JPH06100572B2

JPH06100572B2 - 電解質電位測定装置

Info

Publication number: JPH06100572B2
Application number: JP60104097A
Authority: JP
Inventors: ピーターニコルソンジヨン
Original assignee: ジヨンピ−タ− ニコルソン
Priority date: 1985-05-17
Filing date: 1985-05-17
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPS61266950A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は電解質に含まれている構造体の電気的調査を行
う装置に関する。より詳しくは、本発明は前記調査装置
に回転可能に取付けられたホイール電極に関する。

〔従来の技術〕

鋼材で補強されたコンクリート構造体の電位調整は構造
体中に生ずる腐蝕の程度を検知するために通常行われ
る。これらの調査は強化コンクリート構造体の相対的に
平たい表面に沿って所定の位置における電位を測定する
ことによって行われる。これらの読取りすなわち測定は
３フィートから５フィートあるいはそれ以上格子状に分
割された距離において通常行われ、人手によって構造体
の図面表示上に描かれる。これらの測定はコンクリート
の表面上に銅・硫酸銅電極を人手によって置き、電極に
連結された電圧計あるいは電位差計上に表示された電位
を読むことによって行われる。

大きな表面が調査されなければならない時には、容易に
理解することができるように、この人手による調査は労
働費用の点で高価につくことになる。

アール・エル・ダビィス（R.L.Davis）による1961年３
月７日に発行された米国特許第2,974,276号は土地の電
位を調査するために必要とされる時間を減少することが
できるホイール電極を開示している。しかしこのダビィ
ス・ホイール電極はコンクリート構造体用として応用可
能ではない。このダビィス・ホイール電極は１対の誘電
体円盤を含んで成り、これら円盤の周面には多孔性誘電
体リムが取付けられる。１対の円盤の間には室が設けら
れ、その室の中に電解液が収容される。金属電極がホイ
ール電極の軸から吊下げられて、電解液を経てリムと電
気的に接触状態に保たれる。ダビィスの装置はホイール
電極の移動に比例した速度で動く鉄筆を用いることによ
って連続した基礎上の電圧測定を記録する。ダビィスの
装置はホイール電極に直接速度計ケーブルを連結してい
る。

ダビィス・ホイール電極についての１つの欠点は、リム
に良好な電気接触を提供するために、地中に塹壕状の溝
を掘ってその溝に電解液を充たしていることである。こ
のステップは労働費用の点で高価につき且つ孔を掘って
電解液をみたすことができない強化コンクリートや他の
電解質に対して応用することは非現実的である。ダビィ
スホイール電極をコンクリートに用いることの非現実性
は道路やコンクリートに対する読取りが下方に延びてい
る複数のスパイクで行われることを示すダビィス特許の
第７図において明らかである。

ダビィス特許についての他の欠点は、速度計ケーブルの
ホイール電極への連結がケーブルを回転させるためにホ
イールに近接して伝導機構が必要であるので、わずらわ
しいという事実である。さらに、この伝導機構は、不完
全な距離測定を生ずるような分野に用いられた時にごみ
で妨げられるようになる。

ダビィスホイール電極に取付けられた速度計ケーブルを
使用することの非現実性はさらに1973年10月に発行され
た雑誌マテリアルプロテクションアンドパーホマンス
（Materials Protection and Performance）第12巻第10
号49頁から59頁にダビィス氏によって書かれた記事にお
いて明らかである。その記事において、調査装置と対象
点との間に延びるワイヤが排出される速度に比例した速
度で装置の図表記録器を駆動するとしている。

ログ地（Rog et al）等による米国特許第4,322,805号
は、情報の記録が調査される長さに沿って所定の間隔を
あけた間隔で行われる電気的の方法と装置を開示する。
この方法は調査の間中に排出されるケーブルの長さを示
す一連の電気信号を発生するためにホール効果トランジ
スタ中に複数の磁石を用いることによって達成される。

排出されるケーブルの長さを測定することに伴う欠点は
この種タイプの測定では電極によって移動される距離、
したがって、測定が行われる位置に不正確さをもたらす
ことにある。このような不正確さはワイヤが置かれる地
面上に沿ってワイヤが緩んだり、からまったりし、ある
いはワイヤがその上を通らなければならない他の障害物
があることに基づく。さらに対象点から延ばされたワイ
ヤの長さを測定する手順は対象点に対して格子状マトリ
ックス位置において行われなければならない測定に対し
ては余り適するものではない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的はホイール電極を通る電解質の透過がコン
トロールされている、電解質に含まれている構造体の電
気的調査をする装置に用いるのに適したホイール電極を
提供することである。

本発明の他の目的は測定された電位に対する座標が直接
ホイール電極から測定される、電解質を有する構造体の
電気的調査をする装置に用いられるのに適したホイール
電極を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、電解質に含まれている構造体の電気的
調査をする装置に用いるホイール電極において、該ホイ
ール電極が、該ホイール電極の外周面に配置されて電解
液が透過可能な多孔性リム手段と、該多孔性リム手段に
連通するように構成された電解液収容室と、該電解液収
容室内に配置され前記電解質中の電解質電位を感知する
ように電解質に接触する金属電極手段を含んで成り、前
記多孔性リム手段が、少くとも１個の凹部を外周面に有
すると共に半径方向中心に向けて貫通する複数の孔を有
する誘導体リム構造体と前記少くとも１個の凹部に固定
されて所定の透過率を有する１個以上の多孔性部材から
成り、それによって電解液と連続導電性通路が電解質収
容室からホイール電極の外周面に向けて形成されている
ホイール電極によって達成される。

本発明のホイール電極において、前記多孔性リム手段の
周囲に電解質に直接接触するように弾性的な多孔性リム
カバー手段が配置されていると好ましい。弾性的な多孔
性リムカバー手段を設けることによって、本発明は電解
質に連続的に接触し、前記リムカバー手段の一時的な変
形によって電解質表面における不ぞろいを補償するホイ
ール電極を提供する。

加えて、ホイール電極は所定の間隔で間隔をあけて配置
された複数の凹部を有し、凹部のそれぞれの下方に少な
くとも１個の孔が配置され且つそれぞれの凹部の中には
多孔性部材の１個が配置されていると好ましい。前記多
孔性部材が例えば焼結酸化アルミニウムのようなセラミ
ック材料から成るようにすることがさらに着想される。
前記所定の間隔は電解質と金属電極との間にイオン伝導
を維持するように選ばれるとよい。所定の透過率を有す
る多孔性部材が室の外へ流れ出る電解液の流速を減速す
る。その結果、電解液の使用がコントロールされる。

ホイール電極が回転する際に一連の電気信号を発生する
発生手段が所定の間隔でホイール電極の周囲に間隔をあ
けて設けられると好ましく、それによって信号の計数が
電解質上をホイール電極によって走行される距離を表示
する。

電気信号を発生する発生手段の通過に応答する感知手段
を有することがさらに着想される。ホイール電極によっ
て走行される距離を表示しているホイール電極から電気
信号を発生する機構を設けることによって、ホイール電
極によって走行される距離のより正確な表示が与えられ
る。それは電気信号の発生はホイール上のほこり等の蓄
積によって影響されないからである。またホイール電極
上に発生手段を置くことによって、測定は格子パターン
に対しても得ることができる。

明細書と特許請求の範囲を通して対象が電解質に含まれ
ている構造体に対してなされているけれども、電解質は
土地あるいはコンクリートを含んで成り、構造体はコン
クリート電解質に埋められたマトリックス構造体を形成
する強化鋼材あるいは地中に埋められたパイプラインあ
るいは他の同様な構造体を含んで成ることが理解されよ
う。

明細書と特許請求の範囲を通して、対象は電解液を収容
する室を有するホイール電極になされている。この場合
で用いられている用語「収容されている」の使用は溶液
が室内に保たれている間に溶液が多孔性リム手段を通っ
て漏洩することができる状態を意味する。

〔実施例〕

本発明の特性および目的をより良く理解するために、本
発明の一実施例を示す添付図面を参照して説明する。

第１図，第２図および第３図には、コンクリート電解質
14中に含まれる強化スチール構造体12の電気的調査を行
うために用いられる調査装置10が示される。第１図にお
ける装置には２個のホイール電極16が用いられ、一方第
２図および第３図の装置では１個のホイール電極が用い
られている。

第１図〜第３図のそれぞれにおいて、ワイヤすなわち細
長い導電体18が強化用スチール構造体12に位置20で機械
的および電気的に連結されており、また作業員22がコン
クリートの構造体12の電気的調査をするために装置10を
用いている状態が示される。この調査はコンクリート構
造体上に前以って設けられたかあるいは作業員が装置10
を使用するときに作業員によって設けられた所定の格子
目に沿って行われるとよい。第１図において、装置の全
ての構成成分は装置自身に含まれているが、第２図およ
び第３図の実施例では構成成分の内の幾つかは作業員に
よって背負われているバックパックの中に収められてい
る。第１図および第２図はコンクリート床を調査するこ
とに関するが、第３図はホイール電極が柱を調査するの
に用いることができることを示す。

本発明の調査装置は特に強化されたコンクリート構造体
例えば駐車用ガレージ，デッキ、橋および地下室の調査
に適用されることが理解されるべきである。しかしなが
ら、本発明の調査装置は大地電位の測定にも用いること
ができるということを理解されるべきである。

第１図と第６図を参照して、調査装置10の構成成分を以
下説明する。調査装置10は作業員22が装置10の移動をコ
ントロールするために保持することができるハンドル26
と装置10の重量を支えるためのキャスタ29付きの支持ア
ーム27を有する。調査装置10は流体貯蔵槽28と流体貯蔵
槽からホイール電極16上方の出口30に達する管を有す
る。水貯蔵槽28は開口部31を経て注入することができ
る。調査装置10の作動中に、ホイール電極と調査される
ことになる電解質との間に良好な電気的接触を確実にす
るために、水が所定の割合で連続的にホイール電極に供
給される。調査装置10はマイクロプロセッシング装置3
2、磁気式またはパンチテープ式のデータ記憶装置34お
よびマイクロプロセッサ32の作動のリセットとコントロ
ールを行うキーボード36を有する。マイクロプロセッサ
32は、マイクロプロセッサ32に一連のパルスを提供する
感知手段72（第４図参照）に電気的に連結される。マイ
クロプロセッサ32はパルスを計数し、所定のパルス数に
おいてホイール電極によって感知されたで電解質の電位
を読むことを磁気記憶装置に指示する。調査装置10はさ
らに電気装置用に電力を提供するバッテリ40を有する。

第２図および第３図に示された調査装置は第１図および
第６図に示された装置に類似した装備を有する。しかし
ながら第２図および第３図の調査装置における装備の内
の幾つかは作業員22によってバックパック内で背負われ
る。

第４図および第５図を参照して、本発明のホイール電極
16および本発明の調査装置に関連するその使用方法を以
下に説明する。

ホイール電極16は軸42を経て調査装置10に連結される。
軸受44が、１対の間隔をあけて配置されたプラスチック
製の誘電体の円盤46を軸42に連結する。軸受44は保持用
クリップ43によって軸42に保たれる。両方の円盤46の周
辺部には、誘電体リム構造体48と多孔性部材50を含んで
成る多孔性リム手段49がねじ47によって固定されてい
る。

２枚の間隔をあけて配置された円盤46が室すなわちチャ
ンバー52を規定し、その室52内に金属電極54が収容され
ている。電解液が室52内に収容されすなわち含まれ、第
４図で56として示される。ホイール電極46の好ましい実
施例に示されるように、金属電極54は鋼製取付ピン58に
よって円板46の片方に固定される。４本の銅製取付ピン
が金属電極を支えるために円盤に対して、均一に間隔を
あけて配置される。第４図に示すように、金属電極54は
円盤状の形状をした構造体から成る。好ましい実施例に
おいて、電極は鋼・硫酸銅電極を含んで成り、電解液が
銅・硫酸銅電解液であるが、一方金属電極あるいは電解
液がモリブデン・モリブデン・トリオキサイドあるいは
銀・銀・オキサイドあるいは他の適切な配合物から作ら
れていてもよいということを理解されるべきである。

60で示される銀鍍金材料製のスリップリング60が片方の
円盤46によって保持される。スリップリング60は炭素ま
たは銀製のブラシ手段62に電気的に接触する。このブラ
シ手段62はブラシホルダ64を用いて調査装置10に対して
取付けられる。導線66がブラシ64をボルトメータ等の変
換装置を経て、電磁記憶テープ34に電気的に接続する。

本発明の一態様によれば、リムカバー手段51が、強化コ
ンクリート構造体との接触が維持されるように構造体に
おけるいかなる不均整性も補償するために設けられる。
さらにカバー手段51は調査装置の流体貯蔵器から供給さ
れた溶液を保持して、この溶液を電解質に移す。電気的
に良導体の溶液は水と電解質の組合せから成るとよい。

前記カバー手段51はスポンヂから成る。スポンヂ51は弾
性バンド68を用いてリム構造体48に固定される。スポン
ヂ製リムカバー手段すなわちタイヤ51はそれ自身の上に
順次巻付けられて弾性バンド68によって固定された細長
いストリップあるいは弾性バンド68によって固定された
リング状材料から成るとよい。濡らされている時に、ス
ポンヂ製リムカバー51は電解質に良好な電気的接触をな
し、且つ電解質への導電性溶液の幾分かを移すように作
用する。スポンヂ51は容易に変換することができる。

本発明の他の態様によれば、ホイール電極は、ホイール
電極が回転するにつれて一連の電気信号を発生するため
に所定の間隔でホイール電極16の周りに間隔をあけて配
置された信号発生手段70を有する。マイクロプロセッサ
によって行われる信号の計数は電解質上をホイール電極
16によって移動される距離を示す。調査装置10は感知手
段72を有し、この感知手段72は電気信号を発生するため
に感知手段を越える発生手段70の通過に応答する。

第４図に示すように、発生手段は、片方の誘電体円盤46
の外側部分にエポキシ系接着剤等よって取付けられた複
数の永久磁石から成る。これら永久磁石は円盤の表面に
間隔をあけて且つ軸42を中心とする円盤の回転軸線に同
軸である環状軌道（第７図参照）上に配置される。感知
手段72はホール効果トランジスタ74を含んで成り、ホー
ル効果トランジスタは磁石がホール効果トランジスタ74
を通過する際に所定の時間の間パルスを発生するトラン
ジスタ保持手段76が調査装置10上にホール効果トランジ
スタを保持するために調査装置10に設けられる。トラン
ジスタ74は複数の磁石の移動の環状軌道に近接して配置
され、磁石がトランジスタを通過する度に電気信号を発
生する。マイクロプロセッサは、ホイール電極が所定の
距離を移動した度の測定と組合せて、感知された電解質
の電圧の読取りを行い且つその読取り値を記憶手段34内
の記憶用二次元フォーマットに移す。２個のホイール電
極が用いられている場合には、マイクロプロセッサはパ
ラレルに情報を受入れるように作動することができる。

本発明の他の態様によれば、ホイール電極16のリム構造
体48は一連の「イオンウィンド」を含んで成る。これら
ウィンドはリム構造体の外側軸線方向表面、すなわち外
周表面77に、一連の凹部を間隔を設けて配置することに
よって提供される。それぞれの凹部78の内側には所定の
透過率を有し且つ凹部の中にエポキシ系接着剤のような
接着剤によって固定可能な多孔性部材50が設けられてい
る。この多孔性部材50が好ましくは、焼結酸化アルミニ
ウムであるセラミック材料から成るとよい。焼結酸化ア
ルミニウムは、電解液がそれぞれの凹部78の下方のリム
構造体48内に位置決めされた複数の孔82を通過するの
で、電解液で飽和される。電解液は室52から複数の孔82
を通過し、焼結酸化アルミニウム円盤50を透過し、ホイ
ール電極16の外側上の濡れたスポンヂに導電性通路を提
供する。

プラグ84が複数の凹部78の１つに示されている。このプ
ラグ84は室32内への電解液の導入を促進するために取外
し可能である。複数の凹部78間の間隔は調査される電解
質とホイール電極16内の金属電極54との間に何時でも導
電性通路を許すようなものであることが理解されるべき
である。

第７図にはイオンウィンドの他の実施例が示されてい
る。この実施例において、一連の凹部が設けられる代り
に連続溝86が設けられる。多孔性部材は酸化アルミニウ
ムの１個又は一連のセグメント80から成るとよい。溝の
底部に沿って、複数の孔が設けられており、この複数の
孔が、焼結酸化アルミニウムが何時でも電解液に接触す
ることを可能にし、金属電極が調査されることになる電
解質との間の導電性通路を提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図および第３図は電解質に含まれた構造体
の電気的な調査を行う各種の装置を示す斜視図であり、
それぞれの装置は本発明によるホイール電極の少くとも
１個を含んで構成され、第４図は調査装置に回転可能に
取付けられたホイール電極の断面図であり、第５図は第
４図の線Ｖ−Ｖによるホイール電極の断面図であり、第
６図は第１図に示された調査装置の詳細を示す断面図で
あり、第７図は本発明のリム構造体の変形実施例の斜視
図である。 10……調査装置、12……強化用スチール構造体、14……
コンクリート電解質、16……ホイール電極、18……ワイ
ヤー、26……ハンドル、28……液体貯蔵槽、32……マイ
クロプロセッサ、34……データ記録装置、36……キーボ
ード、40……バッテリ、42……軸、44……軸受、46……
円盤、48……誘電体リム構造体、49……多孔性リム手
段、50……多孔性部材、51……リムカバー手段、52……
室、54……金属電極、60……スリップリング、62……ブ
ラシ手段、64……ブラシホルダ、68……弾性バンド、70
……信号発生手段、72……感知手段、74……ホール効果
トランジスタ、76……トランジスタ保持手段、78……凹
部、82……孔、84……プラグ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｎ 27/416

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解質に含まれている構造体の電気的調査
をする装置に用いるホイール電極において、該ホイール
電極が、該ホイール電極の外周面に配置されて電解液が
透過可能な多孔性リム手段と、該多孔性リム手段に連通
するように構成された電解液収容室と、該電解液収容室
内に配置され前記電解質中の電解質電位を感知するよう
に電解質に接触する金属電極手段を含んで成り、前記多
孔性リム手段が、少くとも１個の凹部を外周面に有する
と共に半径方向中心に向けて貫通する複数の孔を有する
誘導体リム構造体と前記少くとも１個の凹部に固定され
て所定の透過率を有する１個以上の多孔性部材から成
り、それによって電解液の連続導電性通路が電解質収容
室からホイール電極の外周面に向けて形成されているホ
イール電極。
【請求項２】所定の間隔をあけて配置された複数の凹部
を有し、前記複数の孔の少くとも１ケが前記凹部のそれ
ぞれの下方に配置され、前記多孔性部材の１つが前記凹
部のそれぞれに配置されている特許請求の範囲第１項記
載のホイール電極。
【請求項３】前記所定の間隔が、前記ホイール電極が前
記電解質上を回転する際に前記電解質から前記金属電極
への導電を維持するように選定されている特許請求の範
囲第２項記載のホイール電極。
【請求項４】前記多孔性部材がセラミック材料を含んで
成る特許請求の範囲第１項記載のホイール電極。
【請求項５】前記多孔性部材が焼結酸化アルミニウムを
含んで成る特許請求の範囲第１項記載のホイール電極。
【請求項６】前記凹部が円盤状の形状で形成され、それ
ぞれの前記多孔性手段が円盤状形状の焼結酸化アルミニ
ウム材料を含んで成る特許請求の範囲第２項記載のホイ
ール電極。
【請求項７】プラグ手段が前記電解液収容室に電解液を
注入することができるように前記凹部の１つに取外し可
能に固定されている特許請求の範囲第３項記載のホイー
ル電極。
【請求項８】前記多孔性リム手段の周囲に電解質に接触
するように弾性的な多孔性リムカバー手段が配置されて
おり、該多孔性リムカバー手段が前記電解質と接触する
際に前記電解質へ電気的に導電性の溶液を流すように前
記リムカバー手段が作られている特許請求の範囲第１項
記載の装置。