JP4150624B2

JP4150624B2 - 校正用冶具

Info

Publication number: JP4150624B2
Application number: JP2003109029A
Authority: JP
Inventors: 文章竹内; 利昌平手; 伊藤　　渉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2023-04-14
Also published as: JP2004317195A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗膜を表面に有する下地金属に接続端子を接続し、塗膜の表面に測定プローブを接続して塗膜のインピーダンスを測定し、塗膜が有する電気的特性の劣化を診断するための塗膜インピーダンス測定装置の校正に使用される校正用治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば電気機器の筐体や鉄塔、タンク等に施された塗装の塗膜の劣化度を診断する方法として、交流インピーダンス法と呼ばれるものがある。この交流インピーダンス法は、塗膜を表面に有する下地金属と塗膜の表面との間に交流電圧を印加し、それによって塗膜に流れる電流を検出して、それと印加した電圧とによりインピーダンスを算出し、算出されたインピーダンスから塗膜の劣化度を解析し診断する方法である。
【０００３】
図１１は、この交流インピーダンス法を用いる従来の塗膜劣化診断装置の構成を示している。インピーダンス測定部１は、電圧出力回路２と、電流検出回路３、並びにそれらを制御する制御通信回路４で構成されている。このインピーダンス測定部１の制御通信回路４には、例えばパソコンから成る解析・診断部５が、有線又は無線の通信手段６を介して接続されている。
そして、７は塗膜８を表面に有する下地金属９に接続されたアース端子を示しており、１０は塗膜８の表面に設置された測定プローブを示している。
【０００４】
この構成で、解析・診断部５がインピーダンス測定部１にインピーダンス測定動作を指示する。この指示を受けてインピーダンス測定部１では、制御通信回路４が電圧出力回路２に電圧を出力させる。この出力された電圧は、測定プローブ１０とアース端子７との間に印加され、すなわち、測定プローブ１０が設置された塗膜８の表面と、アース端子７が接続された下地金属９の表面との間に印加される。
【０００５】
測定プローブ１０は磁石（図示せず）を備えており、その磁力により塗膜８を介して下地金属９を吸着することで塗膜８の表面に固定される。また、測定プローブ１０は、保水性のあるスポンジ状の材料（図示せず）を備えており、その材料に電解液を吸収させることで塗膜８との電気的接続を図り、測定電極としての機能を果たすようになっている。尚、測定プローブ１０の詳細な構成は、例えば特許文献１に開示されており、また、特願２００２−２１２７８９に記載されている。
【０００６】
これにより、塗膜８には微小な電流が流れ、それが電流検出回路３で検出される。この検出された電流のデータが、制御通信回路４により解析・診断部５に送信される。そして、解析・診断部５では、検出された電流のデータと、印加した電圧のデータとから、インピーダンスを算出し、算出されたインピーダンスから塗膜８の劣化度を解析し診断する。
【０００７】
また、図１２には、より実態に即した電気的構成を示す。電圧出力回路２は、波形データメモリ１１及びＤ／Ａ変換器１２で構成されており、波形データメモリ１１より読み出された交流電圧波形データは、Ｄ／Ａ変換器１２によりＤ／Ａ変換されて出力される。その交流電圧は、電流検出回路３を構成するシャント抵抗１３を介した測定プローブ１０と、アース端子７との間に接続される塗膜８に印加される。
【０００８】
一方、シャント抵抗１３の両端は、差動増幅器１４の入力端子に夫々接続されており、差動増幅器１４の出力端子はＡ／Ｄ変換器１５の入力端子に接続されている。即ち、シャント抵抗１３によって検出された電流に応じて発生した電圧は、差動増幅器１４で増幅され、Ａ／Ｄ変換器１５によりＡ／Ｄ変換されて制御通信回路４に出力される。
【０００９】
例えば、測定・診断対象のインピーダンスレンジが１００ＭΩ〜０．１ＭΩで変化する場合に、シャント抵抗１３の抵抗値は、それに応じて５００ｋΩ〜５００Ωに切替え設定されるようになっている。また、電圧出力回路２によって出力される交流電圧は例えば±１Ｖで、周波数としては０．１Ｈｚ〜５０Ｈｚの波形成分を合成したものが用いられる。
斯様な構成の一例は、例えば特許文献２に開示されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−２０７９１５
【００１１】
【特許文献２】
特開２００３−８３９２４
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、斯様な装置では、測定精度の維持・向上を図るため、所定の間隔で校正作業を行うようにしている。校正作業は、例えば図１３に示すように、電圧出力回路２と接続端子７との間に校正抵抗１６を接続し、塗膜８のインピーダンスを測定する場合と同様にして校正抵抗のインピーダンスを測定する。
【００１３】
即ち、交流電圧が校正抵抗に印加された場合に流れる電流を電流検出回路３により検出し、制御通信回路４を介して解析・診断部５に送信する。解析・診断部５は送信されたデータを構成データとして例えばハードディスクなどの記憶装置（図示せず）に記憶させる。
【００１４】
そして、解析・診断部５は、塗膜８について診断を行う場合は、インピーダンス測定部１により得られた電圧、電流の測定データと構成データとに基づいて塗膜８のインピーダンスを算出し、そのインピーダンスに基づいて塗膜８の絶縁特性などの劣化度合いを診断するようになっている。例えば、校正作業は、測定レンジを１ＭΩに設定した場合に抵抗値５００ｋΩの校正抵抗１６を使用する。
【００１５】
しかしながら、一般に校正作業が行われる頻度は低いため、通常、校正抵抗は所定の場所などにおいて保管する必要があるが、その間に校正抵抗を紛失してしまう場合があった。
【００１６】
また、校正作業をフィールドにおいて行う場合は装置と共に校正抵抗を携帯する必要があり、不注意によって校正抵抗を携帯することを忘れてしまうと校正作業ができなくなってしまう。加えて、校正作業を行う場合は測定プローブ１０を一旦取外さなければならず、作業手順が面倒であった。
【００１７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、校正作業を行う必要がある場合に、その作業を確実且つ簡単に行うことができる校正用治具を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
【００２５】
請求項１記載の校正用治具は、塗膜を表面に有する下地金属に接続端子を接続し、前記塗膜の表面に測定プローブを接続することで測定回路を構成し、前記測定プローブと前記接続端子との間に交流電圧を出力する電圧出力回路と、前記測定回路に流れた電流を検出する電流検出回路と、前記電圧出力回路及び前記電流検出回路を備えてなるインピーダンス測定部に配置され、これらの回路を制御すると共に、外部と通信を行うための制御通信回路とで構成される塗膜インピーダンス測定装置について校正を行うために使用され、
前記測定プローブが接続される金属板と、
この金属板に対して絶縁状態で配置され、前記接続端子を接続するための端子部と、
前記金属板と、前記端子部との間に接続される校正抵抗とを備えて一体に構成されることを特徴とする。
【００２６】
斯様に構成すれば、校正用治具に、塗膜インピーダンス測定装置の測定プローブと接続端子とを接続することで、実際の測定に近い状態で校正を行うことができ、精度を向上させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）
以下、本発明の第１の実施例について図１乃至図３を参照して説明する。尚、図１１と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第１実施例では、電流検出回路３と測定プローブ１０との間に、切替え回路２１が接続されている。そして、切替え回路２１とアース端子（接続端子）７との間には、校正抵抗２２が接続されている。
【００２８】
切替え回路２１は、例えばリレースイッチなどで構成されており、その切替えは、制御通信回路２３によって行なわれる。即ち、通常の測定を行う場合、制御通信回路２３は、切替え回路２１によって電流検出回路３の出力側を測定プローブ１０側に接続し、校正作業を行う場合は校正抵抗２２側に切替える。その他の構成は図１１に示すものと同様である。また、切替え回路２１と校正抵抗２２とは、インピーダンス測定部２４の内部に配置されている。
【００２９】
尚、電圧出力回路２→電流検出回路３→切替え回路２１→測定プローブ１０
→塗膜８→下地金属９→アース端子７→電圧出力回路２のループが、測定回路２０を構成している。また、アース端子７，測定プローブ１０及びインピーダンス測定部２４が、塗膜インピーダンス測定装置５０を構成している。
【００３０】
次に、本実施例の作用について図２および図３をも参照して説明する。図２は、校正動作を行う場合における制御通信回路２３の制御内容を示すフローチャートである。制御通信回路２３は、解析・診断部５より校正動作指示を受信すると（ステップＡ１）、切替え回路２１を校正抵抗２２側に切替える（ステップＡ２）。次に、電圧出力回路２を起動して測定用交流電圧を出力させ（ステップＡ３）、そのとき電流検出回路３によって検出される電流を読み込む（ステップＡ４）。そして、所定の測定時間が経過して測定が終了するまで（ステップＡ５，「ＮＯ」）ステップＡ３，Ａ４の処理を繰り返し実行する。
【００３１】
測定が終了すると（ステップＡ５，「ＹＥＳ」）、制御通信回路２３は、ステップＡ４で読み込んだ電流データを校正データとして解析・診断部５に送信し、処理を終了する。すると、解析・診断部５は、送信された校正データをファイルとして保存する。
【００３２】
また、図３は、通常の測定動作を行う場合における制御通信回路２３の制御内容を示すフローチャートである。制御通信回路２３は、解析・診断部５より測定動作指示を受信すると（ステップＢ１）、切替え回路２１を測定プローブ１０側に切替える（ステップＢ２）。続くステップＢ３〜Ｂ５の処理は、ステップＡ３〜Ａ５の処理と同様である。
【００３３】
そして、測定が終了すると（ステップＢ５，「ＹＥＳ」）、制御通信回路２３は、ステップＡ４で読み込んだ、測定回路２０に流れた電流のデータを測定データとして解析・診断部５に送信し、処理を終了する。すると、解析・診断部５は、送信された測定データをファイルとして保存する。
【００３４】
以上のようにして、解析・診断部５は、校正データ並びに測定データを得ると、それらのデータに基づいて塗膜８のインピーダンスを算出し、その結果に基づいて塗膜８の絶縁特性の劣化度を診断する。
【００３５】
以上のように構成された本実施例によれば、インピーダンス測定部２４に、切替え回路２１及び校正抵抗２２を備えたので、切替え回路２１により電流検出回路３の出力側を校正抵抗２２側に切替えるだけで校正作業を行うことができる。従って、作業者は、必要に応じて校正抵抗２２を携帯する必要がなく、校正作業を行う場合に測定プローブ１０を取外す必要もないので、作業を極めて簡単に行なうことが可能となる。
【００３６】
また、制御通信回路２３は、切替え回路２１をも制御することで、校正データを得る処理を自動的に実行するので、校正作業を行うための回路切替えを作業者が行う必要がなく、利便性を向上させることができる。
【００３７】
（第２実施例）
図４乃至図６は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第２実施例の構成では、インピーダンス測定部２５に制御通信回路２６が書き込み及び読み出し可能な記憶回路２７を備えている。その他の構成は第１実施例と同様であり、アース端子７，測定プローブ１０及びインピーダンス測定部２５が、塗膜インピーダンス測定装置５１を構成している。
【００３８】
次に、本実施例の作用について図５及び図６をも参照して説明する。図２相当図である図５において、制御通信回路２６は、ステップＡ５において「ＹＥＳ」と判断すると、校正データを記憶回路２７に書き込んで記憶させて（ステップＡ６）構成動作を終了する。
【００３９】
また、図３相当図である図６において、制御通信回路２６は、ステップＢ６の実行後に、校正データを記憶回路２７から読み出して解析・診断部５に送信する（ステップＢ７）。そして、測定作業を終了する。その他の処理については、第１実施例と同様に実行される。
【００４０】
以上のように第２実施例によれば、インピーダンス測定部２５に記憶回路２７を備え、制御通信回路２６は、校正データを記憶回路２７に書き込んで記憶させるようにした。即ち、インピーダンス測定部２５と解析・診断部５との組み合わせは任意に変更される可能性があるが、インピーダンス測定部２５側に校正データが記憶されていれば、解析・診断部５との組み合わせが変わった場合でも記憶されている校正データを読み出せば作業をやり直す必要がなくなる。
【００４１】
（第３実施例）
図７は本発明の第３実施例を示すものであり、第２実施例と異なる部分のみ説明する。第３実施例では、解析・診断部２８は、インピーダンス測定部２５より送信された校正データ及び測定データを、内蔵されている例えばハードディスクなどの記憶装置２９に同一のファイル３０として書き込んで記憶させるように構成されている。
【００４２】
以上のように構成された第３実施例によれば、解析・診断部２８は、必要に応じて同一のファイル３０から測定データ及び診断データを読み出し、過去の測定結果に基づいて塗膜８のインピーダンスを算出して診断を行うことができる。
【００４３】
（第４実施例）
図８は本発明の第４実施例を示すものであり、第２実施例と異なる部分のみ説明する。第４実施例の構成は基本的に第２実施例と同様である。そして、制御通信回路２６は、第２実施例において図６に示す測定作業を、図５に示す校正作業に引き続き自動的に実行するようになっている。即ち、ステップＡ１〜Ａ７の実行後にステップＢ１〜Ｂ７を実行する。
【００４４】
以上のように構成された第４実施例によれば、校正データを得る処理に引き続いて測定回路２０について測定データを得る処理を自動的に実行するので、校正→測定の一連の作業が自動的に行われ、利便性を更に向上させることができる。
【００４５】
（第５実施例）
図９は本発明の第５実施例を示すものであり、第３実施例と異なる部分のみ説明する。第５実施例では、校正抵抗２２が、切替え回路２１と測定プローブ１０との間に接続されている。その他の構成は第３実施例と同様である。そして、アース端子７，測定プローブ１０及びインピーダンス測定部２５Ａが、塗膜インピーダンス測定装置５２を構成している。
そして、校正作業を行う場合は、測定プローブ１０とアース端子７との間にインピーダンスが略ゼロである金属板３１を接続しておき、例えば第３実施例と同様に作業を行う。
【００４６】
以上のように構成された第５実施例によれば、測定プローブ１０や接続端子に接続されているケーブルなどの部分に存在する浮遊容量、インダクタンスや、測定プローブ１０が有している電解液などのインピーダンスも含めた状態で校正が行われる。従って、実際の測定作業に近い状態で校正作業を行うことができるので、精度を向上させることが可能となる。
【００４７】
（第６実施例）
図１０は本発明の第６実施例を示すものであり、第３実施例と異なる部分のみ説明する。第６実施例では、第３実施例におけるインピーダンス測定部２５より切替え回路２１及び校正抵抗２２が取り除かれている。そして、校正作業は、インピーダンス測定部２５Ｂに校正用治具３２を接続することで行うようになっている。従って、制御通信部２６Ａは、第３実施例のように切替え回路２１の制御を行うようには構成されていない。
【００４８】
校正用治具３２は、金属板３３と、アース端子７が接続され、金属板３３に絶縁材３４を介して配置される端子台３５と、金属板３３と端子台３５との間に接続される校正抵抗２２とで構成されている。そして、校正作業を行う場合は、インピーダンス測定部２５Ｂの測定プローブ１０を校正用治具３２の金属板３３に接続し、アース端子７を端子台３５に接続して、例えば、図５に示すステップＡ３〜Ａ７と同様の処理を行なう。
【００４９】
以上のように第６実施例によれば、校正用治具３２を用いることにより、第５実施例よりも一層実際の測定作業に近い状態で校正作業を行うことができるので、精度を更に向上させることが可能となる。
【００５０】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
切替え回路は、例えばトランジスタやＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチング素子を用いて構成しても良い。
電圧出力回路は、アナログ的に構成しても良い。
インピーダンス測定部と診断部とを一体に構成しても良い。
【００５１】
【発明の効果】
【００５２】
請求項１記載の校正用治具によれば、当該校正用治具に塗膜インピーダンス測定装置の測定プローブと接続端子とを接続することで、測定プローブに接続されているケーブルなどの部分に存在する浮遊容量、インダクタンスや、測定プローブが有している電解液などのインピーダンスも含めた状態、即ち、より実際の測定に近い状態で校正を行うことができる。従って、校正精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であり、塗膜劣化診断装置の電気的構成を示す機能ブロック図
【図２】校正動作を行う場合における制御通信回路の制御内容を示すフローチャート
【図３】通常の測定動作を行う場合における制御通信回路の制御内容を示すフローチャート
【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図５】図２相当図
【図６】図３相当図
【図７】本発明の第３実施例を示す図１相当図
【図８】本発明の第４実施例を示す図２並びに図３相当図
【図９】本発明の第５実施例を示す図１相当図
【図１０】本発明の第６実施例を示す図１相当図
【図１１】従来技術を示す図１相当図（その１）
【図１２】より実態に即した電気的構成を示す図
【図１３】図１相当図（その２）
【符号の説明】
２は電圧出力回路、３は電流検出回路、５は解析・診断部、７はアース端子（接続端子）、８は塗膜、９は下地金属、１０は測定プローブ、２０は測定回路、２１は切替え回路、２２は校正抵抗、２３は制御通信回路、２４，２５，２５Ａ，２５Ｂはインピーダンス測定部、２６，２６Ａは制御通信回路、２７は記憶回路、２８は解析・診断部、３０はファイル、３２は校正用治具、３３は金属板、３５は端子台、５０，５１，５２は塗膜インピーダンス測定装置を示す。

Claims

塗膜を表面に有する下地金属に接続端子を接続し、前記塗膜の表面に測定プローブを接続することで測定回路を構成し、
前記測定プローブと前記接続端子との間に交流電圧を出力する電圧出力回路と、
前記測定回路に流れた電流を検出する電流検出回路と、
前記電圧出力回路及び前記電流検出回路を備えてなるインピーダンス測定部に配置され、これらの回路を制御すると共に、外部と通信を行うための制御通信回路とで構成される塗膜インピーダンス測定装置について校正を行うために使用され、
前記測定プローブが接続される金属板と、
この金属板に対して絶縁状態で配置され、前記接続端子を接続するための端子部と、
前記金属板と、前記端子部との間に接続される校正抵抗とを備えて一体に構成されることを特徴とする校正用治具。