JP5463539B2

JP5463539B2 - 導電性の液体中における電極の電流測定方法及び電流測定装置

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Publication number: JP5463539B2
Application number: JP2008281499A
Authority: JP
Inventors: 賢治天谷; 修二滝本
Original assignee: Tokyo Institute of Technology NUC
Current assignee: Tokyo Institute of Technology NUC
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: JP2010106338A

Description

本発明は、海洋プラント、船舶等の導電性の液体（例えば海水）中の構造物に設置された電極からの電流測定方法及び電流測定装置に関する。

海洋プラント、船舶等の海洋構造物は、周囲を海水に囲まれ、厳しい腐食環境下にある。このような液中の構造物の腐食を防止するための方法として、電気防食を行う方法がある。電気防食では、海水中及び海底土中の鋼材を電気化学的手法を用いて防食する。即ち、鋼材から電解質（海水）へ流れ出ようとする腐食電流に打ち勝つだけの直流電流を、外部から鋼材へ連続的に流し込むことにより、鋼材がイオン化（腐食）するのを防止する。

電気防食の方式の一つに、流電陽極方式と呼ばれる技術がある。流電陽極方式は、金属のイオン化傾向の高低を利用したもので、鉄よりイオン化傾向の高い金属（Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｇ等）を鉄と繋ぎ、鉄がイオン化（腐食）するのに代わって、それらの金属がイオン化することにより鋼材の腐食を防ぐものである。即ち、防食する鋼材を陰極にして、鋼材よりもイオン化傾向の高い（卑）金属を犠牲陽極として電池を完成させ、両極間の電位差によって防食電流を流す方法である。

図１６は、海水などの導電性の液体２０と接する金属構造物１の、流電陽極方式による電気防食について説明する図である。金属構造物１と液体２０の境界には、ペイント２が塗布されている。金属構造物１の腐食を防止するために、金属構造物１を構成する金属よりイオン化傾向の高い（卑）金属から成る犠牲陽極３（金属構造物１を構成する金属が鉄の場合は、犠牲陽極３をアルミニウム合金等にする。）を、金属構造物１が液体２０に触れる部位に溶接等により設置する。金属構造物１と犠牲陽極３とは、電気的に導通性を有するように接続する。犠牲陽極３は金属構造物１よりイオン化傾向が大きいので、図１６の点線の矢印で示される向きに防食電流が流れ、金属構造物１を構成する金属がイオン化して腐食するのが防止される。

また、導電性の液体中に溶解した陽イオンが液体中の構造物に付着するのを防止するために、構造物の近傍に犠牲陰極を設置する場合もある。犠牲陰極は構造物よりイオン化傾向の小さい（貴）金属で構成されるため、構造物と犠牲陰極との間に電圧の降下が生じ、陽イオンは構造物ではなく犠牲陰極に付着するようになる。

このような犠牲陽極や犠牲陰極等の電極からの電流を定量的に測定できれば、電極の寿命予測や構造物のペイントの劣化状態の把握が可能になり有効である。従来、このような電極からの電流は、電極と構造物の間にシャント抵抗を挿入すると共に、電極の芯金を構造物から切り離して、電圧降下法によって測定する方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。

図１７は、犠牲陽極から流出する防食電流を、電圧降下法を用いて測定する装置の具体例を示す図である（特許文献１参照）。図１７に示した装置は、金属構造物１０１に薄型溝１０６が固定され、電気絶縁体１０３を介して溝型鋼１０６と犠牲陽極１０２の芯金１２１が絶縁ボルトナット１４１で固定されている。更に、片方の陽極芯金１２１及び溝型鋼１０６は、それぞれ直流電流測定器１０５の端子１４３及び端子１４４と接続されている。直流電流測定器１０５内にはシャント抵抗があり、そのシャント抵抗の両端にはケーブル１０７の芯線が接続されると共に、ケーブル１０７は地上まで導かれている。
港湾技研資料Ｎｏ．４７５港湾構造物の電気防食調査（その１）運輸省港湾技術研究所１９８４年３月発行特開２００５−２６４２８６号公報

上述のように、犠牲陽極と金属構造物との間にシャント抵抗を挿入し、さらに犠牲陽極の芯金を金属構造物から切り外して、電圧降下法により犠牲陽極から発生する防食電流を測定していたのでは、犠牲陽極を金属構造物から切り外すために長時間を要し、且つそのための作業費用も高額になる。

本発明は上述のような事情によりなされたものであり、本発明の目的は、導電性の液体中の構造物に設置された電極からの電流を測定する際に測定対象電極を構造物から取り外す必要がなく、簡易な構成で低コストに測定対象電極からの電流を測定することができる、導電性の液体中における電極の電流測定方法及び電流測定装置を提供することにある。

本発明は、導電性の液体中の構造物に設置された測定対象電極からの電流値を測定する方法に関し、本発明の上記目的は、前記測定対象電極の近傍に１又は複数の付加電極を設置し、前記１又は複数の付加電極に電流を印加し、前記測定対象電極と前記１又は複数の付加電極の周囲のそれぞれ１つ以上の位置において電位を測定し、前記測定対象電極の周りの電位分布と少なくとも１つの付加電極の周りの電位分布とは、相互に対称又は反対称な電位分布が形成されていることを検知できるようにし、前記測定対象電極の周りの電位分布と対称又は反対称な電位分布が形成されているときの、前記相互に対称又は反対称な電位分布の数及び前記１又は複数の付加電極に印加した電流値に基づいて、前記測定対象電極からの電流の推定値を求めることによって達成される。

また、本発明は、導電性の液体中の構造物に設置された測定対象電極からの電流値を測定する方法に関し、本発明の上記目的は、前記構造物の断面上にある基準線に関して、前記断面上の平面上にある前記測定対象電極と対称な位置に付加電極１を設置し、前記付加電極１と前記構造物の間に電流を印加し、前記基準線に関して互いに対称な２つの位置の間の電位差を測定し、前記電位差が０のときの前記印加電流値に基づいて前記測定対象電極からの電流の推定値を求めることによって達成される。

更に、本発明は、導電性の液体中の構造物に設置された測定対象電極からの電流値を測定する方法に関し、本発明の上記目的は、前記構造物の断面上にある基準線に関して、前記断面上の平面上にある前記測定対象電極と対称な位置に付加電極１を設置すると共に、前記測定対象電極の近傍に付加電極２を設置し、前記付加電極２から前記付加電極１の向きに電流を印加し、前記基準線に関して互いに対称な２つの位置の間の電位差を測定し、前記電位差が０のときの前記印加電流値に基づいて前記測定対象電極からの電流の推定値を求めることによって達成される。

本発明の上記目的は、前記構造物の前記測定対象電極及び前記付加電極１の近傍の領域の形状が、前記測定対象電極及び前記付加電極１が形成する電位分布が対称になるように、前記基準線に関して対称になっていることによって、或いは前記電位差を測定する前記２つの位置が、前記断面上の前記平面上にあることによって、或いは前記付加電極に印加した電流値に基づいて前記測定対象電極からの電流の推定値を求めるに当たり、前記電位差が０のときの前記印加電流値の２倍の値を、前記測定対象電極からの電流の推定値とすることによって、或いは前記電位差が０のときの前記印加電流値をＩｏａ、通常時の前記構造物の表面近傍の電位をφｃ０、前記電位差が０のときの前記構造物の表面近傍の電位をφｃｂａｌ、前記構造物の自然電位を−βｃとしたとき、前記測定対象電極からの電流の推定値Ｉｃｏｍｐを、
Ｉｃｏｍｐ＝２（φｃ０−βｃ）Ｉｏａ／（φｃｂａｌ−βｃ）
とすることによって、或いは電流を印加するための付加電極３を、前記付加電極１及び２よりも構造物表面から離間した位置に設置し、前記付加電極３から電流を印加しないときで、前記電位差が０のときの前記印加電流値をＩｏａ、前記電位差が０のときの前記構造物の表面近傍の電位をφｃｂａｌとし、前記付加電極３から電流を印加したときで、前記電位差が０のときの前記印加電流値をＩｏａ´、前記電位差が０のときの前記構造物の表面近傍の電位をφｃｂａｌ´とし、通常時の前記構造物の表面近傍の電位をφｃ０としたとき、前記測定対象電極からの電流の推定値Ｉｃｏｍｐを、

とすることによって、或いは前記構造物が円筒型であり、前記基準線は前記構造物の前記断面である円の中心を通り、前記測定対象電極を前記円の中心を中心として回転させた位置に前記付加電極１、及び前記電位差を測定するための前記２つの位置があると共に、前記付加電極１、及び前記電位差を測定するための前記２つの位置が同一の円周上にあることによって、より効果的に達成される。

本発明は、導電性の液体中の構造物に設置された測定対象電極からの電流値を測定する装置に関し、本発明の上記目的は、前記測定対象電極の近傍に設置され、電流を印加するようになっている１又は複数の付加電極と、前記付加電極と前記構造物の間に電流を印加するための直流電源と、前記印加電流値を測定するための電流測定手段と、前記測定対象電極と前記１又は複数の付加電極とのそれぞれの周囲に設置され、電位を測定するためのそれぞれ１つ以上の参照電極と、前記参照電極間の電圧を測定する電圧測定手段と、前記参照電極間の電位差を変動させるための前記直流電源を制御する制御部と、前記電流測定手段で測定された印加電流値と前記電圧測定手段で測定された電位差とを入力する解析部とを備え、前記解析部では、前記それぞれ１つ以上の参照電極間の電位によって、前記測定対象電極の周りの電位分布と少なくとも１つの付加電極の周りの電位分布とが相互に対称又は反対称な電位分布が形成されていることを検知して、前記測定対象電極の周りの電位分布と対称又は反対称な電位分布が形成されているときの、前記１又は複数の付加電極に印加した電流値を出力し、前記相互に対称又は反対称な電位分布の数及び前記出力された電流値に基づいて、前記測定対象電極からの電流の推定値を出力することによって達成される。

また、本発明は、導電性の液体中の構造物に設置された測定対象電極からの電流値を測
定する装置に関し、本発明の上記目的は、前記構造物の断面上にある基準線に関して、前
記断面上の平面上にある前記測定対象電極と対称な位置にある付加電極１と、前記付加電
極１と前記構造物の間に電流を印加するための直流電源と、前記印加電流値を測定するた
めの電流測定手段と、前記基準線に関して互いに対称な位置にある２つの参照電極１及び
参照電極２と、前記参照電極１と前記参照電極２の間の電位差を測定する電圧測定手段と
、前記参照電極１と前記参照電極２との間の電位差が０になるように前記直流電源を制御する制御部と、前記電流測定手段で測定された印加電流値と前記電圧測定手段で測定された電位差とを入力する解析部とを備え、前記解析部は、前記参照電極１と前記参照電極２との間の前記電位差が０になるときの前記印加電流値を出力し、前記出力された電流値に基づいて、前記印加電流値が０の時の前記測定対象電極からの電流の推定値を出力することによって達成される。

更に、本発明は、導電性の液体中の構造物に設置された測定対象電極からの電流値を測定する装置に関し、本発明の上記目的は、前記構造物の断面上にある基準線に関して、前記断面上の平面上にある前記測定対象電極と対称な位置にある付加電極１と、前記測定対象電極の近傍にある付加電極２と、前記付加電極２から前記付加電極１の向きに電流を印加するための直流電源と、前記印加電流値を測定するための電流測定手段と、前記基準線に関して互いに対称な位置にある２つの参照電極１及び参照電極２と、前記参照電極１と前記参照電極２の間の電位差を測定する電圧測定手段と、前記参照電極１と前記参照電極２との間の前記電位差が０になるように前記直流電源を制御する制御部と、前記電流測定手段で測定された印加電流値と前記電圧測定手段で測定された電位差とを入力する解析部とを備え、前記解析部は、前記参照電極１と前記参照電極２との間の前記電位差が０のときの前記印加電流値を出力し、前記出力された電流値に基づいて、前記印加電流値が０の時の前記測定対象電極からの電流の推定値を出力することによって達成される。

本発明の上記目的は、前記構造物の前記測定対象電極及び前記付加電極１の近傍の領域の形状が、前記測定対象電極及び前記付加電極１が形成する電位分布が対称になるように、前記基準線に関して対称になっていることによって、或いは前記参照電極１及び前記参照電極２が、前記断面上の前記平面上にあることによって、或いは前記解析部が、前記付加電極に印加した電流値に基づいて前記測定対象電極からの電流の推定値を求めるに当たり、前記電位差が０のときの前記印加電流値の２倍の値を、前記測定対象電極からの電流の推定値とすることによって、或いは前記電位差が０のときの前記印加電流値をＩｏａ、通常時の前記構造物の表面近傍の電位をφｃ０、前記電位差が０のときの前記構造物の表面近傍の電位をφｃｂａｌ、前記構造物の自然電位を−βｃとしたとき、前記解析部は、前記測定対象電極からの電流の推定値Ｉｃｏｍｐを、
Ｉｃｏｍｐ＝２（φｃ０−βｃ）Ｉｏａ／（φｃｂａｌ−βｃ）
とすることによって、或いは電流を印加するための付加電極３を、前記付加電極１及び２よりも構造体表面から離間した位置に更に備え、前記付加電極３から電流を印加しないときで、前記電位差が０のときの前記印加電流値をＩｏａ、前記電位差が０のときの前記構造物の表面近傍の電位をφｃｂａｌとし、前記付加電極３から電流を印加したときで、前記電位差が０のときの前記印加電流値をＩｏａ´、前記電位差が０のときの前記構造物の表面近傍の電位をφｃｂａｌ´とし、通常時の前記構造物の表面近傍の電位をφｃ０としたとき、前記測定対象電極からの電流の推定値Ｉｃｏｍｐを、
とすることによって、或いは前記構造物が円筒型であり、前記基準線は前記円筒型の前記断面である円の中心を通り、前記測定対象電極を前記円の中心を中心として回転させた位置に前記付加電極１、前記参照電極１、及び前記参照電極２を配置すると共に、前記付加電極１、前記参照電極１、及び前記参照電極２を同一の円周上に配置するようにしたことによって、より効果的に達成される。

本発明による導電性の液体中における電極の電流測定方法及び電流測定装置によれば、導電性の液体中の構造物に設置された電極からの電流を測定する際に測定対象電極を構造物から取り外す必要がなく、簡易な構成で低コストに測定対象電極からの電流を測定することができる。そのため、導電性の液体中の構造物に設置された電極からの電流の測定を、容易に行うことができる。

本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定方法及び電流測定装置によると、測定対象電極の近傍に１又は複数の付加電極を設置し、１又は複数の付加電極に電流を印加して、測定対象電極の回りの電位分布と対称又は反対称な電位分布を形成するようにする。そして、測定対象電極の回りの電位分布と対称又は反対称な電位分布が形成されたときの、１又は複数の付加電極に印加した電流値から、測定対象電極からの電流の推定値を求める。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態における、海水などの導電性の液体２０の中の金属構造物１に設置された犠牲陽極３を示している。図１（ａ）は金属構造物１と犠牲陽極３を示す正面図であり、図１（ｂ）はＡ−Ａ´面における金属構造物１と犠牲陽極３における断面図である。図１に示されるように、本実施形態では金属構造物１は円筒形になっており、例えば海洋構造物に使用される円筒型の支柱に該当する。

図２（ａ）は本実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置の配置を示すＡ−Ａ´面における断面図であり、図２（ｂ）は導電性の液体中における電極の電流測定装置の配線を模式的に示す図である。図２（ａ）に示されるように、本実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置は、金属構造物１のＡ−Ａ´面における断面の円の中心Ｏを通る基準線ＢＬに関して、Ａ−Ａ´面上で犠牲陽極３と対称な位置にある付加電極４と、Ａ−Ａ´面上で基準線ＢＬに関して互いに対称な位置にある参照電極５Ａ及び参照電極５Ｂとを具備している。

図２（ｂ）に示されるように、付加電極４と金属構造物１は導線で繋げられており、その導線上には直流電源６と、付加電極４と金属構造物１との間に印加される電流値Ｉｏａを測定するための電流計７とが設置されている。また、参照電極５Ａと参照電極５Ｂは導線で繋げられており、その導線上には、参照電極５Ａと参照電極５Ｂとの間の電位差Ｖを測定するための電圧計８が設置されている。直流電源６は制御部９によって、参照電極５Ａと参照電極５Ｂとの間の電位差Ｖが０になるように制御される。電流計７で測定された印加電流値Ｉｏａと、電圧計８で測定された電位差Ｖは解析部１０に入力され、解析部１０は電位差Ｖが０のときの印加電流値Ｉｏａから、印加電流値Ｉｏａが０の通常時における犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０の推定値を求める。

次に、本実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置によって、通常時における犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０の推定値を求める原理について説明する。本実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置では、付加電極４から発生する印加電流値Ｉｏａを徐々に増加させて、犠牲陽極３から発生する電流値Ｉａと付加電極４から発生する印加電流値Ｉｏａとが等しくなるようにする。Ｉｏａ＝Ｉａのとき、付加電極４と犠牲陽極３は等価になり、付加電極４は基準線ＢＬに関して犠牲陽極３と対称な位置にあるので、液体２０中の電位分布は基準線ＢＬに関して対称になる。そのため、Ｉｏａ＝Ｉａのとき、基準線ＢＬに関して対称な位置にある２つの参照電極５Ａと参照電極５Ｂとの間の電位差Ｖは０になる。この性質より、参照電極５Ａと参照電極５Ｂとの間の電位差Ｖを０になるようにすることによって、印加電流値Ｉｏａを犠牲陽極３から発生する電流値Ｉａと等しくすることができる。

ここで、Ｉｏａ＝Ｉａのとき、印加電流値Ｉｏａが０の通常時に犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０が、犠牲陽極３から発生する電流値Ｉａと付加電極４から発生する電流値Ｉｏａとに均等に割り振られると仮定する。そうすると、通常時に犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０の推定値は、Ｉｏａ＝Ｉａのときの印加電流値Ｉｏａを２倍にすることによって求めることができる。

本実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置によって、通常時における犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０の推定値を求める手順は、以下のようになる。先ず、制御部９によって直流電源６を制御して、電圧計８によって測定される参照電極５Ａと参照電極５Ｂとの間の電位差Ｖが０になるまで、付加電極４から発生する印加電流値Ｉｏａを増加させる。そして、解析部１０は、参照電極５Ａと参照電極５Ｂとの間の電位差Ｖが０のときに入力された印加電流値Ｉｏａに基づいて、印加電流値Ｉｏａが０のときの通常時において犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０の推定値を求める。例えば、電位差Ｖが０のときの印加電流値Ｉｏａの２倍の値を、通常時における犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０の推定値とする。

ここで数値解析によって、本実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置において、印加電流値Ｉｏａが０のときの電位分布と、印加電流値Ｉｏａと犠牲陽極３から発生する電流値Ｉａが等しくなったときの電位分布を求めて、本実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置による通常時の犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０の推定値と、実際の犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０との比較を行ってみる。本数値解析では、金属構造物１の材質を鋼とし、犠牲陽極３の材質をアルミニウムとする。また、付加電極４は、点Ｏを中心として犠牲陽極３を４５°だけ回転させた位置にあるとする。

海水で満たされた領域Ω内の電位は、下記数１のラプラス方程式を満たす。

領域Ωは、境界を通過する電流密度ｉが指定された境界Γ_ｎ、電位φが指定された境界Γ_ｄ及び金属境界Γ_ｍの３種類の境界で囲まれているとする。各境界における境界条件は下記数２〜数４で与えられる。

上記数２において、κは海中の電気伝導度であり、ｎ方向の微分は外向き法線方向の微分
を表し、ｉ_０は定数である。上記数３のφ_０は定数である。上記数４のｆ_ｍ（ｉ）は金属の
分極曲線であり、上記数４の境界条件は線形近似によって下記数５のように表現される。
（数５）
φ＝β―Ｒ・ｉ
上記数５において、Ｒは金属の表面抵抗、−βは金属の自然電位である。

本実施形態における数値解析では、領域Ωを開領域として考える。領域Ωの境界は、金属構造物１の表面境界Γ_ｃ、犠牲陽極３の表面境界Γ_ａ、付加電極４の表面境界Γ_ｏａ及び無限遠境界Γ_∞から成る。各境界の種類と境界条件は表１のようになる。

数値解析は、上記数１の支配方程式を表１に示される境界条件の下で解くことによって行う。図３は本実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置において、数値解析を行う計算領域ＣＡを示すＡ−Ａ´面における断面図である。計算領域ＣＡは、図３のグレーの部分であり、金属構造物１からの距離が一定で基準線ＢＬから±９０°の範囲になる。本数値解析によって求められた電位分布は図４のようになり、図４（ａ）は印加電流値Ｉｏａが０のときの電位分布を示しており、図４（ｂ）は印加電流値Ｉｏａと犠牲陽極３から発生する電流値Ｉａとが等しいときの電位分布を示している。図４（ａ）及び図４（ｂ）の横軸は計算領域ＣＡ上の点の位置を、その点と金属構造物１の基準線ＢＬとが成す角（°）で表しており、縦軸は電位（Ｖ）である。図４（ａ）及び図４（ｂ）の実線は基準線ＢＬから反時計回りに回転した位置における電位分布を示しており、点線は基準線ＢＬから時計回りに回転した位置における電位分布を示している。

Ｉｏａ＝０の場合、図４（ａ）より、電位は犠牲陽極３の近傍において最も高くなり、犠牲陽極３から離れる程低くなっている。Ｉｏａ＝Ｉａの場合、図４（ｂ）より、電位は犠牲陽極３及び付加電極４の近傍において最も高くなっており、犠牲陽極３及び付加電極４の近傍を除いた領域では、電位分布が基準線ＢＬに関して対称になっている。従って、基準線ＢＬに関して対称で、犠牲陽極３及び付加電極４からある程度は離れた２つの位置に設置された参照電極間の電位差Ｖが０になったときに、付加電極４から発生する印加電流値Ｉｏａが犠牲陽極３から発生する電流値Ｉａと等しくなることが確認できる。

本数値解析によって求めた、印加電流値Ｉｏａ、犠牲陽極３から発生する電流値Ｉａ、通常時における犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０をまとめると表２のようになる。

表２の（１）はＩｏａ＝０のときの各電流値を示しており、表２の（２）はＩｏａ＝Ｉａのときの各電流値を示している。表２の（２）のＩ０の列に示されている値は、Ｉｏａ＝０の通常時における犠牲陽極３から発生する電流値の推定値Ｉ０´＝３．６７６（Ａ）で、Ｉｏａ＝Ｉａのときの印加電流値Ｉｏａ＝１．８３８（Ａ）を２倍にした値である。この値は、実際の通常時における犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０＝２．１９５（Ａ）よりも大きな値になっている。

通常時における犠牲陽極３から発生する電流値の推定値Ｉ０´＝３．６７６（Ａ）が、実際の電流値Ｉ０＝２．１９５（Ａ）よりも大きくなったのは、以下のような原因が挙げられる。付加電極４に電流を印加すると、犠牲陽極３からの電流量が減少し、そのため表１の境界条件からも分かるように、犠牲陽極３の表面の電位は上昇する。図５はこのメカニズムを示す図であり、金属構造物１の鋼の分極曲線と、犠牲陽極３のアルミニウムの分極曲線を示している。図５（ａ）は付加電極４から発生する印加電流値Ｉｏａが０の通常時における、犠牲陽極３と金属構造物１の発生・吸収電流量の釣り合いを表しており、図５（ｂ）は付加電極４から電流を印加したときの、犠牲陽極３と金属構造物１の発生・吸収電流量の釣り合いを表している。図５より、付加電極４から電流を印加することによって、犠牲陽極３から発生する電流量Ｉ１がＩａに減少し、その結果鋼に吸収される総電流量がＩ１からＩ１´に増加することが分かる。そのため、Ｉｏａ＝Ｉａのときの印加電流値Ｉｏａを２倍にして求めた通常時における犠牲陽極３から発生する電流の推定値Ｉ０´は、実際の通常時における犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０よりも大きな値を示す。

付加電極４から電流を印加することによる犠牲陽極３からの電流値Ｉａの減少を防ぐようにしたのが、図６に示される本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置の第２実施形態である。本実施形態においても金属構造物１は円筒形の支柱であり、図６（ａ）は本実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置の配置を示すＡ−Ａ´面における断面図であり、図６（ｂ）は導電性の液体中における電極の電流測定装置の配線を模式的に示す図である。図６（ａ）に示されるように、本実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置は、犠牲陽極３の近傍に設置された付加電極４Ｂと、基準線ＢＬに関してＡ−Ａ´面上で犠牲陽極３と対称な位置に設置された付加電極４Ａと、Ａ−Ａ´面上で基準線ＢＬに関して互いに対称な位置に参照電極５Ａ及び参照電極５Ｂを設置する。

図６（ｂ）に示されるように、付加電極４Ａと付加電極４Ｂは導線で繋ぎ、その導線上には直流電源６を設けて、付加電極４Ｂから付加電極４Ａの向きに電流を印加するようにすると共に、印加電流値Ｉｏａを測定するために、電流計７が設置してある。また、参照電極５Ａと参照電極５Ｂは導線で繋ぎ、その導線上には、参照電極５Ａと参照電極５Ｂとの間の電位差Ｖを測定するための電圧計８が設置されている。制御部９は、参照電極５Ａと参照電極５Ｂとの間の電位差Ｖが０になるように直流電源６を制御する。電流計７で測定された印加電流値Ｉｏａと、電圧計８で測定された電位差Ｖは解析部１０に入力され、解析部１０は電位差Ｖが０のときの印加電流値Ｉｏａから、印加電流値Ｉｏａが０の通常時における犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０の推定値を求める。

本実施形態では、犠牲陽極３の近傍に設置された付加電極４Ｂから電流値Ｉｏａの電流を吸い込み、付加電極４Ａから電流値Ｉｏａの電流が流れ出るようになっている。このように、犠牲陽極３の近傍に電流を吸い込む付加電極４Ｂを設置することによって、犠牲陽極３から金属構造物１に流れる電流量の減少分が付加電極４Ｂに流れ込むようになる。従って、付加電極４Ｂから発生する印加電流値Ｉｏａが０でないときの犠牲陽極３から発生する電流値Ｉａが、印加電流値Ｉｏａが０のときの通常時の犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０と同じ状態を作り出すことができる。

参照電極５Ａ及び参照電極５Ｂの間の電位差Ｖが０のとき、犠牲陽極３及び付加電極４Ｂから金属構造物１に流出する電流値Ｉａ−Ｉｏａと、付加電極４Ａから金属構造物１に流出する電流値Ｉｏａとが釣り合うので、下記数６が成り立つ。
（数６）
Ｉａ−Ｉｏａ＝Ｉｏａ
従って、Ｉａ＝２Ｉｏａとなり、Ｉａ＝Ｉ０とみなすことができるので、印加電流値Ｉｏａの２倍の値を、印加電流値Ｉｏａが０のときの通常時における犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０の推定値とすることができる。

本実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置によって、印加電流値Ｉｏａが０のときの通常時における犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０の推定値を求める手順は、以下のようになる。先ず、制御部９によって直流電源６を制御して、電圧計８によって測定される参照電極５Ａと参照電極５Ｂとの間の電位差Ｖが０になるまで、付加電極４Ａから発生する印加電流値Ｉｏａを増加させる。そして、解析部１０は、参照電極５Ａと参照電極５Ｂとの間の電位差Ｖが０のときに入力された印加電流値Ｉｏａに基づいて、印加電流値Ｉｏａが０のときの通常時における犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０の推定値を求める。例えば、電位差Ｖが０のときの印加電流値Ｉｏａの２倍の値を、通常時における犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０の推定値とする。

本実施形態において、第１実施形態と同様に、表１に示される境界条件の下で上記数１の支配方程式を解く数値解析を行う。本数値解析においても第１実施形態の場合と同じで、金属構造物１の材質を鋼とし、犠牲陽極３の材質をアルミニウムとする。また、付加電極４Ａは、点Ｏを中心として、犠牲陽極３を４５°だけ回転させた位置にあるとする。本数値解析の計算領域ＣＡは、図３に示される第１実施形態における数値解析の計算領域ＣＡと同じである。

本数値解析によって求めた、犠牲陽極３及び付加電極４Ｂから金属構造物１に流出する電流値Ｉａ−Ｉｏａと、付加電極４Ａから金属構造物１に流出する電流値Ｉｏａとが釣り合っているときの電位分布は、図７のようになる。図７の横軸は計算領域ＣＡ上の点の位置を、その点と金属構造物１の基準線ＢＬとが成す角（°）で表しており、縦軸は電位（Ｖ）である。図７の実線は基準線ＢＬから反時計回りに回転した位置における電位分布を示しており、点線は基準線ＢＬから時計回りに回転した位置における電位分布を示している。図７に示される電位分布は、基準線に関して対称になっていることが確認できる。

本数値解析によって求めた、犠牲陽極３から発生する電流値Ｉａと、付加電極４Ａから印加される電流値Ｉｏａと、通常時における犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０は、表３のようになる。

表３の（１）はＩｏａ＝０のときの各電流値を示しており、表３の（２）は犠牲陽極３及び付加電極４Ｂから金属構造物１に流出する電流値Ｉａ−Ｉｏａと、付加電極４Ａから金属構造物１に流出する電流値Ｉｏａとが釣り合っているときの各電流値を示している。表３の（２）のＩ０の列に示される値Ｉ０´＝２．４０３（Ａ）は、通常時における犠牲陽極３から発生する電流の推定値で、印加電流値Ｉｏａを単純に２倍することで求めた値である。

本実施形態において、数値解析によって求めた通常時における犠牲陽極３から発生する電流の推定値はＩ０´＝２．４０３（Ａ）で、第１実施形態において、数値解析によって求めた通常時における犠牲陽極３から発生する電流の推定値はＩ０´＝３．６４７（Ａ）である。実際の通常時における犠牲陽極３から発生する電流値がＩ０＝２．１９５（Ａ）であることから、本実施形態では印加電流値Ｉｏａを単純に２倍するだけで、第１実施形態よりも通常時における犠牲陽極３から発生する電流の推定値の精度が向上したことが確認できる。

通常時における犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０の推定値を求める際に、金属構造物１の表面近傍の電位の上昇量を考慮して補正することによって、印加電流値Ｉｏａを単純に２倍にして求めた推定値よりも、推定値の精度をより向上させることができる。

参照電極５Ａ及び参照電極５Ｂの間の電位差Ｖが０のときの印加電流値及び金属構造物１の表面近傍の電位をＩｏａ及びφｃｂａｌとし、印加電流値Ｉｏａが０の通常時における金属構造物１の表面近傍の電位をφｃ０、金属構造物１の自然電位を−βｃとする。補正を行った通常時における犠牲陽極３から発生する電流値の推定値Ｉｃｏｍｐは、下記数７で与えられる。
（数７）
Ｉｃｏｍｐ＝２（φｃ０−βｃ）Ｉｏａ／（φｃｂａｌ−βｃ）
ここで、参照電極５Ａ及び参照電極５Ｂの間の電位差Ｖが０の金属構造物１の表面近傍の電位φｃｂａｌ、印加電流値Ｉｏａが０の通常時における金属構造物１の表面近傍の電位φｃ０、金属構造物１の自然電位−βｃは、電圧計測器等によって計測する必要がある。

第２実施形態において行われた数値解析の結果を用いて、数７によって、通常時における犠牲陽極３から発生する電流の推定値Ｉｃｏｍｐを求めてみると、結果は表４のようになる。

ここで、付加電極４Ａから発生する印加電流値Ｉｏａは１．２０１（Ａ）であり、通常時における金属構造物１の表面近傍の電位φｃ０を０．７５４（Ｖ）、電位差Ｖが０のときの金属構造物１の表面近傍の電位φｃｂａｌを０．７６３（Ｖ）としている。

金属構造物１の自然電位βｃを０．６７（Ｖ）とすると、通常時における犠牲陽極３から発生する電流の推定値はＩｃｏｍｐ＝２．１５９（Ａ）となる。印加電流値Ｉｏａを単純に２倍して求めた推定値がＩ０´＝２．４０３（Ａ）であることから、数７によって求めた推定値Ｉｃｏｍｐは、実際の通常時における犠牲陽極３から発生する電流値Ｉ０＝２．１９５（Ａ）に近づいていることが確認できる。

また、金属構造物１の自然電位βｃを計測するのは困難であるため、表４には、金属構造物１の自然電位βｃを±０．０２（Ｖ）変動させたときの推定値Ｉｃｏｍｐを示してある。βｃ＝０．６９（Ｖ）のとき、推定値Ｉｃｏｍｐ＝２．０９２（Ａ）となり、実際の電流値Ｉ０＝２．１９５（Ａ）からのずれが大きくなっているが、それでも誤差の範囲は１０％程度になっている。

このように、第１実施形態及び第２実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置において、解析部１０が、参照電極５Ａ及び参照電極５Ｂの間の電位差Ｖが０のときの印加電流値Ｉｏａから、上記数７によって通常時における犠牲陽極３から発生する電流値の推定値Ｉｃｏｍｐを求めるようにすることによって、推定値の精度を向上させることができる。

数７を用いて犠牲陽極３から発生する電流値の推定値Ｉｃｏｍｐを求めるには、計測が困難な金属構造物１の自然電位βｃが必要になる。そこで図８に示されるように、電流を印加するための更に別の付加電極４Ｃを設置するようにして、犠牲陽極３から発生する電流値の推定値Ｉｃｏｍｐを求める方法が有る。印加電流値Ｉｏａが０で、付加電極４Ｃから電流が印加されていない通常時における金属構造物１の表面近傍の電位をφｃ０とする。そして、付加電極４Ｃから電流が印加されていないときの、参照電極５Ａ及び参照電極５Ｂの間の電位差Ｖが０のときの印加電流値及び金属構造物１の表面近傍の電位をＩｏａ及びφｃｂａｌとし、付加電極４Ｃから電流が印加されたときの対称な電位分布が形成されたとき、即ち参照電極５Ａ及び参照電極５Ｂの間の電位差Ｖが０のときの印加電流値及び金属構造物１の表面近傍の電位をＩｏａ´及びφｃｂａｌ´とする。犠牲陽極３から発生する電流値の推定値Ｉｃｏｍｐは、下記数８によって求めることができる。

上記数８を用いることによって、金属構造物１の自然電位βｃを計測しないで、犠牲陽極３から発生する電流値の推定値Ｉｃｏｍｐを求めることができる。

なお、図８では犠牲陽極３近傍の付加電極４Ｂから犠牲陽極３と対称な位置にある付加電極４Ａに電流を印加するようにした第２実施形態の場合に、更に別の付加電極４Ｃを設置するようにした例を示しているが、上記数８は第２実施形態に限らず、金属構造物と付加電極の間に電流を印加する第１実施形態において、付加電極４Ｃを設置した場合にも適用することができる。

第１実施形態及び第２実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置において、測定対象電極を、金属構造物１を構成する金属よりもイオン化傾向が高い（卑）金属で構成された犠牲陽極３としている。しかし、本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定方法及び電流測定装置では、測定対象電極は犠牲陽極に限らず、金属構造物を構成する金属よりもイオン化傾向が小さい（貴）金属で構成された犠牲陰極であっても良い。測定対象電極は、金属構造物との間で電流が流れるようになっている任意の電極であって良い。また、本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定方法及び電流測定装置において、測定対象電極が設置されている構造物は金属構造物に限らず、測定対象電極との間で測定すべき電流が流れるようになっている任意の構造物であって良い。

第１実施形態及び第２実施形態では、金属構造物１を円筒形にしたが、本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定方法及び電流測定装置では、測定対象電極が設置された構造物は任意の形状であって良い。測定対象電極が設けられる部分の構造物の表面形状は、例えば図９に示されるように、測定対象電極３が形成する電位分布と付加電極４が形成する電位分布が対称になるように、構造物１の測定対象電極３の近傍の領域（例えば図９の点線で示される円３０内の領域）で対称であることが望ましい。

また、本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定方法及び電流測定装置では、測定対象電極と、測定対象電極が形成する電位分布と対称な電位分布を形成するための付加電極は、同一平面上に無くても良い。測定対象電極が形成する電位分布と、付加電極が形成する電位分布は、点対称、或いは面対称になれば良い。

本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定方法及び電流測定装置において、付加電極を複数設置するようにしても良い。例えば図１０の例では２個の付加電極を設けており、付加電極４Ｅを設けて、付加電極４Ｅが無いときとは別の条件で、測定対象電極３が形成する電位分布と、付加電極４Ｄが形成する電位分布とが対称になるようにしている。また、図１１の例では３個の付加電極を設けており、測定対象電極３及び付加電極４Ｈが形成する電位分布と、付加電極４Ｆ及び付加電極４Ｇが形成する電位分布とが対称になるようにして、対称な電位分布が形成されたときの、付加電極４Ｆ及び付加電極４Ｇから印加される電流値と、付加電極４Ｈから印加される電流値とを測定して、通常時における測定対象電極３からの電流の推定値を求めるようにしている。このとき、付加電極の形や位置が対称になっていなくても、付加電極の代表長さ程度離れた位置で、電位分布が対称になっていれば良い。なお、図１０及び図１１における楕円の線は、電位の等高線を模式的に表したものである。

第１実施形態及び第２実施形態では、対称な電位分布が形成されていることを検知するために、２つの対称な位置に参照電極５Ａ及び参照電極５Ｂを設置して、参照電極５Ａと参照電極５Ｂの間の電位差を測定するようにしている。しかし、本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定方法及び電流測定装置では、参照電極の数は２つに限定されず、対称な電位分布が形成されていることを検知するために２つ以上の複数の参照電極を設置し、各参照電極の電位を測定するようにしても良い。また、参照電極を移動させることによって、対称な電位分布が形成されていることを検知するようにしても良い。

以上の説明では、対称な電位分布が形成されたときの付加電極に印加された電流値から、測定対象電極の電流の推定値を求めるようにしている。しかし、本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定方法及び電流測定装置では、図１２に示されるように、測定対象電極３が形成する電位分布と、付加電極４が形成する電位分布とが反対称になるようにして、電位分布が反対称になったときの付加電極に印加された電流値から、測定対象電極３からの電流の推定値を求めるようにしても良い。図１２（ａ）は測定対象電極３と付加電極４の配置例を示す図であり、楕円の線は電位の等高線を模式的に表したものである。図１２（ｂ）は線分ＢＢ´上の電位分布を模式的に示す図である。

本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定方法及び電流測定装置を、図１３に示されるような装置で検証する実験を行った。本検証実験において、海２１中に設置された防食対象の金属構造物１Ａ及び１Ｂは、束ねられた２本のステンレス製のパイプで、パイプの長さは１．８ｍ、直径は５ｃｍである。金属構造物１Ａ及び１Ｂの近傍にアルミ製の犠牲陽極３を設置し、金属構造物１Ａ及び１Ｂと犠牲陽極３を導線で繋げて、その導線上には電流計９を設置する。通常時に犠牲陽極３から発生する電流値の実測値は、電流計９によってＩ０＝１６４ｍＡと測定された。

更に本検証実験では、金属構造物１Ａ及び１Ｂを中心として犠牲陽極３を１８０°回転させた位置に付加電極４Ａを設置し、犠牲陽極３の近傍に付加電極４Ｂを設置する。付加電極４Ａと付加電極４Ｂは導線で繋げて、その導線上には直流電源６と電流計７を設置する。測定対象電極３と付加電極４Ａ及び４Ｂによって形成される電位分布が対称になっていることを検知するために、付加電極４Ｂ及び付加電極４Ａから２０ｃｍ離れた位置に、それぞれ参照電極５Ａ及び参照電極５Ｂを設置し、参照電極５Ａと参照電極５Ｂは導線で繋げて、その導線上には電圧計８を設置する。参照電極５Ｂ、付加電極４Ａ、金属構造物１Ａ及び１Ｂ、犠牲陽極３、付加電極４Ｂ、参照電極５Ａは、この順番で同一平面上にあるように設置し、深さ約５ｍの海２１中に沈める。

本検証実験では、犠牲陽極３及び付加電極４Ｂが形成する電位分布と、付加電極４Ａが形成する電位分布が対称になるように、直流電源６で付加電極４Ｂと付加電極４Ａの間に電流を印加する。その結果、対称な電位分布が形成されたとき、即ち電圧計８で測定される参照電極５Ａと参照電極５Ｂの間の電位差が０ｍＶになったときの、電流計７によって測定された印加電流値はＩｏａ＝８６ｍＡとなった。従って、本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定方法及び電流測定装置では、通常時に測定対象電極３から発生する電流値は、Ｉｏａの２倍の値で、Ｉ０´＝１７２ｍＡと推定される。推定値Ｉ０´＝１７２ｍＡの実測値Ｉ０＝１６４ｍＡに対する誤差は４．８％であり、本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定方法及び電流測定装置は、実用的に十分な精度で測定対象電極からの電流値を測定できることが確認できる。

本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置の具体的な例を図１４及び図１５に示す。図１４に示される装置では、円筒形の鋼管杭４１が金属構造物、アルミ陽極４３が犠牲陽極、アルミ管４４Ａ及び銅管４４Ｂが付加電極に対応している。銅管４４Ｂからアルミ管４４Ａの向きに電流が印加されるようになっており、アルミ陽極４３及び銅管４４Ｂが形成する電位分布と、アルミ管４４Ａが形成する電位分布が対称になっているのを検知するために、参照電極４５Ｉ、参照電極４５ＩＩ、参照電極４５ＩＩＩの３つの参照電極が設けられている。アルミ管４４Ａの位置が鋼管杭４１からみてアルミ陽極４３に対して対称な位置に固定すると共に、銅管４４Ｂをアルミ陽極４３に近づけた状態でアルミ陽極４３と平行になるように固定するために、アルミ管４４Ａ、銅管４４Ｂ、参照電極４５Ｉ、４５ＩＩ、４５ＩＩＩはプラスチック製フレーム４６に装着し、プラスチック製フレーム４６はアルミ陽極４３に固定するようにしてある。

また、図１５に示される装置では、付加電極４４Ａ、付加電極４４Ｂと、参照電極４５Ｉ、参照電極４５ＩＩの２個の参照電極を設けるようにして、図１４に示される装置と同様に、プラスチック製フレームに付加電極４４Ａ、付加電極４４Ｂ、参照電極４５Ｉ、参照電極４５ＩＩを装着して、位置関係を固定するようにしてある。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

金属構造物に設置された犠牲陽極を示す図である。本発明の第１実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置の構成を示す図である。本発明の第１実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置において、数値解析を行う計算領域ＣＡを示すＡ−Ａ´面における断面図である。本発明の第１実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置において、数値解析によって求めた電位分布を示す図である。付加電極に電流を印加したときに、犠牲陽極を表面近傍の電位が上昇するメカニズムを説明する図である。本発明の第２実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置の構成を示す図である。本発明の第２実施形態に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置において、数値解析によって求めた電位分布を示す図である。別の付加電極を追加して、新たな条件で対称な電位分布を形成するようにした導電性の液体中における電極の電流測定装置の構成を模式的に示す図である。測定対象電極が設置される構造物の形状の例を示す図である。付加電極を複数設置するようにした場合の、付加電極の配置例を示す図である。付加電極を複数設置するようにした場合の、付加電極の配置例を示す図である。測定対象電極が形成する電位分布と、付加電極が形成する電位分布とが反対称になる場合の、測定対象電極と付加電極の配置例と、電位分布を示す図である。本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定方法及び電流測定装置を検証する実験で用いた装置の構成を示す図である。本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置の具体例を示す図である。本発明に係る導電性の液体中における電極の電流測定装置の具体例を示す図である。流電陽極方式による電気防食について説明する図である。犠牲陽極から発生する防食電流を、電圧降下法を用いて測定する装置の具体例を示す図である。

符号の説明

１金属構造物
３犠牲陽極、測定対象電極
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ、４Ｈ付加電極
５Ａ、５Ｂ、４５Ｉ、４５ＩＩ、４５ＩＩＩ参照電極
６直流電源
７電流計
８電圧計
９制御部
１０解析部
２０液体
４１鋼管杭
４３アルミ陽極
４４Ａアルミ管、付加電極
４４Ｂ銅管、付加電極
４６プラスチック製フレーム
ＢＬ基準線
ＣＡ計算領域

Claims

導電性の液体中の構造物に設置された測定対象電極からの電流値を測定する方法であって、
前記測定対象電極の近傍に１又は複数の付加電極を設置し、前記１又は複数の付加電極に電流を印加し、
前記測定対象電極と前記１又は複数の付加電極の周囲のそれぞれ１つ以上の位置において電位を測定し、前記測定対象電極の周りの電位分布と少なくとも１つの付加電極の周りの電位分布とは、相互に対称又は反対称な電位分布が形成されていることを検知できるようにし、
前記測定対象電極の周りの電位分布と対称又は反対称な電位分布が形成されているときの、前記相互に対称又は反対称な電位分布の数及び前記１又は複数の付加電極に印加した電流値に基づいて、前記測定対象電極からの電流の推定値を求めることを特徴とする導電性の液体中における電極の電流測定方法。
導電性の液体中の構造物に設置された測定対象電極からの電流値を測定する方法であって、
前記構造物の断面上にある基準線に関して、前記断面上の平面上にある前記測定対象電極と対称な位置に付加電極１を設置し、前記付加電極１と前記構造物の間に電流を印加し
、前記基準線に関して互いに対称な２つの位置の間の電位差を測定し、前記電位差が０のときの前記印加電流値に基づいて前記測定対象電極からの電流の推定値を求めることを特徴とする導電性の液体中における電極の電流測定方法。
導電性の液体中の構造物に設置された測定対象電極からの電流値を測定する方法であって、
前記構造物の断面上にある基準線に関して、前記断面上の平面上にある前記測定対象電極と対称な位置に付加電極１を設置すると共に、前記測定対象電極の近傍に付加電極２を設置し、前記付加電極２から前記付加電極１の向きに電流を印加し、前記基準線に関して互いに対称な２つの位置の間の電位差を測定し、前記電位差が０のときの前記印加電流値に基づいて前記測定対象電極からの電流の推定値を求めることを特徴とする導電性の液体中における電極の電流測定方法。
前記構造物の前記測定対象電極及び前記付加電極１の近傍の領域の形状が、前記測定対象電極及び前記付加電極１が形成する電位分布が対称になるように、前記基準線に関して対称になっている請求項２又は３に記載の導電性の液体中における電極の電流測定方法。
前記電位差を測定する前記２つの位置が、前記断面上の前記平面上にある請求項２乃至４のいずれか１項に記載の導電性の液体中における電極の電流測定方法。
前記付加電極に印加した電流値に基づいて前記測定対象電極からの電流の推定値を求めるに当たり、前記電位差が０のときの前記印加電流値の２倍の値を、前記測定対象電極からの電流の推定値とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の導電性の液体中における電極の電流測定方法。
前記電位差が０のときの前記印加電流値をＩｏａ、通常時の前記構造物の表面近傍の電位をφｃ０、前記電位差が０のときの前記構造物の表面近傍の電位をφｃｂａｌ、前記構造物の自然電位を−βｃとしたとき、前記測定対象電極からの電流の推定値Ｉｃｏｍｐを、
Ｉｃｏｍｐ＝２（φｃ０−βｃ）Ｉｏａ／（φｃｂａｌ−βｃ）
とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の導電性の液体中における電極の電流測定方法。
電流を印加するための付加電極３を、前記付加電極１及び２よりも構造物表面から離間した位置に設置し、
前記付加電極３から電流を印加しないときで、前記電位差が０のときの前記印加電流値をＩｏａ、前記電位差が０のときの前記構造物の表面近傍の電位をφｃｂａｌとし、
前記付加電極３から電流を印加したときで、前記電位差が０のときの前記印加電流値を
Ｉｏａ´、前記電位差が０のときの前記構造物の表面近傍の電位をφｃｂａｌ´とし、
通常時の前記構造物の表面近傍の電位をφｃ０としたとき、前記測定対象電極からの電
流の推定値Ｉｃｏｍｐを、
とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の導電性の液体中における電極の電流測定方法。
前記構造物が円筒型であり、前記基準線は前記構造物の前記断面である円の中心を通り、前記測定対象電極を前記円の中心を中心として回転させた位置に前記付加電極１、及び前記電位差を測定するための前記２つの位置があると共に、前記付加電極１、及び前記電位差を測定するための前記２つの位置が同一の円周上にある請求項２乃至８のいずれか１項に記載の導電性の液体中における電極の電流測定方法。
導電性の液体中の構造物に設置された測定対象電極からの電流値を測定する装置であっ
て、
前記測定対象電極の近傍に設置され、電流を印加するようになっている１又は複数の付加電極と、
前記付加電極と前記構造物の間に電流を印加するための直流電源と、
前記印加電流値を測定するための電流測定手段と、
前記測定対象電極と前記１又は複数の付加電極とのそれぞれの周囲に設置され、電位を測定するためのそれぞれ１つ以上の参照電極と、
前記参照電極間の電圧を測定する電圧測定手段と、
前記参照電極間の電位差を変動させるための前記直流電源を制御する制御部と、
前記電流測定手段で測定された印加電流値と前記電圧測定手段で測定された電位差とを入力する解析部とを備え、
前記解析部では、前記それぞれ１つ以上の参照電極間の電位によって、
前記測定対象電極の周りの電位分布と少なくとも１つの付加電極の周りの電位分布とが、相互に対称又は反対称な電位分布が形成されていることを検知して、
前記測定対象電極の周りの電位分布と対称又は反対称な電位分布が形成されているとき
の、前記１又は複数の付加電極に印加した電流値を出力し、
前記相互に対称又は反対称な電位分布の数及び前記出力された電流値に基づいて、前記測定対象電極からの電流の推定値を出力することを特徴とする導電性の液体中における電極の電流測定装置。
導電性の液体中の構造物に設置された測定対象電極からの電流値を測定する装置であっ
て、
前記構造物の断面上にある基準線に関して、前記断面上の平面上にある前記測定対象電極と対称な位置にある付加電極１と、前記付加電極１と前記構造物の間に電流を印加するための直流電源と、前記印加電流値を測定するための電流測定手段と、前記基準線に関して互いに対称な位置にある２つの参照電極１及び参照電極２と、前記参照電極１と前記参照電極２の間の電位差を測定する電圧測定手段と、
前記参照電極１と前記参照電極２との間の電位差が０になるように前記直流電源を制御する制御部と、
前記電流測定手段で測定された印加電流値と前記電圧測定手段で測定された電位差とを入力する解析部とを備え、
前記解析部は、前記参照電極１と前記参照電極２との間の電位差が０になるときの前記印加電流値を出力し、
前記出力された電流値に基づいて、前記印加電流値が０の時の前記測定対象電極からの電流の推定値を出力することを特徴とする導電性の液体中における電極の電流測定装置。
導電性の液体中の構造物に設置された測定対象電極からの電流値を測定する装置であっ
て、
前記構造物の断面上にある基準線に関して、前記断面上の平面上にある前記測定対象電
極と対称な位置にある付加電極１と、前記測定対象電極の近傍にある付加電極２と、前記付加電極２から前記付加電極１の向きに電流を印加するための直流電源と、前記印加電流値を測定するための電流測定手段と、前記基準線に関して互いに対称な位置にある２つの参照電極１及び参照電極２と、前記参照電極１と前記参照電極２の間の電位差を測定する電圧測定手段と、
前記参照電極１と前記参照電極２との間の電位差が０になるように前記直流電源を制御する制御部と、
前記電流測定手段で測定された印加電流値と前記電圧測定手段で測定された電位差とを入力する解析部とを備え、
前記解析部は、前記参照電極１と前記参照電極２との間の電位差が０になるときの前記印加電流値を出力し、
前記出力された電流値に基づいて、前記印加電流値が０の時の前記測定対象電極からの電流の推定値を出力することを特徴とする導電性の液体中における電極の電流測定装置。
前記構造物の前記測定対象電極及び前記付加電極１の近傍の領域の形状が、前記測定対象電極及び前記付加電極１が形成する電位分布が対称になるように、前記基準線に関して対称になっている請求項１１又は１２に記載の導電性の液体中における電極の電流測定装置。
前記参照電極１及び前記参照電極２が、前記断面上の前記平面上にある請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の導電性の液体中における電極の電流測定装置。
前記解析部が、前記付加電極に印加した電流値に基づいて前記測定対象電極からの電流の推定値を求めるに当たり、前記電位差が０のときの前記印加電流値の２倍の値を、前記測定対象電極からの電流の推定値とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の導電性の液体中における電極の電流測定装置。
前記電位差が０のときの前記印加電流値をＩｏａ、通常時の前記構造物の表面近傍の電位をφｃ０、前記電位差が０のときの前記構造物の表面近傍の電位をφｃｂａｌ、前記構造物の自然電位を−βｃとしたとき、
前記解析部は、前記測定対象電極からの電流の推定値Ｉｃｏｍｐを、
Ｉｃｏｍｐ＝２（φｃ０−βｃ）Ｉｏａ／（φｃｂａｌ−βｃ）
とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の導電性の液体中における電極の電流測定装置。
電流を印加するための付加電極３を、前記付加電極１及び２よりも構造物表面から離間した位置に更に備え、
前記付加電極３から電流を印加しないときで、前記電位差が０のときの前記印加電流値をＩｏａ、前記電位差が０のときの前記構造物の表面近傍の電位をφｃｂａｌとし、
前記付加電極３から電流を印加したときで、前記電位差が０のときの前記印加電流値をＩｏａ´、前記電位差が０のときの前記構造物の表面近傍の電位をφｃｂａｌ´とし、
通常時の前記構造物の表面近傍の電位をφｃ０としたとき、前記測定対象電極からの電流の推定値Ｉｃｏｍｐを、
とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の導電性の液体中における電極の電流測定装置。
前記構造物が円筒型であり、前記基準線は前記円筒型の前記断面である円の中心を通り、前記測定対象電極を前記円の中心を中心として回転させた位置に前記付加電極１、前記参照電極１、及び前記参照電極２を配置すると共に、前記付加電極１、前記参照電極１、及び前記参照電極２を同一の円周上に配置するようにした請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の導電性の液体中における電極の電流測定装置。