CN116209896A - 腐蚀环境监控系统以及腐蚀环境监控方法 - Google Patents
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Abstract
准备层叠体,该层叠体具有绝缘板、形成于绝缘板的基底金属薄膜、以及感应金属薄膜,感应金属薄膜形成于基底金属薄膜的至少一部分区域,与基底金属薄膜相比相对于腐蚀性物质更易腐蚀且与基底金属薄膜相比电阻值更低。设为具有容置有该层叠体、在侧面方向具有开口部、且在内部具有形成有腐蚀性物质的气体通道的框体在内的腐蚀环境监控传感器。检测该传感器的基底金属薄膜上的两处之间的电阻,根据电阻随时间的变化来判断腐蚀性物质的种类。
Description
技术领域
本发明涉及腐蚀环境监控系统以及腐蚀环境监控方法。
背景技术
在电力、下水道、厂房等社会基础设施中,由于因故障引起的机器操作停止会对社会活动造成影响,所以要求设施稳定运转。特别是,在正在在腐蚀性严重的环境下进行机器操作的设施中,确保设施自身的耐蚀性的同时,一并确保附设的信息设备、控制设备等电子设备的耐蚀性是很重要的。
在附设于估计会被腐蚀损害的设施的电子设备中采取了适当的防腐对策,但设置实际成果很少,在防腐对策不充分的设施中,可能产生新的腐蚀损害。在这种设施中,为了实施适当的防腐对策,对当地环境进行测定并进行诊断是有效的,期望利用长期监控环境的腐蚀性的装置连续地监控腐蚀环境。
以往,作为用于这种用途的腐蚀环境的监控装置,提出了专利文献1中记载的构成。
在专利文献1中,作为监控腐蚀环境的传感器而公开了如下的构成,该构成在一面具有开口部并封固了开口部以外的面的框体内具备相对于腐蚀性气体不易腐蚀的第一薄膜金属、以及易腐蚀的第二薄膜金属。
在专利文献1中记载的技术中,对传感器的第一金属薄膜施加外部电压或者电流,对与第二薄膜金属的腐蚀状况对应的电阻变化进行测定,由此,能够获取环境中的腐蚀性物质的产生状况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2017/061182号公报
发明内容
利用使用了专利文献1记载的传感器的腐蚀环境监控装置,能够在设置了传感器的当地,根据与第二薄膜金属的腐蚀状况对应的电阻变化,预测在当地设置的信息设备、控制设备内的部件有何种程度的腐蚀风险。
然而,在专利文献1记载的现有的传感器中,即使知道在当地环境下产生腐蚀,也难以检测成为腐蚀的原因的气体种类。
以往,为了检测成为腐蚀的原因的气体种类,需要从当地(现场)带回环境中的气体,利用特别的设备来分析。因此,存在气体分析需要具有特别的技能的程序员且到诊断结束为止会花费长时间这样的问题。例如,在测定对象的厂房位于海外的情况下,有时运输气体并进行分析需要一个月左右的期间。
因此,期望在当地远程地且不需要特别的技能地迅速进行在设置有传感器的环境下产生的气体种类的确定、由该腐蚀性气体引起的腐蚀风险的诊断。然而,若向当地带去腐蚀性气体的分析设备来确定气体种类,虽然能够更准确地诊断腐蚀风险,但无法向各种各样的环境都带去分析设备,因此,在海外等远程地准确诊断腐蚀风险极为困难。
期望实现不仅能够监控环境的腐蚀性还能够诊断出气体种类等的腐蚀环境监控系统以及腐蚀环境监控方法。
为了解决上述课题,例如采用权利要求记载的构成。
本发明包含多个解决上述课题的手段,但若举出其中一例,作为腐蚀环境监控系统而具备:腐蚀环境监控传感器,其具有层叠体和框体,该层叠体具有绝缘板、形成于该绝缘板的基底金属薄膜、以及形成在该基底金属薄膜的至少一部分区域的的感应金属薄膜,该的感应金属薄膜由与基底金属薄膜相比相对于腐蚀性物质更易腐蚀且与基底金属薄膜相比电阻值更低的金属构成,该框体容置有该层叠体,在侧面方向具有开口部且在内部形成有腐蚀性物质的气体通道;电阻值测定部,其检测腐蚀环境监控传感器的基底金属薄膜上的两处之间的电阻;以及判断部,其基于电阻值测定部测定出的电阻随时间的变化来判断腐蚀性物质的种类。
发明效果
根据本发明,能够从使用腐蚀环境监控传感器测定出的数据判断设置有腐蚀环境监控传感器的环境的腐蚀性物质的种类。
因此,不需要以往所必须的用于判断腐蚀性物质的种类的分析作业、和该分析所需的特别的技能,能够减少判断环境的腐蚀性物质的种类所花费的工夫和成本。
上述以外的课题、构成以及效果利用以下的实施方式的说明而变明朗。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式例的腐蚀环境监控系统的整体构成的图。
图2是示出本发明的一实施方式例的腐蚀环境监控传感器的构成的例(例1)的俯视图。
图3是示出本发明的一实施方式例的腐蚀环境监控传感器的构成的例(例1)的沿着A-A线的剖视图。
图4是示出本发明的一实施方式例的腐蚀环境监控传感器的构成的例(例1)的沿着B-B线的剖视图。
图5是示出本发明的一实施方式例的腐蚀环境监控传感器的构成的例(例2)的俯视图。
图6是示出本发明的一实施方式例的腐蚀环境监控传感器的构成的例(例2)的沿着C-C线的剖视图。
图7是示出本发明的一实施方式例的腐蚀环境监控传感器的构成的例(例2)的沿着D-D线的剖视图。
图8是示出本发明的一实施方式例的腐蚀环境监控传感器的电阻因腐蚀而变化的原理的图。
图9是示出本发明的一实施方式例的腐蚀环境监控传感器的电阻的变化根据气体浓度而不同的例子的图。
图10是示出本发明的一实施方式例的腐蚀环境监控传感器的电阻的变化根据腐蚀性物质而不同的例子的图。
图11是示出本发明的一实施方式例的腐蚀环境监控传感器的电阻的解析例的图。
图12是示出本发明的一实施方式例的腐蚀环境监控系统的处理的流程的例的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的一实施方式例(以下称为“本例”)。
<系统构成>
图1示出本例的腐蚀环境监控系统100的整体构成。
图1示出的例子为利用腐蚀环境监控系统100测量设置有厂房设施101的工厂内的环境的构成。即,厂房设施101构成为利用控制设备102的控制进行运转。而且,在设置有控制设备102的工厂内设置有腐蚀环境监控传感器1、与该腐蚀环境监控传感器1连接的腐蚀环境监控装置110。
腐蚀环境监控装置110以及控制设备102经由网络N而连接于监视中心120。监视中心120具备显示装置121,在该显示装置121显示有作为工厂内的环境的腐蚀环境的监控状况、厂房设施101的运转状况。
腐蚀环境监控装置110具备电阻值测定部111、判断部112以及存储部113。
电阻值测定部111对配置于腐蚀环境监控传感器1的基底金属薄膜2(图2)的电阻值进行测定。
判断部112基于电阻值测定部111测定出的电阻值的变化,判断腐蚀环境的状况并且判断作为腐蚀物质的种类的气体种类。
在存储部113存储有利用电阻值测定部111测定出的电阻值的变化。另外,在存储部113还存储有表示电阻值变化与腐蚀厚度的关系的信息。
表示该电阻值的变化与腐蚀量的关系的信息被称为校准曲线数据,在本例的情况下,在存储部113内针对多个腐蚀物质存储有该校准曲线的信息。
像这样,关于由腐蚀环境监控装置110内的判断部112判断出的气体种类、腐蚀环境的状况的信息存储在存储部113内。而且,在存储部113内存储的气体种类、腐蚀环境的状况的信息经由网络N传送至监视中心120,并显示于监视中心120内的显示装置121。此外,在腐蚀环境监控装置110中,也可以显示气体种类、腐蚀环境。
<腐蚀环境监控传感器的构成>
图2是示出本例的腐蚀环境监控传感器1的构成的例(例1)的俯视图。在该图2的俯视图中,用虚拟线示出基板5的上侧的框体6。
图3是沿着图2的A-A线的剖视图。
图4是沿着图2的B-B线的剖视图。
在腐蚀环境监控传感器1上,在横向长的基板5之上隔着绝缘板4配置有基底金属薄膜2,并且将基底金属薄膜2作为支承构件而在基底金属薄膜2上的整个区域配置有感应金属薄膜3。
腐蚀性气体10从图2示出的横向长的基板5的左端侧的开口部7流入至腐蚀环境监控传感器1内。
基底金属薄膜2和感应金属薄膜3沿着基板5的长边平行配置有两条并且靠近开口部7一侧的端连接在一起而形成为“コ”的字型。
基底金属薄膜2由相对于在环境中存在的腐蚀性气体10与感应金属薄膜3相比不易腐蚀的例如不锈钢、铬这种材料构成。
感应金属薄膜3由相对于腐蚀性气体10与基底金属薄膜2相比更易腐蚀的例如银这种材料构成。
配置有基底金属薄膜2和感应金属薄膜3的基板5的上表面以及下表面由框体6覆盖。但如图2以及图4所示,成为如下的构造:在框体6的左端形成有没有配置框体6的开口部7,供腐蚀性气体10向腐蚀环境监控传感器1的内部的气体通道8流入。即,感应金属薄膜3成为在气体通道8内露出的状态。
另外,腐蚀环境监控传感器1如图4所示,基板5从框体6的右端突出。而且,在两条平行配置的基底金属薄膜2的右端连接有引出电极9,该引出电极9的前端的端子9a、9b配置在从框体6突出的基板5上。
图1示出的腐蚀环境监控装置110的电阻值测定部111对该端子9a、9b间的电阻值进行测定。
图5是示出本例的腐蚀环境监控传感器1的另一构成的例(例2)的俯视图。在图5的俯视图中,与图2同样地,用虚拟线表示基板5的上侧的框体6。
图6是沿着图5的C-C线的剖视图。
图7是沿着图5的D-D线的剖视图。
在图5-图7示出的例2的腐蚀环境监控传感器1的情况下,在基板5之上隔着绝缘板4呈“コ”的字型形成有基底金属薄膜2这一点,与图2-图4示出的腐蚀环境监控传感器1相同。
图5-图7示出的例2的腐蚀环境监控传感器1与图2-图4示出的例1的腐蚀环境监控传感器1不同的点在于,形成在基底金属薄膜2之上的感应金属薄膜3a、3b的配置构成不同。
即,在图5-图7的例2中,准备两条感应金属薄膜3a、3b,这两条感应金属薄膜3a、3b配置在靠近开口部7的端部以外的两条平行配置的基底金属薄膜2之上。因此,如图5所示,在靠近开口部7的端部,基底金属薄膜2在气体通道8内露出。
图5-图7示出的腐蚀环境监控传感器1的其他构成与图2-图4示出的腐蚀环境监控传感器1相同。
图8示出了通过使例1(图2-图4)或者例2(图5-图7)示出的腐蚀环境监控传感器1处于暴露于腐蚀环境的状态,使腐蚀随着时间经过而发展,而利用腐蚀环境监控装置110的电阻值测定部111测定出的电阻值变化的状态。
图8示出由暴露前时刻t0、暴露后时刻t1、暴露后时刻t2、暴露后时刻t3、暴露后时刻t4的由基底金属薄膜2、感应金属薄膜3(3a、3b)构成的层叠体的腐蚀状况的主视图、和与腐蚀状况对应的暴露时间与电阻值的关系。在此的暴露后时刻t1~t4具有暴露后时刻t1<暴露后时刻t2<暴露后时刻t3<暴露后时刻t4的关系。
此外,在例1(图2-图4)或者例2(图5-图7)的传感器构成中,将基底金属薄膜2和感应金属薄膜3(3a,3b)呈“コ”字状平行配置了两条,但在图8中为了简化说明,设定为基底金属薄膜2和感应金属薄膜3以直线状呈I型配置的情况。图8示出的曲线的电阻值是利用该I型的基底金属薄膜2的两端测定出的。
在暴露前,基底金属薄膜2和感应金属薄膜3双方均未腐蚀。
用基底金属薄膜2的电阻RBM1和感应金属薄膜3的电阻RSM1的并联电路来表示暴露前的腐蚀环境监控传感器1的电阻值。
而且,感应金属的电阻率比基底金属的电阻率小,因此用感应金属薄膜3的电阻值(电阻RSM1)表示暴露前的腐蚀环境监控传感器1的电阻值。
在从暴露经过了一定程度的时间的暴露后时刻t1,通过在环境中存在的腐蚀性气体10从与气体通道8相接的感应金属薄膜3的上表面开始形成腐蚀生成物31。腐蚀性气体10从开口部7(左侧)朝向气体通道8的进深侧(右侧)侵入,因此,感应金属薄膜3从腐蚀性气体10的浓度通量高的开口部7侧开始腐蚀。
在暴露后时刻t1,在感应金属薄膜3的左端,仅形成长度为LA的腐蚀生成物31,感应金属薄膜3也仅在左端残留一部分。
若分开示出形成有腐蚀生成物31的长度LA和没有形成腐蚀生成物31的剩余的长度,则基底金属薄膜2的电阻值成为电阻RBM2和电阻RBM3之和。
然而,感应金属薄膜3的电阻值仅在形成有腐蚀生成物31的长度LA的部分成为与暴露前的电阻值不同的值。即,形成有腐蚀生成物31的长度LA的部分成为电阻RSM2和腐蚀生成物31的电阻RCP2并联连接后的值。因此,如图8的暴露后时刻t1所示,用电阻RBM2、电阻RSM2和电阻RCP2的并联电阻与电阻RBM3和电阻RSM3的并联电阻用串联连接后的等效电路来表示在暴露后时刻t1示出的电阻值。
而且,暴露后时刻t1的腐蚀环境监控传感器1的电阻值根据基底金属的电阻率、感应金属的电阻率、腐蚀生成物31的电阻率的大小关系如用等效电路上的虚线箭头示出那样来决定。因此,暴露后时刻t1的腐蚀环境监控传感器1的电阻值能够近似于感应金属薄膜3的电阻RSM2和电阻RSM3的串联电路(串联电阻)。在暴露后时刻t1,在整个长度上存在感应金属薄膜3,因此,相对于暴露前的传感器芯片的电阻值的变化非常小。
在暴露后时刻t2,腐蚀性气体10从开口部7(左侧)进一步朝向气体通道8的进深侧侵入,因此,感应金属薄膜3从腐蚀性气体10的浓度通量高的开口部7进一步腐蚀。
在暴露后时刻t2,腐蚀生成物31仅形成有长度LB,在感应金属薄膜3的左端中,腐蚀生成物31到达感应金属薄膜3的下表面,感应金属薄膜3成为不在感应金属薄膜3的左端残留的状态。
若采用与暴露后时刻t1同样的方式,则该暴露后时刻t2的腐蚀环境监控传感器1的电阻值用基底金属薄膜2的电阻RBM4和电阻RBM5、感应金属薄膜3的电阻RSM4和电阻RSM5、腐蚀生成物31的电阻RCP4的等效电路来表示。
而且,暴露后时刻t2的腐蚀环境监控传感器1的电阻值根据基底金属的电阻率、感应金属的电阻率、腐蚀生成物31的电阻率的大小关系如用等效电路上的虚线箭头示出那样成为电流流动的路径的合成电阻。
因此,暴露后时刻t2的腐蚀环境监控传感器1的电阻值能够近似于感应金属薄膜3的电阻RSM4和电阻RSM5的串联电路(串联电阻)。
暴露后时刻t2的腐蚀环境监控传感器1的电阻值与暴露后时刻t1相比稍大,但相对于暴露前的腐蚀环境监控传感器1的电阻值的变化仍然很小。
以该暴露后时刻t2为分界,腐蚀环境监控传感器1的电阻值大幅度变化。
在从暴露后时刻t2经过了一定程度时间的暴露后时刻t3,腐蚀性气体10从开口部7(左侧)进一步朝向气体通道8的进深侧侵入,因此,感应金属薄膜3从腐蚀性气体10的浓度通量高的开口部7进一步大幅度腐蚀。
在暴露后时刻t3,为以感应金属薄膜3的一定程度的长度且以整个厚度形成腐蚀生成物31,并且在长度为LC的部分厚度发生了变化的状态。该长度LC与在暴露后时刻t2的腐蚀生成物31的长度LB相等。
若采用与暴露后时刻t1同样的方式,则暴露后时刻t3的腐蚀环境监控传感器1的电阻值用基底金属薄膜2的电阻RBM6、电阻RBM7和电阻RBM8、感应金属薄膜3的电阻RSM7和电阻RSM8、以及腐蚀生成物31的电阻RCP6和电阻RCP7的等效电路表示。
而且,由于基底金属的电阻率、感应金属的电阻率、腐蚀生成物31的电阻率的大小关系成为腐蚀生成物31的电阻率>基底金属的电阻率>感应金属的电阻率,因此,暴露后时刻t3的腐蚀环境监控传感器1的电阻值如用等效电路上的虚线箭头表示的那样成为电流流动的路径的合成电阻。
即,暴露后时刻t3的腐蚀环境监控传感器1的电阻值能够近似于基底金属薄膜2的电阻RBM6、感应金属薄膜3的电阻RSM7和电阻RSM8的串联电路。
因此,暴露后时刻t3的腐蚀环境监控传感器1的电阻值与暴露前的腐蚀环境监控传感器1的电阻值相比大幅度变化。
暴露后时刻t4的腐蚀环境监控传感器1的电阻值用基底金属薄膜2的电阻RBM9、电阻RBM10和电阻RBM11、感应金属薄膜3的电阻RSM10和电阻RSM11、腐蚀生成物31的电阻RCP9和电阻RCP10的等效电路来表示。
而且,暴露后时刻t4的腐蚀环境监控传感器1的电阻值根据上述的基底金属的电阻率、感应金属的电阻率、腐蚀生成物31的电阻率的大小关系,如用等效电路上的虚线箭头表示的那样成为电流流动的路径的合成电阻。
因此,暴露后时刻t4的腐蚀环境监控传感器1的电阻值能够近似于基底金属薄膜2的电阻RBM9、以及感应金属薄膜3的电阻RSM10和电阻RSM11的串联电路(串联电阻)。
在暴露后时刻t4,为以感应金属薄膜3的一定程度的长度且以整个厚度形成腐蚀生成物31,并且在长度LD的部分厚度发生了变化的状态。该长度LD与在暴露后时刻c的腐蚀生成物31的长度LC相等。
该暴露后时刻t4的腐蚀环境监控传感器1的电阻值与暴露后时刻t3的腐蚀环境监控传感器1的电阻值相比,呈现每单位时间电阻值几乎固定地增加(即,线性增加)这种比较大的变化。但如后述的图9、图10所示,在更长时间观察了暴露时间时,该电阻值的增加为直线性的。
<基于气体浓度的电阻的变化>
如在图8中说明的那样,本例的腐蚀环境监控传感器1的电阻值为从设置于腐蚀环境起到经过一定程度的时间(图8的暴露后时刻t2)为止几乎不变化的状态,此后逐渐变化。在以下的说明中,将电阻值几乎不变化的期间称为潜伏时间。
图9为对在成为腐蚀的原因的气体的种类相同、仅该气体的浓度不同的情况下的电阻值变化特性c1、c2进行比较。在此,作为腐蚀环境监控传感器1的感应金属薄膜3而使用银,作为成为腐蚀的原因的气体,使用使银腐蚀的H2S、S8等。
在图9中,电阻值变化特性c1表示气体浓度为1倍(×1)的状态,电阻值变化特性c2表示气体浓度为2倍(×2)的状态。图9的纵轴为电阻值(Ω),横轴为时间(h)。
在此、将气体浓度为1倍的情况下的电阻值变化特性c1的潜伏时间设为θ1,将在经过潜伏时间之后电阻值变化的变化量的斜率设为α1。另外,将气体浓度为2倍的情况下的电阻值变化特性c2的潜伏时间设为θ2,将在进过潜伏时间之后电阻值变化的变化量的斜率设为α2。
此时,潜伏时间θ1、θ2反映了气体浓度。即,若将气体浓度1倍的潜伏时间θ1设为0.5倍,则成为气体浓度2倍的潜伏时间θ2。电阻值变化的变化量的斜率α1、α2也与气体浓度呈正比例变化。
因此,即使气体浓度变化,θ1×α1=θ2×α2为相同值,针对每个气体种类成为固有的值。
<基于气体种类的电阻的变化>
图10示出电阻值根据气体种类而变化的状态。图10的纵轴为电阻值(Ω),横轴为时间(h)。
在图10中,示出气体种类H2S的特性和气体种类S8的特性。在此,为两种气体在空气中的浓度不同、但各自的潜伏时间θH2S、θS8为相等的情况。经过潜伏时间之后的电阻值的变化量的斜率αH2S、αS8根据气体种类H2S和气体种类S8分别不同。
在本例中,利用作为潜伏期间θ和经过潜伏时间之后的电阻值的变化量的斜率α的积的θ×α针对每个气体种类而成为固有的值,来辨别成为腐蚀的原因的气体种类(原因物质)。
<基于气体种类的实际的解析数据的例>
图11示出在包含腐蚀原因物质S8的气体g1的环境下解析出的电阻值的变化例、以及在包含腐蚀原因物质H2S的气体g2的环境下解析出的电阻值的变化例。图11的纵轴为电阻值(Ω),横轴为时间(h)。
在图11的例子中,在包含物质S8的气体g1的情况下,潜伏时间θS8为50h(时间),经过潜伏时间之后的电阻值的变化量的斜率αS8为0.7Ω/h。
另一方面,在包含物质SH2S在内的气体g2的情况下,潜伏时间θH2S为10h,经过潜伏时间之后的电阻值的变化量的斜率αH2S为6Ω/h。
像这样,在腐蚀原因物质S8和腐蚀原因物质H2S中,电阻值的变化量的斜率αH2S、αS8不同,能够根据斜率αH2S、αS8和潜伏时间θH2S、θS8的相乘值来辨别两个腐蚀原因物质S8、H2S。
例如,在腐蚀环境监控装置110的判断部112辨别腐蚀原因物质S8和腐蚀原因物质H2S的情况下,设定成为关于腐蚀原因物质S8的电阻值的变化量的斜率αS8和潜伏时间θS8的相乘值x1与关于腐蚀原因物质H2S的电阻值的变化量的斜率αH2S和潜伏时间θH2S的相乘值x2之间的值的阈值th1。而且,判断部112通过对从测定数据得到的相乘值与阈值th1进行比较,能够判断作为气体种类是包含腐蚀原因物质S8、还是包含腐蚀原因物质H2S。
在图11的例子的情况下,在包含物质S8在内的气体g1的情况下,潜伏时间θS8为50h,电阻值的变化量的斜率0.7Ω/h,因此,气体g1的相乘值为50×0.7=35。另一方面,在包含物质SH2S在内的气体g2的情况下,潜伏时间θH2S为10h,电阻值的变化量的斜率αH2S为6Ω/h,气体g2的相乘值为10×6=60。
因此,只要将阈值th1设定为35与60的大致中间的值,就能够辨别包含在气体内的腐蚀原因物质是S8还是H2S。
<腐蚀环境监控装置的判断部的处理>
图12是示出腐蚀环境监控装置110的判断部112的判断处理的流程的流程图。
首先,腐蚀环境监控装置110的电阻值测定部111测定腐蚀环境监控传感器1的电阻值,并将测定数据以及测定时刻数据存储在存储部113内(步骤S11)。
然后,判断部112判断存储在存储部113内的测定数据是否为在腐蚀环境下设置的腐蚀环境监控传感器1的初始的测定数据(步骤S12)。
在步骤S12中判断为是初始的测定数据时(步骤S12判断为是),判断部112到能够获取电阻值几乎不变化的潜伏时间θ和经过潜伏时间之后的电阻值的变化量的斜率α为止监视测定数据,测定对应的潜伏时间θ和变化量的斜率α(步骤S13)。
接下来,判断部112对潜伏时间θ和变化量的斜率α的相乘值与事先设定的阈值进行比较(步骤S14)。
在步骤S14中判断为相乘值为事先设定的阈值以上时(步骤S14判断为是),判断部112判断为作为气体种类而包含腐蚀原因物质H2S(步骤S15)。
另外,在步骤S14中判断为相乘值低于事先设定的阈值时(步骤S14判断为否),判断部112判断为作为气体种类而包含腐蚀原因物质S8(步骤S16)。
然后,判断部112进行登录处理,将在步骤S15或者S16中判断出的气体种类的数据存储在存储部113内(步骤S17)。
然后,在步骤S12中判断为不是初始的测定数据的情况、也就是已经登录了气体种类的情况下(步骤S12判断为否),判断部112判断登录的气体种类是S8和H2S的哪一种(步骤S18)。同样地,在步骤S17中登录了气体种类之后,也进行步骤S18的气体种类的判断。
在步骤S18中,在判断为气体种类为H2S时(步骤S18的H2S),判断部112测定电阻值的变化ΔR(步骤S21)。然后,判断部112从存储部113获取气体种类H2S用的校准曲线数据(步骤S22)。该气体种类H2S用的校准曲线数据是表示气体种类H2S的情况下的、电阻值的变化与感应金属薄膜3的腐蚀厚度的关系的数据。
然后,判断部112基于测定出的电阻值的变化ΔR和校准曲线数据,算出感应金属薄膜3的腐蚀厚度(步骤S23)。由此,判断部112对设置有腐蚀环境监控传感器1的环境的腐蚀性进行评价(步骤S24)。
在步骤S18中判断为气体种类为S8时(步骤S18的S8),判断部112测定电阻值的变化ΔR(步骤S31)。然后,判断部112从存储部113获取气体种类S8用的校准曲线数据(步骤S32)。该气体种类S8用的校准曲线数据为表示气体种类S8的情况下的、电阻值的变化与感应金属薄膜3的腐蚀厚度的关系的数据。
然后,判断部112基于测定出的电阻值的变化ΔR和校准曲线数据,算出感应金属薄膜3的腐蚀厚度(步骤S33)。由此,判断部112对设置有腐蚀环境监控传感器1的环境的腐蚀性进行评价(步骤S34)。
此外,腐蚀环境监控装置110内的判断部112也可以进行到步骤S23或者S33中的腐蚀厚度的算出为止,而由获取了气体种类、腐蚀厚度的数据的外部的信息处理装置来进行针对设置有腐蚀环境监控传感器1的环境的腐蚀性的评价。
如以上说明的那样,根据本例的腐蚀环境监控系统100,能够进行设置了腐蚀环境监控传感器1的环境的腐蚀性的评价,并且判断腐蚀性物质的种类。特别是,通过判断出腐蚀性物质的种类,能够进行腐蚀环境的适当的评价,能够准确地针对设置于对应的场所的设备被腐蚀影响的寿命、设备的耐腐蚀性为何种程度。另外,具有如下的效果:在判断腐蚀性物质的种类时,通过使用电阻几乎不变化的潜伏时间,能够判断准确的腐蚀性物质的种类。
另外,通过使用图2-图4、图5-图7等示出的构成的腐蚀环境监控传感器1进行监控,能够产生在图8中说明的这种感应金属薄膜3,3a,3b的腐蚀,能够良好地进行设置环境的监控、腐蚀性物质的判断。特别是,通过采用将感应金属薄膜3、3a、3b、基底金属薄膜2设为形成为“コ”字状的构成的腐蚀环境监控传感器1,以与腐蚀性物质的种类对应的状况产生电阻几乎不变化的潜伏时间,该潜伏时间适当进行腐蚀性物质的判断。
而且,如图5-图7所示,通过不在腐蚀环境监控传感器1的开口部7侧配置感应金属薄膜3a、3b地设置只有基底金属薄膜2露出的部位,能够更准确地算出电阻几乎不变化的潜伏时间。
<变形例>
此外,本发明并不限于上述实施方式例,包含各种各样的变形例。例如,上述实施方式例是为了易于理解本发明而详细说明的,并不限于必须具备说明的全部构成。
例如,在上述的实施方式例中,作为判断腐蚀性物质的种类的处理,而判断了硫化氢(H2S)和元素硫(S8),但本发明还能够应用于存在其他腐蚀性物质的环境。
具体来说,在H2S、S8以外,还能够应用于硫化碳(OCS)、二硫化碳(CS2)、二氧化硫(SO2)等的判断。这些H2S、S8、OCS、CS2、SO2均为使银腐蚀的气体,能够应用银来作为腐蚀环境监控传感器1的感应金属薄膜3、3a、3b。例如,除了在上述实施方式例中说明的H2S和S8的判断以外,还可以进行H2S和OCS的判断。
此外,除了火山以外,在下水、排水也会产生硫化氢(H2S)。作为来自橡胶、粘接剂的泄出气体而产生元素硫(S8)。作为因都市活动引起的硫酸气溶胶的前驱物质、来自壁纸地板的泄出气体而产生硫化碳(OCS)、二硫化碳(CS2)。
另外,如图1所示,对设置有厂房设施101的控制设备102的工厂内的腐蚀性环境进行评价是一例,本发明能够应用于在其他各种环境下的腐蚀性的评价。具体来说,本发明除了制造现场、运输现场以外,能够应用于下水道设施等的各种社会基础设施中的腐蚀性的评价。
而且,在图1示出的腐蚀环境监控系统100中,利用网络将腐蚀环境监控装置110连接至外部,在外部进行腐蚀性环境的评价,但也可以在连接有腐蚀环境监控传感器1的腐蚀环境监控装置110内进行到评价为止的所有处理。
或者,还可以在设置有腐蚀环境监控传感器1的场所,仅进行阻值的测定,在外部进行基于该电阻值的变化的判断。
另外,针对图1示出的腐蚀环境监控装置110,除了利用进行监控处理的专用的硬件来构成以外,也可以利用基于程序(软件)执行运算处理的计算机来构成。
但在利用计算机执行监控处理的情况下,需要将进行腐蚀环境监控传感器的电阻值测定处理、从电阻值的时间变化判断腐蚀性物质的种类的判断处理的程序安装于计算机。
此外,在图1的框图中,仅示出了说明上需要的控制线、信息线,产品上并非必须示出所有控制线、信息线。也可以考虑实际上几乎所有构成相互连接。另外,在图12示出的流程图中,也可以在对处理结果不造成影响的范围内同时执行多个处理、或者改变处理顺序。
附图标记说明
1腐蚀环境监控传感器、2基底金属薄膜、3,3a,3b感应金属薄膜、4绝缘板、5基板、6框体、7开口部、8气体通道、9引出电极、9a,9b端子、10腐蚀性气体、31腐蚀生成物、100腐蚀环境监控系统、101厂房设施、102控制设备、110腐蚀环境监控装置、111电阻值测定部、112判断部、113存储部、120监视中心、121显示装置。
Claims (6)
1.一种腐蚀环境监控系统,其具备:
腐蚀环境监控传感器,其具有层叠体和框体,所述层叠体具有绝缘板、形成于所述绝缘板的基底金属薄膜、以及形成于所述基底金属薄膜的至少一部分区域的感应金属薄膜,该感应金属薄膜由与所述基底金属薄膜相比相对于腐蚀性物质更易腐蚀且与所述基底金属薄膜相比电阻值更低的金属构成,所述框体容置有所述层叠体,在侧面方向具有开口部,在内部形成所述腐蚀性物质的气体通道;
电阻值测定部,其对所述腐蚀环境监控传感器的基底金属薄膜上的两处之间的电阻进行检测;以及
判断部,其基于由所述电阻值测定部测定出的电阻随时间的变化,判断所述腐蚀性物质的种类。
2.根据权利要求1所述的腐蚀环境监控系统,其中,
所述判断部通过对将电阻几乎不变化的潜伏时间和经过了所述潜伏时间之后的电阻的每单位时间的变化的斜率相乘得出的算出值、与事先设定的阈值进行比较,来判断腐蚀性物质的种类。
3.根据权利要求2所述的腐蚀环境监控系统,其中,
所述判断部还与判断出的腐蚀性物质的种类对应地获取表示电阻变化与所述感应金属薄膜的腐蚀量之间的关系的校准曲线数据,基于校准曲线数据和由所述电阻值测定部测定出的电阻的变化,对设置有所述腐蚀环境监控传感器的环境进行评价。
4.根据权利要求2所述的腐蚀环境监控系统,其中,
所述腐蚀环境监控传感器的所述基底金属薄膜沿着从所述框体的开口部侧趋向所述气体通道的进深侧形成的长边部平行配置有两条,将两条平行配置的所述基底金属薄膜的所述开口部侧的端部连接,在两条平行配置的所述基底金属薄膜的所述气体通道的进深侧的端连接了检测电阻的端子。
5.根据权利要求4所述的腐蚀环境监控系统,其中,
在两条平行配置的所述基底金属薄膜的所述开口部侧的端部没有形成所述感应金属薄膜。
6.一种腐蚀环境监控方法,将腐蚀环境监控传感器设置于规定处来监控腐蚀环境,所述腐蚀环境监控传感器具备:
层叠体,其具有绝缘板、形成于所述绝缘板的基底金属薄膜、以及形成于所述基底金属薄膜的至少一部分区域的感应金属薄膜,该感应金属薄膜由与所述基底金属薄膜相比相对于腐蚀性物质更易腐蚀且与所述基底金属薄膜相比电阻值更低的金属形成;以及
框体,其容置有所述层叠体,在侧面方向具有开口部,在内部形成所述腐蚀性物质的气体通道,
所述腐蚀环境监控方法包括如下的处理:
电阻值测定部检测所述腐蚀环境监控传感器的基底金属薄膜上的两处之间的电阻的电阻值测定处理;以及
判断部基于利用所述电阻值测定处理测定出的电阻随时间的变化判断所述腐蚀性物质的种类的判断处理。
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