JP3912776B2

JP3912776B2 - 構造物表面の塩分測定装置

Info

Publication number: JP3912776B2
Application number: JP2002101220A
Authority: JP
Inventors: 芳晴伊藤; 一嘉田中; 和浩高石
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; DKK TOA Corp
Current assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; DKK TOA Corp
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2022-04-03
Also published as: JP2003307506A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種構造物の表面に付着した塩分を抽出採取すると同時に、その塩分測定を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道用や道路用の橋梁、船舶、プラントの大型タンク等のような鉄鋼構造物は、腐蝕を防止するため定期的に表面塗装を行う必要がある。
【０００３】
しかし、これらの構造物の表面には塩分等が付着するので、多量の塩分が付着したまま表面塗装を行うと、構造物表面が発錆して塗膜が浮いて破壊され、そこから錆が一層広がって構造物の腐食が進行しやすい。そのため、構造物の表面塗装を行う前に、構造物表面に付着した塩分量を測定することが従来から行われている。
【０００４】
構造物表面に付着する塩分濃度は、構造物の種類や環境等により異なるが、海岸付近では１０００ｍｇ／ｍ^２を超えることがある。この塩分を洗浄やサンドブラスト等によって取り除き、表面塗装を行う前の段階で、通常５０〜３００ｍｇ／ｍ^２程度に設定される管理濃度以下にする必要がある。
【０００５】
このような場合に、構造物表面の塩分濃度を測定する装置として、検出部を構造物の被検出面に当接させ、検出部内に塩分抽出用の純水を供給し、被検出面に接している純水を撹拌して被検出面から塩分を溶解抽出した後、その液の電気伝導率を測定することにより、構造物表面の塩分濃度を測定する装置が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の構造物表面の塩分測定装置の検出部は、例えば図１１に示すように、構造物の被検出面Ａに当接させるための開口２を下端に有する液保持室３と、液保持室３にシリンジ５から純水を供給する１つの液供給流路４と、液保持室３に連通した１つのエア抜き流路６と、液保持室３内の純水を撹拌する撹拌器７と、液の電気伝導率を測定する塩分測定用センサー８とを備えている。尚、液保持室３の周囲には、リング状永久磁石９が配置されている。
【０００７】
塩分測定に際しては、構造物の被検出面Ａに検出部１の開口２を当接させてリング状永久磁石９で固定し、その状態でシリンジ５から液保持室３に塩分抽出用の純水を注入する。次に、液保持室３内の液を撹拌器７で所定時間撹拌して、被検出面Ａに付着している塩分を溶解抽出した後、その液の電気伝導率を塩分測定用センサー８で測定することにより塩分濃度を求める。
【０００８】
しかしながら、このような従来の構造物表面の塩分測定装置では、最も一般的である水平な被検出面Ａに検出部１を取り付けて測定する場合、液保持室３に空気が残留しやすいという問題があった。即ち、液保持室３に純水を供給したとき、液保持室３内の空気の大部分はエア抜き流路６から外部に押し出されるが、一部の空気が気泡ａとなって液保持室４の開口２と対向する面（上底面と称する）、特に撹拌器５の回転軸の周囲に残留しやすかった。
【０００９】
更に、構造物の傾斜した梁の表裏面や側面（鉛直面）等を測定する場合、検出部がいろいろな方向に傾くため、より一層液保持室内に空気が残留しやすかった。即ち、液供給流路４及びエア抜き流路６が液保持室３の上底面側に設けられているため、例えば図１２に示すように、傾斜した梁の裏面（天井面）が被検出面Ａである場合、傾斜した液保持室３内に多くの空気が残留する。具体的には、天井面の傾斜角が４５°のとき、液保持室３の容積の約８５％しか純水で満たされなかった。
【００１０】
このように液保持室３内に空気が残留することによって、正確な電気伝導度の測定には液保持室３内に常に定められた量の液が必要であるにもかかわらず、残留空気の分だけ液保持室３内の液量が減少することになるため、測定によって得られる塩分濃度に誤差が発生していた。また、残留する空気中の炭酸ガスが液中に溶解することにより、電気伝導率が増加して、プラスの誤差となって現れていた。
【００１１】
また、従来の塩分測定装置では、図１１に示すように、構造物の被検出面Ａに検出部１を固定するため、リング状永久磁石９が液保持室３の周囲の検出部１内に埋設配置されていた。そのため、検出部１の外径が約８０ｍｍと大きくなり、送電鉄塔などに使われている幅が４５ｍｍと狭い山形鋼の表裏面などには取り付けることができなかった。
【００１２】
しかも、検出部１を構造物の塗装面に固定して測定する際に、刷毛の跡などにより塗装面の凹凸が大きい場所では、リング状永久磁石９による磁力だけではシールが不十分となり、液保持室３内の純水が漏れるという問題もあった。更には、純水を注入するシリンジ５は１回の測定ごとに取り外し、別の容器から純水を採水しなければならいため、測定操作が面倒であった。
【００１３】
本発明は、かかる従来の事情に鑑み、小型軽量であって、構造物に付着した塩分の抽出と測定を簡単に行うことができ、被検出面が水平な場合は勿論のこと、どのような角度に傾斜していても、液保持室内に空気が残留せず、従って測定誤差がほとんどない、高精度な構造物表面の塩分測定装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明が提供する構造物表面の塩分測定装置は、演算処理装置と共に操作パネル及び表示部を備えた装置本体と、装置本体に接続された検出部とからなる構造物表面の塩分測定装置であって、該検出部は、一端に開口を有し且つ開口と対向する上底面が中央部を開口側に隆起させた逆円錐状のテーパー面となっている液保持室と、液保持室に塩分抽出用の純水を供給する液供給流路と、液保持室に連通した複数のエア抜き流路と、液保持室内の液を撹拌する撹拌器と、液保持室内に検出端を露出させて固定した塩分測定用センサーとを備えることを特徴とする。
【００１５】
上記本発明の構造物表面の塩分測定装置において、前記エア抜き流路が、液保持室の周壁の開口側と上底面側にそれぞれ設けてあることを特徴とする。
【００１６】
また、上記本発明の構造物表面の塩分測定装置においては、前記検出部は液保持室の両側に磁石を備えることができる。また、前記検出部を構造物表面に固定するクランプを備えることができる。
【００１７】
更に、上記本発明の構造物表面の塩分測定装置では、前記液供給流路には、液保持室に塩分抽出用の純水を供給する際に、シリンジを接続するか、又は逆止弁を備えた軟質プラスチック容器を接続することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明における構造物表面の塩分測定装置は、演算処理装置と共に操作パネル及び表示部などを備えた装置本体と、装置本体に接続された検出部とからなり、軽量小型で持ち運びできる簡易な装置である。
【００１９】
その検出部１１は、図１に示すように、一端に開口１２を有する液保持室１３と、液保持室１３に塩分抽出用の純水を供給する液供給流路１４と、液保持室３に連通した複数のエア抜き流路１６ａ、１６ｂと、液保持室１３内の液を撹拌する撹拌器１７と、液保持室１３内に検出端が露出した塩分測定用センサー１８とを備えている。しかも、液保持室１３の開口１２と対向する上底面１３ａは、その中央部が開口１２側に隆起した逆円錐状のテーパー面に形成されている。
【００２０】
図１の検出部１１では、液保持室１３の液供給流路１４と反対側の周壁に、上底面１３ａ側にエア抜き流路１６ａが、及び開口１２側にエア抜き流路１６ｂがそれぞれ設けてある。そのため、エア抜き流路１６ｂのエア抜き栓を閉じ、シリンジ１５から液供給流路１４を経て液保持室１３に純水を注入すれば、純水の流入に伴って、液保持室１３内の空気は上底面１３ａの逆円錐状のテーパー面に沿って上部側にスムースに移動し、上底面１３ａの開かれているエア抜き流路１６ａから外部に完全に排出される。
【００２１】
このように、液保持室１３の上底面１３ａを逆円錐状のテーパー面に形成することによって、撹拌器１７の回転軸の周囲を含め、液保持室１３内に空気が残留することがなくなるので、液保持室１３内には常に定められた量の純水を供給することができる。その結果、液量の相違による塩分濃度の測定誤差をなくすことができ、高精度な測定が可能となる。
【００２２】
尚、液保持室の上底面及び周側面は、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ＰＭＭＡ、ＰＡ、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、エポキシ等の樹脂で作製することが好ましい。また、液保持室の容積は特に制限されないが、現状では一般的に２〜２０ｍｌ程度が適当である。
【００２３】
また、本発明では、液保持室からのエア抜き流路を複数設けることにより、傾斜した被検出面においても液保持室内への空気の残留がなく、正確な測定を行うことが可能となった。例えば、図１のように液保持室１３の上底面１３ａ側にエア抜き流路１６ａを、及び開口１２側にエア抜き流路１６ｂを設けた検出部１１の場合、図３に示すように、被検出面Ａが上方の傾斜した天井面であっても、エア抜き流路１６ａを閉じ、開口１２側のエア抜き流路１６ｂから液保持室１３内の空気を残らず逃がすことができる。
【００２４】
同様に、被検出面が下方にある傾斜した底面の場合には、上底面１３ａ側に設けたエア抜き流路１６ａから空気を完全に排出することができる。尚、被検出面が水平な天井面の場合には、開口１２を上にして検出部１１を保持し、液保持室１３に所定量の純水を満たした後、そのまま検出部１１を持ち上げて、開口１２を被検出面である水平な天井面に当接固定させれば良い。
【００２５】
更に、複数のエア抜き流路は、上記のごとく上下方向の配置に限られず、液保持室の周壁に沿って周方向に設けることもできる。例えば、図２に示すように、液保持室１３の中心軸の周りに少なくとも４つのエア抜き流路、即ち前記エア抜き流路１６ａと共に、エア抜き流路１６ｃ、エア抜き流路１６ｄ、エア抜き流路１６ｅを設ければ、水平又は傾斜した鉛直面からなる被検出面にも対応することが可能となる。尚、これら液保持室の周方向に設けるエア抜き流路は開口側又は上底面側のいずれに配置しても良い。また、エア抜き流路１６ｅは周壁に直角方向に延長させても良い。
【００２７】
そして、図４に示すように、被検出面Ａが右上がりに傾斜した梁の側面（鉛直面）の場合、エア抜き流路１６ｃのみを開き、他のエア抜き流路１６ａ、１６ｄ、１６ｅを閉じておくことにより、液保持室１３内の空気をエア抜き流路１６ｃから逃がすことができる。同様に、図５に示す被検出面Ａが右下がりに傾斜した梁の側面（鉛直面）の場合はエア抜き流路１６ｄから、また図６に示す被検出面Ａが水平な梁の側面（鉛直面）の場合はエア抜き流路１６ｅから、それぞれ空気を完全に排気することが可能である。
【００２８】
また、従来の検出部は液保持室の周囲にリング状永久磁石が埋設配置されていたため、検出部の外径が約８０ｍｍと大きかった。これに対し本発明においては、図７に示すように、液保持室１３の両側に矩形や円形などの磁石１９、１９を埋設配置することができ、これにより検出部１１の幅を約４０ｍｍに縮小することができ、送電鉄塔などに使われている幅４５ｍｍの山形鋼の表面にも取り付けることが可能となる。尚、図７における符号２０は、液保持室１３からの液漏れを防ぐためのＯ−リングのようなシール材である。
【００２９】
検出部は磁石の磁力により鋼鉄製構造物の被検出面に固定されるが、被検出面の凹凸が大きい場合などには、図８に示すように、更にクランプ２１を併用して固定することもできる。クランプ２１を用いて固定すれば、被検出面が刷毛の跡などにより凹凸の大きな塗装面であっても、液保持室１３からの純水の漏れをなくすことができる。
【００３０】
更に、液保持室に塩分抽出用の純水を供給する際には、一般的には図１のようにシリンジ１５を用いるが、図９に示すように、逆止弁２３を備えた軟質プラスチック容器２２を用いることもできる。軟質プラスチック容器２２には多量の純水を充填できるので、逆止弁２３を閉じた状態で測定操作を行った後、次の測定場所に移して逆止弁２３を開き、そのまま純水を供給することができるため、シリンジの場合に比べて測定操作が遥かに簡単となる。
【００３１】
【実施例】
本発明による構造物表面の塩分測定装置の一具体例を、図１０に基づいて説明する。この塩分測定装置は、コンピュータ等の演算処理装置と共に、操作パネル１０ａ及び表示部１０ｂを備えた装置本体１０と、装置本体１０に接続された検出部１１とから構成されている。
【００３２】
この検出部１１は、細長い長方形の下段部分の上に小径円柱状の上段部分を載せたような外形を有し、下段部分には一端に塩分の抽出採取に必要な一定面積の開口１２を有する液保持室１３が形成してある。液保持室１３の開口１２は円形であり、その開口１２と対向する上底面１３ａは中央部が開口１２側に隆起した逆円錐状のテーパー面にとなっている。尚、液保持室１３の上底面１３ａ及び周壁面はＡＢＳ樹脂で構成されている。
【００３３】
また、塩分抽出用の純水を供給する１つの液供給流路１４が液保持室１３と連通して設けてあり、その液供給流路１４にはチューブを用いて着脱自在にシリンジ１５が接続されている。また、液保持室１３の周壁には、上下方向に配置されたエア抜き流路１６ａ、１６ｂと共に、図２に示すように周方向に配置されたエア抜き流路１６ｃ、１６ｄ、１６ｅが設けてあり、それぞれ空気抜き栓で開閉できるようになっている。尚、液保持室１３の容積は７ｍｌであり、供給すべき純水も同量とする。
【００３４】
更に、液保持室１３内には、液を撹拌するための撹拌器１７と、液保持室１３内の液の電気伝導率を測定する塩分測定用センサー１８と、液温を検出して温度変化による電気伝導率の変動を補償するための温度センサー２４とが設けてある。塩分測定用センサー１８と温度センサー２４は、リード線によって装置本体１０の演算処理装置に接続されている。
【００３５】
検出部１１には、開口１２の下端周囲にシリコーンゴム等からなるＯ−リングのようなシール材２０が取り付けてあり、液保持室１３と被検出面Ａの間を液密に保持できるようになっている。また、検出部１１の細長い長方形の下段部分には、液保持室１３を挟んで両側に、矩形の永久磁石（図示せず、図７参照）が埋め込んであり、構造物の被検出面Ａに検出部１１を磁力により圧着できるようになっている。
【００３６】
尚、検出部１１の円柱状上段部分には、撹拌器１７のモーター２５、モーター２５を駆動させるスイッチ２６、及びモーター２５の電源となる電池２７等が収納されている。
【００３７】
この塩分測定装置を使用して構造物表面の塩分を測定する場合には、検出部１１の開口１２側を構造物の被検出面Ａに当接し、永久磁石の磁力により圧着固定させる。被検出面Ａの状況に応じていずれか１つの空気抜き栓を緩めた状態で、シリンジ１５から液供給流路１４を通して一定量の純水を液保持室１３に注入する。このとき、注入された純水の流れに伴って、液保持室１３内の空気は上底面１３ａの逆円錐状のテーパー面に沿ってスムースに移動し、開かれたエア抜き流路、例えば１６ａから外部に完全に排気される。
【００３８】
その後、空気抜き栓を締めて全てのエア抜き流路１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅを閉じ、撹拌器１７により液を所定時間撹拌して被検出面Ａから塩分を溶解抽出する。撹拌器１７を停止させた後、装置本体１０の表示部１０ｂを読取る。液中に溶解抽出された塩分の濃度は、液保持室１３内の塩分測定用センサー１８で検出され、電気信号に変換されて演算処理部１０ａに送られて処理され、表示部１０ｂに被検出面Ａの単位面積当たりの塩分濃度（２５℃換算）として表示される。
【００３９】
実際に、図１０の上底面１３ａが逆円錐状のテーパー面である本発明の測定装置と、図１１に示した上底面が水平面である従来の測定装置を使用し、水平な被検出面Ａに検出部を取り付けて、それぞれ５回の塩分測定を行った。供給純水量を７ｍｌとしたとき、本発明の測定装置では５回とも残留空気量がゼロであったのに対して、従来の測定装置では５回中４回に空気が残留し、その量は最大０.４ｍｌであった。また、残留空気量が０.４ｍｌのとき、従来の測定装置の塩分測定誤差は＋６％となることが分かった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、小型軽量であって、構造物に付着した塩分の抽出と測定をその場で同時に且つ簡単に行うことができ、構造物の被検出面が水平な場合は勿論のこと、どのような傾斜角度であっても液保持室内に空気が残留せず、従って測定誤差がほとんどない、高精度な構造物表面の塩分測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構造物表面の塩分測定装置における検出部を一部切欠いて示した概略の側面図である。
【図２】複数のエア抜き流路の配置の１例を示す模式図である。
【図３】本発明の塩分測定装置の検出部を傾斜した天井面に固定した状態を一部切欠いて示した概略の側面図である。
【図４】本発明の塩分測定装置の検出部を右上がりの梁の側面に固定した状態を一部切欠いて示した概略の側面図である。
【図５】本発明の塩分測定装置の検出部を右下がりの梁の側面に固定した状態を一部切欠いて示した概略の側面図である。
【図６】本発明の塩分測定装置の検出部を水平な梁の側面に固定した状態を一部切欠いて示した概略の側面図である。
【図７】矩形の永久磁石を埋設した本発明の塩分測定装置の検出部を示す概略の断面図である。
【図８】本発明の塩分測定装置をクランプで固定した状態を一部切欠いて示した概略の側面図である。
【図９】純水供給のための軟質プラスチック容器を備えた本発明の塩分測定装置の要部を示す概略の側面図である。
【図１０】本発明における塩分測定装置の一具体例を一部切欠いて示した概略の側面図である。
【図１１】従来の塩分測定装置の検出部を一部切欠いて示した概略の側面図である。
【図１２】従来の塩分測定装置の検出部を傾斜した天井面に固定した状態を一部切欠いて示した概略の側面図である。
【符号の説明】
１、１１検出部
２、１２開口
３、１３液保持室
４、１４液供給路
５、１５シリンジ
６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅエア抜き流路
７、１７撹拌器
１０装置本体
１３ａ上底面
１８塩分測定用センサー
１９矩形の永久磁石
２０シール材
２１クランプ
２２軟質プラスチック容器

Claims

演算処理装置と共に操作パネル及び表示部を備えた装置本体と、装置本体に接続された検出部とからなる構造物表面の塩分測定装置であって、該検出部は、一端に開口を有し且つ開口と対向する上底面が中央部を開口側に隆起させた逆円錐状のテーパー面となっている液保持室と、液保持室に塩分抽出用の純水を供給する液供給流路と、液保持室に連通した複数のエア抜き流路と、液保持室内の液を撹拌する撹拌器と、液保持室内に検出端を露出させて固定した塩分測定用センサーとを備えることを特徴とする構造物表面の塩分測定装置。
前記エア抜き流路が、液保持室の周壁の開口側と上底面側にそれぞれ設けてあることを特徴とする、請求項１に記載の構造物表面の塩分測定装置。
前記検出部は液保持室の両側に磁石を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の構造物表面の塩分測定装置。
前記検出部を構造物表面に固定するクランプを備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の構造物表面の塩分測定装置。
前記液供給流路には、液保持室に塩分抽出用の純水を供給する際に、シリンジを接続するか、又は逆止弁を備えた軟質プラスチック容器を接続することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の構造物表面の塩分測定装置。