of the part which is carrying out can be calculated | required and the interface height of ready-mixed concrete 92 can be calculated | required continuously.

このとき、シールド線６による牽引力で第１電極４１と第２電極４２とに張力を加えることができるため、第１電極４１および第２電極４２にうねりや撓みなどの容量の変動要因となる屈曲部分が生じにくくなる。したがって、第１電極４１と第２電極４２との間の容量が安定する。 At this time, since the tension can be applied to the first electrode 41 and the second electrode 42 by the traction force by the shield wire 6, the bending that causes the capacitance fluctuation factors such as swell and deflection to the first electrode 41 and the second electrode 42. It becomes difficult to produce a part. Accordingly, the capacitance between the first electrode 41 and the second electrode 42 is stabilized.

さらに、算出結果を無線により外部に送信することができることとしたため、測定箇所への設置が容易となり、簡便に測定を行うことが可能となる。 Furthermore, since the calculation result can be transmitted to the outside wirelessly, installation at the measurement location is facilitated, and the measurement can be easily performed.

これらによって、精度良く信頼性が高い測定を簡便に行うことができる計測センサー２とすることができる。 By these, it can be set as the measurement sensor 2 which can perform an accurate measurement with high reliability simply.

同様の理由により、以上のような構成の静電容量センサー１０によれば、第１電極４１と第２電極４２との間の容量が安定し、精度良く信頼性が高い測定を簡便に行うことができる静電容量センサー１０とすることができる。 For the same reason, according to the capacitance sensor 10 configured as described above, the capacitance between the first electrode 41 and the second electrode 42 is stabilized, and accurate and highly reliable measurement can be easily performed. The electrostatic capacity sensor 10 can be configured.

また、以上のような構成の計測システム１によれば、上記計測センサー２を有するために精度良く信頼性が高い測定を行うことができ、且つ、測定結果を無線で通信するため、測定箇所に対する取り付けが簡便であり、取り回しが容易となる。そのため、精度良く信頼性が高い測定を簡便に行うことができる、計測システムとすることができる。 Moreover, according to the measurement system 1 having the above-described configuration, since the measurement sensor 2 is provided, it is possible to perform measurement with high accuracy and high reliability and to communicate measurement results wirelessly. Mounting is simple and handling is easy. Therefore, it can be set as the measurement system which can perform a measurement with high accuracy and high reliability simply.

なお、本実施形態においては、シールド線６を牽引手段として用いることとしたが、これに限らず、別体の牽引手段を備えることとしても構わない。このような牽引手段としては、第１電極４１と第２電極４２とに張力を加えることができればよく、例えば、板ばねやコイルばね等の弾性部材を用いることができる。 In the present embodiment, the shield wire 6 is used as the traction means. However, the present invention is not limited to this, and a separate traction means may be provided. As such a pulling means, it is only necessary to apply tension to the first electrode 41 and the second electrode 42. For example, an elastic member such as a leaf spring or a coil spring can be used.

また、本実施形態においては、ＲＦＩＤタグ５１内において生コンクリート９２の界面高さを算出し、記録装置３に送信することとしたが、これに限らず、容量の計測結果をＲＦＩＤタグ５１から記録装置３に送信し、送信される容量の計測結果に基づいて、記録装置３において生コンクリート９２の界面高さを算出することとしても構わない。その場合は、生コンクリートおよび空気の比誘電率を記憶する記憶部５１８は、記録装置３に設けられる。また、制御部３１２が、界面高さを算出する算出部として機能する。 In the present embodiment, the interface height of the ready-mixed concrete 92 is calculated in the RFID tag 51 and transmitted to the recording device 3. However, the present invention is not limited to this, and the measurement result of the capacity is recorded from the RFID tag 51. The interface height of the ready-mixed concrete 92 may be calculated in the recording device 3 based on the measurement result of the capacity transmitted to the device 3. In that case, a storage unit 518 that stores the relative permittivity of ready-mixed concrete and air is provided in the recording device 3. The control unit 312 functions as a calculation unit that calculates the interface height.

また、本実施形態においては、抑制回路７がセンサー部４とシールド線６との間に設けられることとしたが、回路基板５１１上であってセンサー部４からの信号が制御部５１６に入力される前に設けられることとしても、異常発振を抑制するという抑制回路７の機能を実現することができる。 In the present embodiment, the suppression circuit 7 is provided between the sensor unit 4 and the shield wire 6. However, the signal from the sensor unit 4 is input to the control unit 516 on the circuit board 511. The function of the suppression circuit 7 that suppresses abnormal oscillation can also be realized.

また、本実施形態においては、シールド線６によりセンサー部４と無線ユニット５とを接続することとしたが、シールド線６を用いることなく、センサー部４を無線ユニット５に直接接続することもできる。その場合、板ばねやコイルばね等の弾性部材を用いた牽引手段を別途設け、センサー部４に張力を加えることとする。 In the present embodiment, the sensor unit 4 and the wireless unit 5 are connected by the shield wire 6. However, the sensor unit 4 can be directly connected to the wireless unit 5 without using the shield wire 6. . In that case, traction means using an elastic member such as a leaf spring or a coil spring is provided separately, and tension is applied to the sensor unit 4.

また、本実施形態においては、生コンクリート９２を充填する場合について説明したが、他の測定対象物についても適用可能である。例えば、測定対象物が水である場合、水の貯留場所に第１電極４１と第２電極４２とを鉛直方向に付設し、第１電極と第２電極との間の容量を求めることにより、貯留場所における水の界面高さを求めることが可能となる。 Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the ready-mixed concrete 92 was filled, it is applicable also to another measuring object. For example, when the object to be measured is water, by attaching the first electrode 41 and the second electrode 42 in the vertical direction at the water storage location, and obtaining the capacity between the first electrode and the second electrode, It becomes possible to obtain the interface height of water at the storage location.

また、本実施形態においては、第１電極４１と第２電極４２とを鉛直方向に付設し、生コンクリート９２の界面高さを計測することとしたが、第１電極４１と第２電極４２との付設方向はこれに限らない。 In the present embodiment, the first electrode 41 and the second electrode 42 are provided in the vertical direction and the interface height of the ready-mixed concrete 92 is measured. The attachment direction is not limited to this.

例えば、第１電極４１と第２電極４２とを水平方向に付設することとすると、第１電極４１および第２電極４２が行き渡る領域において、生コンクリート９２が全領域に間違いなく充填されているか否かを判断する充填管理に利用することが可能である。すなわち、第１電極４１および第２電極４２が行き渡る領域の一部において、生コンクリート９２が良好に充填されておらず、空隙を生じているとすると、全領域で充填された場合に得られる容量の値との間に差を生じる。そのため、測定される容量と、生コンクリート９２が全領域で充填された場合に測定される容量の理論値と、に基づいて、確かに充填されているか否かを判断することができる。 For example, if the first electrode 41 and the second electrode 42 are provided in the horizontal direction, whether or not the ready-mixed concrete 92 is definitely filled in the region where the first electrode 41 and the second electrode 42 are spread over. It can be used for filling management to determine whether or not. That is, in a part of the region where the first electrode 41 and the second electrode 42 are spread, if the ready-mixed concrete 92 is not satisfactorily filled and voids are generated, the capacity obtained when the whole region is filled. A difference is made between Therefore, it can be judged whether it is surely filled based on the measured capacity and the theoretical value of the capacity measured when the ready-mixed concrete 92 is filled in the entire region.

なお、本実施形態で採用した容量の算出方法の他に、以下に示すような算出方法を採用することもできる。以下の説明においては、図６を参照している。 In addition to the capacity calculation method employed in the present embodiment, the following calculation method may be employed. In the following description, FIG. 6 is referred to.

（第１の変形例）
第１の変形例では、制御部５１６は、第１の周波数を６０ｋＨｚとし、この正弦波の交流電圧を第１電極４１と第２電極４２との間に印加して、電極間に生じる電流を計測する。そして制御部５１６は、電流値と電圧値とから、第１電極４１と第２電極４２との間のリアクタンスを求め、コンデンサーのインピーダンスを示すＸｃ＝１／（２πｆｃ）の関係式から電極間の容量ｃを算出する。 (First modification)
In the first modification, the control unit 516 sets the first frequency to 60 kHz, applies an AC voltage of this sine wave between the first electrode 41 and the second electrode 42, and generates a current generated between the electrodes. measure. Then, the control unit 516 obtains the reactance between the first electrode 41 and the second electrode 42 from the current value and the voltage value, and determines between the electrodes from the relational expression of Xc = 1 / (2πfc) indicating the impedance of the capacitor. The capacity c is calculated.

ここでは、生コンクリート９２の比誘電率をε１、空気の比誘電率をε２とし、生コンクリート９２の容量をｃ１、空気の容量をｃ２とすると、ｃ＝ｃ１＋ｃ２であることから、第１電極４１，第２電極４２が同じものであるとすると、各容量ｃ１，ｃ２は以下の式（２）（３）のように表すことができる。 Here, when the relative permittivity of the ready-mixed concrete 92 is ε1, the relative permittivity of air is ε2, the capacity of the ready-mixed concrete 92 is c1, and the capacity of the air is c2, c = c1 + c2. Assuming that the second electrodes 42 are the same, the capacitors c1 and c2 can be expressed by the following equations (2) and (3).

［数２］
ｃ１＝ε１×ｘ×ｗ／ｄ …（２） [Equation 2]
c1 = ε1 × x × w / d (2)

［数３］
ｃ２＝ε２×（ｈ−ｘ）×ｗ／ｄ …（３）
（ｗ：第１電極４１，第２電極４２の幅、ｄ：電極間の距離、ｈ：第１電極４１，第２電極４２の全長） [Equation 3]
c2 = ε2 × (h−x) × w / d (3)
(W: width of first electrode 41 and second electrode 42, d: distance between electrodes, h: total length of first electrode 41 and second electrode 42)

上記式（２）（３）に基づいてｘを算出することにより、生コンクリート９２の界面高さを算出することができる。 By calculating x based on the above formulas (2) and (3), the interface height of the ready-mixed concrete 92 can be calculated.

（第２の変形例）
第２の変形例では、ＲＦＩＤタグ５１が、第１電極４１と第２電極４２との間の容量に対して直列に接続され、発振回路を形成する抵抗を有し、制御部５１６は、この発振回路における周波数を測定し、測定される周波数と発振回路が有する抵抗の抵抗値とから容量を算出する。 (Second modification)
In the second modification, the RFID tag 51 is connected in series to the capacitance between the first electrode 41 and the second electrode 42 and has a resistor that forms an oscillation circuit. The frequency in the oscillation circuit is measured, and the capacitance is calculated from the measured frequency and the resistance value of the resistor included in the oscillation circuit.

この発振周波数は、第１電極４１と第２電極４２との間の容量に応じて変動する。ここでは、制御部５１６は、第１の周波数で変化する交流電圧を第１電極４１に印加する。そして、発振周波数ｆを測定し、測定された発振周波数ｆと発振回路を形成する抵抗の抵抗値とから、発振回路の式を元に、容量ｃを算出する。容量ｃが得られた後は、上述の方法と同様に、生コンクリート９２の界面高さを算出することができる。 This oscillation frequency varies according to the capacitance between the first electrode 41 and the second electrode 42. Here, the control unit 516 applies an alternating voltage that changes at the first frequency to the first electrode 41. Then, the oscillation frequency f is measured, and the capacitance c is calculated from the measured oscillation frequency f and the resistance value of the resistor forming the oscillation circuit based on the equation of the oscillation circuit. After the capacity c is obtained, the interface height of the ready-mixed concrete 92 can be calculated in the same manner as described above.

また、上述した算出方法は一例であって、センサー部４の容量を測定することができれば、上述の方法に限らず通常知られた方法を採用することができる。その場合、容量測定のために必要とする回路構成は、適宜追加することが可能である。 Moreover, the calculation method mentioned above is an example, and if the capacity | capacitance of the sensor part 4 can be measured, not only the above-mentioned method but a normally known method is employable. In that case, a circuit configuration necessary for capacitance measurement can be added as appropriate.

［第２実施形態］
図１１〜図１５は、本発明の第２実施形態に係る計測センサーの説明図である。本実施形態の計測センサーは、第１実施形態の計測センサーと一部共通し、無線ユニット５の封止構造が異なっている。したがって、以下の説明においては、第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。 [Second Embodiment]
FIGS. 11-15 is explanatory drawing of the measurement sensor which concerns on 2nd Embodiment of this invention. The measurement sensor of this embodiment is partly in common with the measurement sensor of the first embodiment, and the sealing structure of the wireless unit 5 is different. Therefore, in the following description, the same code | symbol is attached | subjected about the component which is common in 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.

本実施形態の無線ユニット５は、防水加工を行うために特殊な事情を有している。すなわち、第１実施形態で示した無線ユニット５では、ＲＦＩＤタグ５１が収容部５２の内部に収容されていることとしたが、本実施形態の無線ユニットでは、収容部がＲＦＩＤタグ５１を包埋し封止する樹脂製の成型体となっている。より具体的には、無線ユニット５が有するＲＦＩＤタグ５１は、電池５１３を実装しＲＦＩＤタグ５１の各部に電力を供給している状態で樹脂材料に包埋されることで、樹脂製の収容部の中に包埋され封止される。 The wireless unit 5 of the present embodiment has special circumstances for waterproofing. That is, in the wireless unit 5 shown in the first embodiment, the RFID tag 51 is housed in the housing portion 52. However, in the wireless unit of this embodiment, the housing portion embeds the RFID tag 51. It is a resin molded body that is sealed. More specifically, the RFID tag 51 included in the wireless unit 5 is embedded in a resin material in a state in which the battery 513 is mounted and power is supplied to each part of the RFID tag 51, so that a resin-made container is provided. Embedded and sealed.

このとき、通常の工程としては、ＲＦＩＤタグ５１を金型内に配置し、樹脂材料を金型の中に流し込んで包埋することが考えられるが、電池５１３を実装しているため、ＲＦＩＤタグ５１の配線や電池５１３の外装など、導電性を有する部材が金型に触れると、短絡しＲＦＩＤタグ５１が破損するおそれがある。 At this time, as a normal process, it is conceivable that the RFID tag 51 is placed in a mold and a resin material is poured into the mold and embedded, but since the battery 513 is mounted, the RFID tag If a conductive member such as the wiring 51 or the exterior of the battery 513 touches the mold, the RFID tag 51 may be damaged due to a short circuit.

このような課題を解決するために、ＲＦＩＤタグ５１は以下に示すような構成を有している。図１１は、無線ユニット５が有するＲＦＩＤタグ５１を説明する模式図であり、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は裏面図、図１１（ｃ）は図１１（ａ）の線分Ａ−Ａにおける矢視断面図である。 In order to solve such a problem, the RFID tag 51 has the following configuration. 11A and 11B are schematic diagrams for explaining the RFID tag 51 included in the wireless unit 5, in which FIG. 11A is a plan view, FIG. 11B is a back view, and FIG. 11C is FIG. 11A. It is arrow sectional drawing in line segment AA.

図１１に示すＲＦＩＤタグ５１は、平面視矩形の回路基板５１１において一端側の辺にアンテナ５１２が接続され、該一端側の辺に対向する辺に複数の端子５１４が設けられ、不図示のセンサー部４に繋がるシールド線６が接続されている。シールド線６から引き出された複数の配線（図では２本）は、上述の対向する辺の略中央部に接続されている。回路基板５１１に対し、回路基板５１１の周縁部から突出する部材（オンボードセンサーなど）を設ける場合には、アンテナ５１２およびシールド線６が接続された辺とは異なる辺に接続する。 The RFID tag 51 shown in FIG. 11 has an antenna 512 connected to one side of a circuit board 511 having a rectangular shape in plan view, and a plurality of terminals 514 provided on the side facing the one side. A shield wire 6 connected to the portion 4 is connected. A plurality of wirings (two in the figure) drawn from the shield wire 6 are connected to the substantially central part of the above-mentioned opposing sides. When a member (such as an on-board sensor) that protrudes from the peripheral edge of the circuit board 511 is provided for the circuit board 511, the circuit board 511 is connected to a side different from the side to which the antenna 512 and the shield wire 6 are connected.

アンテナ５１２は、後述する樹脂材料による封止の際、樹脂材料がアンテナ５１２の周囲を良好に取り囲むことができるように、回路基板５１１と一定の離間距離を有して配置されている。この離間距離は、用いる樹脂材料の成形時の流動性や流動速度などの成形条件によって、好適な値が定められる。 The antenna 512 is arranged with a certain distance from the circuit board 511 so that the resin material can satisfactorily surround the antenna 512 when sealed with a resin material, which will be described later. A suitable value for the separation distance is determined depending on molding conditions such as fluidity and flow speed during molding of the resin material to be used.

また、アンテナ５１２、電池５１３、シールド線６は、回路基板５１１の一方の面（おもて面）５１１ａ側に実装されており、回路基板５１１の他方の面（裏面）５１１ｂ側には、集積回路５１９が実装されている。集積回路５１９は、第１実施形態の図５の制御部５１６や記憶部５１８の機能を有するものである。もちろん、アンテナ５１２、電池５１３、シールド線６がおもて面５１１ａ側にすべて実装されることなく、一部が裏面５１１ｂ側に実装される構成とすることもできる。 In addition, the antenna 512, the battery 513, and the shield wire 6 are mounted on one surface (front surface) 511a side of the circuit board 511, and are integrated on the other surface (back surface) 511b side of the circuit board 511. A circuit 519 is mounted. The integrated circuit 519 has the functions of the control unit 516 and the storage unit 518 in FIG. 5 of the first embodiment. Of course, the antenna 512, the battery 513, and the shield wire 6 may not be all mounted on the front surface 511a side, but may be partially mounted on the back surface 511b side.

さらに、図１１（ｂ）（ｃ）に示すように、回路基板５１１の裏面５１１ｂには、複数箇所（図では３箇所）に、金属物が接触してもＲＦＩＤタグ５１の回路が短絡しない、表面が誘電体材料で形成された非導通部Ｘが設けられている。非導通部Ｘは、回路基板５１１の重心Ｇを囲むようにして３箇所に配置されている。 Further, as shown in FIGS. 11B and 11C, the circuit of the RFID tag 51 is not short-circuited even if a metal object comes into contact with a plurality of places (three places in the figure) on the back surface 511b of the circuit board 511. A non-conductive portion X whose surface is made of a dielectric material is provided. The non-conduction part X is arrange | positioned at three places so that the gravity center G of the circuit board 511 may be enclosed.

非導通部Ｘは、回路基板５１１において回路パターンを形成しないことにより、回路基板５１１上のソルダーレジストを用いて直接設けることとしても良く、また、回路基板５１１上に誘電体材料で形成された部材を貼付して設けることとしても良い。ここでは、回路基板５１１上に、誘電体材料で形成された部材を別途貼付することとして図示している。 The non-conductive portion X may be provided directly by using a solder resist on the circuit board 511 by not forming a circuit pattern on the circuit board 511, or a member formed of a dielectric material on the circuit board 511. It is good also as sticking and providing. Here, a member formed of a dielectric material is attached to the circuit board 511 separately.

このようなＲＦＩＤタグ５１は、以下のような工程により封止体の内部に封止し、無線ユニット５を製造する。図１２〜１５は無線ユニット５の製造工程を示す工程図である。無線ユニット５の製造においては、ＲＦＩＤタグ５１を２回に分けて封止する。 Such an RFID tag 51 is sealed inside the sealing body by the following process to manufacture the wireless unit 5. 12 to 15 are process diagrams showing the manufacturing process of the wireless unit 5. In manufacturing the wireless unit 5, the RFID tag 51 is sealed in two steps.

まず。図１２に示すように、ＲＦＩＤタグ５１を第１金型１００内に配置する。第１金型１００は、底面１００ａにＲＦＩＤタグ５１を支持する複数（図では３つ）の突起１１０が設けられている。また、ＲＦＩＤタグ５１が有する非導通部Ｘは、各突起１１０と対応する位置に設けられている。すなわち、ＲＦＩＤタグ５１は、非導通部Ｘを介して突起１１０と接するようにして第１金型１００内に配置される。これにより、短絡が生じること無く、第１金型１００内にＲＦＩＤタグ５１を配置することができる。 First. As shown in FIG. 12, the RFID tag 51 is disposed in the first mold 100. The first mold 100 is provided with a plurality (three in the figure) of protrusions 110 that support the RFID tag 51 on the bottom surface 100a. Further, the non-conductive portion X included in the RFID tag 51 is provided at a position corresponding to each protrusion 110. That is, the RFID tag 51 is disposed in the first mold 100 so as to be in contact with the protrusion 110 via the non-conductive portion X. Thereby, the RFID tag 51 can be arranged in the first mold 100 without causing a short circuit.

また、第１金型１００は、側壁１００ｂにシールド線６の外径と同じ大きさの内径を有する開口部１２０が設けられている。したがって、ＲＦＩＤタグ５１を第１金型１００内に配置したときには、シールド線６の位置が常に一定の位置に定まる。 In the first mold 100, an opening 120 having an inner diameter that is the same as the outer diameter of the shield wire 6 is provided on the side wall 100b. Therefore, when the RFID tag 51 is disposed in the first mold 100, the position of the shield wire 6 is always fixed.

なお、第１金型１００内にＲＦＩＤタグ５１を配置すると、開口部１２０においてシールド線６を挟み込む形となり、開口部１２０にてＲＦＩＤタグ５１を支持することとなる。そのため、開口部１２０を用いて突起１１０の機能の一部に代用させることが可能である。すなわち、ＲＦＩＤタグ５１を、開口部１２０と突起１１０とで支持することができる。この場合には、回路基板５１１の重心Ｇよりもシールド線６側の非導通部Ｘを一つ減らすことができる。 When the RFID tag 51 is disposed in the first mold 100, the shield wire 6 is sandwiched in the opening 120, and the RFID tag 51 is supported in the opening 120. Therefore, it is possible to substitute for a part of the function of the protrusion 110 using the opening 120. That is, the RFID tag 51 can be supported by the opening 120 and the protrusion 110. In this case, the non-conductive portion X on the shield line 6 side from the center of gravity G of the circuit board 511 can be reduced by one.

さらに、第１金型１００は、アンテナ５１２を支持する支持部１３０も有している。支持部１３０においても、アンテナ５１２を介して短絡しないように、アンテナ５１２と支持部１３０との接触面を誘電体で保護する。 Further, the first mold 100 also has a support portion 130 that supports the antenna 512. Also in the support part 130, the contact surface between the antenna 512 and the support part 130 is protected by a dielectric so as not to be short-circuited via the antenna 512.

次いで、図１３に示すように第１金型１００の側壁１００ｃに設けられた注入口（ゲート）１４０から、液状の樹脂材料を注入し、一度目の成型（仮成型）を行う。例えば、第１金型１００を射出成型器に雪像し、溶融したポリエチレンを注入する。注入口１４０は、第１金型１００内に配置されているＲＦＩＤタグ５１において、アンテナ５１２およびシールド線６が接続された辺とは異なる辺に対向する第１金型１００の側壁に設ける。このような配置とすることで、アンテナ５１２やシールド線６が、注入する樹脂材料の流れを妨げることなく、良好な成型ができる。 Next, as shown in FIG. 13, a liquid resin material is injected from an injection port (gate) 140 provided in the side wall 100c of the first mold 100, and the first molding (temporary molding) is performed. For example, the first mold 100 is snowed on an injection molding machine and molten polyethylene is injected. The inlet 140 is provided on the side wall of the first mold 100 facing the side different from the side to which the antenna 512 and the shield wire 6 are connected in the RFID tag 51 arranged in the first mold 100. With such an arrangement, the antenna 512 and the shield wire 6 can be molded well without hindering the flow of the resin material to be injected.

注入した樹脂材料は、第１金型１００内を流動し（図中、矢印で図示）、開口部１２０から第１金型１００の外に一部が押し出される。このとき、開口部１２０にはシールド線６が挟み込まれているため、樹脂材料は、シールド線６の内部に流入して封止する。そのため、水分の侵入経路となりやすいシールド線６の周囲を確実に樹脂材料で封止することができる。 The injected resin material flows in the first mold 100 (illustrated by arrows in the figure), and a part thereof is pushed out of the first mold 100 from the opening 120. At this time, since the shield wire 6 is sandwiched in the opening 120, the resin material flows into the shield wire 6 to be sealed. Therefore, it is possible to reliably seal the periphery of the shield wire 6 that tends to be a moisture intrusion path with the resin material.

このようにして仮成型を行い、図１４に示すような仮成型体５Ａを得る。仮成型体５Ａは、突起１１０や支持部１３０に対応する位置には、樹脂材料で覆われていない欠損部１１１，１３１となっている。また、シールド線６内には樹脂材料が充填され（図中、符号６Ａで示す）、シールド線６の内部からの水分の侵入を防止している。 In this way, temporary molding is performed to obtain a temporary molded body 5A as shown in FIG. The temporary molded body 5 </ b> A has defective portions 111 and 131 that are not covered with a resin material at positions corresponding to the protrusions 110 and the support portions 130. Further, the shield wire 6 is filled with a resin material (indicated by reference numeral 6A in the figure) to prevent moisture from entering from the inside of the shield wire 6.

次いで、図１５に示すように、第１金型１００で仮成型された仮成型体５Ａを第２金型２００内に配置し、二度目の成型（本成型）を行う。本成型においては、仮成型体５Ａの欠損部１１１，１３１に樹脂材料を充填するため、第２金型２００内において、第１金型１００内における配置と上下を反転させ、欠損部１１１，１３１を上方に露出させて配置し、仮成型体５Ａの周囲を樹脂材料２０１で封止する。 Next, as shown in FIG. 15, the temporary molded body 5 </ b> A temporarily molded by the first mold 100 is placed in the second mold 200 and second molding (main molding) is performed. In the main molding, the defect portions 111 and 131 of the temporary molded body 5A are filled with the resin material. Therefore, in the second mold 200, the arrangement and the top and bottom in the first mold 100 are reversed, and the defect portions 111 and 131 are inverted. Are exposed upward, and the periphery of the temporary molded body 5A is sealed with the resin material 201.

このようにして、仮成型において欠損していた、突起１１０や支持部１３０に対応する部分にも樹脂材料が充填され（図中、符号２０２で示す）、ＲＦＩＤタグ５１を完全に封止した収容部５４を有する無線ユニット５を製造することができる。 In this manner, the resin material is also filled in the portions corresponding to the protrusions 110 and the support portions 130 that are missing in the temporary molding (indicated by reference numeral 202 in the figure), and the RFID tag 51 is completely sealed. The wireless unit 5 having the part 54 can be manufactured.

なお、図１における記録装置３の機能である通信や記録などを実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピューターシステムに読み込ませ、実行することによりセンサー部４が測定対象物と接触する部分の長さを検出することとしてもよい。 1 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system. It is good also as detecting the length of the part which the sensor part 4 contacts with a measuring object by performing.

ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。また、「コンピューターシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。 Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if the WWW system is used.

さらに、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネットなどのネットワークや電話回線などの通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピューターシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。 Further, the “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a hard disk built in the computer system. Furthermore, a “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time, like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. It also includes those that hold programs for a certain period of time, such as volatile memory inside computer systems that serve as servers and clients in that case. In addition, the program may be for realizing a part of the above-described functions, and may be capable of realizing the above-described functions in combination with a program already recorded in a computer system. .

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

１…計測システム、２…計測センサー、３…記録装置、６…シールド線（牽引手段）、７…抑制回路、１０…静電容量センサー、４１…第１電極（一対の電極）、４２…第２電極（一対の電極）、５１…ＲＦＩＤタグ（無線タグ）、３１１…通信部（受信部）、３１２…制御部（算出部）、５１８…記憶部、 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Measurement system, 2 ... Measurement sensor, 3 ... Recording apparatus, 6 ... Shield wire (traction means), 7 ... Suppression circuit, 10 ... Capacitance sensor, 41 ... 1st electrode (a pair of electrodes), 42 ... 1st 2 electrodes (a pair of electrodes), 51 ... RFID tag (wireless tag), 311 ... communication unit (reception unit), 312 ... control unit (calculation unit), 518 ... storage unit,

Claims

屈曲自在に設けられ、互いに対向した状態で測定対象物と接触する一対の電極と、
前記一対の電極間の容量または該容量に基づいた物理量を計測し、計測結果を無線で外部に送信する無線タグと、
前記一対の電極に係る前記無線タグ側の一端に設けられ、前記一対の電極を牽引する牽引手段と、を有することを特徴とする計測センサー。 A pair of electrodes that are flexibly provided and in contact with the measurement object in a state of facing each other;
A wireless tag that measures the capacitance between the pair of electrodes or a physical quantity based on the capacitance, and transmits the measurement result to the outside wirelessly;
A measurement sensor, comprising: a pulling unit that is provided at one end of the pair of electrodes on the wireless tag side and pulls the pair of electrodes.

前記一対の電極のインダクタンスと、前記一対の電極間に形成されるコンデンサーと、により生じる異常発振を抑制する抑制回路を有することを特徴とする請求項１に記載の計測センサー。 The measurement sensor according to claim 1, further comprising a suppression circuit that suppresses abnormal oscillation caused by an inductance of the pair of electrodes and a capacitor formed between the pair of electrodes.

前記一対の電極に係る前記無線タグ側の端部に、前記抑制回路が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の計測センサー。 The measurement sensor according to claim 2, wherein the suppression circuit is provided at an end of the pair of electrodes on the wireless tag side.

前記一対の電極と、前記無線タグとがシールド線を介して接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の計測センサー。 The measurement sensor according to claim 1, wherein the pair of electrodes and the wireless tag are connected via a shield wire.

前記シールド線を屈曲させたときの復元力を、前記牽引手段の牽引力とすることで、前記シールド線が前記牽引手段を兼ねることを特徴とする請求項４に記載の計測センサー。 The measurement sensor according to claim 4, wherein the restoring force when the shield wire is bent is a traction force of the traction means, and the shield wire also serves as the traction means.

前記無線タグは、前記測定対象物の比誘電率を記憶する記憶部を有し、
前記容量と前記比誘電率とに基づき、前記一対の電極全体に対する、前記一対の電極が前記測定対象物と接触している部分の割合を、前記計測結果として算出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の計測センサー。 The wireless tag has a storage unit that stores a relative dielectric constant of the measurement object,
The ratio of a portion where the pair of electrodes are in contact with the object to be measured with respect to the entire pair of electrodes based on the capacitance and the relative dielectric constant is calculated as the measurement result. The measurement sensor according to any one of 1 to 5.

前記一対の電極の間に接続され、前記一対の電極とともに発振回路を形成する抵抗を有し、
前記無線タグは、前記発振回路における周波数を測定し、
前記周波数と前記抵抗の抵抗値とに基づき、前記一対の電極が前記測定対象物と接触している部分の長さを、前記計測結果として算出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の計測センサー。 A resistor connected between the pair of electrodes and forming an oscillation circuit together with the pair of electrodes;
The wireless tag measures a frequency in the oscillation circuit,
6. The length of a portion where the pair of electrodes are in contact with the measurement object is calculated as the measurement result based on the frequency and the resistance value of the resistance. The measuring sensor according to claim 1.

前記無線タグは、前記一対の電極に交流電圧を印加して、前記一対の電極の間に流れる電流値を検出し、
前記電流値と前記交流電圧の電圧値とに基づき、前記一対の電極が前記測定対象物と接触している部分の長さを、前記計測結果として算出することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の計測センサー。 The wireless tag applies an alternating voltage to the pair of electrodes, detects a current value flowing between the pair of electrodes,
6. The length of a portion where the pair of electrodes are in contact with the object to be measured is calculated as the measurement result based on the current value and the voltage value of the AC voltage. The measurement sensor according to any one of the above.

前記交流電圧の周波数は、前記無線に用いる搬送波の周波数と異なることを特徴とする請求項８に記載の計測センサー。 9. The measurement sensor according to claim 8, wherein the frequency of the AC voltage is different from the frequency of a carrier wave used for the radio.

屈曲自在に設けられ、互いに対向した状態で測定対象物と接触する一対の電極と、
前記一対の電極の端部に設けられ前記一対の電極を牽引する牽引手段と、を有することを特徴とする静電容量センサー。 A pair of electrodes that are flexibly provided and in contact with the measurement object in a state of facing each other;
And a pulling means that pulls the pair of electrodes provided at an end of the pair of electrodes.

前記一対の電極のインダクタンスと、前記一対の電極間に形成されるコンデンサーと、により生じる異常発振を抑制する抑制回路を有することを特徴とする請求項１０に記載の静電容量センサー。 11. The capacitance sensor according to claim 10, further comprising a suppression circuit that suppresses abnormal oscillation caused by an inductance of the pair of electrodes and a capacitor formed between the pair of electrodes.

前記一対の電極と接続するシールド線を有し、前記一対の電極と前記シールド線との接続箇所に、前記抑制回路が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の静電容量センサー。 The electrostatic capacity sensor according to claim 11, further comprising a shield wire connected to the pair of electrodes, wherein the suppression circuit is provided at a connection portion between the pair of electrodes and the shield wire. .

前記シールド線を屈曲させたときの復元力を、前記牽引手段の牽引力とすることで、前記シールド線が前記牽引手段を兼ねることを特徴とする請求項１２に記載の静電容量センサー。 The electrostatic capacity sensor according to claim 12, wherein the shield wire also serves as the traction means by using a restoring force when the shield wire is bent as a traction force of the traction means.

請求項１から９のいずれか１項に記載の計測センサーと、前記計測センサーから発信される計測結果を受信する記録装置と、の間で通信を行う計測システムであって、
前記計測センサーは、前記一対の電極との間の容量を計測するとともに、計測結果を前記無線タグから前記記録装置に送信し、
前記記録装置は、前記計測センサーから送信される前記計測結果を受信する受信部と、
前記計測結果に基づいて、前記一対の電極の全長に対する、前記一対の電極が前記測定対象物と接触している部分の割合を算出する算出部と、を有することを特徴とする計測システム。 A measurement system that performs communication between the measurement sensor according to any one of claims 1 to 9 and a recording device that receives a measurement result transmitted from the measurement sensor,
The measurement sensor measures the capacitance between the pair of electrodes, and transmits a measurement result from the wireless tag to the recording device.
The recording apparatus includes a receiving unit that receives the measurement result transmitted from the measurement sensor;
A measurement system comprising: a calculation unit that calculates a ratio of a portion where the pair of electrodes are in contact with the measurement object with respect to a total length of the pair of electrodes based on the measurement result.