JP2023512073A - 液体および蒸気ワイヤ曝露試験のためのデバイスおよび試験装置 - Google Patents
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Abstract
試験デバイス(1)は、導電性ワイヤを支持するための足場(30、230)を含む。足場は、流体の液相および気相が提供されるハウジングに配置され、その結果、第1の導電性ワイヤが、液体中に延在し、第2の導電性ワイヤが、試験全体を通して蒸気中に残る。足場は、複数の下部支持部材および複数の上部ワイヤ支持部材を含み得、支持部材の各々は、複数の配索支持体(51、53、61、63、251、253、261、263)を含み、試験ワイヤ(8、9)のそれぞれの1つを、周りに巻き付ける。デバイスは、試験ワイヤに対する測定を同時に行うことができる。【選択図】図1
Description
本開示および本明細書に記載の例示的な実施形態は、試験装置、方法およびシステム、具体的には、流体の液相および気相におけるワイヤ腐食を同時に測定するのに適した足場ならびに足場を組み込む試験デバイスおよび装置に関する。
腐食プロセスおよびメカニズムをリアルタイムで監視する従来の方法は、特に複数の温度での評価が所望される場合、時間がかかり、解釈が難しい場合がある。
腐食は、非常に複雑かつ混沌とした多成分の科学的問題であり、銅表面への潤滑添加剤によって引き起こされた腐食の量を評価する最も一般的な方法は、数時間の間、潤滑剤に浸漬された、銅試験クーポンを、標準のセットと比較する標準のASTM D130試験方法を使用することであり、レイティングは、色に基づいて、与えられる。クーポンまたはストリップ試験を拡張して、溶液中の銅の試験濃度の終了または質量損失/ゲイン情報などの追加情報を含めることができるが、これらのタイプの試験だけでは、腐食プロセスの化学反応速度または時間依存性に関する詳細は提供されない。この試験の適合性に関してはいくつかの問題があり、第1の問題は、もともと銅に対する石油製品(基油)の腐食性を試験するために設計されたということである。第2の問題は、この試験では視覚的なレイティングのみが与えられ、表面で何が起こっているかについての情報は提供されないということである。このような情報は、金属腐食に対する石油処方集の影響を評価するのに有用である。腐食試験を実行する目的は、使用中の潤滑剤の潤滑剤適合性および腐食性能に関する情報を提供することであり、これを達成する1つの方法は、長い持続時間の高温腐食試験を使用することである。このアプローチは、同じ腐食プロセスが高温で発生し、高温でのみ存続する新たな、または競合する反応の影響を受けない場合にのみ適切である。
以前の一設計によると、ワイヤ支持設計は、中央シャフトから延在する一連のペグを利用して、コンテナ内の蒸気ではなく液体において試験するために、公称長さ、例えば、1メートルのワイヤを巻き付ける。単一のワイヤペグの設計では、ペグ間にワイヤをジグザグに配置する必要があり、これにより、コンテナの空間内のワイヤの必要な長さが可能になる。単一のワイヤペグワイヤ支持体は、コンテナ内側の試験流体に浸漬され、流体下にワイヤの長さを保持し、それによって、ワイヤに腐食が発生することを可能にする。試験ワイヤは、ワイヤの端部を、単一のワイヤ支持体のヘッドの2つの上部の穴に位置する金メッキのコネクタ接点にはんだ付けすることによって終端される。試験用のサンプルを準備するために、ワイヤを配索するのは時間がかかる。
導電性ワイヤを同じハウジングにおいて支持できるようにする足場およびデバイスの必要性が残っており、溶液および溶液の気相のリアルタイムでの腐食試験結果の生成を促進する。
例示的な実施形態の一態様によれば、足場は、複数の離間した下部支持部材であって、複数の下部支持部材の各々は、関連付けられた第1の試験ワイヤが、複数の下部支持部材の周りに巻かれるときに、第1の試験ワイヤの複数の巻数を離間させるための複数の第1の配索支持体を含む、複数の離間した下部支持部材を含む。足場は、複数の離間した上部支持部材であって、複数の上部支持部材の各々は、関連付けられた第2の試験ワイヤが、複数の上部支持部材の周りに巻かれるときに、第2の試験ワイヤの複数の巻数を離間させるための複数の第2の配索支持体を含む、複数の離間した上部支持部材をさらに含む。閉鎖部材は、第1の試験ワイヤの端部と、それぞれの関連付けられた外部導体との間の接続を提供し、かつ第2の試験ワイヤの端部と、それぞれの関連付けられた外部導体との間の接続を提供する。閉鎖部材、またはそれに取り付けられた任意選択的な上部横部材が、複数の上部支持部材の各々の第1の端部に取り付けられている。第2の横部材が、閉鎖部材から長手方向に離間している。第2の横部材が、複数の下部支持部材の各々の第1の端部に取り付けられ、かつ複数の上部支持部材の各々の第2の端部に取り付けられて、複数の下部支持部材および複数の上部支持部材を横方向に離間させる。
様々な態様において、このように説明される足場は、第2の横部材によって、閉鎖部材から長手方向に離間された第3の横部材をさらに含み得、第3の横部材は、複数の下部支持部材の各々の第2の端部に取り付けられる。
第1の配索支持体のうちの少なくとも1つが、それを介して第1の試験ワイヤを受容するための開口部を含み得る。配索支持体の第1および第2のセットは、ノッチを含み得る。第1および第2の配索支持体は、それぞれの上部および下部支持部材上で長手方向に離間し得る。下部支持部材の各々が、第1の配索支持体のうちの少なくとも3つ、または少なくとも4つ、または少なくとも5つを含み、上部支持部材の各々が、第2の配索支持体のうちの少なくとも3つ、または少なくとも4つ、または少なくとも5つを含み得る。
閉鎖部材が、先細のリムを有し得る。
下部支持部材の各々が、それを介して第1の試験ワイヤを搬送するための開口部を含み得る。上部および下部支持部材が、互いに平行であり得る。少なくとも4つ、少なくとも5つ、または少なくとも6つの上部支持部材が存在し得る。少なくとも4つ、少なくとも5つ、または少なくとも6つの下部支持部材が存在し得る。上部支持部材が、下部支持部材から円弧状にオフセットされ得る。第2の横部材が、円弧状に離間したスロットを含み得、上部支持部材の第2の端部が、スロットの代替のものにおいて受容され、下部支持部材の第1の端部が、スロットの残りの代替のものにおいて受容される。
第2の横部材が、第1の試験ワイヤを閉鎖部材から下部支持部材に、および閉鎖部材に戻るよう誘導するための少なくとも1つの溝を含み得る。
閉鎖部材が、第1および第2の温度センサを受容するための穴を含み得る。
複数の下部支持部材、複数の上部支持部材、閉鎖部材、第2の横部材、および第1の横部材が、存在する場合、すべてプラスチックで形成され得る。
複数の下部支持部材、複数の上部支持部材、閉鎖部材、第2の横部材、および第1の横部材が、存在する場合、3D印刷および射出成形のうちの1つによって形成され得る。
複数の下部支持部材によって画定される各ワイヤ巻数の長さ、および第1の配索支持体の数のうちの少なくとも1つが、複数の上部支持部材によって画定される各ワイヤ巻数の長さ、および第2の配索支持体の数のうちの少なくとも1つと異なり、第1および第2の試験ワイヤに対して、等しい配索長を提供する。
複数の離間した下部支持部材が、足場の中心軸と長手方向に整列し得、複数の離間した上部支持部材が、中心軸と長手方向に整列し得る。
別の態様では、アセンブリは、上記の態様のいずれか1つ以上で説明したような足場を含み、第1および第2の試験ワイヤをさらに含み、第1および第2の試験ワイヤは、導電性である。
第1および第2の試験ワイヤが、等しい長さおよび/または等しい直径であり得る。
第1および第2の試験ワイヤのうちの1つ以上が、銅またはその合金で形成され得る。
別の態様では、試験デバイスは、上記の態様のいずれか1つ以上で説明されるような足場、または上記の態様のいずれか1つ以上で説明されるアセンブリを含む。試験デバイスは、足場を受容するように成形されたハウジングであって、足場の閉鎖部材が、ハウジングの上端部を閉鎖して、関連付けられた液体を、液体の気相が第2の試験ワイヤに接触するように、第1の試験ワイヤと接触して保持するための容器を形成する、ハウジングを、さらに含む。
様々な態様において、試験デバイスは、液体の温度を測定するようにハウジング内に位置付けられた、溶液相温度センサおよび/または蒸気の温度を測定するようにハウジング内に位置付けられた、気相温度センサをさらに含み得る。溶液相温度センサおよび気相温度センサは、閉鎖部材を介して外部導体と接続され得る。
試験デバイスは、ハウジング内で液体を加熱して蒸気を形成するように構成された、ヒータをさらに含み得る。
試験デバイスは、第1および第2の電気システムのうちの1つをさらに含み得る。第1の電気システムは、第1の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第1の試験ワイヤを介して電流を供給する、第1の電流源と、第2の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第2の試験ワイヤを介して電流を供給する、第2の電流源と、第1の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第1の試験ワイヤにわたる電圧を測定する、第1の電圧計と、第2の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第2の試験ワイヤにわたる電圧を測定する、第2の電圧計と、を含み得る。第2の電気システムは、第1の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第1の試験ワイヤを介して電圧を生成する、第1の電圧源と、第2の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第2の試験ワイヤを介して電圧を生成する、第2の電圧源と、第1の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第1の試験ワイヤにわたる電流を測定する、第1の電流計と、第2の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第2の試験ワイヤにわたる電流を測定する、第2の電流計と、を含み得る。
試験デバイスは、第1および第2の電極のうちの少なくとも1つであって、第1の電極が、溶液に浸漬されており、第2の電極が、蒸気に浸漬されている、第1および第2の電極のうちの少なくとも1つと、存在する場合、第1の電極に接続されており、第1の電極と第1のワイヤとの間に電流を流す、電圧または電流源と、存在する場合、第2の電極に接続されており、第2の電極と第2のワイヤとの間に電流を流す、電圧または電流源と、をさらに含み得る。
試験装置は、上記の態様のいずれかに記載の試験デバイスと、第1の電圧計および第2の電圧計から、または第1の電流計および第2の電流計から信号を受信し、それに基づいて情報を計算および出力する、監視システムと、を含み得る。
様々な態様において、監視システムは、経時的に、試験ワイヤを介して、電圧および電流のうちの少なくとも1つを取得する、データ取得コンポーネントと、電圧および電流のうちの取得された少なくとも1つを複数回処理し、それに基づいて情報を計算する、データ分析コンポーネントと、情報を出力する、出力コンポーネントと、を含み得る。情報が、試験ワイヤの各々の腐食の測定値を含み得る。試験ワイヤの各々の腐食の測定値が、試験ワイヤの直径または半径の計算された変化を含み得る。監視システムが、それぞれ、液体および蒸気に設けられた温度センサと通信し得る。情報が、液体の温度の関数としての腐食の測定値を含み得る。
例示的な実施形態の別の態様によれば、方法は、上記の態様のいずれかに記載の足場などの足場の複数の離間した下部支持部材の周りに、第1の試験ワイヤを巻き付けることを含む。第2の試験ワイヤは、足場の複数の離間した上部支持部材の周りに、巻き付けられる。試験流体は、ハウジングに導入される。足場ならびに第1および第2の試験ワイヤは、第2の試験ワイヤが、試験流体の液相から離間し、閉鎖部材が、ハウジングの開放端部を閉鎖するように、ハウジングに挿入される。ハウジングにおける試験流体は加熱されて、第2の試験ワイヤに接触する気相を生成する。経時的に変化する第1および第2の試験ワイヤの電気的特性が、測定される。情報は、各ワイヤの電気的特性の変化に基づいて、決定される。
様々な態様において、経時的な第1および第2の試験ワイヤの電気的特性の測定が、電流および電圧のうちの1つの測定を含む。情報は、試験ワイヤの腐食の測定値を含み得る。方法は、溶液相に接触するように、溶液相温度センサを設けることと、気相に接触するように、気相温度センサを設けることと、腐食の測定の温度依存性を計算することと、をさらに含み得る。方法において、試験流体が、潤滑剤、冷却剤、および/または腐食防止剤を含み得る。試験ワイヤのうちの少なくとも1つが、銅または銅合金で形成され得る。試験ワイヤが、等しい長さおよび/または等しい直径であり得る。試験ワイヤの長さが、各々少なくとも50cm、または最大500cmの長さを有し得る。試験ワイヤが、各々少なくとも0.05mm、または最大5mmの直径を有し得る。
例示的な実施形態の別の態様によれば、試験デバイスは、関連付けられた第1および第2の試験ワイヤを支持するための足場と、足場を受容するように成形されたハウジングであって、足場の閉鎖部材が、ハウジングの上端部を閉鎖して、関連付けられた液体を、液体の気相が第2の試験ワイヤのみに接触するように、第1の試験ワイヤと接触して保持するための容器を形成する、ハウジングと、を、含む。
様々な態様において、試験デバイスは、液体の温度を測定するようにハウジング内に位置付けられた、溶液相温度センサおよび/または蒸気の温度を測定するようにハウジング内に位置付けられた、気相温度センサをさらに含み得る。溶液相および気相温度センサは各々、閉鎖部材を介してそれぞれの外部導体に接続され得る。試験デバイスは、ハウジングにおいて液体を加熱して蒸気を形成するように構成されたヒータをさらに含み得る。
試験デバイスは、第1および第2の電気システムのうちの1つをさらに含み得、第1の電気システムは、第1の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第1の試験ワイヤを介して電流を供給する、第1の電流源と、第2の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第2の試験ワイヤを介して電流を供給する、第2の電流源と、第1の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第1の試験ワイヤにわたる電圧を測定する、第1の電圧測定デバイスと、第2の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第2の試験ワイヤにわたる電圧を測定する、第2の電圧測定デバイスと、を含む。第2の電気システムは、第1の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第1の試験ワイヤを介して電圧を生成する、第1の電圧源と、第2の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第2の試験ワイヤを介して電圧を生成する、第2の電圧源と、第1の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第1の試験ワイヤにわたる電流を測定する、第1の電流測定デバイスと、第2の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、第2の試験ワイヤにわたる電流を測定する、第2の電流測定デバイスと、を含み得る。
試験デバイスは、第1および第2の電極であって、電極のうちの1つが、溶液に浸漬されている、第1および第2の電極と、電極に接続されており、電極とワイヤとの間に電流を流す、電圧または電流源と、をさらに含み得る。
例示的な実施形態の態様は、足場、足場を含む試験デバイス、デバイスを含む試験装置または「システム」、ならびに、それぞれ、流体の溶液相および気相において支持された導電性ワイヤに対してリアルタイムで同時に腐食試験結果を生成するために使用できる方法に関する。例示的な試験デバイスは、流体および足場を受容する共通のハウジング、例えば、ビーカなどのコンテナ内の単一の足場において、溶液空間ワイヤ支持体および気相空間ワイヤ支持体を統合するワイヤ腐食試験デバイスである。開示されたワイヤ腐食試験デバイスは、同じハウジング内で、同じ時に、すなわち同時に評価される溶液および蒸気空間ワイヤ腐食試験の両方を提供する。
図1を参照すると、1つの例示的な実施形態による、試験装置の電気的概略図が示されている。試験装置は、ビーカまたは他のコンテナなどの密封容器2を含む、溶液および蒸気ワイヤ腐食試験デバイスなどの試験デバイス1を含む。容器2は、潤滑剤などの試験流体を、溶液空間5において、液体(溶液)形態4で、および溶液空間5の上の容器の蒸気空間7において、蒸気(気体)6形態で、保持する。蒸気6は、液体の表面で、液体4と接触しており、少なくとも部分的に、液体から導出される。第1の導電性試験ワイヤ8(溶液試験ワイヤ)は、少なくとも部分的に、液体4に懸濁されている。第2の導電性試験ワイヤ9(蒸気試験ワイヤ)は、蒸気6に懸架されているが、液体4には懸濁されていない。試験ワイヤ8、9は、銅(例えば、少なくとも95重量%の銅)またはその合金などの導電性材料から形成されている。銀、チタン、金、ニッケル、白金、ジルコニウム、ニオブ、またはタンタル、それらの合金などの他の導電性材料を、代替的または追加的に、ワイヤの一方または両方に使用し得る。各ワイヤは、ワイヤの長さに沿って、均一な直径を有し得る。図示の実施形態では、両方のワイヤは、同じ材料で形成され、同じ直径を有する(例えば、第1の試験ワイヤ8の直径は、第2の試験ワイヤ9の±5%以内である)。同じ既知の長さおよび直径のワイヤ8、9を有することは、腐食測定を簡単にする。
他の実施形態では、異なる材料および/または長さおよび/または直径で形成されたワイヤが、使用され得る。異種金属のワイヤ8、9を使用することは、ワイヤが電極(陰極および陽極、またはその逆)として作用することを可能にする。どのワイヤが陰極であるかは、実験条件に依存する。この構成は、ワイヤ間の流体を流れる電流による電気分解プロセスの影響を調べることを可能にする。
図示の実施形態では、2つのワイヤが使用されるが、他の実施形態では、2つの(またはそれより多い)第1の試験ワイヤ8および/または2つの(またはそれより多い)第2の試験ワイヤ9など、2つよりも少ない、またはそれより多いワイヤが、試験において使用され得る。試験ワイヤ8、9は、各々少なくとも50cm、または最大500cm、例えば、約100cmの長さを有し得る。試験ワイヤ8、9は、各々少なくとも0.05mm、または最大5mmの直径を有し得る。
例示的な試験装置は、試験ワイヤの電気的特性を測定する電気システム15を含む。図示の実施形態では、第1の試験ワイヤ8にわたる電圧などの電気的特性は、第1の電圧計10などの第1の電圧測定デバイスによって検出される。DCまたはAC源12などの第1の電流源は、第1の試験ワイヤ8に電流を供給する。第2の試験ワイヤ9にわたる電圧は、第2の電圧計16などの第2の(または同じ)電圧測定デバイスによって、検出される。DCまたはAC源18などの第2の電流源は、第2の試験ワイヤ9に電流を供給する。いくつかの実施形態では、リレー制御17、19を用いて、ワイヤ8、9の電源状態と測定状態とを切り替え得る。
いくつかの実施形態では、第1の試験ワイヤ8は、溶液4に完全に浸漬されている。これは、蒸気空間に延在するワイヤ4の部分を、より大きなゲージのワイヤまたはシールドされた(例えば、コーティングされた)ワイヤ(図示せず)と交換することによって、達成され得る。
試験装置は、試験の過程で、電圧計10、16から電気信号(例えば、測定された電圧)を受信し、信号を処理して、情報22を生成し、出力する監視システム20をさらに含む。一実施形態では、情報22は、腐食による、試験の過程での試験ワイヤ8、9の直径の変化に関連している。試験ワイヤ8、9の長さおよび直径は、監視システム20によって包含することができる電気信号を提供するように選択され得る。図示の監視システム20は、電気信号を取得するデータ取得コンポーネント24と、取得された信号を処理して、情報22を生成するデータ分析コンポーネント26と、を含む。情報22は、出力デバイス27によって出力され得、例えば、ローカルまたはリモートメモリ、例えば、適切なデータベース28、または他のデータ構造に記憶され、ディスプレイに出力されるか、または他の方法で出力され得る。
一実施形態では、デバイス1で試験される潤滑剤は、車両のエンジンまたはトランスミッションなどの機械を潤滑するのに適した組成物である。このタイプの潤滑剤の例は、例えば、潤滑剤の大部分としての潤滑粘度の基油と、洗浄剤、粘度向上剤、腐食防止剤、流動点降下剤、耐摩耗剤などの1つ以上の添加剤と、を含む。ワイヤ腐食試験デバイス1の潤滑剤の液相および気相4、6における試験ワイヤ8、9の腐食は、監視システム20によって経時的に決定され、潤滑剤の液相および気相が存在し得る、温度で動作する、車両のエンジンまたはトランスミッションシステムなどの機械における使用のための所与の潤滑剤の適合性を査定するために使用することができる。添加剤の変更を査定して、腐食レートの低減を達成できるかどうかを決定することができる。同様に、機械コンポーネントの材料の変化を査定して、所与の潤滑剤による腐食に耐えるのにより適しているかどうかを決定できる。
別の実施形態では、デバイス1において試験される流体は、発熱デバイスを冷却するために使用するのに適した冷却液体である。別の実施形態では、デバイス1において試験される流体は、塩化ナトリウムなどの1つ以上の溶解塩を含む溶液などの水溶液である。一実施形態では、デバイス1において試験される流体は、電池酸などの電池における使用に適した液体である。
図2~11も参照すると、試験ワイヤ8、9は、共通の支持構造(「足場」)30上で支持され得る。足場30は、第1および第2の端部37、38を介して接続され、溶液空間ワイヤ支持体39を形成する、3つ、4つ、5つ、または6つまたは8つの下部支持部材31、32、33、34、35、36(6つの下部支持部材が示されている)などの複数の下部支持部材と、それぞれの第1および第2の端部47、48を介して接続され、気相空間ワイヤ支持体49を形成する、3つ、4つ、5つ、または6つまたは8つの上部支持部材41、42、43、44、45(5つの上部支持部材が示されている)などの複数の上部支持部材と、を含む。溶液および蒸気空間ワイヤ支持体39、49は、互いに接続されている。一実施形態では、支持部材32および42などの上部および下部支持部材の対は、接続され、例えば、単一の部品として形成されている。他の実施形態では、支持部材は、間接的に接続されている。下部および上部支持部材は各々、例えば、足場30の円筒軸Yと平行に、長手方向に延在する(図6)。足場30は、3D印刷または射出成形によって全体的または部分的に形成され、例えば、プラスチックまたは他の非導電性材料で形成され得る。
図示された支持部材は、それぞれの対向する端部39、40、47、49の間で略円筒形であるが、試験ワイヤとの接触の最小面積を提供する他の形状が企図されている。支持部材は、プラスチック、ガラス、もしくはセラミックなどの電気絶縁材料から、またはそのような材料の混合物もしくは組み合わせから、形成され得る。下部支持部材31、32、33、34、35、36および上部支持部材41、42、43、44、45は、支持部材間のギャップ50を確定するように、互いに離間している。ギャップ50は、試験流体が、試験ワイヤの周りを循環し、試験ワイヤ8、9の露出表面積を最大化することを可能にする。
上部および下部支持部材の各々において、またはその上に形成された配索支持体は、少なくとも3つ、または少なくとも4つ、または少なくとも5つの完全な巻数などの試験ワイヤ8、9の複数の巻数51、52などを支持し、かつ離間させ、各完全な巻数が、それぞれの下部または上部の支持部材のすべてを周回する。一実施形態では、試験ワイヤ8、9は、ワイヤの巻数51、52が、互いに電気的に接触しないように維持するために、それぞれの下部および上部支持部材の各々において離間したノッチのセットにおいて支持され得る。例えば、配索支持体は、第1の試験ワイヤ8を支持する下部支持部材において画定される溶液ワイヤノッチのセット53、56などと、第2の試験ワイヤ9を支持する上部支持部材支持において画定される蒸気ワイヤノッチのセット61、63などと、を含み得る(図4)。別の実施形態(図示せず)では、配索支持体は、下部および上部支持部材から、横方向外向きに延在する突起を備える。
例示的な足場は、容器2の開放端部を密封する蓋などの閉鎖部材64を含むか、またはそれに接続されている。各ワイヤ8、9(蓋64から、支持部材の周りに、および蓋に戻るよう、足場によって支持された各ワイヤの長さ)の配索長lは、各ワイヤの異なる数の巻数51、52を有することによって(例えば、上部および下部支持部材上に異なる数のノッチを提供することによって)、等しくすることができる。追加的に、または代替的に、各巻数の長さは、例えば、各巻数52のより大きな直径を提供するために、上部支持部材を離間させることによって、異なる可能性がある。等しい配索長によって、配索長が、5%以下、1%以下、または0.1%以下変動することが意味される。
図示の足場30は、容器2の上部を閉鎖するように機能する閉鎖部材または蓋64を含む。下部横部材(「ハブ」)72、中間横部材(「ハブ」)74、および上部横部材(「ハブ」)76は、上部および下部支持部材を円弧状に離間させ、溶液および蒸気空間ワイヤ支持39、49を接続するように機能する(図2および3)。下部横部材72および中間横部材74は、互いに長手方向に離間しており、下部支持部材31、32、33、34、35、36に略垂直である。中間横部材74および上部横部材76は、互いに長手方向に離間しており、上部支持部材41、42、43、44、45に略垂直である。上部横部材76は、例えば、中央部材77によって、ねじ切りされるか、または他の方法で、蓋64に接続され得る。
図3および4に示されるように、溶液ワイヤ支持体(「ポスト」)78は、下部横部材72から上方に延在し、蒸気ワイヤ支持体(「ポスト」)80は、蓋64から入るときに、それぞれのワイヤを支持するために、上部横部材76から下方に延在する。
図8および9に示されるように、垂直支持部材31、32、33、34、35、36および41、42、43、44、45におけるノッチ53、56、61、63のセットは、それぞれのワイヤの各巻数について固定長(おおよその直径)を提供し、これは、例えば、50~100mm、例えば、60~70mmであり得る。ノッチの各セットは、4つまたは5つのノッチなどの2~10個のノッチを含み得、これらは、ワイヤの各巻数を、電気的接触および電界干渉の可能性を最小化するのに十分に離間させたままにしながら、それぞれのワイヤの(ほぼ)同等の数の巻数51、53を可能にするように協働する。足場の例では、上部支持部材の各々における各セット61、63には、5つのノッチが存在し、ノッチは、垂直方向に2.5mm離間し、下部支持部材の各セット53、56には、4つのノッチが存在する。この実施形態では、上部ノッチによって提供された固定配索直径は、各ワイヤの長さがほぼ等しくなるように、下部ノッチの固定配索直径よりも小さい(ワイヤ長=2πr+2l、式中、rは、ノッチによって提供された半径であり、lは、ノッチから蓋64のそれぞれのコネクタまでの長さである)。例えば、蓋におけるコネクタから20mm離間している62mmの配索直径を有する5つのノッチは、長さ1013mmの第2の試験ワイヤ9に支持を提供し、蓋におけるコネクタから99mm離間している64.8mmの配索直径を有する4つのノッチは、長さ1011mmの第1の試験ワイヤ8に支持を提供する。これは、各ワイヤ8、9がたるまないように、十分な張力がかけられていることを仮定している。一方、足場は、等しい長さ(例えば、±10mm以内もしくは±5mm以内、または±1%以下もしくは±0.5%以下の長さの差)のワイヤを支持するように構成され得る。ここにあるように、同じ長さのワイヤを有することは、ワイヤ抵抗(またはAC電圧もしくは電流源の場合は、インピーダンス)のより容易な計算を提供する。他の実施形態では、第1および第2の試験ワイヤ8、9は、異なる長さであり得る。
図5、6、および10に示されるように、蓋64は、1つ以上のフィードスルー穴91、92、93、94を含み、これにより、試験ワイヤ8、9のそれぞれの端部およびそれぞれの外部導体101、102、103、104との電気接続を行うことが可能になる。特に、フィードスルー穴91、92は、溶液空間5内のワイヤ8と、第1の電源12および第1の電圧計10との間の接続を提供する。フィードスルー穴93、94は、蒸気空間内のワイヤ9と、第2の電源18および第2の電圧計16との間の接続を提供する。穴は、試験ワイヤ8、9と、それぞれの電源および電圧計との間の簡単な接続および切断を可能にするプッシュインコネクタに嵌合し得る。追加の穴95、96は、それぞれ液相および気相に延在する温度センサ104、105などのセンサへの接続97、98のための電気的フィードスルーとして機能し得る。温度センサ104、105は、RTD温度センサであり得る。蓋がハウジング110の上部内にぴったりと嵌合し、容器2を形成することを可能にするために、例示的な蓋64は、先細のリム114を含む。
図10および11に示されるように、配索およびコイル状の第1の試験ワイヤ8、すなわち、溶液空間ワイヤ、ならびに配索および巻き付けられた第2の試験ワイヤ9、すなわち蒸気空間ワイヤが、足場30に設けられた容器2内に示されている。外部導体100、101の第1の対は、溶液相ワイヤ8の端部を第1の電源12および第1の電圧計10に接続する。外部導体106、107の第2の対は、気相ワイヤ9の端部を第2の電源18および第2の電圧計16に接続する。
図1および10に示されるように、試験デバイス1は、溶液空間5における溶液の温度を測定するように位置付けられた、溶液空間温度センサ104と、蒸気空間7における蒸気の温度を測定するように位置付けられた、蒸気空間温度センサ105と、を含み得る。センサ104、105は、容器2のハウジング110内に設けられ、例えば、足場30および/または蓋64によって支持されている。センサ104、105は、データ取得デバイス24に温度信号を提供する。例えば、プッシュインコネクタは、センサ104、105を、データ取得デバイスに接続されている外部ワイヤ106、107に接続する。例示的な実施形態では、接続は、蓋64を介して行われるが、他の実施形態では、接続は、容器2のハウジング110の円筒形の側壁を介して行われ得る。試験デバイス1における流体は、油浴、グローブボックスなどのヒータ112によって加熱され得、これは、容器2を外部から加熱し得る。単一のヒータ112は、複数のデバイス1を同時に加熱するのに十分な大きさであり得る。あるいは、液体および/または蒸気に浸漬された内部ヒータが使用され得る。ヒータ112は、監視システム20の制御下にあり得る。溶液相および気相のバルク流体温度範囲は同じかまたは異なっている可能性があり、20℃~300℃の範囲であり得る。ワイヤ8、9の表面の温度は、抵抗性の加熱のために、周囲の流体4、6よりも著しく高くなる可能性がある。いくつかの実施形態では、周囲の流体の冷却を使用して、ワイヤ温度を好適な範囲に制限し得る。
組み合わせて、足場30およびワイヤ8、9は、アセンブリ140を形成し、これは、例えば、単一のユニットとして、ハウジング110に容易に挿入することができる。
図12~18を参照すると、図1の試験装置での使用に適した足場230の別の実施形態が示されている。足場230は、注記されている場合を除いて、足場30と同様に構成され得る。
図13および14に示されるように、足場30は、溶液空間ワイヤ支持体239を画定する、3つ、4つ、5つ、または6つまたは8つの下部支持部材231、232、233、234、235(5つの下部支持部材が示されている)などの複数の下部支持部材と、蒸気空間ワイヤ支持体349を画定する、3つ、4つ、5つ、または6つまたは8つの上部支持部材341、342、343、344、345(5つの上部支持部材が示されている)などの複数の上部支持部材と、を含む。図示された支持部材は湾曲しており、それらの厚さよりも広い幅を有するが、円筒形の支持部材もまた企図される。支持部材は、プラスチック(例えば、PTFE)、ガラス、もしくはセラミックなどの電気絶縁/非導電性の材料から、またはそのような材料の混合物もしくは組み合わせから、形成され得る。下部支持部材は、支持部材間のギャップ250を画定するように、互いに離間している。下部および上部支持部材は、それぞれ長手方向に、かつ平行に延在する(例えば、互いに±5°以内で)。図示の実施形態では、上部支持部材は、72°間隔で、横部材274の周りに等間隔に離間し、下部支持部材は、72°間隔で、横部材272の周りに等間隔で離間している。ただし、下部支持部材は、上部支持部材から36°オフセットされているため、各下部支持部材は、隣接する2つの上部支持部材の中間にある。足場230は、3D印刷または射出成形によって全体的または部分的に形成され、例えば、プラスチックまたは他の非導電性材料で形成され得る。一実施形態では、足場は、SOLIDWORKSを使用して3Dでモデル化され、ナイロンでのSLS(選択的レーザ焼結)技術を使用して、3Dプリントされる。
試験ワイヤ8、9は、ワイヤコイルを電気的に接触しないように維持するために、それぞれの下部および上部支持部材の各々において離間したノッチ(または他の配索支持体)のセットにおいて支持され得る。例えば、下部支持部材の外面における溶液ワイヤ(第1の)ノッチのセット253、256などは、第1の試験ワイヤ8を支持し、上部支持部材の外面における蒸気ワイヤノッチのセット261、263などは、第2の試験ワイヤ9を支持する(図15)。
図12~14に示されるように、足場230は、蓋270などの閉鎖部材を含み、下部横部材272と、中間横部材274と、を含む。この実施形態では、図10の実施形態のように、別個の上部横部材(図示せず)を代替的に用いることができるが、蓋270は、上部横部材としても機能する。蓋270は、容器2の上部を閉鎖するように機能する。横部材272、274、および蓋270は、上部および下部支持部材を円弧状に離間させるように機能する。組み合わせて、足場230およびワイヤ8、9は、アセンブリ240(図12)を形成し、これは、容器ハウジング110に挿入することができる。
図13に示されるように、蓋は、コンテナの上部に受容されるように成形されている円形のベース部材276と、ベース部材から上方および外側に延在する先細のリム278と、を含む。ベース部材276は、(5つの)円弧状に離間したスロット280を画定し、1つが、各上部支持部材を受容するためのものである。上部支持部材の上端部348は、支持部材を、例えば、取り外し可能に蓋に取り付けるために、蓋270のスロット280を通して受容されるスナップインコネクタ281を含む。上部支持部材の下端部は、中間横部材274から上方に延在する。下部支持部材の上端部238は、中間横部材274のそれぞれのスロット282を介して受容され、下部支持部材を中間横部材274に、例えば、取り外し可能に取り付けるための同様のスナップインコネクタを含む。下部支持部材の下端部237は、下部横部材272から上方に延在する。下部横部材272は、中間および下部横部材が交換可能であるように、かつ/または追加の支持部材を可能にするように、同様の円弧状に離間したスロット284を含み得る。スロット282、284は、それぞれの横部材272、274の略円形の中央部分288から横方向外向きに延在するフランジ286において形成され得る。他の実施形態では、支持部材の下端部はまた、スロット282、284から円弧状にオフセットされている、それぞれの円弧状に離間したスロットにおいて受容され得る。
蓋270は、1つ以上のフィードスルー穴291、292、293、294を含み、これにより、試験ワイヤ8、9のそれぞれの端部との電気的接続を行うことが可能になる。特に、蓋ベース部材276のフィードスルー穴291、292は、溶液空間内のワイヤ8と、第1の電源12および第1の電圧計10との間の接続を提供する。蓋ベース部材276のフィードスルー穴293、294は、蒸気空間内のワイヤ9と、第2の電源18および第2の電圧計16との間の接続を提供する。穴は、試験ワイヤ8、9と、それぞれの電源および電圧計との間の簡単な接続および切断を可能にするプッシュインコネクタに嵌合し得る。追加の穴295、296は、それぞれ液相および気相に延在する温度センサ297、298などのセンサのための電気的フィードスルーとして機能し得る(図17)。様々な穴291、292、293、294、295、296のサイズおよび/または形状の違いにより、ユーザは、プッシュインコネクタを介して試験ワイヤ8、9の端部と、対応する外部配線221、222、223、224などとの間を正しく接続し、溶液および気相温度センサ297、298(図14)を正しく位置付けることが確実になる。接続ワイヤ221、222は、溶液相ワイヤ8の端部を、第1の電源12および第1の電圧計10に接続する。接続ワイヤ223、224は、気相ワイヤ9の端部を、第2の電源18および第2の電圧計16に接続する。温度センサ297、298は、例えば、外部配線を介してデータ取得デバイス24に温度信号を提供する。例示的な実施形態では、接続は、蓋270を介して行われるが、他の実施形態では、接続は、容器2のハウジング210を介して行われ得る。
図15に示されるように、第1の試験ワイヤ8は、スロット282のうちの1つに隣接する中間横部材274における第1の溝299によって誘導され、垂直支持部材234のうちの1つにおける開口部300を通過する。次に、ワイヤは、長手方向に離間したノッチによって支持されて、下部支持部材の周りに巻かれる。図16に示されるように、ワイヤ8は、次に、支持部材233のうちの別のものにおける開口部302を通過し、スロット282のうちの異なる1つに隣接する中間横部材274における第2の溝303によって蓋270に誘導される。同様の開口部を上部支持部材に設けて、第2の試験ワイヤ9を誘導し得る。別の実施形態では、横部材の離間した穴304は、ワイヤ8を搬送するためのフィードスルーとして使用され得る。使いやすさのために、上部および下部支持部材は、同じ数の開口部およびノッチで同じように構成され得、その結果、それらは交換可能になり得る。さらに、少なくとも各支持部材におけるノッチの上部および下部のものは、それらがどちらかとして機能することができるように、開口部のように成形され得る。
足場30に関しては、足場230は、各ワイヤ8、9の固定長(同じまたは異なる長さであり得る)を提供する。足場230の例示的な寸法(mm単位)が、図18~20に示されている。図20に示す例では、(62.5mmの等価直径を有する)溶液空間においてワイヤ8の4.2ラップが存在し、(62.5mmの等価直径を有する)蒸気空間においてワイヤ9の4.8ラップが存在する。溶液空間5から蓋270までのワイヤラップまでの距離は、蒸気空間7の場合よりもわずかに長いので、したがって、試験ワイヤ8、9は、等しい長さ(例えば、5または10mm以内)である。
図20に示されるように、足場230と、蓋270と、を備え、ワイヤ8および9が足場の周りに配索されて巻かれているアセンブリは、ハウジング210に挿入されて、試験デバイス200を形成する。温度センサ297、298は、ハウジングに挿入する前に、蓋270に嵌挿されている。蓋の先細のリム278は、ハウジング210と堅密な密封を形成する。試験デバイス200における流体は、ヒータ112に類似したヒータによって加熱され得、ヒータは、容器2を外部から加熱し得るか、または液体および/もしくは蒸気に浸漬された内部ヒータであり得る。
したがって、例示的な試験装置は、銅などの導電性材料から形成され、銅が、例えば、潤滑剤溶液および気相内の添加剤による、化学的攻撃と反応する(または、それによって不動態化される)ときの銅の界面での表面変化の検出を可能にするのに十分に小さい直径および十分な長さを有する、ワイヤ8、9が取り付けられた溶液および蒸気ワイヤ腐食試験デバイス1、200を含む。このような測定には、一般に、(例えば、直径0.064ミリメートル、長さ1mの)細い銅ワイヤが適している。足場30、230はワイヤを支持し、ワイヤの張力を最小限に抑える。これは、腐食試験用のワイヤの抵抗測定の正確性および精度を向上させることができる。張力の違いが、ワイヤ抵抗の変動をもたらし得、張力、つまり抵抗が変化するにつれて、ワイヤの腐食試験が不正確になる可能性があるためである。例示的な監視システム20(図1)は、高温でそのような比較的小さいワイヤの抵抗および電圧を正確に測定するように構成されている。監視システム20は、ワイヤの腐食のレートを推定するために、以下のように動作し得る。結果は、潤滑剤で動作する同様の金属で形成された機械における使用に対する特定の潤滑剤(または潤滑添加剤)の適合性か、または、逆に、潤滑剤との使用に対する機械部品の適合性を査定するために使用できる。例示的な実施形態によれば、(例えば、1mの長さおよび0.064mmの直径の)固定長および断面直径の銅ワイヤは、自動車のギアボックスソレノイドコイルにおいて使用されるものに近いワイヤサイズを得るために使用され、測定の正確性を提供する。
図21を参照すると、上記の試験デバイスと同様に構成することができる試験デバイス1の電気概略図を、上記の場合を除いて示す。試験デバイスは、図1に示されているように、試験装置において使用され得る。試験デバイスは、ビーカまたは他のコンテナなどの密封容器2を含む。容器2は、試験流体を、溶液空間5において、液体(溶液)形態4で、および溶液空間5の上の容器の蒸気空間7において、蒸気(気体)6形態で、保持する。液体は、蒸気と接触している。第1の導電性試験ワイヤ8(溶液試験ワイヤ)は、少なくとも部分的に、液体4に懸架されている。第2の導電性試験ワイヤ9(蒸気試験ワイヤ)は、蒸気6に懸架されているが、液体4には懸架されていない。第1の電流源12は、第1の試験ワイヤ8の端部にわたって接続されて、第1の試験ワイヤを介して電流を供給する。第2の電流源18は、第2の試験ワイヤ9の端部にわたって接続されて、第2の試験ワイヤを介して電流を供給する。第1の電圧計10は、第1の試験ワイヤ8の端部にわたって接続されて、第1の試験ワイヤにわたる電圧を測定し、第2の電圧計16は、第2の試験ワイヤ9の端部にわたって接続されて、第2の試験ワイヤにわたる電圧を測定する。別の実施形態では、構成要素12、18は、電流計などの電流測定デバイスであり、構成要素10、16は、ワイヤにわたって、電圧を供給する。この実施形態では、印加される電圧は、5~800Vの範囲であり得る。電流範囲は、ワイヤ直径に依存する。
いくつかの実施形態では、第1の試験ワイヤ8は、溶液4に完全に浸漬されている。これは、蒸気空間に延在するワイヤ8の部分を、より大きなゲージの、またはシールドされた(例えば、コーティングされた)ワイヤ400と交換することによって、達成され得る。より大きなゲージのワイヤ400の場合、それは、ワイヤ8の少なくとも2倍、または少なくとも3倍の直径(または平均断面積)を有し得る。その結果、腐食は、主に試験ワイヤ8において発生する。ワイヤ8は、ワイヤ8の端部でワイヤ400にはんだ付けされるか、または他の方法で、接合され得る。コーティングの場合、ワイヤ8の気相部分は、セラミックまたはポリマーコーティングなどでコーティングされ得、これは、試験中に、流体と領域7に位置するワイヤ8の部分との間の接触を制限する。この実施形態では、ワイヤ8の長さを決定する際に、シールドされていない/より細いワイヤ部分のみが考慮される。
ワイヤ8、9は、上記の足場30または230などの足場(図示せず)上で支持され得る。センサ104、105、297、298に類似した液相および気相温度センサ(図示せず)を容器2に位置付けて、それぞれ液体4および蒸気6の温度を測定し得る。
第1の電極402は、液体4に接触するように、容器2において懸架されている。第2の電極404は、蒸気に接触するが、液体には接触しないように、容器2において懸架されている。第1および第2の電極402、404は、例えば、容器2の蓋64を介して外部導体406、408に接続されている。
電極402、404はそれぞれ、電極とワイヤとの間を流れる電流の方向に応じて、陽極または陰極として機能し得る。第1および第2の電極402、404は、例えば、1つ以上の電流または電圧源410、412によって、ワイヤ8、9に対して一定または交互の電位差に維持され得、その結果、電流は、電極402と、隣接する第1のワイヤ8との間、および電極404と、隣接する第2のワイヤ9との間をそれぞれ流れる傾向にある。電極/ワイヤ間で溶液(および蒸気)を流れる電流は、ワイヤ8、9の一方または両方の電気分解を引き起こすことが可能であり、漂遊電流が、電気分解による成分の質量の損失(または場合によっては、質量の増加)を引き起こし得る実際の条件をシミュレートする。電極402、404は各々、銅、銀、チタン、金、ニッケル、白金、ジルコニウム、ニオブ、またはタンタル、炭素/黒鉛、それらの合金などの導電性材料から形成され得る。
監視システム20は、電極402、404に接続されている。図1の装置に関しては、監視システム20は、ワイヤ8、9の質量の変化の指標として、抵抗(またはAC電源の場合はインピーダンス)、またはワイヤの他の電気的特性を測定する。この場合、監視システム20はまた、電極402、404に印加された電流/電圧を制御し得る。
図21の実施形態では、ワイヤの抵抗変化の測定により、電気分解および化学的腐食によるワイヤの質量変化の定量化が可能になる。この実施形態は、このプロセスが現実的な材料を用いた現実的な動作条件で詳細に研究されることを可能にする。
この構成はまた、印加された電力なしには発生しない電気化学反応のプロービングのためである。
図22は、図1の試験装置で実行され得る例示的な方法を示す。方法はS100から始まる。
S102では、例えば、同じ公称寸法および組成のワイヤ8、9が、提供される。
S104では、試験ワイヤ8、9は足場30、230に設けられ、試験ワイヤの端部は蓋64、270のコネクタに接続されている。これは、各ワイヤをそれぞれの溶液空間ワイヤ支持体39、49、239、249の周りに所定の回数巻き付け、試験ワイヤをノッチに載置することを含む。S104は、ワイヤの追加のセットおよび足場に対して繰り返され得る。
S106では、温度センサ104、105が、蓋に嵌挿されている。
S108では、測定された量の試験流体、例えば、潤滑剤などの液体が、ハウジング110に挿入される。潤滑剤または他の試験流体の量は、第1の試験ワイヤ8のコイル状部分を試験流体の液相4に浸漬するのに十分であるが、第2の試験ワイヤ9を液相から離間させるため、試験中にそれに接触しない。S108は、追加のハウジングおよび試験流体に対して繰り返され得る。
S110では、試験ワイヤが取り付けられた足場30、230が、ハウジング110に挿入され、蓋がハウジング110、210の開放(上部)端部を密封する。S108は、追加のハウジングおよび足場に対して繰り返され得る。
S112では、試験ワイヤ8、9は、それぞれの電流源12、18および電圧計10、16、または代替的に、それぞれの電圧源および電流計に接続されている。電極402、404は、使用される場合、外部導体406、408を介して電源410、412に接続され得る。
S114では、監視システム20との電気的接続が行われる。特に、電圧計10、16(または電流計)は、それぞれの試験ワイヤ8、9にわたる/における電圧(または電流)を記録するために、監視システム20に接続されている。温度センサ104、105は、それぞれ液相および気相4、6の温度を記録するために、監視システム20に接続されている。
S116では、ハウジング110を加熱して試験流体を加熱し、試験流体の液相4の上に気相6を作成し得る。ヒータ112は、液体および/または蒸気の温度が、温度センサによって測定されるように、選択された温度に達するように制御される。選択した温度に達すると、その温度は、試験全体を通して維持される。異なるハウジングが、異なる試験温度に加熱され得る。
S118では、時間のセットの各々について、監視システムでデータが取得される(例えば、液相および気相の温度および電圧)。複数の試験ワイヤ、例えば、4つまたは8つの試験ワイヤからのデータが、同じ時に取得され得る。いくつかの実施形態では、リレー制御17、19を用いて、一方または両方のワイヤの腐食のレートを決定するために、電源状態と測定状態とを切り替え得る。
S120では、情報が、監視システムで計算される。これは、各期間で、設定電流および測定された電圧に基づいて、各ワイヤ8、9の抵抗を計算することを含み得る(またはその逆)。抵抗は、ワイヤの既知の特性に基づいて、各ワイヤの半径(または直径)の対応する損失に変換され得る。溶液および蒸気の試験温度のセットの各々について、同等の研究が行われ得る。腐食のレート(例えば、試験の1時間当たりのワイヤ半径の平均損失)と、温度との関係が、決定され得る。
S122では、計算された情報22が出力され、例えば、データベースに記憶され、印刷され、かつ/または、例えば、グラフ形式もしくは表形式でユーザに表示される。
S124では、試験されたワイヤ8、9が、SEM(走査型電子顕微鏡)で調べられ、SEMを使用して、溶液空間および蒸気空間を含む流体のワイヤ抵抗プロファイルをワイヤ表面の変化に相関させることができる。これらの条件およびデータログ記録を十分に高速で注意深く制御することにより、金属(例えば、銅)格子からの結合電子の除去が、表面からの金属の除去、すなわち、腐食を示す、電流がワイヤを流れるときのワイヤの抵抗を増加させるように観察される。
方法は、S126で終了する。
ステップS116からS122は、ソフトウェアを実装するコンピュータプロセッサによって、自動的に実行され得る。
腐食の測定理論
抵抗測定の背後にある原理理論はオームの法則であり、電圧(V)は、抵抗(R)に電流(I)を掛けたものに等しいと規定されている。式V=I*Rとして示されているように、この式は、電圧および電流が既知である場合、式R=V/Iを使用して、結果として得られる抵抗を計算できるように再配置できる。
抵抗測定の背後にある原理理論はオームの法則であり、電圧(V)は、抵抗(R)に電流(I)を掛けたものに等しいと規定されている。式V=I*Rとして示されているように、この式は、電圧および電流が既知である場合、式R=V/Iを使用して、結果として得られる抵抗を計算できるように再配置できる。
既知の定電流または定電圧を銅ワイヤなどの導電体に通過させ、得られた電圧または電流をそれぞれ測定することにより、抵抗を計算できる。これは、標準の抵抗測定と白金測定温度計(PRT)の両方が動作する原理である。温度と抵抗の関係は、白金測定温度計(PRT)の動作方法の基礎である。
例示的な設定では、定電流源12、18が、試験ワイヤ8、9に用いられるが、これは、電流がワイヤを通過するときに、測定において可視的なオフセットを生成するように、十分に大きな影響になる可能性がある自己発熱の影響を制限するためである。抵抗測定は、測定されている導体の温度の変化に直接影響され、したがって、関連している。
測定
例示的な監視システム20は、データ取得、データ分析、およびデータ記憶を実行するための命令を記憶するメモリ、ならびに取得されたデータおよび処理された情報22を有する1つ以上のコンピューティングデバイスを含み得る。
例示的な監視システム20は、データ取得、データ分析、およびデータ記憶を実行するための命令を記憶するメモリ、ならびに取得されたデータおよび処理された情報22を有する1つ以上のコンピューティングデバイスを含み得る。
例示的な実施形態によれば、データ分析コンポーネント26は、試験の開始時、試験の終了時および試験全体の定期的なポイントで銅ワイヤの抵抗を測定するためのFLUKE 8846A(商標)高精度デジタルマルチメータ(DMM)を含む。8846A DMMは、英国認証機関認定審議会(UKAS)で校正された測定デバイスであり、最大解像度が10μΩ(10マイクロオーム)の6 1/2桁のデバイスである。測定ごとに、DMMおよび銅ワイヤを19~21℃の範囲内で安定した温度管理された部屋で安定化させてから測定を行う。抵抗は温度に直接関係するため、これは望ましいことである。したがって、抵抗の絶対的な変化を取得するために、測定は,毎回同じ温度で行われる。これについては、以下でさらに説明する。
FLUKE DMMは非常に正確であり、好適な初期データを提供するが、腐食の可能性のある実験室環境において継続的に実行するようには好適ではなく、そのように設計もされていない。さらに、デバイスは、単一のチャネルに制限されており、生成されたデータの特定のログ記録能力はない。したがって、データ取得およびログ記録デバイス24を使用して、前述の抵抗測定理論に基づいて、複数のチャネル上で正確な測定を提供し得る。
監視システム20のデータ取得コンポーネント24は、極めて正確な1mA/100μAの励起電流を提供する増幅器モジュールを含み得る。好適な増幅モジュールは、National Instrumentsから入手可能なNI-9226である。NI-9226は、測定範囲が0~4,000オームの8チャネルPT1000モジュールである。
データ取得デバイス24によってサンプリングされたデータは、生の測定された抵抗である。この抵抗は、必要に応じて、サンプリングが行われた後、公称温度での抵抗に変換できる。例示的な増幅器モジュールは、溶液相および気相銅ワイヤの抵抗範囲で使用され、データの最大8つまたは16個のチャネルを同時にログ記録し得る。
温度測定については、National Instrumentsから入手可能であるNI-9216 8チャネルPT100プラチナ測定温度計(PRT)も、用いられ得る。そのような温度センサ104、105は、0~400オームの測定範囲を有する。NI-9226モデルとNI-9216モデルはどちらも、-200℃~+850℃の同じ温度測定範囲を有する。所望される測定チャネルの数を可能にするために、各モジュールの2つが、4スロットシャーシに設置され得、したがって、シャーシの4つのスロットすべてが利用される。両方のモジュールは、好適なデータ取得シャーシに動作可能に接続され、次いで、所望に応じて読み取り、ログ記録し、かつ制御するようにプログラムされる。モジュール/シャーシのプログラミングは、National Instruments独自のデータ取得ソフトウェアであるLabVIEW(商標)ソフトウェアを使用して実行できる。好適なシャーシは、1つ、4つ、および8つのスロットにおいて利用可能であり、とりわけ、USB、ワイヤレス、およびイーサネット(登録商標)接続形式で利用可能である。
例示的な実施形態によれば、4スロットイーサネット(登録商標)シャーシを使用して、複数の溶液相および気相ワイヤ腐食試験デバイス1、200の温度を制御するのに十分な大きさの加熱浴112を利用して、最大16の抵抗測定、すなわち2×8チャネルを同時に実施することが可能になる。イーサネット(登録商標)通信を使用して、ラップトップコンピュータまたは他のコンピュータデバイスからの通信を提供し、1つの中央の場所から複数のシャーシに接続し得る。
一実施形態では、データ分析コンポーネント26は、試験ワイヤの測定された抵抗をワイヤの直径に変換する。抵抗の変化は、ワイヤの直径(または半径)の変化を示し、これは、ワイヤの腐食のレートに対応すると仮定され得る。
抵抗とワイヤの直径/半径の関係は、試験において様々な抵抗を示すワイヤ8、9の直径を測定することによって、決定することができる。例えば、ワイヤの直径の測定は、ワイヤを切断し、顕微鏡で切断面を調べることによって、行われる。
初期試験は、Fluke DMMを使用して、温度管理された部屋において実行される。試験がUSB DAQシャーシに移行し始めると、正確性試験が実行され、2つの取得コンポーネントの正確性が並べて比較される。
正確性要件に応じて、異なる監視システムの設定が存在する可能性がある。4ワイヤ設定は、ゼロ電流を効果的に引き出す2つの非常に高いインピーダンス入力に供給され、試験中のワイヤ抵抗にわたる電圧差を測定するときに、電圧の低下または生成を実質的にもたらさない2つの信号ワイヤを使用することによって、測定リード抵抗を考慮しているため、非常に正確である。したがって、生成された電圧は、抵抗の絶対電圧である。
励起リードおよび関連付けられたコネクタをゼロにすることも一般的な方法であり、リードは独自の抵抗を有するため、かつそれらが考慮されていない場合は、リードにわたって生成された電圧が、試験中の抵抗にわたる電圧差に追加される。リードおよびコネクタをゼロにするために、それらは可能な限り密接に接続されている。信号入力ワイヤによって測定された電圧差は、リードワイヤおよびコネクタの抵抗によるものであり、これは次いで、ソフトウェアに記憶され、オフセットとして使用される。この値はごくわずかであり、1~5mΩ(ミリオーム)であり、試験ワイヤが大きいほど、抵抗が低くなり、したがって、比例してオフセット電圧が低くなる。
測定値に影響を与える要因のうちの1つは、試験の初期開始(SOT)読み取りが行われてからの環境温度のオフセット、ならびに測定デバイスおよびサンプルが安定化のために与えられる時間である。抵抗は、それを測定するために使用されたメカニズムに関係なく温度に直接関連するため、2つの測定間の温度差により、異なる抵抗測定値が得られ、したがって、抵抗の絶対変化を測定するために、試験装置のすべての部品を、第1の測定と同じ条件、例えば、温度管理された部屋において12時間に、安定化することが可能になる。その他の測定は、それがさらされる環境およびSOT値が取得されるときの条件に関連している。
ソフトウェアシステム
一実施形態では、監視システムは、以下のソフトウェアシステムを使用する。
CATS=腐食分析ツールおよびサービス:3つの異なるプログラミング言語の組み合わせを利用して、ワイヤ腐食試験を自動化し、オペレータのために、複雑さを軽減する。
LIMS(検査情報管理システム)(任意選択的)は検査情報管理システムである。
CATSクライアントは、LABVIEW(商標)において開発されており、
CATS Eyeは、SHINYにおいて開発されており、これは、RSTの製品である。
一実施形態では、監視システムは、以下のソフトウェアシステムを使用する。
CATS=腐食分析ツールおよびサービス:3つの異なるプログラミング言語の組み合わせを利用して、ワイヤ腐食試験を自動化し、オペレータのために、複雑さを軽減する。
LIMS(検査情報管理システム)(任意選択的)は検査情報管理システムである。
CATSクライアントは、LABVIEW(商標)において開発されており、
CATS Eyeは、SHINYにおいて開発されており、これは、RSTの製品である。
アプリケーションのこの組み合わせは、生成された試験結果のデータ処理、解釈、およびレビューに不可欠である。CATSクライアントアプリケーションは、ハードウェア制御およびデータ取得を担当する。LIMSは、サンプル管理および結果のアップロード、ならびにCATSクライアントの試験固有の情報の提供を担当する。CATS Eyeアプリケーションは、データの正規化およびチェック、報告(プロットを含む)の生成を担当し、ユーザがデータを探索して独自の比較を生成することを可能にする。
サンプル管理
CATSのLIMSエクスポートクライアント:CATSクライアントは、必要に応じて、LIMSソリューションから標準のCSVファイルを取得するように構成されている。これは、試験されるサンプルのソフトウェアインターフェイスへの自動ロードを駆動するためである。LIMSは、試験空間の管理、サンプルバックログ、試験の定義、計算、検証、サードパーティソフトウェアとの統合、およびデータのアップロードを提供する。次のようなバッチIDを含むファイル名が、LIMSシステムによって作成される:空間のないLIMSにおける機器(CATSクライアントインスタンスにおけるような機器)、空間のないユニット名、ワークリスト番号、および<t>の温度単位、ならびにcsvが修正されている。
CATSのLIMSエクスポートクライアント:CATSクライアントは、必要に応じて、LIMSソリューションから標準のCSVファイルを取得するように構成されている。これは、試験されるサンプルのソフトウェアインターフェイスへの自動ロードを駆動するためである。LIMSは、試験空間の管理、サンプルバックログ、試験の定義、計算、検証、サードパーティソフトウェアとの統合、およびデータのアップロードを提供する。次のようなバッチIDを含むファイル名が、LIMSシステムによって作成される:空間のないLIMSにおける機器(CATSクライアントインスタンスにおけるような機器)、空間のないユニット名、ワークリスト番号、および<t>の温度単位、ならびにcsvが修正されている。
LIMSからCATSクライアントに送信される識別子のCSV形式および要約は以下のとおりである:
CSVファイルの第1の列は、親実行IDであり、
CSVファイルの第2の列は、サブ試験実行IDであり、
CSVファイルの第3の列は、内部マテリアル名、例えば、SAMPLEIDENTIFIER1、SAMPLEIDENTIFIER2、SAMPLEIDENTIFIER3などである。
CSVファイルの第1の列は、親実行IDであり、
CSVファイルの第2の列は、サブ試験実行IDであり、
CSVファイルの第3の列は、内部マテリアル名、例えば、SAMPLEIDENTIFIER1、SAMPLEIDENTIFIER2、SAMPLEIDENTIFIER3などである。
ファイルの第1の行は、LIMSアプリケーションにおいて第1の実行として選択される制御標準である。
PARENTRUNID,SUBTESTRUNID,SAMPLE
SAMPLE1,SAMPLE2,SAMPLE3
PARENTRUNID,SUBTESTRUNID,SAMPLE
SAMPLE1,SAMPLE2,SAMPLE3
CATSクライアントがファイルを読み取るとき、制御実行である第1のサンプルを除いて、提供された各サンプル行の各々が、CATSクライアントインターフェイスにおいて2倍になることに留意されたい。これは、溶液および蒸気において実行されているサンプルを表すためのものである。各実行では、CATS Eyeから2つの結果レートが予期される。1つは溶液用、もう1つは蒸気用である。
CATSクライアントからのLIMSインポート
試験が完了した後に、CATSクライアントから生データファイルが生成されると、CSVファイルが生成される。
試験が完了した後に、CATSクライアントから生データファイルが生成されると、CSVファイルが生成される。
例示的な監視システムでは、CSVファイルは、CATSクライアントおよびCATS Eyeを動作可能に接続し、かつ統合するために使用される。
例示的な監視システム20では、SQL(構造化照会言語)データベースが、LIMSによって使用される。そのデータベースには、インポートされたデータを保持するためのバッチならびに溶液および蒸気ワイヤ腐食試験デバイスの表が作成される。これは、CSVファイルをネットワークにわたって移動させるのではなく、CATSクライアントとCATS Eyeとの間の接続を提供するための一時的な場所である。
別の例示的な実施形態によれば、データは、履歴結果のプロットを可能にするように、クロスサンプル分析のために、行ベースの構造に恒久的に記憶される。デフォルトでは、バッチが作成されると、CATS Eyeが抽出するために利用不可なものとしてマークされる。
完全なデータのインポート
例示的な監視システムでは、データは一連の表にインポートされ、蒸気および溶液について構成された、すべてのワイヤ腐食試験デバイスの結果を保持する。試験の持続時間データのすべての行が表にインポートされ、CATS Eyeによって、バッチIDを介してアクセス可能である。別の例示的な実施形態によれば、データはメモリにおいて処理され、データベースに記憶されない。
例示的な監視システムでは、データは一連の表にインポートされ、蒸気および溶液について構成された、すべてのワイヤ腐食試験デバイスの結果を保持する。試験の持続時間データのすべての行が表にインポートされ、CATS Eyeによって、バッチIDを介してアクセス可能である。別の例示的な実施形態によれば、データはメモリにおいて処理され、データベースに記憶されない。
ダウンサンプリング
LIMSインポートプロセスはまた、所与のサンプルレートで生のCSVファイルからデータの行をインポートする。これはLIMSにおいて構成可能であり、値が指定されていない場合、デフォルトで1000行ごとに設定される。ダウンサンプリングされたデータの構造は、クロスサンプル分析を行うためのアクセスを提供する。
LIMSインポートプロセスはまた、所与のサンプルレートで生のCSVファイルからデータの行をインポートする。これはLIMSにおいて構成可能であり、値が指定されていない場合、デフォルトで1000行ごとに設定される。ダウンサンプリングされたデータの構造は、クロスサンプル分析を行うためのアクセスを提供する。
例示的な一実施形態によれば、バッチがデータベースに正常にインポートされると、そのバッチは利用可能としてマークされ、その結果、CATS Eyeは、表からデータを抽出することができる。別の例示的な実施形態によれば、データは即座に処理され、ダウンロードに利用可能である。
CATS EYEインポート
内部CATS Eye実装は、蒸気および溶液のレート結果を含むレートCSVファイルを提供する。これらは、CSVファイルからLIMSに読み取られ、測定結果としてアップロードされる。
内部CATS Eye実装は、蒸気および溶液のレート結果を含むレートCSVファイルを提供する。これらは、CSVファイルからLIMSに読み取られ、測定結果としてアップロードされる。
レート結果
溶液および蒸気ワイヤ腐食試験デバイスのレートファイルは、以下の列を含み得る:実行ID、流体ID(サンプル番号)、SolFittedCRC、SolTime、SolRate、VapFittedCRC、VapTime、VapRate。
溶液および蒸気ワイヤ腐食試験デバイスのレートファイルは、以下の列を含み得る:実行ID、流体ID(サンプル番号)、SolFittedCRC、SolTime、SolRate、VapFittedCRC、VapTime、VapRate。
例示的な実施形態によれば、内部LIMS溶液は、ファイルからのレート値を、インポートのために選択されたユニットにおける関連する実行IDにマッピングする。これらの結果は、LIMSを介してマッピングされ、閲覧のために、データベースにアップロードされる。別の例示的な実施形態によれば、外部実装は、単にダウンロード可能なPDFおよびCSVファイルを提供する。
CATS EYE PDF結果
内部CATS Eye実装は、サブ試験の実行ごとに、PDFファイルのセットを提供する。これらのドキュメントは、ネットワーク共有上に位置し、支持ドキュメントとして実行される各サブ試験に添付される。
内部CATS Eye実装は、サブ試験の実行ごとに、PDFファイルのセットを提供する。これらのドキュメントは、ネットワーク共有上に位置し、支持ドキュメントとして実行される各サブ試験に添付される。
データ取得およびローカルストレージ
前述のように、試験をプログラミングし、かつ実行するために使用されるソフトウェアは、LabVIEW(商標)であり、これは、従来のテキストベースの言語ではなく、グラフィカルベースのソフトウェアプログラミング言語である。このようなニッチなアプリケーションを試験するための単純だが強力なアプローチを維持しながら、ソフトウェアの能力およびユーザインターフェイスが大幅に改訂された。現在の改訂v3.0において支持された機能の包括的なリストは、以下のとおりである:
1)リンクローカルまたはDHCPのいずれかのオンラインネットワークシャーシを選択し、接続する。
2)誤ったネットワークハードウェアデバイスが選択された場合に、試験の確認ダイアログボックスを表示する能力。
3)抵抗用に指定されたチャネルの数が、.ini設定ファイルに従って指定された温度チャネルの数と一致しない場合に、試験の確認ダイアログボックスを表示する能力。
4)物理ハードウェアチャネルの数が、LIMS.csvファイルにおいて指定されたチャネルの数に対して十分でない場合に、試験の確認ダイアログボックスを表示する能力。
5)アプリケーションを終了せずに、試験を完全に停止して、異なるシャーシに接続する能力。
6)試験を完全に停止し、同じ試験または代替試験をリロードして、最後のデータログポイントから続行する能力。
7)LabVIEWハードウェア、ネットワーク接続、またはラップトップの障害(電源障害を含む)に続いて、試験をリロードし、最後のデータログポイントから続行する能力。
8)表示されたチャネル数を、LIMS.csvファイルによって指定された数に動的に変化させる。
9)すべてのボタンテキストを動的に変更して、関連する説明を示す。
10)ボタンを動的に有効/無効にして、安全で正しい動作を確実にする。
11).ini設定ファイルにおいて、必要以上のハードウェアチャネルが指定されている場合でも、LIMS.csvファイルに基づいて、正しいチャネル数を動的にログ記録する。
12)オペレータが、任意所望される間隔で、ただし最低60秒/1分で、自動ログ記録レートを指定する能力。
13)各ログ記録ファイルを、設定ファイルにおいてオペレータによって指定されたファイルサイズに自動的に分割する。
14)新しい試験を作成するか、または古い試験を再ロードして再開することを可能にする。
15)試験において、ログ記録を無効および有効にする能力。
16)アプリケーションを終了せずに、試験を一時停止するか、または完全に停止する能力。
17)ログ記録を有効または無効にして再開するオプションで、試験を一時停止する能力。
18)オンデマンドでデータを別個のログファイルに手動でログ記録する能力。
19)試験において発生するすべての試験固有のデータ、イベント、および出来事をログ記録するための別個の要約ファイル。
20)指定された試験データの画面上指標。
21)実行中の試験のタイプ(ある場合)の画面上指標。
22)試験データファイルへのログ数の画面上指標。
23)次の自動ログがいつ行われるかについての画面上カウントダウン。
24)選択されたログ記録間隔の画面上指標。
25)試験開始日時の画面上指標。
26)合計試験経過時間の画面上指標。
27)現在の日付、時刻、温度の画面上指標。
28)画面上ログ記録アクティブ指標。
29)接続されたネットワークデバイスのハードウェア属性の画面上指標。
30)許可されたネットワーク接続の再試行回数の画面上指標。
31)現在実行されているネットワーク接続の画面上指標。
32)ネットワークデバイスが正常に接続されたことの画面上指標。
33)チャネルごとの電流抵抗、試験抵抗の開始、変化率、および温度の画面上指標。
34)画面上指標を有し、チャネルごとに要約ファイルにログ記録される開回路検出。
35)オペレータによる正しい試験設定および開始のためのメッセージベースのステートマシン試験シーケンシング。
36)コネクタおよびリードをゼロにして、オフセットエラーを除去する能力
37)画面上カウントダウンで、シーケンスステップごとに安定化時間を適用することを可能にする。
38)安定化カウントダウンが開始された後に、それが不要/所望でなくなった場合にスキップする能力。
39)任意のポイントで、試験シーケンシングをキャンセルし、試験の開始に戻る能力。
40).ini設定ファイルを介してすべてのハードウェアおよび試験固有の設定の多くを定義する能力。
41).ini設定ファイルにおいて、ハードウェアチャネルタイプ、物理スロット、物理範囲、単位、キャリブレーションデータ、チャネル設定データ、および読み取り範囲を指定する能力。
42)ログデータパスが絶対かまたは相対かを指定する能力。
43).ini設定ファイルにおいて、絶対のログデータパスを指定する能力。
44).ini設定ファイルにおいて、CATSのLIMSエクスポートのパスを指定する能力。
45).ini設定ファイルにおいて、CATSからのLIMSインポートのパスを指定する能力。
46).ini設定ファイルにおいて、データログファイルごとの最大ファイルサイズを指定する能力。
47).ini設定ファイルにおいて、ハードウェアサンプルレートを指定する能力。
48).ini設定ファイルにおいて、サンプル読み取りレートを指定する能力。
49).ini設定ファイルにおいて、開回路抵抗制限値を設定する能力。
50).ini設定ファイルにおいて、表示更新レートを指定する能力。
51).ini設定ファイルにおいて、表示画面解像度を指定する能力。
52).ini設定ファイルにおいて、サンプル読み取りタイムアウト値を指定する能力。
53).ini設定ファイルにおいて、ネットワークデバイス接続の再試行回数を指定する能力。
54).ini設定ファイルにおいて、ハードウェアクリアタスク時間の値を指定する能力。
前述のように、試験をプログラミングし、かつ実行するために使用されるソフトウェアは、LabVIEW(商標)であり、これは、従来のテキストベースの言語ではなく、グラフィカルベースのソフトウェアプログラミング言語である。このようなニッチなアプリケーションを試験するための単純だが強力なアプローチを維持しながら、ソフトウェアの能力およびユーザインターフェイスが大幅に改訂された。現在の改訂v3.0において支持された機能の包括的なリストは、以下のとおりである:
1)リンクローカルまたはDHCPのいずれかのオンラインネットワークシャーシを選択し、接続する。
2)誤ったネットワークハードウェアデバイスが選択された場合に、試験の確認ダイアログボックスを表示する能力。
3)抵抗用に指定されたチャネルの数が、.ini設定ファイルに従って指定された温度チャネルの数と一致しない場合に、試験の確認ダイアログボックスを表示する能力。
4)物理ハードウェアチャネルの数が、LIMS.csvファイルにおいて指定されたチャネルの数に対して十分でない場合に、試験の確認ダイアログボックスを表示する能力。
5)アプリケーションを終了せずに、試験を完全に停止して、異なるシャーシに接続する能力。
6)試験を完全に停止し、同じ試験または代替試験をリロードして、最後のデータログポイントから続行する能力。
7)LabVIEWハードウェア、ネットワーク接続、またはラップトップの障害(電源障害を含む)に続いて、試験をリロードし、最後のデータログポイントから続行する能力。
8)表示されたチャネル数を、LIMS.csvファイルによって指定された数に動的に変化させる。
9)すべてのボタンテキストを動的に変更して、関連する説明を示す。
10)ボタンを動的に有効/無効にして、安全で正しい動作を確実にする。
11).ini設定ファイルにおいて、必要以上のハードウェアチャネルが指定されている場合でも、LIMS.csvファイルに基づいて、正しいチャネル数を動的にログ記録する。
12)オペレータが、任意所望される間隔で、ただし最低60秒/1分で、自動ログ記録レートを指定する能力。
13)各ログ記録ファイルを、設定ファイルにおいてオペレータによって指定されたファイルサイズに自動的に分割する。
14)新しい試験を作成するか、または古い試験を再ロードして再開することを可能にする。
15)試験において、ログ記録を無効および有効にする能力。
16)アプリケーションを終了せずに、試験を一時停止するか、または完全に停止する能力。
17)ログ記録を有効または無効にして再開するオプションで、試験を一時停止する能力。
18)オンデマンドでデータを別個のログファイルに手動でログ記録する能力。
19)試験において発生するすべての試験固有のデータ、イベント、および出来事をログ記録するための別個の要約ファイル。
20)指定された試験データの画面上指標。
21)実行中の試験のタイプ(ある場合)の画面上指標。
22)試験データファイルへのログ数の画面上指標。
23)次の自動ログがいつ行われるかについての画面上カウントダウン。
24)選択されたログ記録間隔の画面上指標。
25)試験開始日時の画面上指標。
26)合計試験経過時間の画面上指標。
27)現在の日付、時刻、温度の画面上指標。
28)画面上ログ記録アクティブ指標。
29)接続されたネットワークデバイスのハードウェア属性の画面上指標。
30)許可されたネットワーク接続の再試行回数の画面上指標。
31)現在実行されているネットワーク接続の画面上指標。
32)ネットワークデバイスが正常に接続されたことの画面上指標。
33)チャネルごとの電流抵抗、試験抵抗の開始、変化率、および温度の画面上指標。
34)画面上指標を有し、チャネルごとに要約ファイルにログ記録される開回路検出。
35)オペレータによる正しい試験設定および開始のためのメッセージベースのステートマシン試験シーケンシング。
36)コネクタおよびリードをゼロにして、オフセットエラーを除去する能力
37)画面上カウントダウンで、シーケンスステップごとに安定化時間を適用することを可能にする。
38)安定化カウントダウンが開始された後に、それが不要/所望でなくなった場合にスキップする能力。
39)任意のポイントで、試験シーケンシングをキャンセルし、試験の開始に戻る能力。
40).ini設定ファイルを介してすべてのハードウェアおよび試験固有の設定の多くを定義する能力。
41).ini設定ファイルにおいて、ハードウェアチャネルタイプ、物理スロット、物理範囲、単位、キャリブレーションデータ、チャネル設定データ、および読み取り範囲を指定する能力。
42)ログデータパスが絶対かまたは相対かを指定する能力。
43).ini設定ファイルにおいて、絶対のログデータパスを指定する能力。
44).ini設定ファイルにおいて、CATSのLIMSエクスポートのパスを指定する能力。
45).ini設定ファイルにおいて、CATSからのLIMSインポートのパスを指定する能力。
46).ini設定ファイルにおいて、データログファイルごとの最大ファイルサイズを指定する能力。
47).ini設定ファイルにおいて、ハードウェアサンプルレートを指定する能力。
48).ini設定ファイルにおいて、サンプル読み取りレートを指定する能力。
49).ini設定ファイルにおいて、開回路抵抗制限値を設定する能力。
50).ini設定ファイルにおいて、表示更新レートを指定する能力。
51).ini設定ファイルにおいて、表示画面解像度を指定する能力。
52).ini設定ファイルにおいて、サンプル読み取りタイムアウト値を指定する能力。
53).ini設定ファイルにおいて、ネットワークデバイス接続の再試行回数を指定する能力。
54).ini設定ファイルにおいて、ハードウェアクリアタスク時間の値を指定する能力。
アプリケーションの実行時に、メイン画面にすべての制御および指標が関連する状態に設定されて表示されるため、この時点で許可されているタスクは、所望のネットワークシャーシへの接続を試行することだけである。ユーザは、ボタンを押して関連する接続画面に切り替え、これにより、ユーザは、発見されたネットワークデバイス、すなわち、正しく設定されており、監視システムに、かつそれらが接続され得る状態で存在するデバイスを含むドロップダウンメニューから選択する。所望のシャーシが選択されると、予約ボタンが押され、接続を開始する。システムは、.iniファイル設定で指定された数のシャーシへの接続を試みる。現在の接続試行番号が、画面上に表示される。
接続が成功すると、デバイス属性およびシャーシが正常に接続されたことを示す指標ライトが、画面上に表示される。成功した接続に続き、制御状態および指標状態も状態を変化させて、試験を進めることが可能になり、これは、最後にログ記録されたデータポイントから続行するために、新しい試験を作成するか、または前の試験をロードする能力を含む。試験が実行されていない場合にのみ、現在予約されているシャーシを予約解除できる。
接続が成功すると、論理チェックが実行され、抵抗チャネルの数が温度チャネルの数と一致することを確実にする。一致する場合は、試験が続行され、一致しない場合は、各々のチャネルの正確な数を示す確認ダイアログボックスがオペレータに提示される。提示された唯一のオプションは、チャネル数が一致することを確実にするように、設定ファイルを修正する必要があるときに、アプリケーションを終了するボタンである。
成功した接続に続き、新しい試験が選択される場合、データ入力画面が、オペレータに提示される。前述のように、LabVIEWシステムは、LIMSによって生成される標準のcsvベースのファイルを介して、試験固有のサンプル情報を読み取る。このファイルは、データ入力設定画面において、オペレータによって選択される。LIMSファイルを選択すると、論理演算チェックが実行され、タスクにおいて現在設定されているハードウェアチャネルの総数に基づいて、LIMSファイルにおいて要求されたチャネル数を実行できることを確実にする。十分存在する場合は、試験が妨げられずに続行されるが、十分なチャネルがない場合は、ダイアログボックスが提示され、これによって、ユーザは[キャンセル]または[試験の終了]のいずれかを選択できる。[キャンセル]を選択すると、ユーザは、より少ないチャネルで異なるLIMSファイルを選択できる。[試験の終了]は、現在接続されているシャーシを予約解除し、アプリケーションを閉じて、ユーザが所望のLIMSファイルを修正できるようにするか、可能であれば、設定.iniファイルを介してハードウェア設定を再構成して、タスクにおいてより多くの数のハードウェアチャネルを可能にする。
このファイルを選択すると、データが解析され、関連情報が抽出され、コードの他の部分において更新される。試験ログファイル名である試験バッチ名に、Windows(登録商標)が処理できない不正な文字が含まれていないことを確実するためのチェックが実行される。次に、オペレータは、アスタリスクを有する残りのすべてのフィールドにデータを入力することに進む。所望のログ記録レートもここで指定され、60未満の値が秒単位で選択された場合、60秒は分析および解釈のための試験持続時間全体で十分なデータであることが合意されたため、値は60に変換される。すべての必要なフィールドが入力され、チェックが完了したときのみ、続行ボタンが有効になる。キャンセルするオプションはいつでも利用可能であり、それにより、ユーザはメイン画面に戻る。
続行を押すと、試験ファイル名が現在存在しないことを確実にするためのチェックが行われる。そうでない場合は、試験は無視されて続行され、実行された場合は、オペレータがキャンセルまたは上書きを希望するかどうかを尋ねる確認ダイアログボックスが表示される。キャンセルすると、データ入力画面に戻り、上書きすると、アクションを元に戻すことができないため、オペレータにもう一度これを実行したいかどうかを確認するように尋ねる。
データ入力が完了すると、ライブチャネルデータがデータ入力画面において選択されたチャネル数と一致するチャネル数で示される。関連するボタンが有効または無効になり、試験を開始できる。
新しい試験が選択される代わりに、負荷試験が選択されると、確認ダイアログボックスは、ユーザに、その試験の要約ファイルとして知られるファイルに移動するか尋ねる。要約ファイルは、すべての主要なイベントデータおよび試験固有の情報を含む。オペレータによってファイルが選択されると、論理チェックが実行され、要約ファイルが実際に選択されていることを確実にする。有効なファイルが選択されると、すべての関連データが解析され、新しい試験を開始するときにデータ入力画面によって提供されたすべての関連情報で、監視システムが更新される。新しい試験が作成されたかのように同じポイントに到達するために、オペレータがしなければならないのはそれだけである。
この時点で、ユーザがこの実行を希望することを確認ボックスで確認した場合に、試験を完全にキャンセルするオプションが存在する。選択されると、すべての試験データがクリアされ、再初期化されるが、ネットワークシャーシへの接続は維持される。キャンセルするこのオプションは、試験が開始されるまで残り、それにより、説明および機能が動的に変化する。
この時点で試験の開始が押されると、メッセージベースのステートマシンは、ユーザがチャネルをゼロにするかどうか、ユーザが一定期間安定化を希望するかどうかを順次尋ね、すべてが接続されていることを確実にする。ここでも、全プロセスがいつでもキャンセルできる。試験が続行されると仮定する場合、最終確認メッセージが承認されると、試験はすべてのアラームを有効にし、ログ記録を有効にし、ボタンの状態および説明を動的に変化させ、ログ時間データおよびログ記録アクティブ指標を表示する。
自動ログデータは、指定されたレートでログ記録されるが、手動ログサンプルは、ボタンをクリックすると、いつでも何度でも実行できる。試験ログおよび時間データは、試験の開始日時、経過時間、ファイルタイプごとのログ数、および次のログまでのカウントダウンを示す。赤いLEDは、設定.iniファイルにおいて設定された表示更新レートに基づくこのための計算で、2Hzのレートでオン/オフを交互にする。
この時点で、試験の実行中、すべてのライブチャネルデータが表示される。これは、ワイヤが開回路であるか、正常であるかに関するチャネルの現在のステータスを含む。これを決定する値は、ハードウェアモジュールの範囲であると同時に、設定.iniファイルにおいて設定されている制限でもある。チャネル抵抗が制限を超えると、監視システムはこれを要約ファイルに書き込み、日付、時刻、チャネル、制限値、および実際に測定された抵抗などを含む。チャネルが開回路であると疑われる場合、日付および時刻は、メイン画面上に表示され、そのチャネルの指標が緑から赤に変わり、ワイヤが破断されたことを明確に示す。
試験の実行中は、ボタンを介して、ログ記録を一時停止できる。これを押すと、説明および他のボタンの状態が、動的に変化する。その後、オペレータは、試験を完全に停止するか、ログを再度有効にするかを決定できる。
試験停止が選択されている場合、試験の完全なアンロード、試験の一時停止、またはキャンセルが所望されるかどうかを尋ねる確認ダイアログボックスが提示される。完全なアンロードはログ記録を停止し、すべてのコントロールおよび説明を関連する状態に設定し、すべてのログファイルを閉じる。一時停止は、ログ記録およびアラームを単に無効にする。試験を一時停止してから再開すると、ログを有効にするかどうかに関係なく続行するオプションが与えられる。それらが有効になっていない場合、試験時間データおよびログ指標は表示されず、ログは有効にならないが、アラームは有効になる。
試験の任意のポイントで、または実際に試験が実行されていないか、ネットワークシャーシに接続されていない場合、メインパネルを閉鎖する試みが実行されるか、または終了ボタンが押された場合、確認により、そのアクションの実行を確実に希望するかどうかが尋ねられる。オペレータが「いいえ」を選択すると、イベントは無視され、オペレータはメイン画面に戻るが、「はい」が選択されると、有効になっている場合はすべてのログ記録を停止し、有効になっている場合はアラームを無効にし、すべてのファイルを保存し、それらを閉じ、監視システムにおけるすべての試験データをクリアし、すべてのパラメーターおよび制御および指標をデフォルトの状態に再初期化する、イベントのシーケンスが、動作する。次に、監視システムは、アプリケーションを閉じる停止コマンドを呼び出す。
エラーハンドラによって処理されないエラーが発生した場合、またはエラーが重大なエラーである場合、監視システムは、終了またはパネル閉ボタンが呼び出された場合と同様に挙動する。このシナリオでは、ファイルの破損およびデータの損失を軽減するように、ファイルを保存し、アプリケーションを可能な限り適切に閉鎖するためにすべての試みが行われる。
サンプリングレートおよび読み取りレートは、.ini設定ファイル内で設定される。すべてのログ間隔は、サンプルレートを読み取りレートで割った計算に基づいている。この数値の逆数は、相対的および決定論的なサンプリングおよびログ記録を可能にするために使用されるサンプル読み取り時間を示す。これは、ハードウェアサンプリング仕様の範囲内でのサンプルレートと読み取りレートの任意の組み合わせに当てはまる。
サンプリング速度は、ネットワークにプッシュされるデータの量にも直接影響し、これは、ネットワークトラフィックを最小限に維持し、サンプリングされたデータの量によるホスト側での潜在的な読み取りの問題を緩和するために、理想的には低く保つ必要がある。各チャネルは、24ビットである。例として、10Hzのサンプリング速度で、ビットレートは、チャネル当たり毎秒240ビットである。最大32チャネル(16の抵抗と16の温度、両方とも24ビット)があるため、合計で1秒当たり7,680ビットになる。1バイトには8ビットがあるため、すべてのチャネルで1秒当たり7,680/8=960バイトのデータがある。960バイト=0.960KBpsなので、1秒当たり1キロバイでもない。参考例として、YouTube(登録商標)上の標準ビデオは、約94KBpsでストリーミングされる。
別の例として、上記と同じ32x24ビットチャネルの使用を仮定しているが、サンプリングレートが2kHzであるとすると、ビットレートは、チャネル当たり48,000ビット/秒、したがって、合計1,536,000ビット/秒、つまり1.536Mbpsになる。これは、192,000バイト、つまりすべてのチャネルで1秒当たり192KBpsのデータに相当する。
代替測定方法
PRT方法論に基づく上記の手法は、抵抗を測定するシンプルでありながら非常に効果的な手段であり、容易に拡張可能であり、同じモジュールを介して温度を取得することもできるが、制限がある。前述のように、PRTタイプのシステムは、PT100の動作範囲である0Ω~400Ωの範囲内での測定に制限されるが、抵抗素子を励起して生成された電圧差を測定するのと同じ原理が、サーミスタの動作とまったく同じである。
PRT方法論に基づく上記の手法は、抵抗を測定するシンプルでありながら非常に効果的な手段であり、容易に拡張可能であり、同じモジュールを介して温度を取得することもできるが、制限がある。前述のように、PRTタイプのシステムは、PT100の動作範囲である0Ω~400Ωの範囲内での測定に制限されるが、抵抗素子を励起して生成された電圧差を測定するのと同じ原理が、サーミスタの動作とまったく同じである。
サーミスタとPRTの主な違いは、動作範囲および温度変化に対する感度である。通常、サーミスタは、はるかに小さい動作温度範囲を有するが、温度の非常に小さな変化に非常に敏感である。PRTは、はるかに低い感度レベルを有するが、動作温度範囲がはるかに大きくなる。PRTモジュールはオールインワンの補償モジュールであるが、センサを別途励起して読み取るには、別個の電流出力モジュールおよびアナログ入力電圧モジュールが必要である。次に、設定の真の正確性を理解するために、両方のモジュールの正確性を両極端で計算する必要がある。このアプリケーションにおけるPRTモジュールは、設定された定電流出力および単一の補償モジュールに含まれるすべてを測定するための専用範囲を有するため、常により正確になる。
抵抗の変化を検出する別の方法は、ホイートストンブリッジの使用を介するものである。負荷、力、温度および抵抗などの測定に使用できるホイートストンブリッジの変形例が存在するが、すべて、互いに並列に配置された2対の抵抗を使用する4つの抵抗の基本原理で構成されている。抵抗のうちの3つは、静的な値である。第4の抵抗は、温度または実際の抵抗の変化に応じて変化する変数である。
PRTおよびサーミスタ設定と同様に、ブリッジは、電圧または電流(ACまたはDC)のいずれかで励起され、対応する差動信号が読み取られる。試験の開始時にすべての抵抗が等しい場合、ブリッジはバランスが取れていると見なされ、ゼロ入力として読み取られる。第4の抵抗が変化すると、温度によるものであっても、実際の抵抗の変化によるものであっても、ブリッジは比例して不平衡になり、差動信号はそれを励起する電圧に比例して測定される。
この場合のホイートストンブリッジの欠点は、非常に正確であるが、温度補償を行うために、ブリッジにおけるすべての抵抗を同じ環境温度に曝露する必要があることである。1つの抵抗の任意の温度変化は、ブリッジに、差動出力信号におけるエラーを経験させる。この場合の他の温度関連の問題は、高く、温度オフセットとして示されるが、実際の抵抗の変化として解釈される、自己発熱効果である。これを防ぐ唯一の方法は、はるかに高い抵抗を使用することであるが、励起電圧および信号測定の正確な制御のために特定のホイートストンブリッジアンプを使用することである。UDIOおよびR(R開発コアチーム)。
データ分析および報告
記号
定数
r0=初期ワイヤ半径(例えば、3.2×10-5mに設定)。
ρ標準=標準温度でのワイヤ金属の抵抗率(銅の場合、20℃で1.68×10-8Ωm)。
T標準=抵抗率に使用される標準温度(例えば、20℃に設定)。
α=抵抗率の温度係数(銅の場合は3.86×10-3K-1)
l標準=ワイヤの標準長(例えば、1.01mに設定)。
εt=油温で許容される許容誤差(例えば、5℃に設定)。
T標的=標的油温(例えば、80、100、120、130、140、150、170、および180℃のうちの1つ)。
変数
R=測定された抵抗、オーム。
t=経過時間、秒。
T=測定された油温、℃
記号
定数
r0=初期ワイヤ半径(例えば、3.2×10-5mに設定)。
ρ標準=標準温度でのワイヤ金属の抵抗率(銅の場合、20℃で1.68×10-8Ωm)。
T標準=抵抗率に使用される標準温度(例えば、20℃に設定)。
α=抵抗率の温度係数(銅の場合は3.86×10-3K-1)
l標準=ワイヤの標準長(例えば、1.01mに設定)。
εt=油温で許容される許容誤差(例えば、5℃に設定)。
T標的=標的油温(例えば、80、100、120、130、140、150、170、および180℃のうちの1つ)。
変数
R=測定された抵抗、オーム。
t=経過時間、秒。
T=測定された油温、℃
入力データは、以下の入力値を含み得る(例えば、列単位、またはコンマ区切り値(CSV)として):日付および時刻、溶液相におけるワイヤ腐食試験デバイスごとの測定された温度、気相におけるワイヤ腐食試験デバイスごとの測定された温度、溶液相におけるワイヤ腐食試験デバイスごとの測定された抵抗、気相におけるワイヤ腐食試験デバイスごとの測定された抵抗。
以下のステップは、溶液相と気相の両方で、ワイヤ腐食試験デバイスごとに個別に実行され得る。
1)このポイントでは、温度が不安定であるため、最初の1時間のデータを削除する。トリミングされたデータの開始時にt=0を設定する。
2)測定された温度での抵抗率を計算する。
ρ=ρ標準+((T-T標準)×α×ρ標準
3)ワイヤの長さlを推定する。
ここで、R0およびρ0は、それぞれ時間t=0で測定された抵抗および計算された抵抗率である。
4)調整された抵抗を計算する。R調整済みは以下のとおりである。
5)半径を次のように計算する。
6)腐食をナノメートル単位で、(r-r0)×109として計算する。
7)|TT標的|>εtであるすべてのデータを削除する
1)このポイントでは、温度が不安定であるため、最初の1時間のデータを削除する。トリミングされたデータの開始時にt=0を設定する。
2)測定された温度での抵抗率を計算する。
ρ=ρ標準+((T-T標準)×α×ρ標準
3)ワイヤの長さlを推定する。
4)調整された抵抗を計算する。R調整済みは以下のとおりである。
7)|TT標的|>εtであるすべてのデータを削除する
多数のデータが収集される場合、プロットされる前にデータがダウンサンプリングされ得る。例えば、データが10秒ごとに10日間収集されると、オイルごとに86,400行のデータが取得される。これらは、多くの情報を失うことなく、100倍または1000倍ものダウンサンプリングが可能である。
データは、時間対腐食(半径の損失)のグラフにプロットできるため、いくつかの潤滑剤を比較できる。または、複数の温度で同じオイルを比較することもできる。レススムーザは、各温度での各オイルのデータに個別に適合させることができる。オイルに200を超えるデータポイントがある場合は、200のサブセットを使用してレスを適合させ、計算速度を向上させることができる。t=0でのスムーザの適合値は、0に置き換えられる。
全体的な腐食レートは、試験終了時またはワイヤ破損直前のいずれかの最終的な適合腐食として計算され、それが観察された時間で除算することができる。一連の温度で同じ流体の全体的なレートを測定し、ケルビン目盛りでの1/ln(レート)対1/温度をプロットするアレニウスプロットで比較できる。
図23は、一実施形態におけるデータ収集および処理を示している。S300では、CATSクライアントで、以下のステップが実行される:S302では、方法が開始される。S304では、CATSが開かれる。306では、例えば、ユーザによって、サンプル名が入力され、記憶される。308では、ユニットがラックに配置されている。S310では、ユニットが接続されている。S312で、試験が開始される。S314で、試験が実行される。データを記憶するためのS400では、共有された生データファイルが作成される(S402)。
S500では、CATS eyeクライアントで、以下のステップが実行される:S502では、CATS eyeクラウドソリューションが、アクセスされ得る。S504では、ユーザ認証が、任意選択的に実行される。S506では、生データファイルが選択される。S508では、データは生データファイルからインポートされる。S510では、データがダウンサンプリングされ、計算が実行され得る。512では、報告22が作成され、かつ出力され、S514では、データ処理方法が終了する。
開示された試験デバイス、足場、および試験装置は、以下の利点のうちの1つ以上を提供することができる:
1)試験されるワイヤの設置にかかる時間を短縮する。
2)後続の計算および補正における使用のために、溶液相および気相の両方の温度測定を容易にする。
3)既知の初期太さおよび長さのワイヤの測定された電気抵抗からの腐食生成物の自動定量計算など、溶液相および気相ワイヤ試験の両方のワイヤ腐食結果のデータ処理および自動報告を自動化することによる時間およびリソースの節約、温度依存性および熱膨張および長さの変動を説明するための測定されたデータの正規化、ならびに試験の報告にかかる時間の大幅な短縮。
4)完全に統合されたサンプル管理ならびに自動化されたデータ処理および解釈を有する、リアルタイムでの溶液相および気相腐食の同時測定。
5)腐食対時間などの複数の形式で生成されたデータの自動的な提示、および温度データが存在する場合は、アレニウスプロットなどの単純な動的プロットが生成され得る。
6)デバイスの蓋における迅速な接続を介した、試験ワイヤの外部ワイヤへの接続の容易さ。
7)溶液ワイヤと気相ワイヤの両方を支持する足場。
8)ワイヤ抵抗測定および温度測定を実行するための試験ワイヤおよび温度測定デバイスへの電気接続を提供するデバイスワイヤの蓋。
9)単一のワイヤジグザグペグ設計に対する、質量の減少。
10)それぞれ、溶液相ワイヤおよび気相ワイヤの制御された配索ワイヤ長を提供するために、異なる直径である下部および上部ワイヤ支持部分。
11)溶液相および気相ワイヤの画定された間隔を提供するための足場におけるワイヤ整列ノッチ。
12)異なるサイズおよび/または形状のデバイスの蓋上の溶液ワイヤおよび蒸気ワイヤのワイヤ接続、これにより、オペレータのエラーが減少する。
13)組み立て中およびハウジング内で足場に安定性を提供するための平らなベースを有する足場。
14)コンテナに対して密封するためにすべて先細面を有する蓋(先細が、ガラス製品の寸法変動に対応する)、およびコンテナへの空気の流れを引き起こし、それによって溶液相および気相の不十分な温度制御を引き起こす可能性がある蓋とコンテナの上部との間のギャップの低減
15)温度補正を可能にするための試験容器における2つのRTDを使用した溶液および蒸気空間温度測定。一方のRTDは、溶液相空間内で利用され、他方は、気相空間において利用される。
1)試験されるワイヤの設置にかかる時間を短縮する。
2)後続の計算および補正における使用のために、溶液相および気相の両方の温度測定を容易にする。
3)既知の初期太さおよび長さのワイヤの測定された電気抵抗からの腐食生成物の自動定量計算など、溶液相および気相ワイヤ試験の両方のワイヤ腐食結果のデータ処理および自動報告を自動化することによる時間およびリソースの節約、温度依存性および熱膨張および長さの変動を説明するための測定されたデータの正規化、ならびに試験の報告にかかる時間の大幅な短縮。
4)完全に統合されたサンプル管理ならびに自動化されたデータ処理および解釈を有する、リアルタイムでの溶液相および気相腐食の同時測定。
5)腐食対時間などの複数の形式で生成されたデータの自動的な提示、および温度データが存在する場合は、アレニウスプロットなどの単純な動的プロットが生成され得る。
6)デバイスの蓋における迅速な接続を介した、試験ワイヤの外部ワイヤへの接続の容易さ。
7)溶液ワイヤと気相ワイヤの両方を支持する足場。
8)ワイヤ抵抗測定および温度測定を実行するための試験ワイヤおよび温度測定デバイスへの電気接続を提供するデバイスワイヤの蓋。
9)単一のワイヤジグザグペグ設計に対する、質量の減少。
10)それぞれ、溶液相ワイヤおよび気相ワイヤの制御された配索ワイヤ長を提供するために、異なる直径である下部および上部ワイヤ支持部分。
11)溶液相および気相ワイヤの画定された間隔を提供するための足場におけるワイヤ整列ノッチ。
12)異なるサイズおよび/または形状のデバイスの蓋上の溶液ワイヤおよび蒸気ワイヤのワイヤ接続、これにより、オペレータのエラーが減少する。
13)組み立て中およびハウジング内で足場に安定性を提供するための平らなベースを有する足場。
14)コンテナに対して密封するためにすべて先細面を有する蓋(先細が、ガラス製品の寸法変動に対応する)、およびコンテナへの空気の流れを引き起こし、それによって溶液相および気相の不十分な温度制御を引き起こす可能性がある蓋とコンテナの上部との間のギャップの低減
15)温度補正を可能にするための試験容器における2つのRTDを使用した溶液および蒸気空間温度測定。一方のRTDは、溶液相空間内で利用され、他方は、気相空間において利用される。
実施例1
自動車のギアボックスソレノイドのコイルの腐食をシミュレートするために、試験が実行される。このようなソレノイドは、多くの場合、約0.128mmのワイヤ直径を有する。試験において使用される試験ワイヤ8、9は、実際のソレノイドワイヤに可能な限り近い直径を有するが、監視システム20の範囲によって正確に測定可能な抵抗も有するように選択される。試験のために選択された値は、1mの公称長さで0.064mmの直径を有する銅ワイヤである。これにより、所与の直径に対して以下の抵抗が得られる:
自動車のギアボックスソレノイドのコイルの腐食をシミュレートするために、試験が実行される。このようなソレノイドは、多くの場合、約0.128mmのワイヤ直径を有する。試験において使用される試験ワイヤ8、9は、実際のソレノイドワイヤに可能な限り近い直径を有するが、監視システム20の範囲によって正確に測定可能な抵抗も有するように選択される。試験のために選択された値は、1mの公称長さで0.064mmの直径を有する銅ワイヤである。これにより、所与の直径に対して以下の抵抗が得られる:
試験は、試験デバイス1(図1および12~20に示されているように)および対応する足場230、および上記のソフトウェアの複数のコピーを使用して実行される。
標準のイーサネット(登録商標)ベースのデータ取得シャーシは、本明細書に開示されるような試験装置の1つの実装に使用される。表1は、使用されるNational Instrumentsハードウェアのリストを含む。
別の方法として、8スロットUSBシャーシおよび1つの9217PRTモジュールが、監視システムに使用される。これらにより、通信損失を心配することなく、数分以内にシャーシに直接かつ瞬時に接続できる。このシャーシは、1つの好適な加熱浴に適合する最大数のチャネルを実行するのにも好適である。各シャーシとラップトップ/PCとの間の直接接続が使用される。USBケーブルが長距離を走り、シャーシの数がラップトップ/PC上のUSBポートの数に制限されるため、この配置は、商用アプリケーションには実用的でない場合がある。イーサネット(登録商標)ベースのシャーシは、これらの問題を用意に克服できる。
図24は、複数の温度で経時的に溶液相においてワイヤ腐食試験を受けるワイヤの半径変化(nm)対時間のグラフの例を示している。図25は、複数の温度で経時的に気相においてワイヤ腐食試験を受けるワイヤの半径変化(nm)対時間のグラフの例を示している。
図26は、溶液相ワイヤの腐食特性、すなわち、温度の関数としての腐食レートのアレニウスプロットを示し、図27は、図24および25のグラフから生成得る可能性のある気相ワイヤの腐食特性、すなわち、時間の関数としての腐食レートのアレニウスプロットを示している。所望に応じて、プロットを直線に適合させることができる。
ワイヤ腐食試験の出力報告22は、図24~27のグラフのうちの1つ以上、および/または複数の温度に対する経時的な溶液相ワイヤおよび気相ワイヤの腐食特性の表形式の表現を含み得る。表3に、例示的な表を示す。
図28は、LabViewの入力データ500、温度およびワイヤ半径データ502、ならびに図24および25に示されるように、複数の温度での経時的な溶液相/気相ワイヤの1つ以上のプロット504、506、例えば、半径変化のプロット(または複数のプロット)504、ならびに図26および27に示すように、溶液相/気相ワイヤの温度の関数としての腐食レートを示すアレニウスプロット(または複数のプロット)506を含む、ワイヤ腐食試験の例示的な出力報告22の例を示す。
別の試験では、銅に対して攻撃的なオイルに対する溶液相および気相ワイヤ腐食試験の腐食(半径の変化)対時間のプロットが生成され、異なる比率で4つの異なる添加剤パッケージを追加した場合の同様に取得されたプロットと比較される。得られた結果を表4に示す。
腐食防止剤を使用すると、銅の腐食量が最小限に抑えられているように見え(時間の経過に伴う抵抗の非常に少ない増加)、使用された防止剤層に起因する銅直径の増加を示す、銅ワイヤの試験後のSEM-EDX(走査型電子顕微鏡-エネルギー分散型X線)分析と相関している。
ASTM D130腐食性ストリップ表面分析試験方法と比較すると、流体間の以前の目に見えない違いが容易に観察され、総抵抗と抵抗増加率の両方の差異は、異なる流体の銅腐食を定量化するために今は使用できるような現象の例である。実際には、ASTM D130方法を使用してレイティングされたときに、性能の良い化学製剤と性能の悪い化学製剤のみが互いに区別できる。しかしながら、本明細書に開示される方法およびシステムを使用して、異なる潤滑剤製剤間の区別を観察し、かつ定量化することができ、以前は銅ストリップ表面分析のみとしか区別できなかった腐食に関する情報を提供する。
本明細書の詳細な説明の一部は、中央処理装置(CPU)、CPU用のメモリ記憶デバイス、および接続された表示デバイスを含む従来のコンピュータコンポーネントによって実行されたデータビットに対する動作のアルゴリズムおよび記号表現に関して提示される。これらのアルゴリズムの説明および表現は、データ処理技術の当業者によって、他の当業者に作業の内容を最も効果的に伝えるために使用される手段である。アルゴリズムは一般に、所望される結果につながる自己矛盾のないステップのシーケンスとして認識される。ステップは、物理量の物理的な操作を必要とするステップである。通常、必ずしもそうとは限らないが、これらの量は、記憶、転送、組み合わせ、比較、およびその他の方法で操作できる電気信号または磁気信号の形式を取る。主に一般的な使用法の理由から、これらの信号をビット、値、要素、記号、文字、用語、数値などと呼ぶと便利な場合がある。
ただし、これらおよび類似の用語はすべて、適切な物理量に関連付けられ、これらの量に適用される便利なラベルにすぎないことを理解しておく必要がある。特に明記しない限り、本明細書の議論から明らかなように、説明全体を通して、「処理」または「コンピューティング」または「計算」または「決定」または「表示」などの用語を利用する議論は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内の物理的(電子)量として表されたデータを操作し、コンピュータシステムメモリもしくはレジスタまたは他のそのような情報記憶、送信または表示デバイス内の物理的量として同様に表された他のデータに変換するコンピュータシステムまたは同様の電子コンピューティングデバイスのアクションおよびプロセスを指す。
例示的な実施形態はまた、本明細書で論じられる動作を実行するための装置に関する。この装置は、必要な目的のために特別に構築され得るか、またはコンピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって選択的に起動された、または再構成された汎用コンピュータを備え得る。このようなコンピュータプログラムは、フロッピー(登録商標)ディスク、光ディスク、CD-ROM、および磁気光学ディスクを含む任意のタイプのディスク、読み取り専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、EPROM、EEPROM、磁気カードもしくは光カード、または電子命令の刻に好適であり、各々がコンピュータシステムバスに接続されている任意のタイプの媒体などのコンピュータ可読記憶媒体に記憶され得るが、それに限定されない。
本明細書に提示されるアルゴリズムおよび表示は、任意の特定のコンピュータまたは他の装置に本質的に関連していない。様々な汎用システムが、本明細書の教示に従ったプログラムで使用され得るか、または本明細書に記載された方法を実行するためのより特殊な装置を構築することが便利であることが証明され得る。これらの様々なシステムの構造は、上記の説明から明らかである。さらに、例示的な実施形態は、任意の特定のプログラミング言語を参照して説明されていない。本明細書に記載されるような例示的な実施形態の教示を実施するために、様々なプログラミング言語が使用され得ることが理解されよう。
機械可読媒体は、機械(例えば、コンピュータ)によって、読み取り可能な形式で情報を記憶するか、または送信するための任意のメカニズムを含む。例えば、機械可読媒体は、いくつかの例を挙げれば、読み取り専用メモリ(「ROM」)、ランダムアクセスメモリ(「RAM」)、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、および電気、光学、音響、またはその他の形式の伝搬信号(例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など)を含む。
仕様全体に示されている方法は、コンピュータ上で実行され得るコンピュータプログラム製品において、実装され得る。コンピュータプログラム製品は、ディスク、ハードドライブなどのような制御プログラムが記録される非一時的なコンピュータ可読記録媒体を備え得る。非一時的なコンピュータ可読媒体の一般的な形態は、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、もしくは他の任意の磁気記憶媒体、CD-ROM、DVD、もしくは他の任意の光学媒体、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、もしくはその他のメモリチップもしくはカートリッジ、またはコンピュータが読み取って使用できる任意の他の有形媒体を含む。
あるいは、方法は、制御プログラムが、電波および赤外線データ通信中に生成されるような音響波または光波などの送信媒体を使用するデータ信号として具体化される送信可能な搬送波などの一時的な媒体において実装され得る。
上記に開示された他の特徴および機能の変形例、またはそれらの代替物は、他の多くの異なるシステムまたはアプリケーションに組み合わされ得ることが理解されよう。以下の特許請求の範囲に含まれることも意図される、その中の様々な現在予期されない、または予想されない代替例、修正例、変形例または改善例が、当業者によって、その後行われ得る。
Claims (52)
- 足場(30、230)であって、
複数の離間した下部支持部材(31、32、33、34、35、36、231、232、233、234、235)であって、前記複数の下部支持部材の各々は、関連付けられた第1の試験ワイヤ(8)が、前記複数の下部支持部材の周りに巻かれるときに、前記第1の試験ワイヤの複数の巻数(51)を離間させるための複数の第1の配索支持体(53、56、253、256)を含む、複数の離間した下部支持部材(31、32、33、34、35、36、231、232、233、234、235)と、
複数の離間した上部支持部材(41、42、43、44、45、341、342、343、344、345)であって、前記複数の上部支持部材の各々は、関連付けられた第2の試験ワイヤ(9)が、前記複数の上部支持部材の周りに巻かれるときに、前記第2の試験ワイヤの複数の巻数(52)を離間させるための複数の第2の配索支持体(61、63、261、263)を含む、複数の離間した上部支持部材(41、42、43、44、45、341、342、343、344、345)と、
閉鎖部材(64、270)であって、前記第1の試験ワイヤ(8)の端部と、それぞれの関連付けられた外部導体(100、101)との間の接続を提供し、かつ前記第2の試験ワイヤ(9)の端部と、それぞれの関連付けられた外部導体(102、103)との間の接続を提供し、
前記閉鎖部材(64、270)、またはそれに取り付けられた上部横部材(76)であって、前記複数の上部支持部材の各々の第1の端部(48、348)に取り付けられている、閉鎖部材(64、270)、またはそれに取り付けられた上部横部材(76)と、
前記閉鎖部材(64、270)から長手方向に離間された第2の横部材(74、274)であって、前記第2の横部材が、前記複数の下部支持部材の各々の第1の端部(38、238)に取り付けられ、かつ前記複数の上部支持部材の各々の第2の端部(47、347)に取り付けられて、前記複数の下部支持部材および前記複数の上部支持部材を横方向に離間させる、第2の横部材(74、274)と、を備える、足場(30、230)。 - 前記第2の横部材(74、274)によって、前記閉鎖部材(64、270)から長手方向に離間された、第3の横部材(72、272)であって、前記複数の下部支持部材(31、32、33、34、35、36、231、232、233、234、235)の各々の第2の端部(37、237)に取り付けられている、第3の横部材(72、272)をさらに備える、請求項1に記載の足場(30、230)。
- 前記下部支持部材(31、32、33、34、35、36、231、232、233、234、235)上の前記第1の配索支持体(53、56、253、256)のうちの少なくとも1つが、それを介して前記第1の試験ワイヤ(8)を受容するための開口部(300)を含む、請求項1または2に記載の足場(30、230)。
- 前記第1および第2の配索支持体(53、56、61、63、253、256、261、263)が、ノッチを備える、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(30、230)。
- 前記第1および第2の配索支持体(53、56、61、63、253、256、261、263)が、それぞれの前記上部および下部支持部材(31、32、33、34、35、36、231、232、233、234、235)上で長手方向に離間されている、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(30、230)。
- 前記下部支持部材(31、32、33、34、35、36、231、232、233、234、235)の各々が、前記第1の配索支持体(53、56、253、256)のうちの少なくとも3つ、または少なくとも4つ、または少なくとも5つを含み、前記上部支持部材の各々が、前記第2の配索支持体(61、63、261、263)のうちの少なくとも3つ、または少なくとも4つ、または少なくとも5つを含む、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(30、230)。
- 前記下部支持部材(31、32、33、34、35、36、231、232、233、234、235)の各々が、それを介して前記第1の試験ワイヤ(8)を搬送するための開口部(300)を含む、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(30、230)。
- 前記閉鎖部材(64、270)が、先細のリム(114、278)を含む、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(30、230)。
- 前記上部および下部支持部材(31、32、33、34、35、36、231、232、233、234、235)が、互いに平行である、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(30、230)。
- 少なくとも4つ、または少なくとも5つ、または少なくとも6つの上部支持部材(41、42、43、44、45、341、342、343、344、345)が存在する、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(30、230)。
- 少なくとも4つ、または少なくとも5つ、または少なくとも6つの下部支持部材(31、32、33、34、35、36、231、232、233、234、235)が存在する、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(30、230)。
- 前記上部支持部材(341、342、343、344、345)が、前記下部支持部材(231、232、233、234、235)から、円弧状にオフセットされている、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(230)。
- 前記第2の横部材(274)が、円弧状に離間したスロット(282)を含み、前記上部支持部材(341、342、343、344、345)の前記第2の端部(347)が、前記スロットの代替のものにおいて受容され、前記下部支持部材(231、232、233、234、235)の前記第1の端部(238)が、前記スロットの残りの代替のものにおいて受容される、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(230)。
- 前記第2の横部材(274)が、前記第1の試験ワイヤ(8)を、前記閉鎖部材(64、270)から前記下部支持部材(231、232、233、234、235)に、および前記閉鎖部材に戻るよう誘導するための少なくとも1つの溝(299、303)を含む、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(230)。
- 前記閉鎖部材(64、270)が、第1および第2の温度センサ(104、105、297、298)を受容するための穴(95、96、295、296)を含む、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(30、230)。
- 前記複数の下部支持部材(31、32、33、34、35、36、231、232、233、234、235)、前記複数の上部支持部材(41、42、43、44、45、341、342、343、344、345)、前記閉鎖部材(64、270)、第2の横部材(74、274)、および第1の横部材(72)が、存在する場合、プラスチックで形成される、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(30、230)。
- 前記複数の下部支持部材(31、32、33、34、35、36、231、232、233、234、235)、前記複数の上部支持部材(41、42、43、44、45、341、342、343、344、345)、前記閉鎖部材(64、270)、前記第2の横部材(74、274)、および前記第1の横部材(76)が、存在する場合、3D印刷および射出成形のうちの1つによって形成される、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(30、230)。
- 前記複数の下部支持部材(31、32、33、34、35、36、231、232、233、234、235)によって画定される各ワイヤ巻数の長さ、および前記第1の配索支持体(51、53、251、253)の数のうちの少なくとも1つが、前記複数の上部支持部材(41、42、43、44、45、341、342、343、344、345)によって画定される各ワイヤ巻数の長さ、および前記第2の配索支持体(61、63、261、263)の数のうちの少なくとも1つと異なり、前記第1および第2の試験ワイヤ(8、9)に対して、等しい配索長を提供する、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(30、230)。
- 前記複数の離間した下部支持部材(31、32、33、34、35、36、231、232、233、234、235)が、前記足場の中心軸と長手方向に整列しており、前記複数の離間した上部支持部材(41、42、43、44、45、341、342、343、344、345)が、前記中心軸と長手方向に整列している、先行請求項のいずれか一項に記載の足場(30、230)。
- 先行請求項のいずれか一項に記載の足場(30、230)と、
導電性である、前記第1および第2の試験ワイヤ(8、9)と、を備える、アセンブリ(140、240)。 - 前記第1および第2の試験ワイヤ(8、9)が、等しい長さである、請求項20に記載のアセンブリ(140、240)。
- 前記第1および第2の試験ワイヤ(8、9)が、等しい直径である、請求項20または21に記載のアセンブリ(140、240)。
- 前記第1および第2の試験ワイヤ(8、9)のうちの少なくとも1つが、銅またはその合金で形成されている、請求項20~22のいずれか一項に記載のアセンブリ(140、240)。
- 試験デバイス(1)であって、
請求項1~19のいずれか一項に記載の足場(30、230)または請求項20~23のいずれか一項に記載のアセンブリ(140、240)と、
前記足場を受容するように成形されたハウジング(110、210)であって、前記足場の前記閉鎖部材(64、270)が、前記ハウジングの上端部を閉鎖して、関連付けられた液体(4)を、前記液体の気相が前記第2の試験ワイヤ(9)に接触するように、前記第1の試験ワイヤ(8)と接触して保持するための容器(2)を形成する、ハウジング(110、210)と、を備える、試験デバイス(1)。 - 前記液体の温度を測定するように前記ハウジング内に位置付けられた、溶液相温度センサ(104、297)と、
蒸気の温度を測定するように前記ハウジング内に位置付けられた、気相温度センサ(105、298)と、をさらに備える、請求項24に記載の試験デバイス(1)。 - 前記溶液相温度センサ(104、297)および気相温度センサ(105、298)が、前記閉鎖部材(64、270)を介して外部導体(101、102、103、104)に接続されている、請求項25に記載の溶液および蒸気ワイヤ腐食試験デバイス(1)。
- 前記ハウジング内で前記液体を加熱して前記蒸気を形成するように構成された、ヒータ(112)をさらに備える、請求項24~26のいずれか一項に記載の試験デバイス(1)。
- 第1および第2の電気システムのうちの1つをさらに備え、前記第1の電気システムが、
前記第1の試験ワイヤ(8)の端部にわたって接続されて、前記第1の試験ワイヤを介して電流を供給する、第1の電流源(12)と、
前記第2の試験ワイヤ(9)の端部にわたって接続されて、前記第2の試験ワイヤを介して電流を供給する、第2の電流源(18)と、
前記第1の試験ワイヤ(8)の端部にわたって接続されて、前記第1の試験ワイヤにわたる電圧を測定する、第1の電圧計(10)と、
前記第2の試験ワイヤ(9)の端部にわたって接続されて、前記第2の試験ワイヤにわたる電圧を測定する、第2の電圧計(16)と、を備え、
前記第2の電気システムが、
前記第1の試験ワイヤ(8)の端部にわたって接続されて、前記第1の試験ワイヤを介して電圧を生成する、第1の電圧源と、
前記第2の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、前記第2の試験ワイヤを介して電圧を生成する、第2の電圧源と、
前記第1の試験ワイヤ(8)の端部にわたって接続されて、前記第1の試験ワイヤにわたる電流を測定する、第1の電流計と、
前記第2の試験ワイヤ(9)の端部にわたって接続されて、前記第2の試験ワイヤにわたる電流を測定する、第2の電流計と、を備える、請求項24~27のいずれか一項に記載の試験デバイス(1)。 - 第1および第2の電極(402、404)うちの少なくとも1つであって、前記第1の電極が、前記溶液に浸漬されており、前記第2の電極が、前記蒸気に浸漬されている、第1および第2の電極(402、404)うちの少なくとも1つと、存在する場合、前記第1の電極に接続されており、前記第1の電極と前記第1のワイヤとの間に電流を流す、電圧または電流源(410)と、存在する場合、前記第2の電極に接続されており、前記第2の電極と前記第2のワイヤとの間に電流を流す、電圧または電流源(412)と、をさらに備える、請求項24~28のいずれか一項に記載の試験デバイス(1)。
- 前記第1の電圧計(10)および前記第2の電圧計(16)から、または前記第1の電流計および前記第2の電流計から信号を受信し、それに基づいて情報(22)を計算および出力する、監視システム(20)をさらに備える、請求項24~29のいずれか一項に記載の試験デバイス(1)を備える、試験装置。
- 前記監視システム(20)が、
経時的に、前記試験ワイヤを介して、電圧および電流のうちの少なくとも1つを取得する、データ取得コンポーネント(24)と、
前記電圧および前記電流のうちの前記取得された少なくとも1つを複数回処理し、それに基づいて前記情報(22)を計算する、データ分析コンポーネント(26)と、
前記情報を出力する、出力コンポーネント(27)と、を備える、請求項30に記載の試験装置。 - 前記情報(22)が、前記試験ワイヤ(8、9)の各々の前記腐食の測定値を含む、請求項31に記載の試験装置。
- 前記試験ワイヤ(8、9)の各々の前記腐食の前記測定値が、前記試験ワイヤの直径または半径の計算された変化を含む、請求項32に記載の試験装置。
- 前記監視システム(20)が、それぞれ、前記液体および前記蒸気に設けられた温度センサ(104、105、297、298)と通信している、請求項31~33のいずれか一項に記載の試験装置。
- 前記情報(22)が、前記液体の温度の関数としての腐食の測定値を含む、請求項31~34のいずれか一項に記載の試験装置。
- 足場(30、230)の複数の離間した下部支持部材(31、32、33、34、35、36、231、232、233、234、235)の周りに、第1の試験ワイヤ(8)を巻き付けることと、
前記足場の複数の離間した上部支持部材(41、42、43、44、45、341、342、343、344、345)の周りに、第2の試験ワイヤ(9)を巻き付けることと、
試験流体を、ハウジング(110、210)に導入することと、
前記第2の試験ワイヤ(9)が、前記試験流体の液相(4)から離間し、前記閉鎖部材(64、270)が、前記ハウジングの開放端部を閉鎖するように、前記足場ならびに前記第1および第2の試験ワイヤを、前記ハウジングに挿入することと、
前記ハウジングにおいて、前記試験流体を加熱して、前記第2の試験ワイヤ(9)に接触する気相(6)を生成することと、
経時的に変化する前記第1および第2の試験ワイヤの電気的特性を測定することと、
各ワイヤの前記電気的特性の変化に基づいて、情報(22)を決定することと、を含む、方法。 - 前記第1および第2の試験ワイヤ(8、9)の前記電気的特性の経時的な測定が、電流および電圧のうちの一方を含み、前記電流および電圧の他方が制御される、請求項36に記載の方法。
- 前記情報(22)が、前記試験ワイヤ(8、9)の腐食の測定値を含む請求項36または37に記載の方法。
- 前記液相に接触するように、溶液相温度センサ(104、297)を設けることと、
前記気相に接触するように、気相温度センサ(105、298)を設けることと、
前記腐食の測定値の温度依存性を計算することと、をさらに含む、請求項36~38のいずれか一項に記載の方法。 - 前記試験流体が、潤滑剤を含む、請求項36~39のいずれか一項に記載の方法。
- 前記試験流体が、冷却剤を含む、請求項36~40のいずれか一項に記載の方法。
- 前記試験流体が、腐食防止剤を含む、請求項36~41のいずれか一項に記載の方法。
- 前記試験ワイヤ(8、9)のうちの少なくとも1つが、銅または銅の合金で形成されている、請求項36~42のいずれか一項に記載の方法。
- 前記試験ワイヤ(8、9)が、等しい長さおよび等しい直径である、請求項36~43のいずれか一項に記載の方法。
- 前記試験ワイヤ(8、9)が、各々少なくとも50cm、または最大500cmの長さを有する、請求項36~44のいずれか一項に記載の方法。
- 前記試験ワイヤ(8、9)が、各々少なくとも0.05mm、または最大5mmの直径を有する、請求項36~45のいずれか一項に記載の方法。
- 試験デバイス(1)であって、
関連付けられた第1および第2の試験ワイヤ(8、9)を支持するための足場(30、230)と、
前記足場を受容するように成形されたハウジング(110、210)であって、前記足場の閉鎖部材(64、270)が、前記ハウジングの上端部を閉鎖して、関連付けられた液体(4)を、前記液体の気相が前記第2の試験ワイヤ(9)のみに接触するように、前記第1の試験ワイヤ(8)と接触して保持するための容器(2)を形成する、ハウジング(110、210)と、を備える、試験デバイス(1)。 - 前記液体の温度を測定するように前記ハウジング内に位置付けられた、溶液相温度センサ(104、297)と、
蒸気の温度を測定するように前記ハウジング内に位置付けられた、気相温度センサ(105、298)と、をさらに備える、請求項47に記載の試験デバイス(1)。 - 前記溶液相温度センサ(104、297)および気相温度センサ(105、298)が、前記閉鎖部材(64、270)を介して、外部導体(101、102、103、104)に接続されている、請求項48に記載の溶液および蒸気ワイヤ腐食試験デバイス(1)。
- 前記ハウジング内で前記液体を加熱して前記蒸気を形成するように構成された、ヒータ(112)をさらに備える、請求項48または請求項49に記載の試験デバイス(1)。
- 第1および第2の電気システムのうちの1つをさらに備え、前記第1の電気システムが、
前記第1の試験ワイヤ(8)の端部にわたって接続されて、前記第1の試験ワイヤを介して電流を供給する、第1の電流源(12)と、
前記第2の試験ワイヤ(9)の端部にわたって接続されて、前記第2の試験ワイヤを介して電流を供給する、第2の電流源(18)と、
前記第1の試験ワイヤ(8)の端部にわたって接続されて、前記第1の試験ワイヤにわたる電圧を測定する、第1の電圧計(10)と、
前記第2の試験ワイヤ(9)の端部にわたって接続されて、前記第2の試験ワイヤにわたる電圧を測定する、第2の電圧計(16)と、を備え、
前記第2の電気システムが、
前記第1の試験ワイヤ(8)の端部にわたって接続されて、前記第1の試験ワイヤを介して電圧を生成する、第1の電圧源と、
前記第2の試験ワイヤの端部にわたって接続されて、前記第2の試験ワイヤを介して電圧を生成する、第2の電圧源と、
前記第1の試験ワイヤ(8)の端部にわたって接続されて、前記第1の試験ワイヤにわたる電流を測定する、第1の電流計と、
前記第2の試験ワイヤ(9)の端部にわたって接続されて、前記第2の試験ワイヤにわたる電流を測定する、第2の電流計と、を備える、請求項48~53のいずれか一項に記載の試験デバイス(1)。 - 試験デバイス(1)であって、
第1および第2の電極(402、404)であって、前記第1の電極が、前記溶液に浸漬されており、前記第2の電極が、前記蒸気に浸漬されている、第1および第2の電極(402、404)と、
前記第1の電極に接続されており、前記第1の電極と前記第1のワイヤとの間に電流を流す、電圧または電流源(410)と、
前記第2の電極に接続されており、前記第2の電極と前記第2のワイヤとの間に電流を流す、電圧または電流源(412)と、をさらに備える、請求項48~51のいずれか一項に記載の試験デバイス(1)。
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