4. 橋梁点検へのシート型IoTセンサ利用

橋梁には様々な点検項目がある。その中で“たわみ量“と”亀裂“のモニタリング⁷⁾について考察する。

3mの橋梁で、たわみ許容量を1/300と仮定した。その際の数値は以下となる。
  δ（たわみ長）: 3000mm x 1/300 = 10mm
  Θ　：0.382°
  Δ（橋梁半分長の伸び）: 33μm
Θ、Δとも非常に小さな値である。橋梁のモニタリングで予防保全を行うには、各数値の1/10程度の分解能のセンシング能力は必要と考える。

【加速度センサ】
様々の振動がある中で、微小なΘ角度を検知するには、以下の対応が必要。
・温度、ドリフト補正　→　補正機能つきMEMS加速度センサの採用
・外来振動の除去　→　帯域幅の最適化
さらにシート内にある複数センサの比較を行い、追加補正を行う。またセンサシートと橋梁との取付（接合）も重要な要素になってくる。

【伸縮センサ】
評価した伸縮伝送路長は10cmである。橋梁に取り付ける伸長センサの長さを1mと仮定した場合、単純な抵抗値変化量より、橋梁たわみ量を検知することは難しいことがわかる。橋梁で発生するひび割れ検知とひび割れ幅拡大をモニタするには、最低１ｍｍの分解能は必要と考える。以下の要因ごとに試作と評価を繰り返し、精度向上を図っていく。

・異なる材質（導電材、ゴム、基盤など）
・異なる伝送路設計（線幅、線厚み）
・周波数特性（表皮効果での影響）
・伸縮伝送路と汎用伝送路（伸縮しない）を組みわせることで、特定エリアで精度向上

以下は、シート型センサを橋梁に設置し、既存の点検との組み合わせ例である。

5. 今後の予定

2025年に現場での実証実験を目指している。それまで以下のステップで進める計画である。
ステップ１
・　MEMSセンサ＋伸縮伝送路(I2C通信)+制御部＋LPWA無線を仮シート実装
・　MEMS加速度センサの各補正調整
ステップ2
・　伸縮伝送路の改善→伸縮検知の分解能と精度向上
ステップ3
・　各センサ間での補正および冗長性向上
ステップ4
・　各点のデータから面データの作成
・　ｴｯｼﾞAI機能踏査
ステップ5
・　実証実験
・　環境試験、耐久性試験

6. TST Sietemas社とTSTジャパンについて

TST Sietemasは、スペインSantanderで2007年創業し、欧州を中心にICT,IoTシステム・デバイス開発を行っている。TSTジャパンは2020年8月に大阪で設立し、日本市場向けの製品を日本企業および本社と連携して、製品開発を行っている。スペイン、日本とも、同じ高齢化問題、社会インフラ、自然災害などの共通課題がある。これらの課題を解決する商品開発を行っている。

TSTジャパン（株）ホームページURL：
 https://www.tst-jpn.com/wordpress/

【著者紹介】
古田　兼三（ふるた　けんぞう）
TSTジャパン（株） 代表取締役

■略歴
1982.3 同志社大学工学部電気工学科卒
1982.4 株式会社SCREENホールディングス（旧大日本スクリーン製造株式会社）入社
イギリス・ドイツ現地法人勤務
1999TUV Product Service Japan入社　EMC技術者
2004太陽誘電株式会社入社 EMCセンター、BQTF(Bluetooth認証ラボ)運用
BLE〈Bluetooth Low Energy〉規格策定などに従事
2011Southco(アメリカの機械部品メーカー)入社。 日本の現地法人立上
2014積水マテリアルソリューション株式会社入社。 IoT商品開発および普及・教育
2020.3 積水マテリアルソリューション株式会社を定年退職
2020.8 TST Sistemas,S.Aの日本現地法人設立。代表取締役就任。