JP6381167B1 - Corrosion rate measuring method and environmental monitoring device using ACM sensor - Google Patents
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Abstract
【課題】ACMセンサでは、雨がかからない大気環境での金属材料の腐食速度を求めることができるが、雨がかかる大気環境での金属材料の腐食速度については十分に検討されていない。雨がかかる大気環境においても腐食測定が可能で、かつACMセンサの寿命を延ばすことが可能なACMセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を提供する。【解決手段】ACMセンサ1を用いて腐食速度を、電流測定法と電位測定法との切り替えにより測定可能であり、ACMセンサ1に雨がかからない大気環境では、電流測定法を用いて測定し、ACMセンサ1に雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定する。【選択図】図3In an ACM sensor, the corrosion rate of a metal material in an atmospheric environment where rain does not occur can be obtained, but the corrosion rate of the metal material in an atmospheric environment where rain is not well studied. A corrosion rate measuring method and an environmental monitoring device using an ACM sensor that can measure corrosion even in an atmospheric environment where rain occurs and can extend the life of the ACM sensor. The corrosion rate can be measured using an ACM sensor 1 by switching between a current measurement method and a potential measurement method. In an atmospheric environment where the ACM sensor 1 is not subject to rain, the corrosion rate is measured using the current measurement method. In an atmospheric environment where the ACM sensor 1 is subject to rain, measurement is performed using a potential measurement method. [Selection] Figure 3
Description
この発明は、大気環境中に曝される構造物の大気腐食をモニタリングするACMセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置に関する。 The present invention relates to a corrosion rate measuring method and an environmental monitoring apparatus using an ACM sensor for monitoring atmospheric corrosion of a structure exposed to the atmospheric environment.
長期間にわたって自然環境に曝される構造物、例えば橋梁、標識、街灯、水門、送電鉄塔、船舶・自動車および樋門などは、大気に存在する水分、酸素、腐食性ガスおよび塩類などの要因により腐食が進行するため、定期的に腐食状況を点検し、所定の耐久性を維持させる必要がある。そこで、構造物の腐食状況を把握するために、構造物の腐食環境性を測定する腐食測定装置が開発されている。 Structures that are exposed to the natural environment for a long period of time, such as bridges, signs, street lamps, sluice gates, power transmission towers, ships / automobiles and locks, are affected by factors such as moisture, oxygen, corrosive gases and salts present in the atmosphere. Since corrosion progresses, it is necessary to periodically check the corrosion status and maintain a predetermined durability. Therefore, in order to grasp the corrosion state of the structure, a corrosion measuring apparatus for measuring the corrosion environment property of the structure has been developed.
例えば、特許文献1には、絶縁部を介して二つの異種金属を配置し、大気中に存在する水分で両金属間が連結されたことに起因して流れる電流値を測定する、いわゆるガルバニック対を利用したACMセンサ(Atmospheric Corrosion Monitor)が提案されている。このACMセンサは、例えば、炭素鋼板を切り出してアノードとし、このアノード上に絶縁部を介してカソードを塗布することにより形成されている。このACMセンサは、ガルバニックカップルの間に水分が付着し、これによりアノードとカソードとの間に流れる電流を測定することで、構造物の腐食環境性を高精度に測定することができる。 For example, Patent Document 1 discloses a so-called galvanic pair in which two dissimilar metals are arranged via an insulating portion and a current value flowing due to the connection between the two metals by moisture existing in the atmosphere is measured. There has been proposed an ACM sensor (Atmospheric Corrosion Monitor) utilizing the above. This ACM sensor is formed, for example, by cutting out a carbon steel plate as an anode and applying a cathode on the anode via an insulating portion. In this ACM sensor, moisture adheres between galvanic couples, whereby the current flowing between the anode and the cathode is measured, whereby the corrosive environment of the structure can be measured with high accuracy.
また、例えば、非特許文献1には、「大気腐食はどこまでわかってきたかACMセンサを利用して」として、ACMセンサの原理及びACMセンサの実用化あるいは同センサによる種々の大気環境の腐食性評価法についての開示がある。 In addition, for example, Non-Patent Document 1 states that “how far atmospheric corrosion has been known using an ACM sensor”, the principle of the ACM sensor and the practical use of the ACM sensor, or the corrosive evaluation of various atmospheric environments using the sensor. There is disclosure about the law.
このACMセンサは、自己腐食型のセンサであるので、アノードを構成する基板である炭素鋼などの腐食が生じることで、さび層の腐食抑制効果や、絶縁層の剥離が生じ、センサ性能を維持できないため、センサの寿命を延ばすことが必要とされる。 Since this ACM sensor is a self-corrosion type sensor, corrosion of carbon steel, which is the substrate that constitutes the anode, causes corrosion inhibition of the rust layer and peeling of the insulating layer, maintaining sensor performance. It is not possible to extend the life of the sensor.
このようなACMセンサでは、雨がかからない大気環境での金属材料の腐食速度を求めることができるが、雨がかかる大気環境での金属材料の腐食速度については十分に検討されていない。 Although such an ACM sensor can determine the corrosion rate of a metal material in an atmospheric environment in which rain does not occur, the corrosion rate of the metal material in an atmospheric environment in which rain is not sufficiently studied.
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、雨がかかる大気環境においても腐食測定が可能で、かつACMセンサの寿命を延ばすことが可能なACMセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and uses an ACM sensor capable of measuring corrosion even in rainy atmospheric environment and extending the life of the ACM sensor. An object is to provide a corrosion rate measuring method and an environmental monitoring device.
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is configured as follows.
請求項1に記載の発明は、絶縁層を介して一方側にアノードを、他方側にカソードを有し、前記アノードと前記カソード間が連結されたことに起因して出力し、前記アノードと前記カソードとの間の前記出力を測定するための単一のACMセンサを用いて腐食速度を測定する方法であって、
前記ACMセンサを用いて腐食速度を、電流測定法と電位測定法との切り替えにより測定可能であり、
前記ACMセンサに雨がかからない大気環境では、電流測定法を用いて測定し、
前記ACMセンサに雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定し、
前記電流測定法と前記電位測定法を用いて測定した出力に基づき腐食速度を得ることを特徴とするACMセンサを用いた腐食速度測定方法である。
The invention according to claim 1 has an anode on one side and a cathode on the other side through an insulating layer, and outputs because the anode and the cathode are connected. A method for measuring the corrosion rate using a single ACM sensor for measuring said output to and from a cathode, comprising :
Corrosion rate can be measured by switching between current measurement method and potential measurement method using the ACM sensor,
In an atmospheric environment where the ACM sensor is not subject to rain, measurement is performed using a current measurement method,
In an atmospheric environment where the ACM sensor is subject to rain, measurement is performed using a potential measurement method ,
A corrosion rate measurement method using an ACM sensor, wherein a corrosion rate is obtained based on an output measured by using the current measurement method and the potential measurement method .
請求項2に記載の発明は、前記ACMセンサにより雨がかりを検出し、
前記雨がかりの検出情報に基づいて、前記電流測定法と前記電位測定法との切り替えにより測定可能であることを特徴とする請求項1に記載のACMセンサを用いた腐食速度測定方法である。
The invention according to claim 2 detects raining by the ACM sensor,
2. The corrosion rate measurement method using an ACM sensor according to claim 1 , wherein measurement is possible by switching between the current measurement method and the potential measurement method based on the detection information of the rain gutter.
請求項3に記載の発明は、腐食の進行が速い雨がかる期間では、前記電位測定法に切り替えることを特徴とする請求項1に記載のACMセンサを用いた腐食速度測定方法である。 According to a third aspect of the invention, in advanced fast rain mow period corrosion, a corrosion rate measuring method using the ACM sensor according to claim 1, characterized in that switching to the potential measuring method.
請求項4に記載の発明は、絶縁層を介して一方側にアノードを、他方側にカソードを有し、前記アノードと前記カソード間が連結されたことに起因して出力し、前記アノードと前記カソードとの間の前記出力を測定するための単一のACMセンサと、
前記ACMセンサに接続して出力を測定する測定計と、を備え、
前記測定計は、
電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定部と、
電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定部と、
大気環境に応じて、前記電流測定部と前記電位測定部を切り替える切替部と、を有し、
前記ACMセンサを用いて前記電流測定法と前記電位測定法により腐食速度を測定して環境モニタリングを得ることを特徴とする環境モニタリング装置である。
The invention according to claim 4 has an anode on one side and a cathode on the other side through an insulating layer, and outputs because the anode and the cathode are connected. a single ACM sensor for measuring the output between the cathode,
A measuring instrument connected to the ACM sensor to measure the output,
The meter is
A current measurement unit that measures current output using a current measurement method;
A potential measurement unit that measures a potential difference using a potential measurement method;
A switching unit that switches between the current measuring unit and the potential measuring unit according to an atmospheric environment,
An environmental monitoring apparatus characterized in that environmental monitoring is obtained by measuring a corrosion rate by the current measuring method and the potential measuring method using the ACM sensor.
請求項5に記載の発明は、前記ACMセンサにより雨がかりを検出し、
前記切替部は、
前記雨がかりの検出情報に基づいて、前記電流測定部と前記電位測定部を切り替えることを特徴とする請求項4に記載の環境モニタリング装置である。
The invention according to claim 5 detects raining by the ACM sensor,
The switching unit is
Based on the detection information of Gakari the rain, an environmental monitoring apparatus according to claim 4, characterized in that switching the potential measuring unit and the current measuring unit.
請求項6に記載の発明は、前記切替部は、
腐食の進行が速い雨がかる期間では、前記電位測定部に切り替えることを特徴とする請求項4に記載の環境モニタリング装置である。
According to a sixth aspect of the present invention, the switching unit is
The environmental monitoring device according to claim 4 , wherein the potential measuring unit is switched during a period of rain when the progress of corrosion is fast.
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。 With the above configuration, the present invention has the following effects.
請求項1乃至請求項6に記載の発明では、単一のACMセンサを用い、ACMセンサに雨がかからない大気環境では、電流測定法を用いて測定し、ACMセンサに雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定することで、雨がかかる大気環境においても腐食測定が可能で、かつACMセンサの寿命を延ばすことが可能である。 In the invention according to any one of claims 1 to 6 , a single ACM sensor is used. In an atmospheric environment where the ACM sensor does not rain, the current measurement method is used. In an atmospheric environment where the ACM sensor is rained, By using the potential measurement method, corrosion measurement can be performed even in rainy atmospheric environment, and the life of the ACM sensor can be extended.
以下、この発明のACMセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。 Embodiments of a corrosion rate measuring method and an environmental monitoring apparatus using the ACM sensor of the present invention will be described below. The embodiment of the present invention shows the most preferable mode of the present invention, and the present invention is not limited to this.
(環境モニタリング装置の基本構成)
環境モニタリング装置の基本構成を、図1及び図2に基づいて説明する。図1は環境モニタリング装置の平面図、図2は環境モニタリング装置の断面図である。
(Basic configuration of environmental monitoring device)
A basic configuration of the environmental monitoring apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a plan view of the environmental monitoring apparatus, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the environmental monitoring apparatus.
この環境モニタリング装置10は、ACMセンサ1と、ACMセンサ1にリード線11a,11bを介して接続してアノード2とカソード3との間の出力を測定する測定計12と、データロガー13を備え、測定した出力に基づき環境モニタリングを得る。 This environmental monitoring apparatus 10 includes an ACM sensor 1, a measuring meter 12 connected to the ACM sensor 1 via lead wires 11 a and 11 b and measuring an output between the anode 2 and the cathode 3, and a data logger 13. Obtain environmental monitoring based on the measured output.
このACMセンサ1は、アノード2と、カソード3とを有し、アノード2とカソード3との間の出力を測定するためのセンサであり、アノード2とカソード3との間に絶縁層4を介在させた。 This ACM sensor 1 has an anode 2 and a cathode 3, and is a sensor for measuring an output between the anode 2 and the cathode 3, and an insulating layer 4 is interposed between the anode 2 and the cathode 3. I let you.
アノード2は、鉄板、亜鉛メッキ鋼板、銅板などが用いられ、メッキ、合金であってもよい。カソード3は、銀(Ag)ないしはカーボン(C)を樹脂ペーストによって成形したものである。例えば、絶縁層4の表面にカソード3を、導電性ペーストをスクリーン印刷して熱硬化させて成形する。絶縁層4は、アノード2とカソード3とを絶縁する。 The anode 2 is an iron plate, a galvanized steel plate, a copper plate, or the like, and may be plated or alloyed. The cathode 3 is formed by molding silver (Ag) or carbon (C) with a resin paste. For example, the cathode 3 is formed on the surface of the insulating layer 4, and a conductive paste is screen-printed and thermally cured to form. The insulating layer 4 insulates the anode 2 and the cathode 3 from each other.
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態のACMセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を、図3に基づいて説明する。この実施の形態の環境モニタリング装置10は、第1のACMセンサ1及び第2のACMセンサ1を有する。第1のACMセンサ1にリード線11a1,11b1を介して接続して電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定計12a1と、第2のACMセンサ1にリード線11a2,11b2を介して接続して接続して電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定計12b1と、を備える。
(First embodiment)
A corrosion rate measuring method and an environmental monitoring apparatus using the ACM sensor of the first embodiment will be described with reference to FIG. The environment monitoring apparatus 10 according to this embodiment includes a first ACM sensor 1 and a second ACM sensor 1. A current measuring device 12a1 connected to the first ACM sensor 1 via lead wires 11a1 and 11b1 and measuring a current output using a current measuring method, and a second ACM sensor 1 via lead wires 11a2 and 11b2. And a potential measuring meter 12b1 that connects and connects to measure a potential difference using a potential measuring method.
この実施の形態では、第1のACMセンサ1のリード線11a1,11b1には、アノード2とカソード3との間を、非測定時に絶縁状態または導通状態を切り替えでき、測定時にはアノード2とカソード3を電流測定計12a1へ接続できる回路切替手段Aを備える。測定スイッチSW1は、リード線11a1を介してアノード2に接続され、接点aと接点bとの切り替えを行う。測定スイッチSW2は、切替スイッチSW3とリード線11b1を介してカソード3に接続され、接点cと接点dとの切り替えを行う。 In this embodiment, the lead wires 11a1 and 11b1 of the first ACM sensor 1 can be switched between an insulating state or a conducting state between the anode 2 and the cathode 3 at the time of non-measurement, and at the time of measurement, the anode 2 and the cathode 3 are switched. Is provided with circuit switching means A that can be connected to the current measuring meter 12a1. The measurement switch SW1 is connected to the anode 2 via the lead wire 11a1 and switches between the contact point a and the contact point b. The measurement switch SW2 is connected to the cathode 3 via the changeover switch SW3 and the lead wire 11b1, and switches between the contact point c and the contact point d.
測定時には、測定スイッチSW1を接点aと接続し、測定スイッチSW2を接点cと接続し、切替スイッチSW3を閉じ、電流測定計12a1によりアノード2とカソード3との間の電流を測定する。 At the time of measurement, the measurement switch SW1 is connected to the contact a, the measurement switch SW2 is connected to the contact c, the changeover switch SW3 is closed, and the current between the anode 2 and the cathode 3 is measured by the current meter 12a1.
非測定時には、測定スイッチSW1を接点bと接続し、測定スイッチSW2を接点dと接続して電流測定計12a1側と遮断する。切替スイッチSW3は、通常は閉じているが、開いてアノード2とカソード3との間を絶縁状態としてもよい。切替スイッチSW3を開き、アノード2とカソード3との間が絶縁状態であることで、非測定時にアノード2とカソード3との間が絶縁される。 At the time of non-measurement, the measurement switch SW1 is connected to the contact b, and the measurement switch SW2 is connected to the contact d to cut off from the current measuring meter 12a1 side. The change-over switch SW3 is normally closed, but may be opened to insulate between the anode 2 and the cathode 3. The changeover switch SW3 is opened, and the anode 2 and the cathode 3 are insulated from each other, so that the anode 2 and the cathode 3 are insulated at the time of non-measurement.
第2のACMセンサ1のリード線11a2,11b2にも同様に、アノード2とカソード3との間を、非測定時に絶縁状態または導通状態を切り替えでき、測定時にはアノード2とカソード3を電位測定計12b1へ接続できる回路切替手段Aを備える。測定スイッチSW1は、リード線11a2を介してアノード2に接続され、接点aと接点bとの切り替えを行う。測定スイッチSW2は、切替スイッチSW3とリード線11b2を介してカソード3に接続され、接点cと接点dとの切り替えを行う。 Similarly, the lead wires 11a2 and 11b2 of the second ACM sensor 1 can switch between the anode 2 and the cathode 3 in an insulating state or a conducting state when not measuring, and the anode 2 and the cathode 3 are connected to a potential meter when measuring. Circuit switching means A that can be connected to 12b1 is provided. The measurement switch SW1 is connected to the anode 2 via the lead wire 11a2 and switches between the contact point a and the contact point b. The measurement switch SW2 is connected to the cathode 3 via the changeover switch SW3 and the lead wire 11b2, and switches between the contact point c and the contact point d.
測定時には、測定スイッチSW1を接点aと接続し、測定スイッチSW2を接点cと接続し、切替スイッチSW3を閉じ、電位測定計12b1によりアノード2とカソード3との間の電位差を測定する。 At the time of measurement, the measurement switch SW1 is connected to the contact point a, the measurement switch SW2 is connected to the contact point c, the changeover switch SW3 is closed, and the potential difference between the anode 2 and the cathode 3 is measured by the potential measuring meter 12b1.
非測定時には、測定スイッチSW1を接点bと接続し、測定スイッチSW2を接点dと接続して電位測定計12b1側と遮断する。切替スイッチSW3は、通常は閉じているが、開いてアノード2とカソード3との間を絶縁状態としてもよい。切替スイッチSW3を開き、アノード2とカソード3との間が絶縁状態であることで、非測定時にアノード2とカソード3との間が絶縁される。 At the time of non-measurement, the measurement switch SW1 is connected to the contact b, and the measurement switch SW2 is connected to the contact d to cut off from the potential measuring meter 12b1 side. The change-over switch SW3 is normally closed, but may be opened to insulate between the anode 2 and the cathode 3. The changeover switch SW3 is opened, and the anode 2 and the cathode 3 are insulated from each other, so that the anode 2 and the cathode 3 are insulated at the time of non-measurement.
この実施の形態では、第1のACMセンサ1に雨がかからない大気環境では、電流測定計12a1により電流測定法を用いて測定し、第2のACMセンサ1に雨がかかる大気環境では、電位測定計12b1により電位測定法を用いて測定する。このように、環境モニタリング装置10は、アノード2と、カソード3とを有し、アノード2とカソード3との間の出力を測定するための第1のACMセンサ1及び第2のACMセンサ1を用いて腐食速度を測定し、環境モニタリングを得る。 In this embodiment, in the atmospheric environment where the first ACM sensor 1 is not rained, the current measurement is performed by the amperometer 12a1, and in the atmospheric environment where the second ACM sensor 1 is rained, the potential is measured. Measurement is performed using a potential measurement method with a total of 12b1. As described above, the environmental monitoring device 10 includes the anode 2 and the cathode 3, and includes the first ACM sensor 1 and the second ACM sensor 1 for measuring the output between the anode 2 and the cathode 3. Use to measure corrosion rate and get environmental monitoring.
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態のACMセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を、図4に基づいて説明する。この実施の形態の環境モニタリング装置10は、第1の実施の形態と同様に構成されるが、測定計12は、電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定部12aと、電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定部12bと、を有する。すなわち、測定計12に電流測定部12aと電位測定部12bを組み込んで、測定計12を一体化したコンパクトな構成としている。
(Second Embodiment)
A corrosion rate measuring method and environment monitoring apparatus using the ACM sensor of the second embodiment will be described with reference to FIG. The environment monitoring apparatus 10 of this embodiment is configured in the same manner as in the first embodiment, but the measurement meter 12 includes a current measurement unit 12a that measures a current output using a current measurement method, and a potential measurement method. A potential measuring unit 12b that measures a potential difference using That is, the current measuring unit 12a and the potential measuring unit 12b are incorporated in the measuring meter 12, and the measuring meter 12 is integrated.
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態のACMセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を、図5に基づいて説明する。この実施の形態の環境モニタリング装置10では、ACMセンサ1のリード線11a,11bの間に、回路切替手段Aを備える。回路切替手段Aは、電流出力測定の非測定時は通常短絡とするが、絶縁状態としてもよい。また、電位測定の非測定時は、常に絶縁状態とする。回路切替手段Aを構成する測定スイッチSW1は、リード線11aを介してアノード2に接続され、接点aと接点bとの切り替えを行う。測定スイッチSW2は、切替スイッチSW3とリード線11bを介してカソード3に接続され、接点cと接点dとの切り替えを行う。
(Third embodiment)
A corrosion rate measuring method and environment monitoring apparatus using the ACM sensor of the third embodiment will be described with reference to FIG. In the environment monitoring apparatus 10 of this embodiment, circuit switching means A is provided between the lead wires 11a and 11b of the ACM sensor 1. The circuit switching means A is normally short-circuited when current output measurement is not performed, but may be in an insulated state. In addition, when the potential measurement is not performed, the insulation state is always maintained. The measurement switch SW1 constituting the circuit switching means A is connected to the anode 2 through the lead wire 11a and switches between the contact point a and the contact point b. The measurement switch SW2 is connected to the cathode 3 via the changeover switch SW3 and the lead wire 11b, and switches between the contact c and the contact d.
測定時には、測定スイッチSW1を接点aと接続し、測定スイッチSW2を接点cと接続し、切替スイッチSW3を閉じ、測定計12によりアノード2とカソード3との間の出力を測定する。 At the time of measurement, the measurement switch SW1 is connected to the contact point a, the measurement switch SW2 is connected to the contact point c, the changeover switch SW3 is closed, and the output between the anode 2 and the cathode 3 is measured by the measuring meter 12.
非測定時には、測定スイッチSW1を接点bと接続し、測定スイッチSW2を接点dと接続して測定計12側と遮断する。切替スイッチSW3は、通常は閉じているが、開いてアノード2とカソード3との間を絶縁状態としてもよい。切替スイッチSW3を開き、アノード2とカソード3との間が絶縁状態であることで、非測定時にアノード2とカソード3との間が絶縁される。 At the time of non-measurement, the measurement switch SW1 is connected to the contact b, and the measurement switch SW2 is connected to the contact d to cut off from the measuring meter 12 side. The change-over switch SW3 is normally closed, but may be opened to insulate between the anode 2 and the cathode 3. The changeover switch SW3 is opened, and the anode 2 and the cathode 3 are insulated from each other, so that the anode 2 and the cathode 3 are insulated at the time of non-measurement.
測定計12は、電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定部12aと、電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定部12bと、電流測定部12aと電位測定部12bを切り替える切替部12cと、を有する。 The meter 12 includes a current measurement unit 12a that measures a current output using a current measurement method, a potential measurement unit 12b that measures a potential difference using a potential measurement method, and a switching that switches between the current measurement unit 12a and the potential measurement unit 12b. Part 12c.
切替部12cは、切替スイッチSW11,SW21を有する。切替スイッチSW11を接点aに接続し、切替スイッチSW21を接点cに接続することで、電流測定部12aにより電流測定法を用いて電流出力を測定する。一方、切替スイッチSW11を接点bに接続し、切替スイッチSW21を接点dに接続することで、電位測定部12bにより電位測定法を用いて電位差を測定する。 The switching unit 12c includes changeover switches SW11 and SW21. By connecting the changeover switch SW11 to the contact a and connecting the changeover switch SW21 to the contact c, the current measurement unit 12a measures the current output using the current measurement method. On the other hand, by connecting the changeover switch SW11 to the contact point b and connecting the changeover switch SW21 to the contact point d, the potential measurement unit 12b measures the potential difference using the potential measurement method.
この環境モニタリング装置10は、ACMセンサ1を用いて腐食速度を、電流測定法と電位測定法との切り替えにより測定可能であり、切替部12cは、切替スイッチSW11,SW21の操作により、電流測定部12aと電位測定部12bを切り替え、ACMセンサ1に雨がかからない大気環境では、電流測定法を用いて測定し、ACMセンサ1に雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定する。 The environmental monitoring apparatus 10 can measure the corrosion rate by switching between the current measurement method and the potential measurement method using the ACM sensor 1, and the switching unit 12c is operated by operating the changeover switches SW11 and SW21. 12a and the potential measuring unit 12b are switched to perform measurement using an electric current measurement method in an atmospheric environment where the ACM sensor 1 does not rain, and measure using an electric potential measurement method in an atmospheric environment where the ACM sensor 1 rains.
ACMセンサ1の電流出力は、水溶液中での腐食速度に対比しておらず安定性に欠ける。いっぽう、ACMセンサ1のアノード2とカソード3間電位差は腐食速度に対比しており電位差の再現性も高い。そのため、雨がかからない期間では従来技術の電流測定法を採用し、雨がかかる期間では電位測定に切り替える。また、ACMセンサ1に雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定し、この電位測定だと電流を流さないのでセンサ寿命を延ばすことができる。 The current output of the ACM sensor 1 is not compared with the corrosion rate in an aqueous solution and lacks stability. On the other hand, the potential difference between the anode 2 and the cathode 3 of the ACM sensor 1 is compared with the corrosion rate and the reproducibility of the potential difference is high. Therefore, the current measurement method of the prior art is adopted during a period when it does not rain, and is switched to the potential measurement during a period when it rains. Further, in an atmospheric environment where the ACM sensor 1 is rained, measurement is performed using a potential measurement method, and in this potential measurement, no current is passed, so that the sensor life can be extended.
(第4の実施の形態)
第4の実施の形態のACMセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を、図6に基づいて説明する。この実施の形態の環境モニタリング装置10は、図5の実施の形態と同様に構成されるが、降雨検出センサ20と、制御装置21を備える。降雨検出センサ20により雨がかりを検出し、検出情報を制御装置21に送る。制御装置21は、雨がかりの検出情報に基づいて、切替部12cを制御し、電流測定部12aと電位測定部12bを切り替える。
(Fourth embodiment)
A corrosion rate measuring method and environment monitoring apparatus using an ACM sensor according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. The environment monitoring device 10 of this embodiment is configured in the same manner as the embodiment of FIG. 5, but includes a rainfall detection sensor 20 and a control device 21. The rain detection sensor 20 detects rain and sends detection information to the control device 21. The control device 21 controls the switching unit 12c based on the rain detection information to switch between the current measuring unit 12a and the potential measuring unit 12b.
(第5の実施の形態)
第5の実施の形態のACMセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を、図7に基づいて説明する。この実施の形態の環境モニタリング装置10は、図6の実施の形態と異なり、ACMセンサ1により雨がかりを検出し、検出情報を制御装置21に送る。制御装置21は、雨がかりの検出情報に基づいて、切替部12cを制御し、電流測定部12aと電位測定部12bを切り替える。このように、ACMセンサ1は雨がかりを検出できるので、雨がかりを判断して自動的に電流測定部12aと電位測定部12bを切り替えて測定する。
(Fifth embodiment)
A corrosion rate measuring method and environment monitoring apparatus using an ACM sensor according to a fifth embodiment will be described with reference to FIG. Unlike the embodiment of FIG. 6, the environment monitoring device 10 of this embodiment detects raining by the ACM sensor 1 and sends detection information to the control device 21. The control device 21 controls the switching unit 12c based on the rain detection information to switch between the current measuring unit 12a and the potential measuring unit 12b. As described above, since the ACM sensor 1 can detect the rain, it determines the rain and automatically switches between the current measurement unit 12a and the potential measurement unit 12b for measurement.
ACMセンサ1により雨がかりを検出する実施の形態として、例えば、「ACMセンサによる環境腐食性評価」( 篠原 正、元田 慎一、押川 渡 物質・材料研究機構 材料基盤情報ステーション 東京海洋大学 琉球大学工学部)において記載される構成を用いることができる。 As an embodiment for detecting rain with the ACM sensor 1, for example, “Environmental Corrosion Evaluation by ACM Sensor” (Masashi Shinohara, Shinichi Motoda, Wataru Oshikawa Materials and Materials Research Organization, Materials Information Station, Tokyo University of Marine Science and Technology, University of the Ryukyus) ) Can be used.
すなわち、「ACMセンサによる環境腐食性評価」には、ACMセンサ出力の大きさと経時変化は降雨時と結露時とで異なるため、結露・乾燥および降雨の各期間を検出できるとし、図3 ACMセンサ主力の経時変化例が記載されており、この記載を図7(b)に示す。この図は、降雨時には、ACMセンサ1の出力が大きくなることを示しており、ACMセンサ1の出力が大きくなることから制御装置21は、雨がかりを検出することができ、切替部12cを制御し、電流測定部12aと電位測定部12bを切り替える。 That is, in the “environmental corrosivity evaluation by ACM sensor”, the magnitude and change over time of the ACM sensor output are different between the time of rain and the time of rain, so it is possible to detect each period of condensation / dry and rain. Examples of changes in the main force with time are described, and this description is shown in FIG. This figure shows that the output of the ACM sensor 1 increases during rain. Since the output of the ACM sensor 1 increases, the control device 21 can detect rain and controls the switching unit 12c. Then, the current measuring unit 12a and the potential measuring unit 12b are switched.
(第6の実施の形態)
第6の実施の形態のACMセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を、図8に基づいて説明する。この実施の形態の環境モニタリング装置10は、図6の実施の形態と同様に構成されるが、操作部22と、制御装置21を備える。操作部22は、ユーザーの手動で直接操作し、あるいは遠隔操作する。制御装置21は、操作情報に基づいて、切替部12cを制御し、電流測定部12aと電位測定部12bを切り替える。このようにして、腐食の進行が速い雨がかる期間では、電位測定部12bに切り替え電位測定法を用いて測定し、電位測定に切り替え電流を流さないことによって寿命を延ばすことができる。
(Sixth embodiment)
A corrosion rate measuring method and environment monitoring apparatus using an ACM sensor according to a sixth embodiment will be described with reference to FIG. The environment monitoring device 10 of this embodiment is configured in the same manner as the embodiment of FIG. 6, but includes an operation unit 22 and a control device 21. The operation unit 22 is directly operated manually by the user or remotely operated. Based on the operation information, the control device 21 controls the switching unit 12c to switch between the current measuring unit 12a and the potential measuring unit 12b. In this way, during the rainy period when the corrosion progresses quickly, it is possible to extend the life by measuring the potential measurement unit 12b using the switching potential measurement method and not passing the switching current to the potential measurement.
(実施形態)
ACMセンサのアノードとカソード間を無抵抗で測定する電流測定計と電位測定計を備えた環境モニタリング装置を用い、ACMセンサの出力から自動的に電流出力と電位差の測定を切り替えた。
(Embodiment)
Using an environmental monitoring device equipped with a current measuring meter and a potential measuring device for measuring the resistance between the anode and cathode of the ACM sensor without resistance, the measurement of the current output and the potential difference was automatically switched from the output of the ACM sensor.
NaCl溶液中の電流出力および電位差と腐食速度の関係を求めた。図9はNaCl溶液濃度と電位差および腐食率の関係を示す図である。図10はNaCl溶液濃度とACMセンサの電流出力および腐食率の関係を示す図である。図11はNaCl溶液濃度の低い側では電位差の変化に比べて電流出力の変化が乏しいことを示す図である。 The relationship between the current output and potential difference in the NaCl solution and the corrosion rate was determined. FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the NaCl solution concentration, the potential difference, and the corrosion rate. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the NaCl solution concentration, the current output of the ACM sensor, and the corrosion rate. FIG. 11 is a diagram showing that the change in current output is poor compared to the change in potential difference on the low NaCl solution concentration side.
図9及び図10において、腐食率に対して電位は相関があるが、電流はNaCl溶液濃度の高い側で相関が認められない。また、電位差は1−2cycleでも再現性が認められる。
図11の破線円内において、NaCl溶液濃度の低い側では電位差の変化は顕著だが電流出力の変化は乏しい。
9 and 10, the potential has a correlation with the corrosion rate, but the current has no correlation on the higher NaCl solution concentration side. Moreover, reproducibility is recognized even if the potential difference is 1-2 cycles.
In the broken-line circle in FIG. 11, the change in potential difference is remarkable on the side where the NaCl solution concentration is low, but the change in current output is poor.
[腐食測定]
この実施の形態の環境モニタリング装置は、環境モニタリングとして腐食測定を行うことができ、この測定を、図12乃至図14に基づいて説明する。図12は環境モニタリング装置の動作を示す図、図13はデータロガーの処理を示す図、図14は鉄の腐食速度と腐食測定装置の出力の日平均電気量(Q)の関係を示す図である。
[Corrosion measurement]
The environmental monitoring apparatus of this embodiment can perform corrosion measurement as environmental monitoring, and this measurement will be described with reference to FIGS. 12 is a diagram showing the operation of the environmental monitoring device, FIG. 13 is a diagram showing the data logger processing, and FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the corrosion rate of iron and the daily average electric quantity (Q) of the output of the corrosion measuring device. is there.
この環境モニタリング装置10は、長期間にわたって自然環境に曝される構造物、例えば橋梁、標識、街灯、水門および樋門、送電鉄塔、自動車などに設置される。構造物は、大気に存在する水分、酸素、腐食性ガスおよび塩類などの腐食成分と接触して腐食が進行するため、環境モニタリング装置10により構造物周辺の腐食環境性を測定し、構造物の腐食状況を把握するために用いられる。 The environmental monitoring device 10 is installed in a structure that is exposed to the natural environment for a long period of time, such as a bridge, a sign, a streetlight, a water gate and a lock gate, a power transmission tower, and an automobile. Since the structure is corroded by contact with corrosive components such as moisture, oxygen, corrosive gas, and salts existing in the atmosphere, the environmental monitoring device 10 measures the corrosive environmental property around the structure, Used to understand the corrosion status.
この環境モニタリング装置10は、2以上のACMセンサ1を設けてもよく、その場合には、それぞれのACMセンサ1にリード線11a,11bを接続し、それぞれのACMセンサ1をリード線11a,11bを介して1の測定計12に接続して出力を測定することもできる。以下、1のみのACMセンサ1を用いた場合について説明するが、2以上のACMセンサ1を用いる場合も同様である。 The environmental monitoring apparatus 10 may be provided with two or more ACM sensors 1. In this case, lead wires 11 a and 11 b are connected to the respective ACM sensors 1, and the respective ACM sensors 1 are connected to the lead wires 11 a and 11 b. The output can also be measured by connecting to one measuring meter 12 via Hereinafter, the case where only one ACM sensor 1 is used will be described, but the same applies to the case where two or more ACM sensors 1 are used.
このACMセンサ1は、環境因子により電気化学的に発生する出力電流値から腐食量を測定(推定)できるセンサであり、アノード2とカソード3間の絶縁抵抗が、例えば10MΩ以上、好ましくは1GΩ以上である。環境モニタリングセンサ1を大気中に暴露すると、例えば降雨や結露などによってアノード2とカソード3間に水膜が形成されてガルバニック電流が流れ、この電流を測定計12によって測定する。測定計12は、無抵抗電流計であり、測定した電流値をデータロガー13に送信する。この実施の形態では、測定計12は、電流計であるが、電位計に切り替えて測定した電位値をデータロガー13に送信するようにしてもよい。 The ACM sensor 1 is a sensor that can measure (estimate) the amount of corrosion from the output current value generated electrochemically due to environmental factors, and the insulation resistance between the anode 2 and the cathode 3 is, for example, 10 MΩ or more, preferably 1 GΩ or more. It is. When the environmental monitoring sensor 1 is exposed to the atmosphere, a water film is formed between the anode 2 and the cathode 3 due to, for example, rain or condensation, and a galvanic current flows. This current is measured by the meter 12. The meter 12 is a non-resistance ammeter and transmits the measured current value to the data logger 13. In this embodiment, the measurement meter 12 is an ammeter, but the potential value measured by switching to the electrometer may be transmitted to the data logger 13.
発生する電流の値は、水膜が接触するアノード2の腐食速度に比例し、その値の受信にはデータロガー13としてコンピュータ又はマイクロプロセッサを用いる。 The value of the generated current is proportional to the corrosion rate of the anode 2 in contact with the water film, and a computer or a microprocessor is used as the data logger 13 to receive the value.
以下、データロガー13の動作について説明する。データロガー13は、測定計12から、測定された電流値を受信する。電流値受信の時間間隔は、適宜に設計してよい。測定計12は、電流値を常時出力(測定)しているので、受信(計測)間隔を任意に設定可能である。例えば、10分につき1回とすることができる。 Hereinafter, the operation of the data logger 13 will be described. The data logger 13 receives the measured current value from the measuring meter 12. You may design the time interval of electric current value reception suitably. Since the meter 12 constantly outputs (measures) the current value, the reception (measurement) interval can be arbitrarily set. For example, it can be once every 10 minutes.
データロガー13は、環境モニタリング装置10またはデータロガー13に設けられたスイッチの操作によって処理を開始する。 The data logger 13 starts processing by operating a switch provided in the environment monitoring apparatus 10 or the data logger 13.
測定計12によって、電流値が測定され、データロガー13に送信される。データロガー13は測定値を受信する(ステップ71)。データロガー13は、測定値を記録する。 The current value is measured by the meter 12 and transmitted to the data logger 13. The data logger 13 receives the measurement value (step 71). The data logger 13 records the measured value.
データロガー13は、測定値に異常値があるか否かを判定する(ステップ72)。ここで、異常値であるか否かの判定は、値が測定計12に接続された湿度センサの値と相関があるか、ACMセンサ1では原理上ないマイナスの値かどうかによることができる。 The data logger 13 determines whether or not there is an abnormal value in the measured value (step 72). Here, the determination of whether or not the value is an abnormal value can be based on whether the value is correlated with the value of the humidity sensor connected to the measuring meter 12 or whether it is a negative value that is not in principle in the ACM sensor 1.
異常値が検出された場合、データロガー13は、警告を行う(ステップ73)。警告は、ディスプレイへの表示、音声の出力、その他適宜な手段で行うことができる。 If an abnormal value is detected, the data logger 13 issues a warning (step 73). The warning can be performed by displaying on a display, outputting sound, or any other appropriate means.
異常値検出の有無にかかわらず、データロガー13は、測定値を記録する(ステップ74)。この記録は、各種分析に役立てることができる。なお、記録と合わせてディスプレイへの表示を行ってもよい。 Regardless of whether or not an abnormal value is detected, the data logger 13 records the measured value (step 74). This record can be used for various analyses. In addition, you may display on a display with recording.
データロガー13は、何らかの終了条件が満たされた場合には、処理を終了する(ステップ75)。例えば、ACMセンサ1またはデータロガー13に設けられたスイッチの操作による場合である。ただし、継続的にモニタリングをするため、Noに分岐して継続的な処理を行うことが一般的である。 The data logger 13 ends the process when any end condition is satisfied (step 75). For example, this is the case when a switch provided on the ACM sensor 1 or the data logger 13 is operated. However, in order to monitor continuously, it is common to branch to No and perform a continuous process.
以上詳細に説明したように、ACMセンサ1は、アノード2とカソード3間に水膜が形成されてガルバニック電流が流れ、この電流を、測定計12によって測定する。電流は、腐食速度と相関関係があるので、大気環境の腐食性のモニタリングをリアルタイムで行うことができる。 As described above in detail, in the ACM sensor 1, a water film is formed between the anode 2 and the cathode 3, and a galvanic current flows. The current is measured by the meter 12. Since the electric current has a correlation with the corrosion rate, the corrosivity of the atmospheric environment can be monitored in real time.
大気環境の腐食性のモニタリングは、雨が直接かかる屋外においては、腐食測定装置の出力の大きさと経時変化とから、結露・乾燥・降雨の各期間を検出でき、それらの時間を測定できる。こうして求めたぬれ時間(降雨時間)は、湿度だけでなく付着海塩量にも依存し、「温度0℃以上で湿度80%以上」と気象条件だけで決まるとする国際標準化機構(ISO)方式では求めることができない。 The corrosive monitoring of the atmospheric environment can detect the periods of condensation, drying, and rainfall from the magnitude of the output of the corrosion measuring device and changes over time, and measure the time in outdoor locations where rain is directly applied. The wetting time (rainfall time) thus determined depends not only on humidity but also on the amount of attached sea salt, and is determined by only the meteorological conditions such as “temperature of 0 ° C or higher and humidity of 80% or higher”. It is not possible to ask.
雨が直接かからない環境では、鉄の腐食速度と腐食測定装置の出力の日平均電気量(Q)とには対応関係があり、海塩付着量や湿度条件などの環境条件によらず、日平均電気量(Q)から鉄の腐食速度を推定できる。 In an environment where there is no direct rain, there is a correspondence between the corrosion rate of iron and the daily average electricity (Q) of the output of the corrosion measuring device, regardless of the environmental conditions such as sea salt adhesion and humidity conditions. The corrosion rate of iron can be estimated from the quantity of electricity (Q).
このように、環境モニタリング装置10は、ACMセンサ1において得られる環境因子により電気化学的に発生する金属の腐食に基づく出力電流値から腐食量を測定(推定)でき、その出力電流を解析することにより、環境の腐食性を直接、かつ定量的に評価することが可能で、電流は腐食速度と相関関係があるので、大気環境の腐食性をモニタリングすることができる。 As described above, the environmental monitoring device 10 can measure (estimate) the amount of corrosion from the output current value based on the corrosion of the metal electrochemically generated by the environmental factors obtained in the ACM sensor 1, and analyze the output current. Thus, the corrosivity of the environment can be directly and quantitatively evaluated, and the current correlates with the corrosion rate, so that the corrosivity of the atmospheric environment can be monitored.
ここで、付着海塩量は、所定の海塩を、腐食測定装置に付着させ、出力および相対湿度RHの関係式を示す較正曲線を用いて付着海塩量を推定することができる。較正曲線から求められた式は、相対湿度RHに比例しているので、相対湿度RHは付着海塩量を求めるのに必要となる。 Here, the amount of attached sea salt can be estimated by attaching a predetermined sea salt to a corrosion measuring device and using a calibration curve showing a relational expression between output and relative humidity RH. Since the equation obtained from the calibration curve is proportional to the relative humidity RH, the relative humidity RH is necessary to obtain the amount of attached sea salt.
また、鉄の腐食速度と腐食測定装置の出力の日平均電気量(Q)は、図12に示すように、直線関係にある。したがって、日平均電気量(Q)から腐食速度を求めることができる。 Moreover, as shown in FIG. 12, the corrosion rate of iron and the daily average electric quantity (Q) of the output of the corrosion measuring device have a linear relationship. Therefore, the corrosion rate can be obtained from the daily average electricity (Q).
この発明は、ACMセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置に適用でき、雨がかかる大気環境においても腐食測定が可能で、かつACMセンサの寿命を延ばすことが可能である。 The present invention can be applied to a corrosion rate measuring method and an environment monitoring apparatus using an ACM sensor, and can measure corrosion even in an atmospheric environment where rain occurs, and can extend the life of the ACM sensor.
1 ACMセンサ
2 アノード
2a 酸化膜
3 カソード
4 絶縁層
10 環境モニタリング装置
11a,11b リード線
12 測定計
12a 電流測定部
12b 電位測定部
12c 切替部
13 データロガー
20 降雨検出センサ
21 制御装置
22 操作部
A 回路切替手段
1 ACM sensor 2 Anode 2a Oxide film 3 Cathode 4 Insulating layer
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Environment monitoring apparatus 11a, 11b Lead wire 12 Meter 12a Current measurement part 12b Electric potential measurement part 12c Switching part 13 Data logger 20 Rain detection sensor 21 Control apparatus 22 Operation part A Circuit switching means
Claims (6)
前記ACMセンサを用いて腐食速度を、電流測定法と電位測定法との切り替えにより測定可能であり、
前記ACMセンサに雨がかからない大気環境では、電流測定法を用いて測定し、
前記ACMセンサに雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定し、
前記電流測定法と前記電位測定法を用いて測定した出力に基づき腐食速度を得ることを特徴とするACMセンサを用いた腐食速度測定方法。 An anode on one side through an insulating layer having a cathode on the other side, due to the between the said anode cathode is connected to output, measuring the output between the anode and the cathode A method for measuring corrosion rate using a single ACM sensor to perform
Corrosion rate can be measured by switching between current measurement method and potential measurement method using the ACM sensor,
In an atmospheric environment where the ACM sensor is not subject to rain, measurement is performed using a current measurement method,
In an atmospheric environment where the ACM sensor is subject to rain, measurement is performed using a potential measurement method ,
A corrosion rate measurement method using an ACM sensor, wherein a corrosion rate is obtained based on an output measured using the current measurement method and the potential measurement method.
前記雨がかりの検出情報に基づいて、前記電流測定法と前記電位測定法との切り替えにより測定可能であることを特徴とする請求項1に記載のACMセンサを用いた腐食速度測定方法。 A rain sensor is detected by the ACM sensor,
The corrosion rate measurement method using an ACM sensor according to claim 1 , wherein measurement is possible by switching between the current measurement method and the potential measurement method based on the detection information of the rain gutter.
前記ACMセンサに接続して出力を測定する測定計と、を備え、
前記測定計は、
電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定部と、
電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定部と、
大気環境に応じて、前記電流測定部と前記電位測定部を切り替える切替部と、を有し、
前記ACMセンサを用いて前記電流測定法と前記電位測定法により腐食速度を測定して環境モニタリングを得ることを特徴とする環境モニタリング装置。 An anode on one side through an insulating layer having a cathode on the other side, due to the between the said anode cathode is connected to output, measuring the output between the anode and the cathode A single ACM sensor to
A measuring instrument connected to the ACM sensor to measure the output,
The meter is
A current measurement unit that measures current output using a current measurement method;
A potential measurement unit that measures a potential difference using a potential measurement method;
A switching unit that switches between the current measuring unit and the potential measuring unit according to an atmospheric environment,
An environmental monitoring apparatus characterized in that an environmental monitoring is obtained by measuring a corrosion rate by the current measuring method and the potential measuring method using the ACM sensor.
前記切替部は、
前記雨がかりの検出情報に基づいて、前記電流測定部と前記電位測定部を切り替えることを特徴とする請求項4に記載の環境モニタリング装置。 A rain sensor is detected by the ACM sensor,
The switching unit is
Based on the detection information of Gakari the rain, environmental monitoring apparatus according to claim 4, characterized in that switching the potential measuring unit and the current measuring unit.
腐食の進行が速い雨がかる期間では、前記電位測定部に切り替えることを特徴とする請求項4に記載の環境モニタリング装置。 The switching unit is
The environmental monitoring device according to claim 4 , wherein the potential measuring unit is switched during a period of rain when the progress of corrosion is fast.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017212262A JP6381167B1 (en) | 2017-11-01 | 2017-11-01 | Corrosion rate measuring method and environmental monitoring device using ACM sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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