JP5912516B2 - Humidity evaluation method - Google Patents
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Description
本発明は、腐食評価方法及び湿度評価方法に関する。 The present invention relates to a corrosion evaluation method and a humidity evaluation method.
ACMセンサは、自己腐食型のセンサであり、金属表面の水膜に流れる腐食電流を計測する構成を有している。そして、このACMセンサの出力電流量を解析することにより、環境の腐食性を定量的に評価することが行われている。 The ACM sensor is a self-corrosion sensor and has a configuration for measuring a corrosion current flowing in a water film on a metal surface. Then, the corrosiveness of the environment is quantitatively evaluated by analyzing the output current amount of the ACM sensor.
本発明は、より高精度の腐食評価と湿度評価を行うことができる腐食評価方法及び湿度評価方法を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a corrosion evaluation method and a humidity evaluation method capable of performing more accurate corrosion evaluation and humidity evaluation.
上記課題を解決する本発明の腐食評価方法は、環境の腐食性を評価する腐食評価方法であって、温度と、湿度と、海塩粒子量と、ACMセンサの腐食電流量との相関関係を予め求めておくステップと、前記環境の温度と、湿度と、海塩粒子量とを測定するステップと、該測定した温度と、湿度と、海塩粒子量とに基づいて環境の腐食電流量を算出するステップと、を含むことを特徴としている。 The corrosion evaluation method of the present invention that solves the above problem is a corrosion evaluation method for evaluating the corrosiveness of the environment, and correlates the temperature, the humidity, the amount of sea salt particles, and the amount of corrosion current of the ACM sensor. The step of determining in advance, the step of measuring the temperature, humidity and the amount of sea salt particles in the environment, and the amount of corrosion current in the environment based on the measured temperature, humidity and the amount of sea salt particles. And a step of calculating.
本発明によれば、環境の湿度と海塩粒子量に加えて環境の温度も要件として、腐食電流量との相関関係を求めているので、腐食電流量を精度良く算出でき、環境の腐食性を正確に評価できる。例えば、直接風雨に晒されない屋内などの温和な環境では腐食電流量が小さく、ACMセンサを用いて実測した場合にはその出力値が小さくなり、精度が低下するおそれがあるが、環境の湿度及び海塩粒子量に加えて温度も要件とすることによって、温和な環境でも精度のよい腐食電流量を算出できる。 According to the present invention, since the temperature of the environment in addition to the humidity of the environment and the amount of sea salt particles is a requirement, the correlation with the amount of corrosion current is obtained. Can be evaluated accurately. For example, in a mild environment such as indoors that is not directly exposed to wind and rain, the amount of corrosion current is small, and when measured using an ACM sensor, the output value may be small and accuracy may be reduced. By making the temperature a requirement in addition to the amount of sea salt particles, an accurate corrosion current amount can be calculated even in a mild environment.
上記課題を解決する本発明の湿度評価方法は、環境の湿度を評価する湿度評価方法であって、温度と、湿度と、海塩粒子量と、ACMセンサの腐食電流量との相関関係を予め求めておくステップと、前記環境を予め設定された海塩粒子量に調整するステップと、該環境の下で、温度とACMセンサの腐食電流量とを測定するステップと、該測定した温度と、ACMセンサの腐食電流量と、予め設定された海塩粒子量とに基づいて環境の湿度を算出するステップとを含むことを特徴としている。 The humidity evaluation method of the present invention that solves the above-mentioned problem is a humidity evaluation method for evaluating the humidity of the environment, and the correlation between the temperature, the humidity, the amount of sea salt particles, and the amount of corrosion current of the ACM sensor is previously determined. Obtaining the step, adjusting the environment to a preset amount of sea salt particles, measuring the temperature and the amount of corrosion current of the ACM sensor under the environment, the measured temperature, And calculating a humidity of the environment based on the amount of corrosion current of the ACM sensor and a preset amount of sea salt particles.
本発明によれば、環境の湿度と海塩粒子量に加えて環境の温度も要件として、腐食電流量との相関関係を求めているので、湿度を精度良く算出でき、環境の湿度を正確に評価できる。例えば、高分子膜タイプの湿度計は、高湿度域にて誤差が大きくなるのに対して、本発明で用いるACMセンサは、高湿度域においても精度は変化しない。また、高分子膜タイプの湿度計は、結露域において使用不可であるのに対して、本発明で用いるACMセンサは、結露域においても使用できる。従って、本発明の湿度評価方法は、より幅広い環境において湿度を算出することができる。 According to the present invention, in addition to the humidity of the environment and the amount of sea salt particles, the temperature of the environment is also a requirement, and the correlation with the amount of corrosion current is obtained. Therefore, the humidity can be accurately calculated, and the humidity of the environment can be accurately calculated. Can be evaluated. For example, while a polymer film type hygrometer has a large error in a high humidity region, the accuracy of an ACM sensor used in the present invention does not change even in a high humidity region. In addition, the polymer film type hygrometer cannot be used in the condensation region, whereas the ACM sensor used in the present invention can be used in the condensation region. Therefore, the humidity evaluation method of the present invention can calculate humidity in a wider environment.
本発明の湿度評価方法は、環境の海塩粒子量を調整するステップの前に、ACMセンサの基板表面に形成されている酸化皮膜を酸で洗浄して除去するステップを有することが好ましい。 The humidity evaluation method of the present invention preferably includes a step of removing the oxide film formed on the substrate surface of the ACM sensor by washing with an acid before the step of adjusting the amount of sea salt particles in the environment.
本発明の湿度評価方法によれば、測定の前準備として酸化皮膜を酸で洗浄して除去するので、酸化皮膜によるACMセンサの感度低下を防ぐことができる。また、複数のACMセンサを用いた場合や、同じACMセンサを繰り返し使用する場合に、感度のバラツキを防ぐことができる。 According to the humidity evaluation method of the present invention, since the oxide film is removed by washing with an acid as a preparation for measurement, it is possible to prevent a decrease in sensitivity of the ACM sensor due to the oxide film. In addition, when a plurality of ACM sensors are used or when the same ACM sensor is repeatedly used, variations in sensitivity can be prevented.
本発明によれば、環境の湿度と海塩粒子量に加えて環境の温度も要件として、腐食電流量との相関関係を求めているので、腐食電流量を精度良く算出でき、環境の腐食性を正確に評価できる。例えば、直接風雨に晒されない屋内などの温和な環境では腐食電流量が小さく、ACMセンサを用いて実測した場合にはその出力値が小さくなり、精度が低下するおそれがあるが、環境の湿度及び海塩粒子量に加えて温度も要件とすることによって、温和な環境でも精度のよい腐食電流量を算出できる。 According to the present invention, since the temperature of the environment in addition to the humidity of the environment and the amount of sea salt particles is a requirement, the correlation with the amount of corrosion current is obtained. Can be evaluated accurately. For example, in a mild environment such as indoors that is not directly exposed to wind and rain, the amount of corrosion current is small, and when measured using an ACM sensor, the output value may be small and accuracy may be reduced. By making the temperature a requirement in addition to the amount of sea salt particles, an accurate corrosion current amount can be calculated even in a mild environment.
<第1実施の形態>
次に、第1実施の形態について説明する。
図1は、ACMセンサの構成を説明する図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のII−II線断面の一部を拡大して模式的に示す図である。
<First embodiment>
Next, a first embodiment will be described.
1A and 1B are diagrams illustrating the configuration of an ACM sensor, in which FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a diagram schematically showing an enlarged part of a section taken along line II-II in FIG.
ACMセンサ1は、対象金属からなる基板2の表面に絶縁膜3と導電膜4を積層した構造を有している。本実施の形態では、基板2はZn、導電膜3はAgにより構成されており、それぞれ導線が引き出されて、図示していない計測器(ACMロガー)に接続されている。
The ACM
ACMセンサ1は、基板2の略中央位置で櫛歯状に基板表面2aが露出して全体として円形を有する検出部5を有している。この検出部5の基板表面2aと導電膜4との間に水膜が形成されて両者間が連結されると、腐食電流が生じて計測器で計測することができる。この腐食電流は、腐食量と相関があり、腐食速度の定量評価に用いることができる。
The ACM
本実施の形態における腐食評価方法は、例えば直接風雨に晒されない屋内などの温和な環境の腐食性を評価するのに適している。 The corrosion evaluation method in the present embodiment is suitable for evaluating the corrosiveness of a mild environment such as indoors that is not directly exposed to wind and rain.
ACMセンサ1は、従来は例えば橋梁や構造物などの屋外環境を対象とした評価に主に用いられていた。このような直接風雨に晒される屋外などの厳しい環境では、腐食電流量が大きく、ACMセンサ1の出力値も大きい。したがって、ACMセンサ1の精度に対する温度の影響は少なく、温度の違いによる差は腐食速度の予測に殆ど影響を与えないと考えられていた。したがって、例えば図6に示すように、従来のパラメータスタディでは、温度T(℃)という環境因子は考慮されておらず、湿度RH(%)と海塩粒子量Ws(g/m2)からACMセンサ1の出力値(μA)を算出して腐食性の評価を行っていた。
Conventionally, the ACM
しかしながら、例えば直接風雨に晒されない梱包箱内や輸送コンテナ内、屋内などの温和な環境では、腐食電流量Iは微量であり、ACMセンサ1の出力値も小さいので、温度の影響も大きい。したがって、このような温和な環境において、従来のパラメータスタディを適用した場合には腐食電流量Iの精度が低くなり、精度のよい腐食性評価が得られないおそれがある。
However, for example, in a mild environment such as a packing box, a transport container, or an indoor environment that is not directly exposed to wind and rain, the corrosion current amount I is very small, and the output value of the ACM
本実施の形態における腐食評価方法は、上記の点に鑑みてなされたものであり、環境の腐食性を評価する腐食評価方法であって、温度Tと、湿度RHと、海塩粒子量Wsと、ACMセンサの腐食電流量Iとの相関関係を予め求めておくステップS1と、環境の温度Tと、湿度RHと、海塩粒子量Wsとを測定するステップS2と、測定した温度Tと、湿度RHと、海塩粒子量Wsに基づいて腐食電流量Iを算出するステップS3とを含む。 The corrosion evaluation method in the present embodiment has been made in view of the above points, and is a corrosion evaluation method for evaluating the corrosiveness of the environment, which includes temperature T, humidity RH, and sea salt particle amount Ws. Step S1 for obtaining a correlation with the corrosion current amount I of the ACM sensor in advance, Step S2 for measuring the environmental temperature T, the humidity RH, and the sea salt particle amount Ws, the measured temperature T, Step S3 for calculating the corrosion current amount I based on the humidity RH and the sea salt particle amount Ws.
[ステップS1]
ステップS1では、温度Tと、湿度RHと、海塩粒子量Wsと、ACMセンサ1の腐食電流量Iとの相関関係を予め求めておく。図2〜図4は、温度Tと、湿度RHと、海塩粒子量Wsと、ACMセンサ1の腐食電流量Iとの相関関係を示すグラフの一例であり、図2は、海塩粒子量Wsなし、図3は、海塩粒子量Wsが1×10−3(g/m2)、図4は、海塩粒子量Wsが1×10−2(g/m2)の場合における、温度Tと、湿度RHと、ACMセンサ1の腐食電流量Iとの相関関係を示すグラフである。
[Step S1]
In step S1, a correlation among the temperature T, the humidity RH, the sea salt particle amount Ws, and the corrosion current amount I of the ACM
温度Tと、湿度RHと、海塩粒子量Wsと、ACMセンサ1の腐食電流量Iとの相関関係は、温度Tと、湿度RHと、海塩粒子量Wsのパラメータを用いて実験的に導き出した。例えば、温度Tは、−30℃から80℃、湿度RHは1%〜100%、海塩粒子量Wsは、0(g/m2)、1×10−4(g/m2)、1×10−3(g/m2)、1×10−2(g/m2)に設定した。
The correlation between the temperature T, the humidity RH, the sea salt particle amount Ws, and the corrosion current amount I of the
[ステップS2]
ステップS2では、環境の温度Tと、湿度RHと、海塩粒子量Wsとを測定する。環境の温度Tと湿度RHの測定は、計測器(ACMロガー)にそれぞれ接続されている温湿度計(図示せず)により、ACMセンサ1と同期して所定時間毎(例えば10分間隔)に1回行われる。
[Step S2]
In step S2, environmental temperature T, humidity RH, and sea salt particle amount Ws are measured. The temperature T and humidity RH of the environment are measured at predetermined time intervals (for example, every 10 minutes) in synchronism with the ACM
海塩粒子量Wsは、例えば、QCM(Quartz Crystal Microbalance:水晶微小天秤)センサにより測定される(図示せず)。QCMセンサは、水晶振動子の共振周波数が、電極上の質量変化によって変化することを利用したものであり、1ng/cm2オーダーの質量変化を検出できる。QCMセンサによって、実暴露前後に共振周波数を測定し、その差から電極表面の付着物量(海塩粒子量)を求めることができる。QCMセンサは、Au電極を使用しているが、Auは腐食しないので、測定される電極上の質量の変化は、付着物量(電解質+非電解質)になり、電解質は、海塩と考えられる。海塩は、湿度RH90%において自身の質量の5.5倍の水分を吸うので、乾燥状態と湿度RH90%との質量差として吸着水量を求め、これを5.5で除すことで海塩粒子量を測定できる。
The sea salt particle amount Ws is measured by a QCM (Quartz Crystal Microbalance) sensor (not shown), for example. The QCM sensor utilizes the fact that the resonance frequency of the crystal resonator changes due to the mass change on the electrode, and can detect a mass change of the order of 1 ng / cm 2 . With the QCM sensor, the resonance frequency is measured before and after actual exposure, and the amount of deposits (sea salt particle amount) on the electrode surface can be obtained from the difference. The QCM sensor uses an Au electrode, but since Au does not corrode, the change in mass on the electrode to be measured becomes the amount of deposit (electrolyte + non-electrolyte), and the electrolyte is considered to be sea salt. Sea salt absorbs 5.5 times its own mass at a humidity of
[ステップS3]
ステップS3では、ステップS2で測定した温度Tと、湿度RHと、海塩粒子量Wsとを用いて相関関係に基づき腐食電流量Iを算出する。海塩粒子量1×10−2(g/m2)までの全ての海塩粒子量Wsに対する腐食電流量Iへの換算は、近似式を用いて行うことが可能であり、温度T、湿度RH、腐食電流量Iがわかっていれば、海塩粒子量Wsへの換算も可能である。下記の式(1)は、海塩粒子量1×10−3(g/m2)と1×10−4(g/m2)との間の値を腐食電流量Iに換算する近似式の一例である。
logWs=1+Log(I[T,RH]/I[3,T,RH])/Log(I[3,T,RH]/I[4,T,RH]) ・・・(1)
ここで、Ws:海塩粒子量
I[T,RH]:ACMセンサの実測値(T:温度、R:湿度)
I[3,T,RH]:1×10−3(g/m2)のT,RHでのセンサ出力値
I[4,T,RH]:1×10−4(g/m2)のT,RHでのセンサ出力値
[Step S3]
In step S3, the corrosion current amount I is calculated based on the correlation using the temperature T measured in step S2, the humidity RH, and the sea salt particle amount Ws. Conversion to the corrosion current amount I with respect to all the sea salt particle amounts Ws up to the sea
logWs = 1 + Log (I [T, RH] / I [3, T, RH]) / Log (I [3, T, RH] / I [4, T, RH]) (1)
Where Ws: Sea salt particle amount
I [T, RH]: ACM sensor actual measurement (T: temperature, R: humidity)
I [3, T, RH]: Sensor output value at T and RH of 1 × 10 -3 (g / m 2 )
I [4, T, RH]: 1 × 10 -4 (g / m 2 ) sensor output value at T, RH
本実施の形態における腐食評価方法によれば、環境の湿度RHと海塩粒子量Wsに加えて環境の温度Tも要件として、腐食電流量Iとの相関関係を求めているので、腐食電流量Iを精度良く算出でき、環境の腐食性を正確に評価できる。従って、錆び易さの環境調査を行う上で、どこの環境が錆び易いのかを比較することができる。そして、環境調査を行った環境と同一の環境を試験室等で再現することができる。また、乾燥剤や防錆剤の有無や使用量など、部品物流を行う上での梱包仕様の検討に活用できる。 According to the corrosion evaluation method in the present embodiment, the correlation between the environmental current RH and the sea salt particle amount Ws as well as the environmental temperature T is required, and the correlation with the corrosion current amount I is obtained. I can be calculated accurately, and the corrosiveness of the environment can be accurately evaluated. Therefore, it is possible to compare which environment is likely to rust in conducting an environmental survey of rusting ease. Then, the same environment as the environment surveyed can be reproduced in a test room or the like. It can also be used to examine packaging specifications for parts logistics, such as the presence or absence and use of desiccants and rust inhibitors.
<第2実施の形態>
次に、第2実施の形態について説明する。尚、第1実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図5は、湿度評価方法の実施例を説明する図である。本実施の形態における湿度評価方法では、ACMセンサ1と温度計11を用いる。
FIG. 5 is a diagram for explaining an embodiment of the humidity evaluation method. In the humidity evaluation method in the present embodiment, the
ACMセンサ1の検出部5(図1を参照)には、予め設定された量の海塩粒子が付着されている。ACMセンサ1には、検出部5を外側から覆う大きさの円筒形状を有するカバー部材6が取り付けられている。カバー部材6の下端部は、ACMセンサ1に密着してシールされた状態で固定されており、検出部5がカバー部材6の中心穴内に露出している。
A predetermined amount of sea salt particles is attached to the detection unit 5 of the ACM sensor 1 (see FIG. 1). The
カバー部材6の上端部は、透湿シート7によって閉塞されている。透湿シート7は、水分は通すが、海塩粒子は通さない構成を有している。温度計11は、例えば熱電対により構成されている。温度計11の出力値は、図示していない計測器(ACMロガー)に入力される。
The upper end portion of the
本実施の形態における湿度評価方法は、温度Tと、湿度RHと、海塩粒子量Wsと、ACMセンサ1の腐食電流量Iとの相関関係を予め求めておくステップS11と、環境を予め設定された海塩粒子量Wsに調整するステップS12と、その環境の下で、温度TとACMセンサ1の腐食電流量Iとを測定するステップS13と、その測定した温度Tと、ACMセンサ1の腐食電流量Iと、その予め設定された海塩粒子量Wsに基づいて、環境の湿度RHを算出するステップS14とを含むことを特徴としている。
In the humidity evaluation method in the present embodiment, the environment is set in advance in step S11 in which the correlation among the temperature T, the humidity RH, the sea salt particle amount Ws, and the corrosion current amount I of the
[ステップS11]
ステップS11では、温度Tと、湿度RHと、海塩粒子量Wsと、ACMセンサ1の腐食電流量Iとの相関関係が予め求められる。ステップS11の内容は、第1実施の形態におけるステップS1と同様なのでその詳細な説明は省略する。
[Step S11]
In step S11, a correlation among the temperature T, the humidity RH, the sea salt particle amount Ws, and the corrosion current amount I of the
[ステップS12]
ステップS12では、環境を予め設定された海塩粒子量に調整する処理が行われる。本実施の形態では、ACMセンサ1の検出部5に、予め設定された量の海塩粒子を付着させて、その外側をカバー部材6で覆い、透湿シート7により水分を通すが海塩粒子は通さないように構成されている。これにより、環境を予め設定された海塩粒子量に調整している。
[Step S12]
In step S12, processing for adjusting the environment to a preset amount of sea salt particles is performed. In the present embodiment, a predetermined amount of sea salt particles is attached to the detection unit 5 of the
[ステップS13]
ステップS13では、環境の温度TとACMセンサ1の腐食電流量Iとを測定する。温度Tは、温度計11により測定し、腐食電流量Iは、ACMセンサ1により測定する。測定結果は、計測器(ACMロガー)に記録される。
[Step S13]
In step S13, the environmental temperature T and the corrosion current amount I of the
[ステップS14]
ステップS13で測定した温度Tと、ACMセンサ1の腐食電流量Iと、検出部5に付着させることによって予め調整された海塩粒子量Wsとに基づいて、ステップS11で求めておいた相関関係に基づき、湿度RHを算出する。
[Step S14]
The correlation obtained in step S11 based on the temperature T measured in step S13, the corrosion current amount I of the
本実施の形態における湿度評価方法によれば、環境の湿度RHと海塩粒子量Wsに加えて環境の温度Tも要件として、腐食電流量Iとの相関関係を求めているので、湿度RHを精度良く算出でき、環境の湿度を正確に評価できる。 According to the humidity evaluation method in the present embodiment, since the environmental temperature RH and the sea salt particle amount Ws as well as the environmental temperature T are required, the correlation with the corrosion current amount I is obtained. It can be calculated with high accuracy and the environmental humidity can be accurately evaluated.
例えば、従来の高分子膜タイプの湿度計は、高湿度域にて誤差が10%〜15%と大きくなるが、ACMセンサ1は、高湿度域においても誤差が大きくなることはない。
For example, a conventional polymer film type hygrometer has an error as large as 10% to 15% in a high humidity region, but the
上記した表1は、ACMセンサ1の出力バラツキを±5%としたときのACMセンサ1の出力値(腐食電流量I)と湿度RHを示すものである。ACMセンサ1自体の出力バラツキは、校正時に5%以内に管理されており、そこからパラメータスタディを用いて湿度RHに換算した場合に、その誤差は、1%以内に収まる。したがって、ACMセンサ1を用いた湿度計の湿度誤差は1%であり、湿度を精度良く算出することができる。
Table 1 above shows the output value (corrosion current amount I) of the
従来の高分子膜タイプの湿度計は、結露域において使用不可であるが、ACMセンサ1は、結露域においても使用できる。従って、本実施の形態における湿度評価方法は、より幅広い環境において湿度を算出することができる。
Although the conventional polymer film type hygrometer cannot be used in the condensation region, the
なお、本実施の形態における湿度評価方法は、環境の海塩粒子量を調整するステップS12の前に、ACMセンサ1の基板表面2aに形成されている酸化皮膜を除去するステップを有することが好ましい。酸化被膜の除去は、基板表面2aを酸で洗浄することによって行うことができる。測定の前準備として酸化皮膜を除去することにより、酸化皮膜の形成によるACMセンサ1の感度低下を防ぐことができる。また、本実施の形態における湿度評価方法において、複数のACMセンサ1を用いた場合や、同じACMセンサ1を繰り返し使用する場合に、ACMセンサ1の感度バラツキを防ぐことができる。
In addition, it is preferable that the humidity evaluation method in this Embodiment has the step which removes the oxide film currently formed in the board |
尚、本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1 ACMセンサ
2 基板
3 絶縁膜
4 導電膜
5 検出部
6 カバー部材
7 透湿シート
11 温度計
DESCRIPTION OF
Claims (2)
温度と、湿度と、海塩粒子量と、ACMセンサの腐食電流量との相関関係を予め求めておくステップと、
前記環境を予め設定された海塩粒子量に調整するステップと、
該環境の下で、温度とACMセンサの腐食電流量とを測定するステップと、
該測定した温度と、ACMセンサの腐食電流量と、前記予め設定された海塩粒子量とに基づいて前記環境の湿度を算出するステップと、
を含むことを特徴とする湿度評価方法。 A humidity evaluation method for evaluating environmental humidity,
Obtaining a correlation among temperature, humidity, sea salt particle amount, and corrosion current amount of the ACM sensor in advance;
Adjusting the environment to a preset amount of sea salt particles;
Measuring the temperature and the amount of corrosion current of the ACM sensor under the environment;
Calculating the humidity of the environment based on the measured temperature, the amount of corrosion current of the ACM sensor, and the preset amount of sea salt particles;
The humidity evaluation method characterized by including.
Priority Applications (1)
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