JPH04235340A

JPH04235340A - 塗膜劣化診断装置

Info

Publication number: JPH04235340A
Application number: JP1286591A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kondo; 武近藤; Sumio Yamamoto; 澄夫山本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-01-09
Filing date: 1991-01-09
Publication date: 1992-08-24
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: JP2919091B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は塗膜の劣化度合を客観的
に判断できるようにした塗膜劣化診断装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】例えば変圧器、配電盤等の屋外に設置さ
れる機器では防蝕・美観向上等のために外装塗膜が形成
されるが、この塗膜は設置環境によって様々な速度で経
時的に劣化してゆくことが知られている。このような塗
膜の劣化を放置すれば、最終的には下地金属の腐食によ
る塗膜の剥落や錆の発生に至るから、機器の保全のため
には適当な時期に再塗装して新たな塗膜を形成する必要
がある。その再塗装の時期は、早過ぎれば経済的に無駄
が生じ、逆に遅過ぎれば下地の腐食に至ってかえってそ
の修復に手間取るからやはり経済的な負担が多くなった
り、機器の保全に悪影響を及ぼす。そこで、従来より、
この種の機器では、塗膜の劣化度合を定期的に診断し、
適切な再塗装の時期を判断するようにしている。

【０００４】この種の診断は、できるだけ客観的になさ
れて誰が行っても常に適切な判断が下されることが望ま
しい。ところが、従来では、塗膜の劣化を診断するため
に、はがれ、割れ、膨れ、錆等の各種の劣化状況につい
てその劣化度合が段階的に異なる種々の見本写真を予め
多数準備しておき、診断すべき実際の塗膜とこれらの各
見本写真とを作業者が対比観察するといった、判断自体
が観察者の主観により左右され易い方法がとられていた
。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本出願人は、
簡単な作業で客観的な判断結果を得ることができる塗膜
劣化診断装置を開発し、先に出願している（特願平２−
９３６３７号）。

【０００６】このものは、塗膜に宛がわれるプローブと
、このプローブと塗膜が形成された下地金属との間に電
圧を印加してプローブに流れる電流を検出するプリアン
プと、このプリアンプからの測定信号を処理し劣化度を
判断するパーソナルコンピュータなどから構成されてい
る。そして、パーソナルコンピュータのソフトウエア構
成により、前記電流測定結果から塗膜のインピーダンス
を検出し、その塗膜のインピーダンスが時間経過と共に
低下することに基づいて劣化度を判断するようになって
いる。

【０００７】ところが、本発明者らのその後のさらなる
研究によれば、測定時における塗膜の温度によって、検
出されるインピーダンスの値が大きく変化することが判
明した。このため、検出されたインピーダンスの値をそ
のまま処理するだけでは、劣化度の判断の確実性の点に
おいて未だ十分であるとはいえないのである。

【０００８】従って、本発明の目的は、塗膜の劣化診断
にあたって主観が入り込む余地をなくして常に適切な判
断が可能で、しかも作業を簡単かつ確実に行うことがで
きるものであって、より精度の高い劣化診断を行うこと
ができる塗膜劣化診断装置を提供するにある。

【０００９】［発明の構成］

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の塗膜劣化診断装
置は、塗膜の表面に宛われるプローブと、所定波形の電
圧を前記塗膜の下地金属と前記プローブとの間に印加す
る電圧印加手段と、前記塗膜を通じて前記プローブに流
れる電流を測定する電流測定手段と、この電流測定手段
の測定結果から前記塗膜のインピーダンスを検出する検
出手段と、この検出手段により検出された塗膜のインピ
ーダンスと入力された塗膜の温度とに基づいて塗膜の劣
化度を判断する判断手段とを具備した構成に特徴を有す
るものである。

【００１１】

【作用】上記手段によれば、下地金属とプローブとの間
に電圧印加手段により電圧を印加すると、プローブには
塗膜を通して電流が流れ、それが電流測定手段によって
測定され、さらにその測定結果から検出手段により塗膜
のインピーダンスが検出される。この塗膜のインピーダ
ンスは、塗膜の劣化度合と相関関係があることが知られ
ているから、印加した電圧・周波数等の条件と上記相関
関係とを考慮した所定の解析手順により、判断手段が塗
膜の劣化度を判断する。

【００１２】この場合、判断手段は、検出された塗膜の
インピーダンスのみならず、入力された塗膜の温度も考
慮した判断を行うものであるから、塗膜の温度によりイ
ンピーダンスが変化する事情があっても、正確な劣化度
の判断を行うことができるのである。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき図１乃至図８
を参照して説明する。１はいわゆるラップトップ形のパ
ーソナルコンピュータで、本体ケース（図示せず）内に
ＣＰＵ２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、ＦＤＤ（フロッピーデ
ィスクドライブ）５等を内蔵すると共に、液晶形のディ
スプレイ６及びキーボード７を備える一般的な構成であ
る。このパーソナルコンピュータ１の拡張スロット内に
は、Ｄ／Ａ変換機能及びＡ／Ｄ変換機能を備えるＩ／Ｆ
ボード８が挿入されている。

【００１４】一方、劣化診断を行おうとする塗膜９の表
面にはプローブ１０が宛われる。このプローブ１０は、
各種の構造のものが知られているので（例えば特開昭６
１−１０８９５４号公報参照）詳しく図示はしないが、
基本的には本体容器内に導電性ゲルをしみこませたスポ
ンジ状電極を収納すると共に、その本体容器の開口部周
縁に永久磁石を備えた構成で、永久磁石と下地金属１１
との間に作用する吸引力によってスポンジ状電極を塗膜
９の表面に密着させるようになっている。プローブ１０
から導出されたリード線と、下地金属１１に接続したリ
ード線とはプリアンプ１２に接続されており、プローブ
１０と下地金属１１との間に電圧を印加したときに塗膜
９を通じて流れる電流に応じた電圧信号を前記パーソナ
ルコンピュータ１のＩ／Ｆボード８に与えるようになっ
ている。即ち、プリアンプ１２は塗膜９を通じてプロー
ブ１０に流れる電流を測定するための電流測定手段とし
て機能する。この電流測定は塗膜９のインピーダンスを
測定することに相当し、プリアンプ１２は塗膜９の劣化
の度合いに応じて測定レンジを切替え得るようになって
おり、本実施例ではインピーダンスにして０．１ＭΩ〜
１００ＭΩ（電流にして０．０１μＡ〜１０μＡ）の範
囲が測定可能である。

【００１５】さて、上記構成の塗膜劣化診断装置にて塗
膜９の診断を行う手順について説明する。これにてパー
ソナルコンピュータ１が果たす機能が明らかにされる筈
である。

【００１６】まず、劣化診断を行う現場にパーソナルコ
ンピュータ１、プリアンプ１２及びプローブ１０を持ち
込み、プローブ１０を塗膜９の表面に宛ってプリアンプ
１２と共に図１に示すように接続する。そして、ＦＤＤ
５にフロッピーディスクを挿入し、測定プログラムを読
み込んで実行させる。このプログラムの実行の結果、プ
ローブ１０と下地金属１１との間に電圧が印加され、そ
の時に塗膜９に流れる電流がプリアンプ１２によって検
出され、その電流に応じた電圧信号がパーソナルコンピ
ュータ１のＩ／Ｆボード８に与えられるため、その電圧
信号がＩ／Ｆボード８のＡ／Ｄ変換機能によってデジタ
ル信号に変換される。そして、Ｉ／Ｆボード８からデジ
タル信号として与えられた測定インピーダンスに関する
データは、ＣＰＵ２の制御のもとでＦＤＤ５においてフ
ロッピーディスクに書き込まれる。なお、この様な塗膜
インピーダンスの測定は塗膜９の複数箇所について行わ
れ、また、この測定に併せてパーソナルコンピュータ１
のキーボード７から、測定時の塗膜９（機器）の温度Ｔ
、塗膜９の膜厚、プローブ１０の面積等の測定データを
入力しておき、これをフロッピーディスクに記録させて
おく。

【００１７】また、この場合、プローブ１０と下地金属
１１との間に印加される電圧の波形は、予めフロッピー
ディスク内に記憶されていたデジタル情報に基づき、Ｉ
／Ｆボード８のＤ／Ａ変換機能によって生成・合成され
るもので、従ってＩ／Ｆボード８は所定波形の電圧を塗
膜９の下地金属１１とプローブ１０との間に印加する電
圧印加手段として機能する。本実施例で印加される電圧
波形は、周波数が０．０１Ｈｚ〜１Ｈｚの範囲であって
、パワースペクトルＰが、

【００１８】

【数１】

【００１９】から

【００２０】

【数２】

【００２１】の間に存在するようにしている。パワース
ペクトルＰがＰ＝１／ｆとなるように合成した電圧波形
の一例を図３に示す。また、ここではこの電圧波形を構
成する各周波数成分の位相はランダム化してあってピー
ク電圧を極力抑えるようにしてある。測定周波数を０．
０１Ｈｚ〜１Ｈｚの範囲としたのは、この範囲での塗膜
インピーダンスＺの対数　ｌｏｇＺが図２に示すように
時間ｔに対し直線的関係を有することを見出したからで
ある。　ｌｏｇＺと時間ｔとが直線的関係を有するなら
、後述する劣化度の解析が容易且つ正確になる。また、
パワースペクトルＰが、

【００２２】

【数３】

【００２３】から

【００２４】

【数４】

【００２５】の間に存在するようにした理由は、本出願
人の出願に係る特開昭６２−１０２１４８号公報に詳述
されているように、測定電流を大きくする見地からは低
周波成分が多く高周波成分が少なくなることが好ましい
が測定誤差を小さくする見地からは高周波成分を過剰に
減らすことは好ましくないという事情に鑑みたものであ
る。従って、電圧波形をこの様なパワースペクトルＰを
有するように定めた結果、電流ひいては塗膜インピーダ
ンスの測定を高精度に行うことが可能になる。

【００２６】さて、上述したようなプローブ１０を用い
た測定が終了したら、次に診断プログラムをフロッピー
ディスクから読み出して実行させる。この診断プログラ
ムの実行手順は図５のフローチャートに示した通りであ
る。

【００２７】ステップＳ１：測定データの読み込みまず
フロッピーディスク内に記録された測定データが読み出
され、測定時の塗膜９の温度Ｔ、塗膜９の膜厚、プロー
ブ１０の面積等が確認のためにディスプレイ６に表示さ
れる。この後、確認操作を行うと、ディスプレイ６は初
期条件入力画面となる。

【００２８】ステップＳ２：初期条件入力ここでは、塗
膜の劣化状態を診断するための塗料種、使用年数、外観
状態、設置環境等についてそれら表すコードをキーボー
ド７から入力する。

【００２９】ステップＳ３：スムージングインピーダン
ス測定データのスムージングを行う。これは、現場で測
定されたインピーダンスデータは必ずしも各周波数に対
してインピーダンスが一様に変化していないことがある
ため、データのスムージングにより測定精度を向上させ
るためである。

【００３０】ステップＳ４：データ解析まず、スムージ
ングしたインピーダンスデータをもとに０．１Ｈｚの塗
膜インピーダンスＺ１　を求め、確認のために各周波数
ｆに対する塗膜インピーダンスＺ１　及びＣｘ（容量成
分）のグラフを作成・表示する。

【００３１】ステップＳ５：解析繰返しとミスデータの
判別塗膜インピーダンスＺ１　の測定は１台の機器について
複数箇所で行われるから、その測定箇所数だけ上述のデ
ータ解析を繰り返すと共に、各測定点での０．１Ｈｚの
塗膜インピーダンスＺ１　の平均値及び分散を計算し、
異常データを測定ミス等に起因するミスデータとして除
外する。

【００３２】ステップＳ６：塗膜インピーダンスＺ１　
の温度補正測定時における塗膜９の温度によって、検出されるイン
ピーダンスＺ１　の値が大きく変化する。このため、イ
ンピーダンスＺ１　の平均値に温度補正係数ｋを乗算し
て基準となる温度この場合２５℃下に換算した塗膜イン
ピーダンスＺ１′を算出する。

【００３３】図８は、３種類の塗膜９における温度Ｔ（
°Ｋ）の逆数とインピーダンスＺの対数　ｌｏｇＺとの
関係を調べた実測データである。この図８から明らかな
ように、ｌｏｇＺは、温度Ｔにより変化すると共に、そ
の変化の仕方は、約２５℃（約２９８゜Ｋ）を転移点と
した勾配の異なる２本の直線関係にあることが判明した
。従って、２５℃を基準温度とし、温度Ｔにて求められ
たインピーダンスＺ１　の値を、この基準温度２５℃に
おけるインピーダンス値に補正することとする。

【００３４】今、ステップＳ２にて入力された塗料種に
対応する塗膜９において、図７に示すような関係がある
とすると、温度補正係数ｋは次のようにして求められる
。すなわち、２５℃（２９８°Ｋ）におけるインピーダ
ンスをＺｋ　とすると、　ｌｏｇＺの値は、２５℃未満
のときには、

【００３５】

【数５】

【００３６】となり、２５℃以上のときには、

【００３
７】

【数６】

【００３８】となる。

【００３９】温度補正係数ｋは、ｋ＝Ｚｋ　／Ｚで表さ
れるから、上式より、温度Ｔが２９８°Ｋ（２５℃）未
満のときには、

【００４０】

【数７】

【００４１】となり、２９８°Ｋ（２５℃）以上のとき
には、

【００４２】

【数８】

【００４３】となる。

【００４４】ステップＳ７：寿命推定線図の作成ところ
で、既に述べたように、塗膜インピーダンスＺの対数　
ｌｏｇＺは時間ｔに対し直線的関係を有する。また、ス
テップＳ２にて入力された塗料種に対応する基準温度２
５℃下における初期インピーダンスＺ０　は既知データ
として記憶されており、また、ステップＳ２にて使用年
数が入力されている。従って、これらの情報から、図２
に示すように初期インピーダンスＺ０　の対数　ｌｏｇ
Ｚ０　と、検出された塗膜インピーダンスＺ１をもとに
基準温度下に換算された塗膜インピーダンスＺ１′の対
数　ｌｏｇＺ１′とを直線Ｌで結ぶことにより、寿命推
定線図を描くことができる。ここで余寿命ｔｒは、測定
時点ｔ１から直線Ｌの延長線が寿命ラインＲと交差する
点までの時間をいう。また、寿命ラインＲは、予め塗膜
の暴露試験或いは促進試験を行っておき、塗膜の劣化の
程度や下地金属の発錆の程度とその時の塗膜インピーダ
ンスＺとに基づき予め決定しておくことができる。なお
、寿命推定線図は、図６に示すように推定精度を考慮し
て時間軸をｔの二乗にて表してもよい。

【００４５】ステップＳ８：劣化度及び塗替え時期の予
測検出され温度補正された塗膜インピーダンスＺ１′の値
がどの範囲にあるかに基づき劣化度のランク付けがなさ
れる。ここでは、Ａ，Ｂ，Ｃの３段階に分けられ、ディ
スプレイ６に例えば図４に示すような表示がされる。

【００４６】ステップＳ９：劣化要因の推定この後、劣
化要因推定プログラムの起動操作がされた場合には、エ
キスパート推論を対話形式で実行し、塗膜インピーダン
スＺ１′の測定結果に基づき劣化要因が推定され、結果
がディスプレイ６に表示される。

【００４７】このように本実施例では、上述の診断プロ
グラムに従って動作するＣＰＵ２が塗膜インピーダンス
Ｚのデータに基づき解析作業を行って塗膜の劣化度を判
断する判断手段として機能し、またディスプレイ６にそ
の判断結果が表示されるようになっている。これにより
、誰が操作を行っても塗膜の劣化度について常に適切な
判断が可能であり、しかもその作業を簡単・正確に行う
ことができるようになるものである。

【００４８】そして、検出された塗膜のインピーダンス
Ｚ１　を基準温度下の値に換算した塗膜インピーダンス
Ｚ１′により劣化度の判断を行うようにしているので、
塗膜９の温度によりインピーダンスが変化する事情があ
っても、正確な劣化度の判断を行うことができるのであ
る。

【００４９】なお、上記実施例では、判断結果をディス
プレイ６に表示するようにしたが、本発明はこれに限ら
れず、例えばパーソナルコンピュータ１に接続したプリ
ンタによって判断結果をプリントアウトする構成として
もよい。また、汎用のパーソナルコンピュータを使用し
なくとも、ディスプレイ或いはプリンタを備えた専用機
として構成してもよいことは勿論である。更に、パーソ
ナルコンピュータ１に装着したＩ／Ｆボード８は必ずし
もＤ／Ａ変換機能及びＡ／Ｄ変換機能を備えるものとす
る必要はなく、第９図に示すように、Ｄ／Ａ変換及びＡ
／Ｄ変換のための回路１４を外付けにしてもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の塗膜劣化診断装置によれば、塗膜の劣化診断にあたっ
て主観が入り込む余地をなくして常に適切な判断が可能
で、しかも作業を簡単かつ確実に行うことができるもの
であって、測定時の塗膜の温度をも考慮したことにより
精度の高い劣化診断を行うことができるという優れた効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体のブロック図

【図
２】塗膜の寿命推定線図

【図３】塗膜に印加される電圧波形の例を示す波形図

【
図４】診断結果の表示例を示す図

【図５】診断プログラムのフローチャート

【図６】寿命
推定線図の異なる表示例を示す図

【図７】塗膜のインピ
ーダンスと温度との関係の一例を示す図

【図８】塗膜のインピーダンスと温度との関係の実測デ
ータを示す図

【図９】本発明の異なる実施例を示す図１相当図

【符号の説明】

１はパーソナルコンピュータ、２はＣＰＵ（判断手段）
、６はディスプレイ、８はＩ／Ｆボード（電圧印加手段
）、９は塗膜、１０はプローブ、１１は下地金属、１２
はプリアンプ（電流測定手段）である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　塗膜の表面に宛われるプローブと、所
定波形の電圧を前記塗膜の下地金属と前記プローブとの
間に印加する電圧印加手段と、前記塗膜を通じて前記プ
ローブに流れる電流を測定する電流測定手段と、この電
流測定手段の測定結果から前記塗膜のインピーダンスを
検出する検出手段と、この検出手段により検出された塗
膜のインピーダンスと入力された塗膜の温度とに基づい
て塗膜の劣化度を判断する判断手段とを具備してなる塗
膜劣化診断装置。