JP2017032516A - 静電容量型腐食センサおよび腐食検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
平行平板導体(検知部)の静電容量Cは、平行平板導体の面積S、平行平板導体間の間隔dとの間に、以下の関係がある。
C=Q/V=εS/d[F] ・・・(1)
ここで、εは、誘電率である。
[静電容量型腐食センサの構成]
図1は、本実施形態に係る静電容量型腐食センサの概略構成を示す平面図である。図2は、図1に示した静電容量型腐食センサ1をA−Aで切断した場合の断面図である。この静電容量型腐食センサ1は、鉄を圧延することにより作製され、3μm以上0.1mm以下の厚さを有する検知部としての鉄箔部3と、鉄箔部3にメッシュ状に設けられた複数の貫通孔5と、誘電体7と、リード線9と、対向電極10とを備える。鉄箔部3は、蒸着やメッキにより形成される薄膜であっても良いし、板状に形成されていても良い。厚さを3μm以上0.1mm以下としたのは、薄すぎるとセンサの取り扱い時に検知部にひび割れが生じやすく、厚すぎるとセンサの感度が低下する恐れがあるためである。また、鉄箔部3の面積は、腐食進行状況を段階的に捉えることができるよう、大きい方が望ましいが、本明細書では3cm2であるとして説明する。また、鉄箔部3の形状は、円形としているが、本発明は、これに限定されるわけではない。検知部は鉄箔に変えて、腐食状態を測定したい材質と同じものに換えることができ、ステンレスやアルミニウム等の金属としても良い。
本発明者は、本実施形態に係る静電容量型腐食センサの鉄箔部3の腐食による面積減少と静電容量との相関を確認した。本発明者は、3%のNaCl水溶液に本実施形態に係る図1の静電容量型腐食センサを浸漬させ、7日を1サイクルとして、1サイクル毎に腐食状態の目視観察を行なった。そして、腐食面積率と静電容量の変化を計測した。静電容量の計測は、浸漬液から静電容量型腐食センサを一旦取り出し、表面に付着した水分を取り除いた後、ピンセット状のプローブにて鉄箔部3の端部と貴金属10との間の静電容量を計測した。計測条件は、LCRメーターを用いて、100Hz〜100kHzまでの1Vの交流電界下にて実施した。実験で使用した装置は、以下の表の通りである。
[モルタル試験体を用いた促進試験による静電容量型腐食センサの性能評価]
モルタル中における本実施形態に係る静電容量型腐食センサの性能を確認することを目的に、塩分を練り込んだ試験体を用いて促進試験で評価した。
モルタル試験体は、水セメント比65%の1:3モルタルとし、塩化物イオン量で4.8kg/m3となるようにNaClを添加した。図8は、試験体の概要を示す図である。ここでは、試験体を100mm×100mm×100mmのサイズとした。かぶり15mmの位置に静電容量型腐食センサを埋設した水準(図8(b))と、腐食面積計測用にφ20mm×130mmの磨き棒鋼を埋設した水準(図8(a))を用意した。なお、試験体の表面は塩水浸透を行なう1面だけ残し、他の面をエポキシ樹脂で被覆した。
図9は、モルタル試験体に埋設するセンサの概要を示す図である。図9に示すように、静電容量型腐食センサ1は、Oリング15でアクリルケース13との間隔が設けられ、エポキシ樹脂17でアクリルケース13に接着されている。この静電容量型腐食センサ1は、試験体外部より静電容量の計測を行なうため、リード線9を半田付けし、リード線9の接続部が腐食しないよう、鉄箔部3のみが表面に露出するように、アクリルケース13で外装され、ケース内部が樹脂21で充填されている。このように構成したのは、リード線の錆防止を図るためと、周りに充填されるコンクリート自体が誘電体で含水状態により誘電率が変動することから、その影響を回避するためである。また、センサをコンクリート充填時の衝撃から保護する意味もある。本実施形態では、アクリルケース13を用いたが、必ずしもこれを必要とするわけではなく、上記の目的を達成することができるのであれば、アクリルケース13を使用せずに、例えば、樹脂だけでも構わない。
促進試験の条件は、40℃で10%NaCl水溶液に2日間浸漬−60%RH環境下で5日間乾燥させる条件を1サイクルとし、合計10サイクルの促進試験を行なった。図10は、M−1、M−2の2個の同一のセンサについて各サイクルで計測した静電容量の結果を示す図である。初期値は、試験体を脱型後、塩水に浸漬する前に計測した結果とした。それぞれ3サイクルまでは、初期値から若干の低下傾向があるが、その後、M−1は4サイクルまで微増している。また、M−2に関しては、6サイクルまで、ほとんど変化が見られない。
測定対象となる金属構造物、例えば、鋼橋やプラント設備、街路灯、土中埋設管、タンク、船舶などに保護塗料を塗布する場合、塗布前の金属材料の表面に、本実施形態に係るセンサを接着剤等で貼付する。貼付する際は、構造物の電気状態の影響を受ける場合があるので、樹脂のテープ、シール、あるいは接着剤自体で絶縁することが好ましい。センサの検知部は、腐食状態を測定したい材質と同じものに換えることができ、鉄箔に変えてステンレスやアルミニウム等の金属とすれば良い。その後、金属構造物と同様に保護塗料を塗布する。ケーブルは保護塗膜の外部に出しても出さなくても良い。ケーブルを出さない場合は、そのまま塗膜の下にセンサを埋設し、測定する際は、センサを被覆している塗膜を剥離し、直接計測器を接続して、腐食に伴う電気信号を計測する。また、無線方式を用いて、電磁的に測定を行なっても良い。これにより、ケーブルを引き出した場合に生じる塗膜の欠陥を生じることなく、センサを設置することができる。
3、4、41 鉄箔部
5 貫通孔
6 スリット
7 誘電体
9 リード線
10 対向電極
13 アクリルケース
15 Oリング
17 エポキシ樹脂
21 樹脂
30 腐食防止膜
32、34 リード線
50、51、52 連設センサ
Claims (8)
- コンクリートまたは鋼材の腐食環境を検出する静電容量型腐食センサであって、
腐食性を有する金属で板状、箔状または膜状に形成された検知部と、
耐腐食性を有する金属で板状、箔状または膜状に形成され、前記検知部と対向する位置に設けられた対向電極と、
前記検知部および前記対向電極の間に設けられた誘電体と、を備え、
腐食による前記検知部の面積の減少に応じて、静電容量が変化することを特徴とする静電容量型腐食センサ。 - 前記検知部には、複数の貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項1記載の静電容量型腐食センサ。
- 前記検知部は、メッシュ状に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の静電容量型腐食センサ。
- 前記検知部の中心を含む第1の領域を包囲する第2の領域に設けられた腐食防止膜と、
前記第2の領域に対応する検知部に電気的に接続された第1の通電部と、
前記対向電極に電気的に接続された第2の通電部と、を更に備えることを特徴とする請求項1記載の静電容量型腐食センサ。 - 前記誘電体は、誘電率が3以上であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の静電容量型腐食センサ。
- コンクリート構造物中に埋設され、前記コンクリート構造物の腐食環境進行状況を検出する腐食検出方法であって、
請求項1から請求項5のいずれかに記載の静電容量型腐食センサを前記コンクリート構造物中に埋設し、
前記静電容量型腐食センサの検知部が腐食することによる静電容量値の変化に基づいて、静電容量型腐食センサの腐食進行状態を特定することを特徴とする腐食検出方法。 - コンクリート構造物中に埋設され、前記コンクリート構造物の腐食環境進行状況態を検出する腐食検出方法であって、
請求項1から請求項5のいずれかに記載の複数の静電容量型腐食センサを並列に接続して連設センサを構成し、
前記連設センサを前記コンクリート構造物中に埋設し、
いずれかの前記静電容量型腐食センサの検知部が腐食することによる前記連設センサの合成静電容量値の変化に基づいて、腐食した静電容量型腐食センサの位置を特定することを特徴とする腐食検出方法。 - 測定対象である鋼構造物および鋼材の表面に貼付し、前記鋼構造物および鋼材の腐食環境進行状況を検出する腐食検出方法であって、
請求項1から請求項5のいずれかに記載の静電容量型腐食センサを前記鋼構造物および鋼材表面に貼付し、前記静電容量型腐食センサの検知部が腐食することによる静電容量値の変化に基づいて、静電容量型腐食センサの腐食進行状態を特定することを特徴とする腐食検出方法。
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108318549A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-07-24 | 西南石油大学 | 一种电容式腐蚀在线监测装置及方法 |
JP2018155602A (ja) * | 2017-03-17 | 2018-10-04 | 太平洋セメント株式会社 | 静電容量型腐食センサ |
JP2018162989A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 太平洋セメント株式会社 | 腐食センサの健全性確認方法 |
JP2018162988A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 太平洋セメント株式会社 | 腐食センサ |
JP2019045268A (ja) * | 2017-08-31 | 2019-03-22 | 太平洋セメント株式会社 | 腐食センサ |
KR20190051016A (ko) * | 2016-11-18 | 2019-05-14 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 부식 감시 장치 |
JP2019113433A (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-11 | 株式会社日立製作所 | 腐食環境モニタリング装置及び腐食診断装置 |
KR102023553B1 (ko) * | 2018-03-13 | 2019-09-20 | 주식회사 에너지아이 | 교각 부식 점검 시스템 |
JP2020201091A (ja) * | 2019-06-07 | 2020-12-17 | Koa株式会社 | 硫化検出センサ |
WO2022202290A1 (ja) * | 2021-03-25 | 2022-09-29 | 三菱電機株式会社 | 物質検出装置、物質検出システム及び半導体集積回路システム |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02223853A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-06 | Hitachi Ltd | 腐食モニタ方法とその装置 |
JP2001099777A (ja) * | 1999-07-29 | 2001-04-13 | Hitachi Ltd | 腐食環境監視装置 |
US6577140B1 (en) * | 1999-01-27 | 2003-06-10 | Richard A. Wenman | Method and device for measuring the acidity or basicity of insulating fluids, particularly mineral and synthetic oils |
JP2007024872A (ja) * | 2005-06-16 | 2007-02-01 | Taiheiyo Cement Corp | 複合センサモジュール、シース管およびシース管継ぎ手部材 |
JP2008128734A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Tateyama Kagaku Kogyo Kk | コンクリート中鋼材の腐食検知素子 |
CN102519865A (zh) * | 2011-11-03 | 2012-06-27 | 西安交通大学 | 基于变电容钢结构表面腐蚀监测传感器及其制作方法 |
-
2015
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02223853A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-06 | Hitachi Ltd | 腐食モニタ方法とその装置 |
US6577140B1 (en) * | 1999-01-27 | 2003-06-10 | Richard A. Wenman | Method and device for measuring the acidity or basicity of insulating fluids, particularly mineral and synthetic oils |
JP2001099777A (ja) * | 1999-07-29 | 2001-04-13 | Hitachi Ltd | 腐食環境監視装置 |
JP2007024872A (ja) * | 2005-06-16 | 2007-02-01 | Taiheiyo Cement Corp | 複合センサモジュール、シース管およびシース管継ぎ手部材 |
JP2008128734A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Tateyama Kagaku Kogyo Kk | コンクリート中鋼材の腐食検知素子 |
CN102519865A (zh) * | 2011-11-03 | 2012-06-27 | 西安交通大学 | 基于变电容钢结构表面腐蚀监测传感器及其制作方法 |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190051016A (ko) * | 2016-11-18 | 2019-05-14 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 부식 감시 장치 |
KR102274158B1 (ko) | 2016-11-18 | 2021-07-08 | 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 | 부식 감시 장치 |
JP2018155602A (ja) * | 2017-03-17 | 2018-10-04 | 太平洋セメント株式会社 | 静電容量型腐食センサ |
JP2018162988A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 太平洋セメント株式会社 | 腐食センサ |
JP2018162989A (ja) * | 2017-03-24 | 2018-10-18 | 太平洋セメント株式会社 | 腐食センサの健全性確認方法 |
JP2019045268A (ja) * | 2017-08-31 | 2019-03-22 | 太平洋セメント株式会社 | 腐食センサ |
JP2019113433A (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-11 | 株式会社日立製作所 | 腐食環境モニタリング装置及び腐食診断装置 |
CN108318549A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-07-24 | 西南石油大学 | 一种电容式腐蚀在线监测装置及方法 |
CN108318549B (zh) * | 2018-03-08 | 2023-09-26 | 西南石油大学 | 一种电容式腐蚀在线监测装置及方法 |
KR102023553B1 (ko) * | 2018-03-13 | 2019-09-20 | 주식회사 에너지아이 | 교각 부식 점검 시스템 |
JP2020201091A (ja) * | 2019-06-07 | 2020-12-17 | Koa株式会社 | 硫化検出センサ |
JP7283983B2 (ja) | 2019-06-07 | 2023-05-30 | Koa株式会社 | 硫化検出センサ |
WO2022202290A1 (ja) * | 2021-03-25 | 2022-09-29 | 三菱電機株式会社 | 物質検出装置、物質検出システム及び半導体集積回路システム |
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