JP2003026088A - Electric field sensor - Google Patents

Electric field sensor

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JP2003026088A
JP2003026088A JP2001218469A JP2001218469A JP2003026088A JP 2003026088 A JP2003026088 A JP 2003026088A JP 2001218469 A JP2001218469 A JP 2001218469A JP 2001218469 A JP2001218469 A JP 2001218469A JP 2003026088 A JP2003026088 A JP 2003026088A
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宏之 森岡
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一久 小林
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NEC Network and Sensor Systems Ltd
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NEC Network and Sensor Systems Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To dispense with maintenance work for periodically replacing an internal liquid by eliminating a structure such as projecting from a can body, and a complicated structure by the presence of the internal liquid. SOLUTION: This electric field sensor comprises two chlorine ion solid membrane electrodes 31 and 32 arranged at a specific distance in the can body, a differential amplifier 4 for amplifying and outputting interelectrode voltage generated between the chlorine ion solid membrane electrodes 31 and 32 as a received signal, a timing delaying circuit 5 for outputting a contact point signal 53 for externally outputting a signal outputted by the differential amplifier 4 after passing convergence time of preset drift voltage by counting time when two contact points exposed to seawater are short-circuited by the seawater, a switch 6 operating so as to externally output the signal outputted by the differential amplifier 4 by receiving the contact point signal 53, and a detector 8 for outputting a signal when the signal sent out of the switch 6 becomes a prescribed threshold value or more.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、海底に敷設し海上
を航行・通過する船舶を検出するための電界検出手段を
備え、特に固体膜電極を用いて船舶を検出する電界セン
サに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric field sensor equipped with an electric field detecting means for detecting a ship which is laid on the seabed and sails / passes over the sea, and more particularly to an electric field sensor which detects a ship using a solid film electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の技術による電界センサは、その電
極に塩化銀電極を使用していた。図4(a)、(b)、
(c)は、JIS−K−0122に示される従来の標準
的な塩化銀電極の構造である。この標準的な塩化銀電極
は、導電線91、ガラス、エポキシ樹脂等の支持管9
2、銀ー塩化銀電極等の参照電極93、内部液94、ガ
ラス膜、固体膜、液膜等で成るイオン感応膜95、隔膜
型電極の内部液96、セラミックス等の多孔質板97を
構成要素として備えている。
2. Description of the Related Art A conventional electric field sensor uses a silver chloride electrode as its electrode. 4 (a), (b),
(C) is a structure of a conventional standard silver chloride electrode shown in JIS-K-0122. This standard silver chloride electrode is composed of a conductive wire 91, a support tube 9 made of glass, epoxy resin, or the like.
2. A reference electrode 93 such as a silver-silver chloride electrode, an internal liquid 94, an ion-sensitive film 95 formed of a glass film, a solid film, a liquid film, etc., an internal liquid 96 of a diaphragm electrode, and a porous plate 97 such as ceramics. It is provided as an element.

【0003】従来の電極は、図4(a)、(b)、
(c)に示されるように内部液94または隔膜型電極の
内部液96を使用する円筒構造であり、耐水圧を確保す
るためにはコンペンセータを付加することで海水と内部
液の圧力平衡をとる必要がある。また、従来の電極は、
外観構造において、電界センサ缶体から突出しており敷
設作業等での取り扱いを難しくしていた。
The conventional electrodes are shown in FIGS. 4 (a), 4 (b),
As shown in (c), it has a cylindrical structure that uses the internal liquid 94 or the internal liquid 96 of the diaphragm type electrode, and in order to secure the water pressure resistance, a compensator is added to balance the pressure of seawater and the internal liquid. There is a need. Also, conventional electrodes are
In the external structure, it protruded from the electric field sensor can body, making it difficult to handle during laying work.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術による電界
センサには塩化銀電極を使用しており、次のような課題
を持っていた。
The conventional electric field sensor uses a silver chloride electrode and has the following problems.

【0005】第1の課題は、内部液が存在する立体的な
構造のため、従来技術による電界センサは、電界センサ
缶体から突き出すような構造となり、敷設作業の際に取
り扱いが不便であり、この電界センサ缶体から突き出す
ような構造を解消することである。
The first problem is that, because of the three-dimensional structure in which the internal liquid exists, the electric field sensor according to the prior art has a structure protruding from the electric field sensor can body, which is inconvenient to handle during laying work. This is to eliminate the structure protruding from the electric field sensor can body.

【0006】第2の課題は、内部液を定期的に交換する
整備作業を必要としており、この整備作業を無くすこと
である。
A second problem is that maintenance work for periodically exchanging the internal liquid is required, and this maintenance work is eliminated.

【0007】第3の課題は、耐水圧を高めるために採用
している内部液との圧力平衡をとるためコンペンセータ
などの耐圧方式のため、複雑な構造となることを解消す
ることである。
A third problem is to eliminate a complicated structure due to a pressure resistance method such as a compensator in order to balance the pressure with the internal liquid used for increasing the water pressure resistance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に係わる電界センサの発明は、海水に触
れて電圧を発生する固体型の電極と、前記固体型の電極
の間に発生する電極間電圧を増幅する差動アンプと、前
記固体型の電極に発生するドリフト電圧が発生してから
無くなるまでの収れん時間が設定された時限遅動回路
と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention of an electric field sensor according to claim 1 is between a solid type electrode for generating a voltage in contact with seawater, and the solid type electrode. A differential amplifier that amplifies the inter-electrode voltage generated in the solid state electrode, and a time delay circuit in which a convergence time from the occurrence of the drift voltage generated in the solid type electrode to the disappearance thereof is set. To do.

【0009】また、請求項2に係わる電界センサの発明
は、海水に触れて電圧を発生する複数個の塩素イオン固
体膜電極と、前記複数個の塩素イオン固体膜電極の間に
発生する電極間電圧を増幅する差動アンプと、前記複数
個の塩素イオン固体膜電極の間に発生するドリフト電圧
が発生してから無くなるまでの収れん時間が設定された
時限遅動回路と、を備えることを特徴とする。
Further, the invention of the electric field sensor according to claim 2 is such that between a plurality of chlorine ion solid membrane electrodes for generating a voltage in contact with seawater and between the electrodes generated between the plurality of chlorine ion solid membrane electrodes. A differential amplifier that amplifies the voltage; and a time delay circuit in which a convergence time from the occurrence of the drift voltage generated between the plurality of chloride ion solid film electrodes to the disappearance thereof is set. And

【0010】さらに、請求項3に係わる電界センサの発
明は、前記請求項1または2記載の前記時限遅動回路
が、海水を感知すると時間をカウントし、前記収れん時
間が経過した後に、前記差動アンプが出力する信号を外
部に出力させる接点信号を送出することを特徴とする。
Further, in the invention of the electric field sensor according to claim 3, when the time delay circuit according to claim 1 or 2 senses seawater, the time is counted, and after the convergence time has elapsed, the difference is detected. It is characterized in that a contact signal for outputting the signal output from the dynamic amplifier to the outside is sent.

【0011】さらに、請求項4に係わる電界センサの発
明は、前記請求項1または2記載の前記時限遅動回路
が、海水によって短絡される2つの接点を備えることを
特徴とする。
Further, the invention of an electric field sensor according to claim 4 is characterized in that the time delay circuit according to claim 1 or 2 comprises two contacts which are short-circuited by seawater.

【0012】さらに、請求項5に係わる電界センサの発
明は、前記請求項1または2記載の前記時限遅動回路
が、海水を感知するとタイマを作動させ、前記タイマに
予め設定された前記収れん時間が経過した後に、前記差
動アンプが出力する信号を外部に出力させる接点信号を
送出することを特徴とする。
Further, in the invention of the electric field sensor according to claim 5, the time delay circuit according to claim 1 or 2 activates a timer when detecting the seawater, and the convergence time preset in the timer. After the time elapses, a contact signal for outputting the signal output by the differential amplifier to the outside is transmitted.

【0013】さらに、請求項6に係わる電界センサの発
明は、前記請求項1または2記載の前記差動アンプが出
力する信号の値が、予め設定された閾値よりも大きい場
合は電界検出信号を出力することを特徴とする。
Further, in the invention of the electric field sensor according to claim 6, when the value of the signal output by the differential amplifier according to claim 1 or 2 is larger than a preset threshold value, the electric field detection signal is sent. It is characterized by outputting.

【0014】さらに、請求項7に係わる電界センサの発
明は、電界センサの缶体に一定の距離をとって配置され
た複数個の塩素イオン固体膜電極と、前記複数個の塩素
イオン固体膜電極の間に発生する電極間電圧を増幅し受
信信号として出力する差動アンプと、海水に曝される2
つの接点が海水によって短絡されると時間をカウント
し、予め設定されたドリフト電圧の収れん時間が経過し
た後に、前記差動アンプが出力する前記受信信号を外部
に出力させる接点信号を出力する時限遅動回路と、前記
時限遅動回路が出力する前記接点信号を受けて、前記差
動アンプが出力する前記受信信号を外部に出力させるよ
うに動作するスイッチと、前記スイッチが送出する前記
受信信号が所定の閾値以上になると、電界検出信号を出
力する検出器と、を備えることを特徴とする。
Further, the invention of an electric field sensor according to a seventh aspect is such that a plurality of chlorine ion solid film electrodes arranged at a constant distance in a can of the electric field sensor, and the plurality of chlorine ion solid film electrodes. Exposed to seawater and a differential amplifier that amplifies the inter-electrode voltage generated between
When one of the contacts is short-circuited by seawater, the time is counted, and after the preset convergence time of the drift voltage elapses, a time delay that outputs the contact signal for outputting the reception signal output by the differential amplifier to the outside is output. An operating circuit, a switch that operates to receive the contact signal output by the time delay circuit and output the reception signal output by the differential amplifier to the outside, and the reception signal transmitted by the switch. And a detector that outputs an electric field detection signal when the threshold value is equal to or higher than a predetermined threshold value.

【0015】さらに、請求項8に係わる電界センサの発
明は、前記請求項2または7記載の前記差動アンプが、
船舶のモータや発電機の電源周波数に中心周波数が設定
されたバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタ
からの出力を検波する検波回路と、をさらに備えている
ことを特徴とする。
Further, in the invention of an electric field sensor according to claim 8, the differential amplifier according to claim 2 or 7 is
It is characterized by further comprising a bandpass filter in which a center frequency is set to a power source frequency of a ship's motor or generator, and a detection circuit for detecting an output from the bandpass filter.

【0016】さらに、請求項9に係わる電界センサの発
明は、前記請求項2または7記載の前記複数個の塩素イ
オン固体膜電極が、それぞれ等しい面積であることを特
徴とする。
Further, the invention of an electric field sensor according to claim 9 is characterized in that the plurality of chlorine ion solid film electrodes according to claim 2 or 7 have the same area.

【0017】さらに、請求項10に係わる電界センサの
発明は、前記請求項2または7記載の前記複数個の塩素
イオン固体膜電極の間の距離が、可変できることを特徴
とする。
Further, the invention of an electric field sensor according to claim 10 is characterized in that the distance between the plurality of chloride ion solid film electrodes according to claim 2 or 7 can be varied.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)本発明は、
海底に敷設し、航行する船舶が放射する電界を電極を用
いて検出する電界センサにおいて、特に電極として内部
液を用いない塩素イオン固体膜電極(つまり、固体型の
電極)を使用することを特徴としている。さらに、本発
明の電界センサは、電極が海水と馴染むまでに発生する
電圧ドリフトによる誤作動を除去する時限遅動回路を有
することを特徴とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) The present invention is
An electric field sensor that is laid on the bottom of the sea and uses an electrode to detect the electric field emitted by a navigating ship, and in particular uses a chloride ion solid membrane electrode (that is, a solid type electrode) that does not use an internal liquid as the electrode. I am trying. Furthermore, the electric field sensor of the present invention is characterized by having a time delay circuit that eliminates a malfunction caused by a voltage drift that occurs until the electrode becomes compatible with seawater.

【0019】(第1の実施の形態の構成の説明)次に、
本発明の第1の実施の形態の構成について図面を参照し
て詳細に説明する。図1は本発明の電界センサに係る塩
素イオン固体膜電極による第1の実施の形態を示すブロ
ック図、図2は本発明の電界センサに係る塩素イオン固
体膜である。
(Description of Configuration of First Embodiment) Next,
The configuration of the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a chloride ion solid film electrode according to the electric field sensor of the present invention, and FIG. 2 is a chloride ion solid film according to the electric field sensor of the present invention.

【0020】船舶2では船体の腐食を防止するために電
気防蝕装置1を搭載している。電気防蝕装置1のアノー
ド11とカソード12間には船体の腐食を発生させる電
位を打ち消す電圧が印加されており、アノード11とカ
ソード12間には海水中に電流が流れている。電解溶液
である海水の中では船舶2から放射される電界21によ
る電流は、イオンの等価な移動となっている。
The ship 2 is equipped with an electrocorrosion protection device 1 in order to prevent corrosion of the hull. A voltage that cancels the potential that causes corrosion of the hull is applied between the anode 11 and the cathode 12 of the electrocorrosion protection device 1, and a current flows in seawater between the anode 11 and the cathode 12. In seawater, which is an electrolytic solution, the electric current generated by the electric field 21 emitted from the ship 2 is equivalent to the movement of ions.

【0021】塩素イオン固体膜電極31、32は、Ag
Cl、Ag2Sの難溶性銀塩の沈殿を加圧形成または、
焼結した感応膜であり、内部液を用いていない。塩素イ
オン固体膜電極31、32の間には、塩素イオン量に応
じた電圧が発生する。特に本発明の電界センサ7では筐
体となる電界センサ缶体71に一定の距離をとり二つの
塩素イオン固体膜電極31、32が配置されている。
The chloride ion solid film electrodes 31, 32 are made of Ag.
Cl, Ag2S sparingly soluble silver salt precipitate formed under pressure, or
It is a sintered sensitive film, and no internal liquid is used. A voltage corresponding to the amount of chlorine ions is generated between the chlorine ion solid film electrodes 31 and 32. Particularly, in the electric field sensor 7 of the present invention, the two chloride ion solid film electrodes 31, 32 are arranged at a fixed distance in the electric field sensor can body 71 serving as a casing.

【0022】電界21による塩素イオンの移動で、塩素
イオン固体膜電極31、32では、電極間距離による塩
素イオン量の差が生じ、塩素イオン量の差による電極間
電圧(Vin)301が発生する。電極間電圧(Vi
n)301は電極間距離を広げるとともに塩素イオン量
の差が大きくなるため、増加し、検出感度は向上する。
Due to the movement of chlorine ions by the electric field 21, the chlorine ion solid film electrodes 31, 32 cause a difference in the chlorine ion amount due to the distance between the electrodes, and an interelectrode voltage (Vin) 301 is generated due to the difference in the chlorine ion amount. . Voltage between electrodes (Vi
In n) 301, the distance between the electrodes is widened and the difference in the chlorine ion amount increases, so that the amount increases and the detection sensitivity improves.

【0023】図2は塩素イオン固体膜電極31、32の
構造図である。塩素イオン固体膜電極31、32は、ポ
リアセタール系の樹脂台302により固定されており、
導電線3001、3002により差動アンプ4に接続さ
れている。また、塩素イオン固体膜電極31、32は、
同一の感度を有するように等面積となっている。塩素イ
オン固体膜電極31、32は、海水に浸かった時点では
海水とのなじみがとれておらず(つまり、塩素イオン固
体膜電極31、32の表面にある気泡や埃などの異物が
付着しており、塩素イオン固体膜電極31、32の表面
と海水とが安定して接していない状態)、電極間電圧
(Vin)301にはドリフト電圧が発生する。このド
リフト電圧は時間と共に減少し、塩素イオン固体膜電極
31、32と海水のなじみがとれる(つまり、塩素イオ
ン固体膜電極31、32の表面と海水とが安定して接す
る状態)と無くなる。
FIG. 2 is a structural diagram of the chloride ion solid film electrodes 31 and 32. The chlorine ion solid membrane electrodes 31 and 32 are fixed by a polyacetal resin stand 302,
It is connected to the differential amplifier 4 by conductive lines 3001 and 3002. Further, the chlorine ion solid film electrodes 31, 32 are
The areas are equal so that they have the same sensitivity. The chlorine ion solid membrane electrodes 31, 32 are not compatible with seawater when immersed in seawater (that is, foreign matter such as bubbles or dust on the surface of the chlorine ion solid membrane electrodes 31, 32 adheres to them). Therefore, a drift voltage is generated in the inter-electrode voltage (Vin) 301 when the surfaces of the chlorine ion solid film electrodes 31 and 32 are not in stable contact with seawater). The drift voltage decreases with time, and disappears when the chlorine ion solid membrane electrodes 31, 32 are compatible with seawater (that is, the surfaces of the chlorine ion solid membrane electrodes 31, 32 are in stable contact with seawater).

【0024】差動アンプ4は、塩素イオン固体膜電極3
1、32の間に発生した電極間電圧(Vin)301を
増幅し、受信信号401として出力する。
The differential amplifier 4 is a chloride ion solid film electrode 3
The inter-electrode voltage (Vin) 301 generated between 1 and 32 is amplified and output as a reception signal 401.

【0025】時限遅動回路5は、電界センサ7が海水中
に入り、接点51、52(海水感知センサ)が海水で短
絡されると時間をカウントし、予め設定されたドリフト
電圧の収れん時間(つまり、ドリフト電圧が発生してか
ら無くなるまでの時間)が経過した後に接点信号53を
出力し、この接点信号53によってスイッチ6を閉じ
(スイッチ6をオンにする)、受信信号401を検出器
8に出力することでドリフト電圧による誤検出を防ぐこ
とができる。また、接点51、52(海水感知センサ)
が海水で短絡されると、タイマが作動し、予め設定され
たドリフト電圧の収れん時間が経過した後に接点信号5
3を出力させることもできる。
The time delay circuit 5 counts the time when the electric field sensor 7 enters the seawater and the contacts 51 and 52 (seawater detection sensor) are short-circuited by the seawater, and the preset convergence time of the drift voltage ( That is, the contact signal 53 is output after a lapse of time (from the generation of the drift voltage to the disappearance), the switch 6 is closed (the switch 6 is turned on) by the contact signal 53, and the reception signal 401 is detected by the detector 8 By outputting to, it is possible to prevent erroneous detection due to the drift voltage. In addition, contacts 51, 52 (seawater sensor)
Is short-circuited with seawater, the timer is activated and the contact signal 5 is reached after the preset drift voltage convergence time has elapsed.
It is also possible to output 3.

【0026】検出器8は、受信信号401が閾値(RE
F)802以上になった場合に検出信号81(電界検出
信号)を出力する。
The detector 8 detects that the received signal 401 has a threshold value (RE
F) When it becomes 802 or more, the detection signal 81 (electric field detection signal) is output.

【0027】(第1の実施の形態の動作の説明)次に図
1を参照して、本発明の第1の実施の形態の動作につい
て説明する。
(Description of Operation of First Embodiment) Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0028】電界センサ7は、海中に敷設されるととも
に、時限遅動回路5の接点51、52が海水で短絡さ
れ、時限遅動回路5は時間カウントを実施する。時限遅
動回路5には、塩素イオン固体膜電極31、32のドリ
フト電圧が収れんする時間が設定されており、電極間電
圧(Vin)301にドリフト電圧が無くなった後に、
接点信号53を出力し、スイッチ6を閉じる。
The electric field sensor 7 is laid in the sea, and the contacts 51 and 52 of the time delay circuit 5 are short-circuited with seawater, so that the time delay circuit 5 counts time. The time delay circuit 5 is set with a time for the drift voltage of the chlorine ion solid film electrodes 31, 32 to settle, and after the drift voltage disappears in the inter-electrode voltage (Vin) 301,
The contact signal 53 is output and the switch 6 is closed.

【0029】海面を通過する船舶2の電気防蝕装置1で
は船体の腐食を防ぐためにアノード11とカソード12
間に防蝕電圧を印加しており、海水中に電界21が発生
している。
In the galvanic protection device 1 for a ship 2 passing over the sea surface, an anode 11 and a cathode 12 are provided in order to prevent corrosion of the hull.
An anticorrosion voltage is applied between them, and an electric field 21 is generated in seawater.

【0030】この電界21により塩素イオンの移動が発
生、塩素イオン固体膜電極31、32間には塩素イオン
量の差による電極間電圧(Vin)301が発生する。
This electric field 21 causes the movement of chlorine ions, and an interelectrode voltage (Vin) 301 is generated between the chlorine ion solid film electrodes 31 and 32 due to the difference in the amount of chlorine ions.

【0031】電極間電圧(Vin)301は、差動アン
プ4で増幅され受信信号401として出力される。
The inter-electrode voltage (Vin) 301 is amplified by the differential amplifier 4 and output as a reception signal 401.

【0032】電界センサ7は、海底に敷設され、電極が
海水となじむ時間が既に経過しているため、時限遅動回
路5によりスイッチ6は閉じられており、受信信号40
1は検出器8へ出力される。
The electric field sensor 7 is laid on the bottom of the sea, and the switch 6 is closed by the time delay circuit 5 because the time when the electrodes have become compatible with seawater has already passed, and the received signal 40
1 is output to the detector 8.

【0033】受信信号401が閾値(REF)82より
も大きい場合は検出信号81を発生し、通過する船舶2
を検出できる。この閾値(REF)82は、例えば、誤
作動を防ぐことも考慮して、周囲ノイズレベルより大き
くなるようマージンを含んで設定される。
When the received signal 401 is larger than the threshold value (REF) 82, the detection signal 81 is generated and the passing ship 2
Can be detected. The threshold value (REF) 82 is set including a margin so as to be higher than the ambient noise level, for example, in consideration of preventing malfunction.

【0034】次に、以上説明した塩素イオン固体膜電極
を用いた電界センサ7の特性について、図3を用いて説
明する。図3は、本発明の電界センサに係る塩素イオン
固体膜電極と塩化銀電極による一定電界下での感度差を
示す図である。図3において、実線は、塩素イオン固体
膜電極による電極間距離(cm)と電極間電圧(mv)
との関係を示し、破線は、塩化銀電極による電極間距離
(cm)と電極間電圧(mv)との関係を示している。
一定電界下において電極間距離(cm)を広げて、電極
間に発生する電極間電圧(mv)を計測したものである
が、同じ電極間距離の場合塩素イオン固体膜電極の方が
発生する電極間電圧が数倍も高いことが読みとれる。つ
まり、塩素イオン固体膜電極の方が検出感度が高いこと
がわかる。この電極間距離が大きくなると電極間電圧も
大きくなることから、本発明の電界センサは、電極間距
離を調整(可変)することによって、検出感度を増減す
ることが可能である。
Next, the characteristics of the electric field sensor 7 using the chlorine ion solid film electrode described above will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a difference in sensitivity between a chloride ion solid film electrode and a silver chloride electrode according to the electric field sensor of the present invention under a constant electric field. In FIG. 3, the solid line indicates the inter-electrode distance (cm) and inter-electrode voltage (mV) due to the chloride ion solid membrane electrode.
And the broken line shows the relationship between the inter-electrode distance (cm) and the inter-electrode voltage (mv) due to the silver chloride electrode.
The inter-electrode distance (cm) was expanded under a constant electric field and the inter-electrode voltage (mV) generated between the electrodes was measured. However, when the inter-electrode distance is the same, the chloride ion solid membrane electrode produces the electrode It can be seen that the inter-voltage is several times higher. That is, it can be seen that the chloride ion solid film electrode has higher detection sensitivity. Since the inter-electrode voltage increases as the inter-electrode distance increases, the electric field sensor of the present invention can increase or decrease the detection sensitivity by adjusting (changing) the inter-electrode distance.

【0035】従来の電界センサでは電極として電気防蝕
の計測に使用される参照電極のような塩化銀電極が採用
されてきた。塩化銀電極は海水中で電流が流れる際に、
電極間に存在する海水の導体抵抗に発生する電位差を検
出する方式であるが、塩化銀電極方式に対して塩素イオ
ン固体膜電極方式の方が検出感度が高い点でも有利であ
る。
In the conventional electric field sensor, a silver chloride electrode such as a reference electrode used for measurement of electrocorrosion has been adopted as an electrode. The silver chloride electrode, when an electric current flows in seawater,
This is a method for detecting the potential difference generated in the conductor resistance of seawater existing between the electrodes, but the chloride ion solid film electrode method is advantageous over the silver chloride electrode method in that the detection sensitivity is higher.

【0036】(第2の実施の形態)次に、第2の実施の
形態について図1を参照して説明する。電気防蝕装置1
を搭載していない船舶2においても、動力源であるモー
タや発電機から船体やアースを通じて回転数や電源周波
数に応じて、電界21に相当する交流の電界が発生して
いる。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. Electric corrosion protection device 1
Even in a ship 2 that is not equipped with an AC electric field, an AC electric field corresponding to the electric field 21 is generated from the motor or generator, which is a power source, through the hull or ground depending on the rotation speed and the power supply frequency.

【0037】このような交流の電界も図1のブロック図
の差動アンプ4にバンドパスフィルタ及び検波回路を追
加することで検出が可能であり、以下に動作を説明す
る。
Such an AC electric field can also be detected by adding a bandpass filter and a detection circuit to the differential amplifier 4 of the block diagram of FIG. 1, and the operation will be described below.

【0038】交流の電界信号も電気防蝕装置1の電界2
1と同じく、塩素イオン固体膜電極31、32で交流電
圧Vinとして検出される。交流電圧Vinは差動アン
プ4で増幅され、バンドパスフィルタに入力される。バ
ンドパスフィルタはモータの回転数や交流発電機の電源
周波数に中心周波数が設定されており、このバンドパス
フィルタを通すことでノイズ成分を除去した受信信号4
01になる。受信信号401は検波回路で検波され、直
流信号として検出器8に出力され、閾値(REF)82
と比較され、検波値が閾値(REF)82を超えた場合
は検出信号81が出力され、船舶2が検出される。
An AC electric field signal is also applied to the electric field 2 of the cathodic protection device 1.
As in the case of No. 1, the chlorine ion solid film electrodes 31 and 32 detect the AC voltage Vin. The AC voltage Vin is amplified by the differential amplifier 4 and input to the bandpass filter. The center frequency of the bandpass filter is set to the rotation speed of the motor and the power supply frequency of the alternator, and the received signal 4 with the noise component removed by passing through this bandpass filter 4
It becomes 01. The reception signal 401 is detected by the detection circuit and output to the detector 8 as a DC signal, and the threshold value (REF) 82
When the detected value exceeds the threshold value (REF) 82, the detection signal 81 is output and the ship 2 is detected.

【0039】尚、本発明は上記し、且つ、図面に示す実
施の形態に限定することなく、その要旨を変更しない範
囲内で適宜変形して実施し得るものである。例えば、本
実施の形態では、海上を航行する船舶2をあげたが、電
界21を放射する物体(水中航走体など)であれば、本
発明の電界センサ7で検出することが可能である。
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, but can be appropriately modified and implemented within the scope of the invention. For example, in the present embodiment, the ship 2 that travels over the sea has been described, but any object that radiates the electric field 21 (such as a underwater vehicle) can be detected by the electric field sensor 7 of the present invention. .

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明では電極として塩素イオン固体膜
電極の使用と電極が海水になじむまでの時限遅動回路を
有することを特色としており、以下に述べる効果があ
る。
The present invention is characterized by using a chloride ion solid membrane electrode as an electrode and having a time delay circuit until the electrode is adapted to seawater, and has the following effects.

【0041】第1の効果は、検出感度が向上することで
ある。その理由は、従来の電界センサでは電極として電
気防蝕の計測に使用される参照電極のような塩化銀電極
が採用されてきたが、この塩化銀電極方式に対して塩素
イオン固体膜電極方式の方が検出感度が高いためであ
る。
The first effect is that the detection sensitivity is improved. The reason for this is that in conventional electric field sensors, a silver chloride electrode such as a reference electrode used for measurement of electrical corrosion protection has been adopted as an electrode. Is because the detection sensitivity is high.

【0042】第2の効果は、耐圧性が高く、取り扱いが
簡単なことである。その理由は、従来の電極は、内部液
を使用する円筒構造であり、耐水圧を確保することはコ
ンペンセータを付加することで海水と内部液の圧力平衡
をとる必要があるが、塩素イオン固体膜電極は、これら
の内部液も無く、固体の電極のみのため耐水圧を特別に
考慮する必要は無く内部液のメンテナンスも必要ないか
らである。また、従来の電極は、外観構造において、電
界センサ缶体から突出し敷設作業等での取り扱いを難し
くしていたが、本発明の電界センサで用いる塩素イオン
固体膜電極は、電界センサ缶体からの突出しも無い状態
で取り付けが可能である。
The second effect is that the pressure resistance is high and the handling is easy. The reason is that the conventional electrode has a cylindrical structure that uses an internal liquid, and it is necessary to balance the pressure between seawater and the internal liquid by adding a compensator to secure the water pressure resistance. This is because the electrodes do not have these internal liquids and only solid electrodes do not require special consideration of water pressure resistance and maintenance of the internal liquids is not required. Further, the conventional electrode has an external structure that protrudes from the electric field sensor can body and is difficult to handle during laying work, etc., but the chloride ion solid film electrode used in the electric field sensor of the present invention is It can be installed without protruding.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の電界センサに係る塩素イオン固体膜電
極による第1の実施の形態を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a chloride ion solid film electrode according to an electric field sensor of the present invention.

【図2】本発明の電界センサに係る塩素イオン固体膜で
ある。
FIG. 2 is a chloride ion solid film according to the electric field sensor of the present invention.

【図3】本発明の電界センサに係る塩素イオン固体膜電
極と塩化銀電極による一定電界下での感度差を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a difference in sensitivity between a chloride ion solid film electrode and a silver chloride electrode according to the electric field sensor of the present invention under a constant electric field.

【図4】標準的な電極構造である。FIG. 4 is a standard electrode structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電気防蝕装置 11 アノード 12 カソード 2 船舶 21 電界 31、32 塩素イオン固体膜電極 301 電極間電圧(Vin) 302 樹脂台 3001、3002 導電線 4 差動アンプ 5 時限遅動回路 51、52 接点 53 接点信号 6 スイッチ 7 電界センサ 71 電界センサ缶体 8 検出器 81 検出信号 82 閾値(REF) 91 導電線 92 支持管 93 参照電極 94 内部液 95 イオン感応膜 96 隔膜型電極の内部液 97 多孔質板 1 Electrocorrosion protection device 11 Anode 12 cathode 2 ships 21 electric field 31, 32 Chloride ion solid membrane electrode 301 Electrode voltage (Vin) 302 resin stand 3001, 3002 Conductive wire 4 differential amplifier 5 time delay circuit 51, 52 contacts 53 contact signal 6 switch 7 Electric field sensor 71 Electric field sensor can 8 detectors 81 Detection signal 82 Threshold (REF) 91 Conductive wire 92 Support tube 93 reference electrode 94 Internal liquid 95 Ion-sensitive membrane 96 Internal liquid of diaphragm type electrode 97 Porous plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 一久 東京都府中市日新町一丁目10番地 エヌイ ーシーネットワーク・センサ株式会社内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kazuhisa Kobayashi             1-10 Nisshin-cho, Fuchu-shi, Tokyo             -Sea Network Sensor Co., Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 海水に触れて電圧を発生する固体型の電
極と、前記固体型の電極の間に発生する電極間電圧を増
幅する差動アンプと、前記固体型の電極に発生するドリ
フト電圧が発生してから無くなるまでの収れん時間が設
定された時限遅動回路と、を備えることを特徴とする電
界センサ。
1. A solid-state electrode for generating a voltage in contact with seawater, a differential amplifier for amplifying an inter-electrode voltage generated between the solid-state electrodes, and a drift voltage generated for the solid-state electrode. An electric field sensor, comprising: a time delay circuit in which a convergence time from occurrence to disappearance is set.
【請求項2】 海水に触れて電圧を発生する複数個の塩
素イオン固体膜電極と、前記複数個の塩素イオン固体膜
電極の間に発生する電極間電圧を増幅する差動アンプ
と、前記複数個の塩素イオン固体膜電極の間に発生する
ドリフト電圧が発生してから無くなるまでの収れん時間
が設定された時限遅動回路と、を備えることを特徴とす
る電界センサ。
2. A plurality of chlorine ion solid-state membrane electrodes that generate a voltage by touching seawater, a differential amplifier that amplifies an inter-electrode voltage generated between the plurality of chlorine ion solid-state membrane electrodes, and a plurality of the plurality of electrodes. An electric field sensor, comprising: a time delay circuit in which a convergence time from when a drift voltage generated between individual chlorine ion solid film electrodes is generated to when the drift voltage is eliminated is set.
【請求項3】 前記時限遅動回路が、海水を感知すると
時間をカウントし、前記収れん時間が経過した後に、前
記差動アンプが出力する信号を外部に出力させる接点信
号を送出することを特徴とする請求項1または2記載の
電界センサ。
3. The time delay circuit counts time when seawater is detected, and outputs a contact signal for outputting the signal output from the differential amplifier to the outside after the convergence time has elapsed. The electric field sensor according to claim 1 or 2.
【請求項4】 前記時限遅動回路が、海水によって短絡
される2つの接点を備えることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の電界センサ。
4. The electric field sensor according to claim 1, wherein the time delay circuit includes two contacts that are short-circuited by seawater.
【請求項5】 前記時限遅動回路が、海水を感知すると
タイマを作動させ、前記タイマに予め設定された前記収
れん時間が経過した後に、前記差動アンプが出力する信
号を外部に出力させる接点信号を送出することを特徴と
する請求項1または2記載の電界センサ。
5. A contact that activates a timer when the time delay circuit detects seawater, and outputs the signal output from the differential amplifier to the outside after the convergence time preset in the timer has elapsed. The electric field sensor according to claim 1 or 2, which transmits a signal.
【請求項6】 前記差動アンプが出力する信号の値が、
予め設定された閾値よりも大きい場合は電界検出信号を
出力することを特徴とする請求項1または2記載の電界
センサ。
6. The value of the signal output from the differential amplifier is
The electric field sensor according to claim 1, wherein an electric field detection signal is output when the electric field detection signal is larger than a preset threshold value.
【請求項7】 電界センサの缶体に一定の距離をとって
配置された複数個の塩素イオン固体膜電極と、前記複数
個の塩素イオン固体膜電極の間に発生する電極間電圧を
増幅し受信信号として出力する差動アンプと、海水に曝
される2つの接点が海水によって短絡されると時間をカ
ウントし、予め設定されたドリフト電圧の収れん時間が
経過した後に、前記差動アンプが出力する前記受信信号
を外部に出力させる接点信号を出力する時限遅動回路
と、前記時限遅動回路が出力する前記接点信号を受け
て、前記差動アンプが出力する前記受信信号を外部に出
力させるように動作するスイッチと、前記スイッチが送
出する前記受信信号が所定の閾値以上になると、電界検
出信号を出力する検出器と、を備えることを特徴とする
電界センサ。
7. A plurality of chlorine ion solid membrane electrodes arranged at a fixed distance in a can of an electric field sensor, and an interelectrode voltage generated between the plurality of chlorine ion solid membrane electrodes is amplified. When the differential amplifier that outputs as a reception signal and the two contacts exposed to seawater are short-circuited by seawater, the time is counted, and after the preset convergence time of the drift voltage elapses, the differential amplifier outputs. A time delay circuit that outputs a contact signal that outputs the received signal to the outside, and receives the contact signal that the time delayed circuit outputs and outputs the received signal output from the differential amplifier to the outside An electric field sensor comprising: a switch that operates as described above; and a detector that outputs an electric field detection signal when the received signal sent by the switch becomes equal to or higher than a predetermined threshold value.
【請求項8】 前記差動アンプが、船舶のモータや発電
機の電源周波数に中心周波数が設定されたバンドパスフ
ィルタと、前記バンドパスフィルタからの出力を検波す
る検波回路と、をさらに備えていることを特徴とする請
求項2または7記載の電界センサ。
8. The differential amplifier further comprises a bandpass filter having a center frequency set to a power source frequency of a ship motor or generator, and a detection circuit for detecting an output from the bandpass filter. The electric field sensor according to claim 2, wherein the electric field sensor comprises:
【請求項9】 前記複数個の塩素イオン固体膜電極が、
それぞれ等しい面積であることを特徴とする請求項2ま
たは7記載の電界センサ。
9. The plurality of chloride ion solid membrane electrodes,
8. The electric field sensor according to claim 2, wherein the electric fields have the same area.
【請求項10】 前記複数個の塩素イオン固体膜電極の
間の距離が、可変できることを特徴とする請求項2また
は7記載の電界センサ。
10. The electric field sensor according to claim 2, wherein the distance between the plurality of chloride ion solid film electrodes is variable.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004347453A (en) * 2003-05-22 2004-12-09 Nec Network Sensa Kk Electrode unit for electrical field sensor, and electrical field sensor
JP2006098381A (en) * 2004-09-06 2006-04-13 Universal Shipbuilding Corp Method and device for estimating and detecting mobile body position or the like, and program of method for estimating and detecting mobile body position or the like
JP2012018038A (en) * 2010-07-07 2012-01-26 Technical Research & Development Institute Ministry Of Defence Method for calculating uep around hull
JP2014232022A (en) * 2013-05-28 2014-12-11 株式会社島津製作所 Underwater electric field measuring apparatus
JP2015004625A (en) * 2013-06-21 2015-01-08 株式会社島津製作所 Electrode device for measuring potential in liquid
CN108828328A (en) * 2018-04-27 2018-11-16 中国科学院地质与地球物理研究所 Portable three-component submarine electric field instrument

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004347453A (en) * 2003-05-22 2004-12-09 Nec Network Sensa Kk Electrode unit for electrical field sensor, and electrical field sensor
JP4516724B2 (en) * 2003-05-22 2010-08-04 Necネットワーク・センサ株式会社 Electrode unit for electric field sensor and electric field sensor
JP2006098381A (en) * 2004-09-06 2006-04-13 Universal Shipbuilding Corp Method and device for estimating and detecting mobile body position or the like, and program of method for estimating and detecting mobile body position or the like
JP4515230B2 (en) * 2004-09-06 2010-07-28 ユニバーサル特機株式会社 Moving object position estimation detection method, apparatus, and moving object position estimation detection program
JP2012018038A (en) * 2010-07-07 2012-01-26 Technical Research & Development Institute Ministry Of Defence Method for calculating uep around hull
JP2014232022A (en) * 2013-05-28 2014-12-11 株式会社島津製作所 Underwater electric field measuring apparatus
JP2015004625A (en) * 2013-06-21 2015-01-08 株式会社島津製作所 Electrode device for measuring potential in liquid
CN108828328A (en) * 2018-04-27 2018-11-16 中国科学院地质与地球物理研究所 Portable three-component submarine electric field instrument
CN108828328B (en) * 2018-04-27 2023-11-28 中国科学院地质与地球物理研究所 Portable three-component submarine electric field instrument

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