JPH07198643A - 溶液の抵抗を測定するための方法、及びこの方法を用いた金属表面の腐食度測定方法及びそのための装置 - Google Patents
溶液の抵抗を測定するための方法、及びこの方法を用いた金属表面の腐食度測定方法及びそのための装置Info
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- JPH07198643A JPH07198643A JP6297977A JP29797794A JPH07198643A JP H07198643 A JPH07198643 A JP H07198643A JP 6297977 A JP6297977 A JP 6297977A JP 29797794 A JP29797794 A JP 29797794A JP H07198643 A JPH07198643 A JP H07198643A
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、溶液内の金属の界面で溶液の抵抗
を測定し、これにより金属板の腐食度を測定する方法及
びそのための装置に関し、従来の方法と比べて簡単且つ
正確な測定を実現することを目的とする。 【構成】 対象とする金属表面に信号を印加し、印加し
た信号からその電流応答を監視する。そして電流応答の
ピークを検出するためにピーク検出器を設け、そのピー
ク値から溶液の抵抗を求める。この溶液抵抗の独立した
測定に続いて溶液内の金属表面の分極抵抗を求める。金
属表面の腐食度はこの分極抵抗から計算され得る。
を測定し、これにより金属板の腐食度を測定する方法及
びそのための装置に関し、従来の方法と比べて簡単且つ
正確な測定を実現することを目的とする。 【構成】 対象とする金属表面に信号を印加し、印加し
た信号からその電流応答を監視する。そして電流応答の
ピークを検出するためにピーク検出器を設け、そのピー
ク値から溶液の抵抗を求める。この溶液抵抗の独立した
測定に続いて溶液内の金属表面の分極抵抗を求める。金
属表面の腐食度はこの分極抵抗から計算され得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶液の抵抗及び、その
溶液内に収容された金属表面の腐食度を決定するための
方法及び装置に関する。特に、本発明は、電位ステップ
又は電位パルスを活用し、その信号を金属／溶液の界面
に印加して溶液抵抗を測定する過渡的な技術に関する。
これにより腐食度の測定値が少なくとも溶液抵抗から確
認され得るものである。
溶液内に収容された金属表面の腐食度を決定するための
方法及び装置に関する。特に、本発明は、電位ステップ
又は電位パルスを活用し、その信号を金属／溶液の界面
に印加して溶液抵抗を測定する過渡的な技術に関する。
これにより腐食度の測定値が少なくとも溶液抵抗から確
認され得るものである。
【０００２】
【従来の技術】腐食率を確認するために幾つかの方法が
知られている。代表的に、腐食測定のための電気化学的
な技術は、 Steam-Gearyの関係式に基づかれている。こ
の式は、一般的に以下のようなものとして知られてい
る。 Ｉcorr = [ 1/2.303 ] [(Ｂa ・Ｂc)/(Ｂa + Ｂc)]
[ 1/Ｒp ] ここで、 Ｉcorr = 腐食率（電流密度） Ｂa = 陽極ターフェルスロープ（ Tafel slope )
[mV] Ｂc = 陰極ターフェルスロープ [mV] Ｒp = 分極抵抗 [Ω・cm2]
知られている。代表的に、腐食測定のための電気化学的
な技術は、 Steam-Gearyの関係式に基づかれている。こ
の式は、一般的に以下のようなものとして知られてい
る。 Ｉcorr = [ 1/2.303 ] [(Ｂa ・Ｂc)/(Ｂa + Ｂc)]
[ 1/Ｒp ] ここで、 Ｉcorr = 腐食率（電流密度） Ｂa = 陽極ターフェルスロープ（ Tafel slope )
[mV] Ｂc = 陰極ターフェルスロープ [mV] Ｒp = 分極抵抗 [Ω・cm2]
【０００３】この式によれば、腐食率は、既知のＢa 値
及びＢc 値に対して分極抵抗Ｒp を測定することによっ
て決定される。電流密度内での腐食率Ｉcorrは、ファラ
デーの法則に基づき、１年あたりのミル値 [mpy]や、１
年あたりのミリメーター値 [mm/yr.] のような他の単位
の各腐食率値に変換され得る。
及びＢc 値に対して分極抵抗Ｒp を測定することによっ
て決定される。電流密度内での腐食率Ｉcorrは、ファラ
デーの法則に基づき、１年あたりのミル値 [mpy]や、１
年あたりのミリメーター値 [mm/yr.] のような他の単位
の各腐食率値に変換され得る。
【０００４】通常の線形的な分極技術の場合、溶液抵抗
値（Ｒs ）と分極抵抗値（Ｒp ）との合計として総抵抗
値を得るために、腐食する金属表面にわたり小電位の励
起が非常に遅い走査レートで印加される。従って線形的
な分極は、Ｒs がＲp に対して非常に小さいときに（こ
こでＲs ＋Ｒp ≒ＲP'）腐食率測定のために使用され得
る。
値（Ｒs ）と分極抵抗値（Ｒp ）との合計として総抵抗
値を得るために、腐食する金属表面にわたり小電位の励
起が非常に遅い走査レートで印加される。従って線形的
な分極は、Ｒs がＲp に対して非常に小さいときに（こ
こでＲs ＋Ｒp ≒ＲP'）腐食率測定のために使用され得
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多くの
場合、Ｒs はＲp と比べて見ると無視できるものではな
い。従ってＲs の値を別の実験で測定する必要がある。
すなわち、腐食率を正確に測定するためには、通常の線
形的な分極技術は、Ｒs が無視できるものではない場合
には採用することができない。
場合、Ｒs はＲp と比べて見ると無視できるものではな
い。従ってＲs の値を別の実験で測定する必要がある。
すなわち、腐食率を正確に測定するためには、通常の線
形的な分極技術は、Ｒs が無視できるものではない場合
には採用することができない。
【０００６】溶液抵抗（Ｒs ）を計算するための周知の
方法は「電流中断」方式として知られている。この方式
では、微小電流ｉC が電極に短時間印加される。その
後、適当な時間に電流ｉC は中断される。この電極と基
準電極との間の電位差は、電流ｉC が中断される前後に
おいてモニターされる。図７は、その方法について示し
たものであり、時間と共に変化する毎に電位をプロット
することにより溶液抵抗Ｒs が推定されることを表して
いる。すなわち、これら各測定値を基に溶液抵抗Ｒs が
近似され、以下の関係式から推定されるものである。 推定値Ｒs = Ｅs ／ｉC
方法は「電流中断」方式として知られている。この方式
では、微小電流ｉC が電極に短時間印加される。その
後、適当な時間に電流ｉC は中断される。この電極と基
準電極との間の電位差は、電流ｉC が中断される前後に
おいてモニターされる。図７は、その方法について示し
たものであり、時間と共に変化する毎に電位をプロット
することにより溶液抵抗Ｒs が推定されることを表して
いる。すなわち、これら各測定値を基に溶液抵抗Ｒs が
近似され、以下の関係式から推定されるものである。 推定値Ｒs = Ｅs ／ｉC
【０００７】実際の溶液抵抗は、図７に示されるように
ＥR ／ｉC となる。しかしながら、この電流中断方式
は、特にＲs が大きい値の場合に溶液抵抗Ｒs を求める
と、非常に不正確な近似値又は推定値を与えてしまう。
ＥR ／ｉC となる。しかしながら、この電流中断方式
は、特にＲs が大きい値の場合に溶液抵抗Ｒs を求める
と、非常に不正確な近似値又は推定値を与えてしまう。
【０００８】溶液抵抗Ｒs を測定するための他の方法
は、「交流インピーダンス」技術、又は「電気化学的な
インピーダンス・スペクトル法 (ＥＩＳ: Electrochemi
cal Impedance Spectroscopy )として知られている。こ
の方法を用いた場合、実際の溶液抵抗は、次の関係式か
ら求められる。 Ｒs ＝ ｌｉｍ ΔＥ／Δｉ （ freq.→ ∞ ）
ｉ ここで、小さな振幅の交番正弦電位波△Ｅは、電流応答
Δｉを測定するために、溶液内の金属表面上に非常に高
い周波数(freq)で印加される。尚、その周波数は、代表
的には約10 KHzのオーダーで印加される。
は、「交流インピーダンス」技術、又は「電気化学的な
インピーダンス・スペクトル法 (ＥＩＳ: Electrochemi
cal Impedance Spectroscopy )として知られている。こ
の方法を用いた場合、実際の溶液抵抗は、次の関係式か
ら求められる。 Ｒs ＝ ｌｉｍ ΔＥ／Δｉ （ freq.→ ∞ ）
ｉ ここで、小さな振幅の交番正弦電位波△Ｅは、電流応答
Δｉを測定するために、溶液内の金属表面上に非常に高
い周波数(freq)で印加される。尚、その周波数は、代表
的には約10 KHzのオーダーで印加される。
【０００９】しかし、この交流インピーダンス方式（又
は電気化学的なインピーダンス・スペクトル法）を用い
て溶液抵抗を求めるのに必要とされる装置は、非常に高
価なものであり、且つ、その大きさ及び重量のために長
期間にわたる現場利用に対しては適さないものである。
は電気化学的なインピーダンス・スペクトル法）を用い
て溶液抵抗を求めるのに必要とされる装置は、非常に高
価なものであり、且つ、その大きさ及び重量のために長
期間にわたる現場利用に対しては適さないものである。
【００１０】従って、簡単且つ正確な腐食率の測定を提
供することができる改善された溶液抵抗測定方法の要求
がとりだたされている。
供することができる改善された溶液抵抗測定方法の要求
がとりだたされている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで本発明によれば、
金属電極等、金属表面と接触して溶液の溶液抵抗を測定
するための方法及び装置を提供する。そしてその溶液抵
抗の測定値に基づいて、当該金属表面の腐食率が導かれ
る。
金属電極等、金属表面と接触して溶液の溶液抵抗を測定
するための方法及び装置を提供する。そしてその溶液抵
抗の測定値に基づいて、当該金属表面の腐食率が導かれ
る。
【００１２】この目的のために本発明においては、溶液
の溶液抵抗を金属表面で測定するための方法が提供され
る。この方法は、その金属表面に信号を印加する段階
と、その信号に対する電流応答をモニターする段階と、
ピーク検出器を備える段階と、このピーク検出器に電流
応答を供給する段階と、電流応答のピークを測定する段
階と、そのピークを基に溶液の溶液抵抗を求める段階と
を備えている。本発明に係る１つの実施態様において
は、上記金属表面に印加される信号が小振幅の電位ステ
ップとされる。他の実施態様においては、溶液内の金属
表面が金属電極とされる。また、他の実施態様におい
て、上記溶液が、低い導電性をもつボイラー用水又は蒸
気凝縮水に相当され、あるいは溶液抵抗の値が高導電性
溶液の分極抵抗の値に非常に近いか、冷却水の各環境に
近い場合には低導電性の水溶液又は非水溶液に相当され
る。また、他の実施態様において本方法には、電流応答
をピーク検出器に供給する段階の前に電流応答を電圧応
答に変換するための段階が更に設けられる。
の溶液抵抗を金属表面で測定するための方法が提供され
る。この方法は、その金属表面に信号を印加する段階
と、その信号に対する電流応答をモニターする段階と、
ピーク検出器を備える段階と、このピーク検出器に電流
応答を供給する段階と、電流応答のピークを測定する段
階と、そのピークを基に溶液の溶液抵抗を求める段階と
を備えている。本発明に係る１つの実施態様において
は、上記金属表面に印加される信号が小振幅の電位ステ
ップとされる。他の実施態様においては、溶液内の金属
表面が金属電極とされる。また、他の実施態様におい
て、上記溶液が、低い導電性をもつボイラー用水又は蒸
気凝縮水に相当され、あるいは溶液抵抗の値が高導電性
溶液の分極抵抗の値に非常に近いか、冷却水の各環境に
近い場合には低導電性の水溶液又は非水溶液に相当され
る。また、他の実施態様において本方法には、電流応答
をピーク検出器に供給する段階の前に電流応答を電圧応
答に変換するための段階が更に設けられる。
【００１３】更に、本発明に係る他の実施態様において
は、溶液内に設けられた金属の表面の腐食率を測定する
ための方法が提供される。この方法は、溶液抵抗を独立
して測定する段階と、上記溶液内の金属表面の溶液抵抗
と分極抵抗との合計値を測定する段階と、上記金属表面
の腐食率を分極抵抗から計算する段階とを備えている。
また、他の実施態様において溶液抵抗を測定する段階に
は、過渡的な電位信号を金属表面に印加する段階と、そ
の信号に対する電流応答をモニターする段階と、その電
流応答のピーク値を測定する段階と、そのピーク値から
溶液抵抗を求める段階とが更に設けられる。
は、溶液内に設けられた金属の表面の腐食率を測定する
ための方法が提供される。この方法は、溶液抵抗を独立
して測定する段階と、上記溶液内の金属表面の溶液抵抗
と分極抵抗との合計値を測定する段階と、上記金属表面
の腐食率を分極抵抗から計算する段階とを備えている。
また、他の実施態様において溶液抵抗を測定する段階に
は、過渡的な電位信号を金属表面に印加する段階と、そ
の信号に対する電流応答をモニターする段階と、その電
流応答のピーク値を測定する段階と、そのピーク値から
溶液抵抗を求める段階とが更に設けられる。
【００１４】また更に、本発明に係る他の実施態様にお
いて本発明は、溶液内に設けた金属の表面の腐食率を計
算するための装置を提供する。本装置は、上記金属表面
に電位信号を与えるための信号生成手段を備えている。
その他、ピーク検出器が上記電位信号に対する電流応答
のピークを測定し、演算手段がそのピーク値から溶液抵
抗を測定し、その腐食率が少なくとも溶液抵抗から導か
れるように構成される。その１つの実施態様において、
本装置のピーク検出器では、電圧信号をピーク検出器に
与える場合、抵抗器又は電流／電圧変換器が用いられ
る。また他の実施態様において本装置の計算手段は、腐
食率を導く前に分極抵抗を測定する。
いて本発明は、溶液内に設けた金属の表面の腐食率を計
算するための装置を提供する。本装置は、上記金属表面
に電位信号を与えるための信号生成手段を備えている。
その他、ピーク検出器が上記電位信号に対する電流応答
のピークを測定し、演算手段がそのピーク値から溶液抵
抗を測定し、その腐食率が少なくとも溶液抵抗から導か
れるように構成される。その１つの実施態様において、
本装置のピーク検出器では、電圧信号をピーク検出器に
与える場合、抵抗器又は電流／電圧変換器が用いられ
る。また他の実施態様において本装置の計算手段は、腐
食率を導く前に分極抵抗を測定する。
【００１５】
【作用】これによる本発明の１つの利点は、溶液抵抗の
測定に際して簡単純な方法及び装置が提供されることで
ある。本発明に係る他の利点は、少なくとも上記溶液抵
抗から腐食率を測定することができる簡単な方法及び装
置が提供されることにある。また、本発明に係る利点
は、溶液抵抗を正確に測定することができる簡単な方法
及び装置が提供されることにある。更に、本発明に係る
利点は、少なくとも上記溶液抵抗から腐食率を正確に測
定することができる方法及び装置が提供されることにあ
る。また更なる本発明に係る利点は、溶液内の上記金属
表面の溶液抵抗及び腐食率を測定することができる安価
な装置及び方法が提供されることにある。また更なる本
発明に係る利点は、ピーク電流を測定するピーク検出器
を備え、以下の関係式を用いてピーク電流から溶液抵抗
を導くことができる方法及び装置が提供されることにあ
る。 Ｒs = Ｅa ／ｉp ここで、Ｅa は印加した電位信号の振幅値であり、ｉp
はその電流応答のピーク値である。また、本発明に係る
他の利点は、溶液抵抗及び腐食率の測定において現場利
用に適した方法及び装置が提供されることにある。更
に、本発明に係る他の利点は、以下に詳細される好まし
い実施例の記述及び各図面から明らかにされるであろ
う。
測定に際して簡単純な方法及び装置が提供されることで
ある。本発明に係る他の利点は、少なくとも上記溶液抵
抗から腐食率を測定することができる簡単な方法及び装
置が提供されることにある。また、本発明に係る利点
は、溶液抵抗を正確に測定することができる簡単な方法
及び装置が提供されることにある。更に、本発明に係る
利点は、少なくとも上記溶液抵抗から腐食率を正確に測
定することができる方法及び装置が提供されることにあ
る。また更なる本発明に係る利点は、溶液内の上記金属
表面の溶液抵抗及び腐食率を測定することができる安価
な装置及び方法が提供されることにある。また更なる本
発明に係る利点は、ピーク電流を測定するピーク検出器
を備え、以下の関係式を用いてピーク電流から溶液抵抗
を導くことができる方法及び装置が提供されることにあ
る。 Ｒs = Ｅa ／ｉp ここで、Ｅa は印加した電位信号の振幅値であり、ｉp
はその電流応答のピーク値である。また、本発明に係る
他の利点は、溶液抵抗及び腐食率の測定において現場利
用に適した方法及び装置が提供されることにある。更
に、本発明に係る他の利点は、以下に詳細される好まし
い実施例の記述及び各図面から明らかにされるであろ
う。
【００１６】
【実施例】本発明は、腐食率を測定する方法及び装置に
関する。特に、本発明は、溶液抵抗を測定する方法及び
装置に関する。本装置及び方法は、ピーク検出器を用い
て、水溶液又は非水溶液内に設けられた金属電極等、腐
食する金属表面の境界でその溶液の抵抗値を測定する。
関する。特に、本発明は、溶液抵抗を測定する方法及び
装置に関する。本装置及び方法は、ピーク検出器を用い
て、水溶液又は非水溶液内に設けられた金属電極等、腐
食する金属表面の境界でその溶液の抵抗値を測定する。
【００１７】図１においては、腐食状態にさらされた金
属表面の等価回路が概略的に示されている。例えば電極
等の金属表面は、溶液内に置かれると一般的に腐食され
る。このような電極は、代表的には、腐食率を測定する
ために用いられる。本実施例における装置及び方法は、
特に、低い導電率の水溶液及び非水溶液と接触状態にあ
る金属の腐食率を測定するために効果的に適応される。
特に、本実施例は、ボイラー用水，スチーム凝縮水，工
業用冷却水，及び低導電率の他の水溶液及び非水溶液と
接触している金属の腐食率を測定する場合に有益であ
る。当業者においては明らかなことであるが、腐食率の
測定は、低い導電率の溶液内で行われ得る。
属表面の等価回路が概略的に示されている。例えば電極
等の金属表面は、溶液内に置かれると一般的に腐食され
る。このような電極は、代表的には、腐食率を測定する
ために用いられる。本実施例における装置及び方法は、
特に、低い導電率の水溶液及び非水溶液と接触状態にあ
る金属の腐食率を測定するために効果的に適応される。
特に、本実施例は、ボイラー用水，スチーム凝縮水，工
業用冷却水，及び低導電率の他の水溶液及び非水溶液と
接触している金属の腐食率を測定する場合に有益であ
る。当業者においては明らかなことであるが、腐食率の
測定は、低い導電率の溶液内で行われ得る。
【００１８】腐食金属表面を示した図１の等価回路に
は、分極抵抗Ｒp と二重層キャパシタＣd との並列結合
に直列な溶液抵抗Ｒs が含まれている。高周波の交番信
号を上記回路に印加することによりキャパシタＣdの両
端が実質的に短絡され、その結果、溶液抵抗Ｒsと等し
い等価抵抗が得られる。反対に、低周波の交番信号又は
直流信号を印加した場合には、キャパシタＣdの両端が
実質的にオープン状態になり、図示の腐食金属表面の回
路においては、溶液抵抗Ｒsと分極抵抗Ｒpとの合計に相
当する等価的な総抵抗（Ｒs+Ｒp）が形成される。
は、分極抵抗Ｒp と二重層キャパシタＣd との並列結合
に直列な溶液抵抗Ｒs が含まれている。高周波の交番信
号を上記回路に印加することによりキャパシタＣdの両
端が実質的に短絡され、その結果、溶液抵抗Ｒsと等し
い等価抵抗が得られる。反対に、低周波の交番信号又は
直流信号を印加した場合には、キャパシタＣdの両端が
実質的にオープン状態になり、図示の腐食金属表面の回
路においては、溶液抵抗Ｒsと分極抵抗Ｒpとの合計に相
当する等価的な総抵抗（Ｒs+Ｒp）が形成される。
【００１９】高い導電率であり且つ実質的に溶液抵抗の
ない溶液、すなわちＲs <<Ｒp の場合、上記総抵抗は、
実質的に分極抵抗Ｒpと等しい。しかし、例えばボイラ
ー用水やスチーム凝縮水のように多くの溶液は、高い溶
液抵抗Ｒsを有している。溶液抵抗Ｒsが相当大きな場合
には溶液抵抗Ｒsを無視することはできない。本実施例
においては、溶液抵抗の値が分極抵抗と比べた場合に無
視できないものに関する。
ない溶液、すなわちＲs <<Ｒp の場合、上記総抵抗は、
実質的に分極抵抗Ｒpと等しい。しかし、例えばボイラ
ー用水やスチーム凝縮水のように多くの溶液は、高い溶
液抵抗Ｒsを有している。溶液抵抗Ｒsが相当大きな場合
には溶液抵抗Ｒsを無視することはできない。本実施例
においては、溶液抵抗の値が分極抵抗と比べた場合に無
視できないものに関する。
【００２０】希薄塩酸のような高い腐食溶液の場合、溶
液抵抗の値は分極抵抗よりも大きいか又は等しくなる。
この場合、腐食率の計算の際、溶液抵抗を無視すること
はできない。何故なら溶液抵抗が総抵抗のかなりの部分
を占めるからである。もしも溶液抵抗を無視した場合に
は大きな誤差を招くことになる。
液抵抗の値は分極抵抗よりも大きいか又は等しくなる。
この場合、腐食率の計算の際、溶液抵抗を無視すること
はできない。何故なら溶液抵抗が総抵抗のかなりの部分
を占めるからである。もしも溶液抵抗を無視した場合に
は大きな誤差を招くことになる。
【００２１】図２及び図３は、例えば±10mV又は±20mV
等、小さな振幅の電位ステップＥaを図１の等価回路に
印加した場合を示している。この小振幅電位ステップ
は、等価回路に対するパルス印加としても定義され得
る。上述のようにこの電流は、実質上、溶液抵抗Ｒsを
流れた後にキャパシタＣd内を流れる。何故ならば、そ
の電流に対するキャパシタの抵抗は、過渡信号及び高周
波の交番信号に対しては無視できるか殆どゼロ（短絡）
になるからである。図２に示したＥaのような電位ステ
ップの印加による電流応答ｉaは、図３に図示されるよ
うに時間の関数として説明される。ここでｉa = f(t)と
する。この電流ｉp の最大値を測定することにより、溶
液抵抗Ｒsを以下のように求めることができる。 Ｒs = Ｅa／ｉp 尚、Ｒsを測定するためには、電流ｉpの最大値を決定し
なければならない。
等、小さな振幅の電位ステップＥaを図１の等価回路に
印加した場合を示している。この小振幅電位ステップ
は、等価回路に対するパルス印加としても定義され得
る。上述のようにこの電流は、実質上、溶液抵抗Ｒsを
流れた後にキャパシタＣd内を流れる。何故ならば、そ
の電流に対するキャパシタの抵抗は、過渡信号及び高周
波の交番信号に対しては無視できるか殆どゼロ（短絡）
になるからである。図２に示したＥaのような電位ステ
ップの印加による電流応答ｉaは、図３に図示されるよ
うに時間の関数として説明される。ここでｉa = f(t)と
する。この電流ｉp の最大値を測定することにより、溶
液抵抗Ｒsを以下のように求めることができる。 Ｒs = Ｅa／ｉp 尚、Ｒsを測定するためには、電流ｉpの最大値を決定し
なければならない。
【００２２】本実施例は、この電流の最大値又はピーク
電流値ｉpを計算するための簡単で正確な方法を提供す
る。そのために、図４に図示されるようにピーク検出器
が設けられる。電流測定用抵抗Ｒc（図示せず）を設
け、ピーク検出器の入力部における電流信号ｉaを電圧
信号Ｖinに変換するようにしている。勿論、電流信号を
電圧信号に変換するために他の手段が用いられてもよ
い。
電流値ｉpを計算するための簡単で正確な方法を提供す
る。そのために、図４に図示されるようにピーク検出器
が設けられる。電流測定用抵抗Ｒc（図示せず）を設
け、ピーク検出器の入力部における電流信号ｉaを電圧
信号Ｖinに変換するようにしている。勿論、電流信号を
電圧信号に変換するために他の手段が用いられてもよ
い。
【００２３】このピーク検出器は、時間の経過とともに
信号の変動を連続的に検出して、その信号の最大値を記
録するアナログ・デバイスである。すなわち、電流測定
抵抗を用いた場合、最大電流は、図５に図示されるよう
に電圧に換算して記録される。このピーク値は、図５に
図示されるように、予め選択された時間間隔ｔpでピー
ク検出器から補足される。尚、上記ｔpはｔ1よりも大き
い値である。そしてこの時間ｔ1は、電位信号が実際に
印加される時間である。従って、以下の関係式からピー
ク電流を計算した後、 ｉp = Ｖout／Ｒc 溶液抵抗は、次のように計算される。 Ｒs = Ｅa／ｉp = (Ｅa・Ｒc)／Ｖout
信号の変動を連続的に検出して、その信号の最大値を記
録するアナログ・デバイスである。すなわち、電流測定
抵抗を用いた場合、最大電流は、図５に図示されるよう
に電圧に換算して記録される。このピーク値は、図５に
図示されるように、予め選択された時間間隔ｔpでピー
ク検出器から補足される。尚、上記ｔpはｔ1よりも大き
い値である。そしてこの時間ｔ1は、電位信号が実際に
印加される時間である。従って、以下の関係式からピー
ク電流を計算した後、 ｉp = Ｖout／Ｒc 溶液抵抗は、次のように計算される。 Ｒs = Ｅa／ｉp = (Ｅa・Ｒc)／Ｖout
【００２４】ここで分かることは、図４にはピーク検出
器の代表的な略図が示されているが、ピーク電流を求め
るために他の形態のピーク検出器が用いられてもよいこ
とにある。
器の代表的な略図が示されているが、ピーク電流を求め
るために他の形態のピーク検出器が用いられてもよいこ
とにある。
【００２５】溶液抵抗Ｒsを確認した後、例えば毎秒 0.
1mVのような遅い電位スキャンレートで総抵抗Ｒs+Ｒp
を測定するために線形的な分極が提供される。これによ
り、分極抵抗Ｒpは、線形的な分極技術によって計算さ
れた総抵抗値からピーク検出器を用いて得られた溶液抵
抗Ｒsを差し引くことにより求めることができる。つま
りこの総抵抗は、溶液抵抗Ｒsと分極抵抗Ｒpとの合計に
等しい。尚、溶液抵抗Ｒsと分極抵抗Ｒp との合計（Ｒs
+Ｒp）が、以下に示すように電流応答ｉaの定常値ｉsを
求めることで測定されてもよい。 Ｒs + Ｒp = Ｅa／ｉs = (Ｅa・Ｒc)／Ｖs
1mVのような遅い電位スキャンレートで総抵抗Ｒs+Ｒp
を測定するために線形的な分極が提供される。これによ
り、分極抵抗Ｒpは、線形的な分極技術によって計算さ
れた総抵抗値からピーク検出器を用いて得られた溶液抵
抗Ｒsを差し引くことにより求めることができる。つま
りこの総抵抗は、溶液抵抗Ｒsと分極抵抗Ｒpとの合計に
等しい。尚、溶液抵抗Ｒsと分極抵抗Ｒp との合計（Ｒs
+Ｒp）が、以下に示すように電流応答ｉaの定常値ｉsを
求めることで測定されてもよい。 Ｒs + Ｒp = Ｅa／ｉs = (Ｅa・Ｒc)／Ｖs
【００２６】図６は、本実施例の方法の各ステップを実
施するための構成を示したブロック図を概略的に示して
いる。信号発生器10又はデジタル／アナログ変換器は、
小電位の信号を電気化学的なセル14にポテンショスタッ
ト12を介して与える。好ましくは、この電位信号がデジ
タル／アナログ変換器を用いて生成されることを推奨す
る。この電位信号は、±10mV，±20mV，又は±30mVの振
幅範囲内の電位ステップであり、本実施例においては±
10mVの電位ステップを使用をする。この電位信号は、振
幅が小さいので、腐食率が測定されている金属電極に対
して非破壊的であると一般的に考えられる。上記電気化
学的なセルは、カウンター電極(C)，基準電極(R) ，及
び作動電極(W)を含め、３つの電極で構成されている。
本実施例においては、電気化学的な測定にて決定される
腐食率に基づいた金属で作られた３つの同じ電極が使用
される。本実施例においては、軟鋼又はアドミラルチー
ブラスのような給水配管に用いられる金属合金が広く使
用される。しかし、例えばプラチナ等の貴金属がカウン
ター電極として用いられてもよい。また、銀／塩化銀電
極，水銀／塩化水銀電極、あるいは他の市販の基準電極
が電気化学的なセルに適した基準電極として用いられて
もよい。また更に、２電極式の電気化学的システムも採
用することができるが、その場合、ポテンショスタット
の基準電極ターミナルは、ポテンショスタットのカウン
ター電極ターミナルにより短絡される。腐食率が測定さ
れる２つの同じ金属電極は、その後、各々ポテンショス
タットのカウンター電極ターミナル，作動電極ターミナ
ルに接続される。３電極式及び２電極式のの両のシステ
ムは、工業用配水システムに挿入するために適切な金属
から仕上げられた各電極をもつ予め製作されたプロー
ブ、例えば「Corrator（商標名）」のプローブとして商
業的に利用可能である。
施するための構成を示したブロック図を概略的に示して
いる。信号発生器10又はデジタル／アナログ変換器は、
小電位の信号を電気化学的なセル14にポテンショスタッ
ト12を介して与える。好ましくは、この電位信号がデジ
タル／アナログ変換器を用いて生成されることを推奨す
る。この電位信号は、±10mV，±20mV，又は±30mVの振
幅範囲内の電位ステップであり、本実施例においては±
10mVの電位ステップを使用をする。この電位信号は、振
幅が小さいので、腐食率が測定されている金属電極に対
して非破壊的であると一般的に考えられる。上記電気化
学的なセルは、カウンター電極(C)，基準電極(R) ，及
び作動電極(W)を含め、３つの電極で構成されている。
本実施例においては、電気化学的な測定にて決定される
腐食率に基づいた金属で作られた３つの同じ電極が使用
される。本実施例においては、軟鋼又はアドミラルチー
ブラスのような給水配管に用いられる金属合金が広く使
用される。しかし、例えばプラチナ等の貴金属がカウン
ター電極として用いられてもよい。また、銀／塩化銀電
極，水銀／塩化水銀電極、あるいは他の市販の基準電極
が電気化学的なセルに適した基準電極として用いられて
もよい。また更に、２電極式の電気化学的システムも採
用することができるが、その場合、ポテンショスタット
の基準電極ターミナルは、ポテンショスタットのカウン
ター電極ターミナルにより短絡される。腐食率が測定さ
れる２つの同じ金属電極は、その後、各々ポテンショス
タットのカウンター電極ターミナル，作動電極ターミナ
ルに接続される。３電極式及び２電極式のの両のシステ
ムは、工業用配水システムに挿入するために適切な金属
から仕上げられた各電極をもつ予め製作されたプロー
ブ、例えば「Corrator（商標名）」のプローブとして商
業的に利用可能である。
【００２７】上記作動電極と基準電極との間の電位差、
及び電気化学的なセルの応答電流は、アナログ／デジタ
ルインターフェイス及びデジタル／アナログインタフェ
ースを備えているパーソナル・コンピュータ18で監視さ
れる。また、この電流応答は、電流応答の最大値を測定
するためにピーク検出器16にも提供される。尚、ピーク
検出器をポテンショスタットの外部に設置する必要はな
い。本実施例においては、そのために組立られる汎用回
路を用いており、デジタル／アナログ変換器，アナログ
／デジタル変換器，ポテンショスタット，及びピーク検
出器が１つの架台上に搭載されている。電流応答のピー
ク値は、溶液抵抗を計算するためにパーソナル・コンピ
ュータ18に入力される。
及び電気化学的なセルの応答電流は、アナログ／デジタ
ルインターフェイス及びデジタル／アナログインタフェ
ースを備えているパーソナル・コンピュータ18で監視さ
れる。また、この電流応答は、電流応答の最大値を測定
するためにピーク検出器16にも提供される。尚、ピーク
検出器をポテンショスタットの外部に設置する必要はな
い。本実施例においては、そのために組立られる汎用回
路を用いており、デジタル／アナログ変換器，アナログ
／デジタル変換器，ポテンショスタット，及びピーク検
出器が１つの架台上に搭載されている。電流応答のピー
ク値は、溶液抵抗を計算するためにパーソナル・コンピ
ュータ18に入力される。
【００２８】分極抵抗Ｒpは、２つの方法の内の１つを
用いて計算され得る。電位ステップの印加後、電流応答
の定常値が測定され、コンピュータ18によりＲs+Ｒp の
値に変換される。本実施例においては、総抵抗（Ｒs+Ｒ
p）を測定するためにこの方法を用いる。尚、例えば、
±10mV，±20mV，又は±30mVの小さい振幅の電位スイー
プが、例えば0.1 mV／秒の非常に遅い電位走査レートで
作動電極に印加される上記線形的な分極技術が（Ｒs+Ｒ
p）の測定のために用いられてもよい。分極抵抗は、溶
液抵抗Ｒs（ピーク検出器から測定される）を総抵抗Ｒs
+Ｒp（電位ステップ又は電位スィープの印加から決定さ
れる）から減算することにより決定され得る。その後、
腐食率Ｉcorrは、上述の Stern-Geary式を用いて分極抵
抗Ｒpから計算され得る。ここで注目すべきことは、線
形的な分極実験のための電位スィープが連続的である必
要がなく、一連の各小電位ステップから近似されること
にある。本実施例は、平均走査レートが同じである限り
2 mV の各ステップ用いる。また、パーソナルコンピュ
ータを用いた場合、各測定を全て自動化することがで
き、その結果を例えばビデオディスプレイやプリンタ，
あるいはデータ記録装置等の出力装置20に提供すること
ができる。
用いて計算され得る。電位ステップの印加後、電流応答
の定常値が測定され、コンピュータ18によりＲs+Ｒp の
値に変換される。本実施例においては、総抵抗（Ｒs+Ｒ
p）を測定するためにこの方法を用いる。尚、例えば、
±10mV，±20mV，又は±30mVの小さい振幅の電位スイー
プが、例えば0.1 mV／秒の非常に遅い電位走査レートで
作動電極に印加される上記線形的な分極技術が（Ｒs+Ｒ
p）の測定のために用いられてもよい。分極抵抗は、溶
液抵抗Ｒs（ピーク検出器から測定される）を総抵抗Ｒs
+Ｒp（電位ステップ又は電位スィープの印加から決定さ
れる）から減算することにより決定され得る。その後、
腐食率Ｉcorrは、上述の Stern-Geary式を用いて分極抵
抗Ｒpから計算され得る。ここで注目すべきことは、線
形的な分極実験のための電位スィープが連続的である必
要がなく、一連の各小電位ステップから近似されること
にある。本実施例は、平均走査レートが同じである限り
2 mV の各ステップ用いる。また、パーソナルコンピュ
ータを用いた場合、各測定を全て自動化することがで
き、その結果を例えばビデオディスプレイやプリンタ，
あるいはデータ記録装置等の出力装置20に提供すること
ができる。
【００２９】各実験例 1. ダミー・セル 図６に図示した構成をもつ試作型の腐食モニターが製作
された。このモニターの作動範囲は、図１に図示したよ
うな各抵抗と 100μF のキャパシタとから作られたダミ
ーセルにより決定される。デジタル／アナログ・カード
（部品番号 DAC312, Analog Device）がパーソナルコン
ピュータと共に用いられ、振幅が±10mVの電位スィープ
信号が生成される。また、線形的な分極実験のための電
位スィープでは各々ステップが 2 mV の大きさである10
ステップを用いてデジタル／アナログ・カードから生成
された。この総測定時間は、１０ステップの電位信号の
場合に約 200秒となり、したがって各２ mV ステップに
対する測定時間が約20秒となった。これにより平均電位
スィープレートは 0.1 mV／秒となった。図８は、この
試験に用いた電位ステップ信号の略図を示しており、図
面上、Ｅcorrは腐食電位、すなわち電位励起の印加前に
おける基準電位に対する測定される作動電極の電位であ
る。このような信号の印加から得られる応答電流の概略
が図９に示されている。ピーク検出器は、図10のように
構成されると共に腐食モニター内に装着されており、各
２ mV のステップを印加することにより、電流測定用抵
抗を通して応答電流のピーク値や溶液抵抗を検出する。
このような10ステップの電位信号から得られた各ピーク
値は、その後、溶液抵抗の計算のために平均化された。
ピーク検出器には、二重演算増幅器（部品番号 LF353,
National Semiconductor社製），ダイオード(1N914)，
及び 1μF のポリスチレン型コンデンサを搭載した。ア
ナログ／デジタル・カード（部品番号 CS5501, Crystal
Semiconductor Corporation社製,Austin, Texas）は、
パーソナル・コンピュータと共にデータ捕捉のために用
いた。各 2 mV ステップにおける定常値を記録してお
き、実験終了時にその電位を定常電流に対してプロット
し、「電位」対「電流」曲線のスロープとして総抵抗
（Ｒs+Ｒp）を求めた。
された。このモニターの作動範囲は、図１に図示したよ
うな各抵抗と 100μF のキャパシタとから作られたダミ
ーセルにより決定される。デジタル／アナログ・カード
（部品番号 DAC312, Analog Device）がパーソナルコン
ピュータと共に用いられ、振幅が±10mVの電位スィープ
信号が生成される。また、線形的な分極実験のための電
位スィープでは各々ステップが 2 mV の大きさである10
ステップを用いてデジタル／アナログ・カードから生成
された。この総測定時間は、１０ステップの電位信号の
場合に約 200秒となり、したがって各２ mV ステップに
対する測定時間が約20秒となった。これにより平均電位
スィープレートは 0.1 mV／秒となった。図８は、この
試験に用いた電位ステップ信号の略図を示しており、図
面上、Ｅcorrは腐食電位、すなわち電位励起の印加前に
おける基準電位に対する測定される作動電極の電位であ
る。このような信号の印加から得られる応答電流の概略
が図９に示されている。ピーク検出器は、図10のように
構成されると共に腐食モニター内に装着されており、各
２ mV のステップを印加することにより、電流測定用抵
抗を通して応答電流のピーク値や溶液抵抗を検出する。
このような10ステップの電位信号から得られた各ピーク
値は、その後、溶液抵抗の計算のために平均化された。
ピーク検出器には、二重演算増幅器（部品番号 LF353,
National Semiconductor社製），ダイオード(1N914)，
及び 1μF のポリスチレン型コンデンサを搭載した。ア
ナログ／デジタル・カード（部品番号 CS5501, Crystal
Semiconductor Corporation社製,Austin, Texas）は、
パーソナル・コンピュータと共にデータ捕捉のために用
いた。各 2 mV ステップにおける定常値を記録してお
き、実験終了時にその電位を定常電流に対してプロット
し、「電位」対「電流」曲線のスロープとして総抵抗
（Ｒs+Ｒp）を求めた。
【００３０】これらダミーセルによる実験から得られた
データは表１のとおりである。
データは表１のとおりである。
【００３１】
【表１】
【００３２】上記においては、Ｒs ＝56 KΩ，Ｒp ＝47
9 KΩの場合を除き、測定値と実際値との間でＲs及びＲ
pにおける好ましい一致が観察された。この場合、腐食
モニターに依って測定された溶液抵抗には大きな誤差が
生じていた。これは、溶液抵抗を測定するために電位信
号内で用いた小さな励起ステップ（2mV）、及び、 A/D
カード及び D/Aカードの分解能の限界の内、少なくとも
いずれか一方が原因と考えられる。このような性能を改
善するための腐食モニターの変更例については後述す
る。
9 KΩの場合を除き、測定値と実際値との間でＲs及びＲ
pにおける好ましい一致が観察された。この場合、腐食
モニターに依って測定された溶液抵抗には大きな誤差が
生じていた。これは、溶液抵抗を測定するために電位信
号内で用いた小さな励起ステップ（2mV）、及び、 A/D
カード及び D/Aカードの分解能の限界の内、少なくとも
いずれか一方が原因と考えられる。このような性能を改
善するための腐食モニターの変更例については後述す
る。
【００３３】2. 模擬化されたボイラー凝縮水における
各環境 本腐食モニターは、模擬化されたボイラー凝縮水におけ
る各環境下でも評価される。その腐食プローブは、３本
の軟鋼ワイヤーを試験水に晒される長さ２cmの部分を残
してエポキシ樹脂に埋め込んで作られている。ワイヤー
の直径は１mmであり、電極の露出面積は約 0.63 cm2 で
あった。これらの電極は、カウンター電極，基準電極，
及び作動電極として各々用いられた。腐食プローブは、
室温で1000mlのガラス・セルに収容された脱気且つ脱イ
オン化された水溶液に浸された。試験水の導電性は、実
験の開始時には約0.2 μS/cmだった。ボイラー凝縮条件
を模擬化するために、実験前に２時間にわたりアルゴン
ガスを用いて酸素が溶液から取り除かれている。そして
その後、腐食プローブが試験水に浸された。尚、アルゴ
ンガスは、実験中、水溶液に連続して注入された。
各環境 本腐食モニターは、模擬化されたボイラー凝縮水におけ
る各環境下でも評価される。その腐食プローブは、３本
の軟鋼ワイヤーを試験水に晒される長さ２cmの部分を残
してエポキシ樹脂に埋め込んで作られている。ワイヤー
の直径は１mmであり、電極の露出面積は約 0.63 cm2 で
あった。これらの電極は、カウンター電極，基準電極，
及び作動電極として各々用いられた。腐食プローブは、
室温で1000mlのガラス・セルに収容された脱気且つ脱イ
オン化された水溶液に浸された。試験水の導電性は、実
験の開始時には約0.2 μS/cmだった。ボイラー凝縮条件
を模擬化するために、実験前に２時間にわたりアルゴン
ガスを用いて酸素が溶液から取り除かれている。そして
その後、腐食プローブが試験水に浸された。尚、アルゴ
ンガスは、実験中、水溶液に連続して注入された。
【００３４】ピーク検出器を使用する腐食モニターの性
能は、２つの他の電気化学的な技術と比較して評価され
た。簡単な線形的な分極の測定(LP)は、EG&G Princeton
Applied Research Model 273 のポテンショスタットを
用いて、0.1 mV／秒の電位走査レートで±10mVの電位ス
ィープを用いて実施された。前述のように、線形的な分
極測定は、システムの総抵抗（Ｒs+Ｒp ）を測定する。
また、電気化学的なインピーダンス・スペクトル法 (EI
S)は、 Schlumberger Solartron Model 1255の周波数応
答分析器 (FRA)を用いて EG&G Princeton Applied Rese
arch Model 273のポテンショスタットを介して実施され
た。10 KHzから 1 mHz以下の範囲の異なる周波数の±10
mV正弦波交番信号が作動電極に印加され、溶液抵抗を高
周波限界として決定するとともに、総抵抗を低周波限界
として決定した。上記 EISは、広い周波数範囲にわたり
システムの応答を与えるので、これがＲs及びＲpを決定
する際に精度を近づけるのに有効な最適の方法であると
考える。
能は、２つの他の電気化学的な技術と比較して評価され
た。簡単な線形的な分極の測定(LP)は、EG&G Princeton
Applied Research Model 273 のポテンショスタットを
用いて、0.1 mV／秒の電位走査レートで±10mVの電位ス
ィープを用いて実施された。前述のように、線形的な分
極測定は、システムの総抵抗（Ｒs+Ｒp ）を測定する。
また、電気化学的なインピーダンス・スペクトル法 (EI
S)は、 Schlumberger Solartron Model 1255の周波数応
答分析器 (FRA)を用いて EG&G Princeton Applied Rese
arch Model 273のポテンショスタットを介して実施され
た。10 KHzから 1 mHz以下の範囲の異なる周波数の±10
mV正弦波交番信号が作動電極に印加され、溶液抵抗を高
周波限界として決定するとともに、総抵抗を低周波限界
として決定した。上記 EISは、広い周波数範囲にわたり
システムの応答を与えるので、これがＲs及びＲpを決定
する際に精度を近づけるのに有効な最適の方法であると
考える。
【００３５】以下に示す表２乃至表４は、室温で脱気且
つ脱イオン化された水内の各導電率に対し、スチールワ
イヤー腐食プローブから得られた結果を線形的な分極法
(LP)，電気化学的なインピーダンススペクトル法(EI
S)，及び、本ピーク検出器を備えた腐食モニターを用い
たそれぞれの場合で示したものである。
つ脱イオン化された水内の各導電率に対し、スチールワ
イヤー腐食プローブから得られた結果を線形的な分極法
(LP)，電気化学的なインピーダンススペクトル法(EI
S)，及び、本ピーク検出器を備えた腐食モニターを用い
たそれぞれの場合で示したものである。
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】
【表４】
【００３９】総抵抗Ｒs+Ｒp を測定するためには、LP，
EIS，及び腐食モニターの間では良好な一致が観察され
た。最も低い導電率 (0.72μS/cm)の場合、腐食モニタ
ーは、Ｒp内で大きな誤差を引き起こす溶液抵抗を測定
できなかった（表２参照）。この問題は、ダミーセルを
最大の溶液抵抗（Ｒs ＝56 KΩ，Ｒp ＝479 K Ω）で用
いたときに「表２」に既に言及されている。これは、溶
液抵抗を測定するために電位信号に用いた小さい励起ス
テップ（2mV）、及びA/D カード及び D/Aカードの分解
能の限界の内、少なくともいずれか一方に起因され得
る。
EIS，及び腐食モニターの間では良好な一致が観察され
た。最も低い導電率 (0.72μS/cm)の場合、腐食モニタ
ーは、Ｒp内で大きな誤差を引き起こす溶液抵抗を測定
できなかった（表２参照）。この問題は、ダミーセルを
最大の溶液抵抗（Ｒs ＝56 KΩ，Ｒp ＝479 K Ω）で用
いたときに「表２」に既に言及されている。これは、溶
液抵抗を測定するために電位信号に用いた小さい励起ス
テップ（2mV）、及びA/D カード及び D/Aカードの分解
能の限界の内、少なくともいずれか一方に起因され得
る。
【００４０】本腐食モニターは、高い導電率（表３の3.
94μS/cm、表４の4.7μS/cm）の溶液で優れた精度を示
した。導電率は、ＮａＣｌＯ4 のトレース量 ( trace a
mount ) を脱イオン化された試験水に加えることで調整
された。Ｒs+Ｒpを測定するために LP ，EIS，及び腐食
モニターの間で好ましい一致が観察された。腐食モニタ
ーから測定されたＲs及びＲpの値も、EIS（表３及び表
４参照）で測定された値と非常によく一致していた。
94μS/cm、表４の4.7μS/cm）の溶液で優れた精度を示
した。導電率は、ＮａＣｌＯ4 のトレース量 ( trace a
mount ) を脱イオン化された試験水に加えることで調整
された。Ｒs+Ｒpを測定するために LP ，EIS，及び腐食
モニターの間で好ましい一致が観察された。腐食モニタ
ーから測定されたＲs及びＲpの値も、EIS（表３及び表
４参照）で測定された値と非常によく一致していた。
【００４１】3. 腐食モニターの改善 腐食モニターの性能を改善するために、電位信号は、Ｅ
a = ±10mVをもつ図２に示されるように、±10mVの振幅
の単一ステップ励起に変更された。腐食モニターを駆動
するためのソフトウェアも、A/Dカード及びD/Aカードに
おける最も可能性のある分解能を得るために、電流範囲
を自動的に選択するように修正された。このように修正
された腐食モニターは、その改善された作動範囲を示す
ために、異なる各抵抗と 100μF キャパシタとから成る
ダミー・セル（図１参照）を用いて試験された。その結
果は表５乃至表９に要約されている。
a = ±10mVをもつ図２に示されるように、±10mVの振幅
の単一ステップ励起に変更された。腐食モニターを駆動
するためのソフトウェアも、A/Dカード及びD/Aカードに
おける最も可能性のある分解能を得るために、電流範囲
を自動的に選択するように修正された。このように修正
された腐食モニターは、その改善された作動範囲を示す
ために、異なる各抵抗と 100μF キャパシタとから成る
ダミー・セル（図１参照）を用いて試験された。その結
果は表５乃至表９に要約されている。
【００４２】
【表５】
【００４３】
【表６】
【００４４】
【表７】
【００４５】
【表８】
【００４６】
【表９】
【００４７】Ｒs及びＲpの各値において、修正された腐
食モニターからは好ましい一致が観察された。試験した
Ｒsの各範囲は、0.1 K 乃至 100 Kの範囲であり、この
範囲は、ボイラー凝縮水，ボイラー用水，冷却水環境，
他の水溶液及び非水溶液を含め、一般的な工業環境での
種々の溶液抵抗値を表すものである。我々は、ピーク検
出器を備えた腐食モニターの作動範囲は、A/DとD/Aカー
ドの分解能を向上させ、且つ電位ステップの振幅を±10
mVから±20mV又は±30mVに拡大することに依って更に改
善できると確信している。しかし、我々は、腐食領域の
摂動を最小限にして電極表面の任意の非可逆性の変動を
防止できる時に、必ず±10mVの励起を使用することも推
奨する。電位ステップの振幅を拡大すると、信号／ノイ
ズ比率を特にプラント条件のもとで改善できる。
食モニターからは好ましい一致が観察された。試験した
Ｒsの各範囲は、0.1 K 乃至 100 Kの範囲であり、この
範囲は、ボイラー凝縮水，ボイラー用水，冷却水環境，
他の水溶液及び非水溶液を含め、一般的な工業環境での
種々の溶液抵抗値を表すものである。我々は、ピーク検
出器を備えた腐食モニターの作動範囲は、A/DとD/Aカー
ドの分解能を向上させ、且つ電位ステップの振幅を±10
mVから±20mV又は±30mVに拡大することに依って更に改
善できると確信している。しかし、我々は、腐食領域の
摂動を最小限にして電極表面の任意の非可逆性の変動を
防止できる時に、必ず±10mVの励起を使用することも推
奨する。電位ステップの振幅を拡大すると、信号／ノイ
ズ比率を特にプラント条件のもとで改善できる。
【００４８】ここで説明した好ましい実施例に対する種
々の変更例及び修正例は、当業者においては明確になる
と理解される。このような変更例及び修正例は、本発明
の技術的思想及びその範囲から逸脱することなく、且つ
その付随する長所を損ねることなく実施可能である。従
って、このような変更例及び修正例が上記特許請求の範
囲に依って保護されることを意図している。
々の変更例及び修正例は、当業者においては明確になる
と理解される。このような変更例及び修正例は、本発明
の技術的思想及びその範囲から逸脱することなく、且つ
その付随する長所を損ねることなく実施可能である。従
って、このような変更例及び修正例が上記特許請求の範
囲に依って保護されることを意図している。
【図１】溶液内に設けた腐食電極等、腐食する金属表面
の等価回路である。
の等価回路である。
【図２】図１の腐食金属表面に印加される電位ステップ
を示した説明図である。
を示した説明図である。
【図３】図２の印加電位ステップによる電流応答を示し
た説明図である。
た説明図である。
【図４】本発明に係る方法及び装置を用いる場合の代表
的なピーク検出器の回路図である。
的なピーク検出器の回路図である。
【図５】図４に示したピーク検出器の入力（Ｖin）及び
出力（Ｖout ）を示した説明図である。
出力（Ｖout ）を示した説明図である。
【図６】腐食率を計算するための本発明に係る構成のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図７】公知の電流中断方法を用いた場合に得られる電
位応答を示した説明図である。
位応答を示した説明図である。
【図８】図６の装置を用いて試験を実行した際に用いた
電位ステップ信号を概略的に示した説明図である。
電位ステップ信号を概略的に示した説明図である。
【図９】図８の電位ステップ信号を印加したときの応答
電流を示した説明図である。
電流を示した説明図である。
【図１０】腐食モニタの一部に用いられるピーク検出器
器の概略的な回路図である。
器の概略的な回路図である。
１０…信号発生器又はデジタル／アナログ・カード １２…ポテンショスタット １４…電気化学的なセル １６…ピーク検出器 １８…パーソナル・コンピュータ ２０…出力装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク ファン−ユー リュ アメリカ合衆国，イリノイ 60563，ネパ ービル，ウィンデメアー アベニュ 1230 (72)発明者 マーティン アール．ゴッドフレイ アメリカ合衆国，イリノイ 60119，エル バーン，ロカスト コート ２−エス 260
Claims (21)
- 【請求項１】 溶液の抵抗を該溶液内の金属表面の界面
で測定するための方法であって、 (a) 直流信号を前記金属表面に印加する段階と、 (b) 前記信号に対する応答をモニターする段階と、 (c) ピーク検出器を備える段階と、 (d) 前記応答を前記ピーク検出器に提供する段階と、 (e) 前記応答のピークを決定する段階と、 (f) 前記ピークから溶液の抵抗を求める段階と、を備え
た溶液抵抗測定方法。 - 【請求項２】 前記信号が小さい振幅の電位ステップで
ある請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記金属表面が金属電極である請求項１
に記載の方法。 - 【請求項４】 前記溶液が、低い導電率をもつボイラー
用水，スチーム凝縮水，他の水溶液及び非水溶液からな
るグループから選択される請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 前記溶液が冷却水である請求項１に記載
の方法。 - 【請求項６】 前記溶液が高い腐食性である請求項１に
記載の方法。 - 【請求項７】 前記溶液抵抗の値が、その分極抵抗と比
較して無視できない大きさをもつ請求項１に記載の方
法。 - 【請求項８】 前記信号を前記ピーク検出器に印加する
段階の前に、前記電流応答を電圧信号に変換する段階を
更に備えている請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】 前記応答をピーク検出器に供給する段階
の後に時間間隔を選択してピークを決定する段階を更に
備えている請求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記溶液抵抗を求める段階の後に、そ
の分極抵抗を計算する段階を更に備えている請求項１に
記載の方法。 - 【請求項１１】 溶液内の金属表面の腐食度を測定する
ための方法であって、 (a) 前記溶液の抵抗を測定する段階と、 (b) 前記溶液内の金属表面の分極抵抗を測定する段階
と、 (c) 前記金属表面の腐食度を前記分極抵抗から計算する
段階と、を備える金属表面の腐食度測定方法。 - 【請求項１２】 前記金属表面が１つの金属電極とな
り、該金属電極上で前記溶液抵抗及び分極抵抗の各値が
測定される請求項11に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記溶液が、低い導電率のボイラー用
水，スチーム凝縮水，他の水溶液及び非水溶液から成る
グループから選択される請求項11に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記溶液が冷却水である請求項11に記
載の方法。 - 【請求項１５】 前記溶液が高い腐食性である請求項11
に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記溶液抵抗の値が、前記分極抵抗と
比較して無視できない値である請求項11に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記溶液抵抗を測定するステップが、 (a) 前記金属表面に過渡信号を供給する段階と、 (b) 前記信号に対する応答をモニターする段階と、 (c) 前記応答のピークを測定する段階と、 (d) 前記ピークから前記溶液抵抗を求める段階と、を更
に備えている請求項11に記載の方法。 - 【請求項１８】 ピーク検出器を与えて前記応答のピー
クを測定する段階を更に備えている請求項17に記載の方
法。 - 【請求項１９】 前記電流応答を電圧信号に変換する段
階を更に備えている請求項17に記載の方法。 - 【請求項２０】 溶液内の金属表面の腐食度を計算する
ための装置であって、 (a) 前記金属表面に信号を提供する信号発生手段と、 (b) 前記信号に対する応答のピークを測定するピーク検
出器と、 (c) 前記ピークから溶液抵抗を決定し、少なくとも前記
溶液抵抗から腐食度を導く演算手段、 とを具備する腐食度測定装置。 - 【請求項２１】 前記応答が電流応答である請求項20に
記載の装置。
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