JPH0792119A - 塗膜劣化測定用プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体中に浸っている機器の塗膜２のインピー
ダンスの測定を、塗膜欠陥部があっても正確にかつ精度
良く検出する。 【構成】 本体ケース１５内の下部に測定用電極１６を
設けるとともに、この測定用電極１６の周囲に測定用電
極１６と同電位となるガード電極１８を設ける。このガ
ード電極１８の外周囲に、塗膜２表面に接触しアース回
路に接続される接地電極２９を設ける。液体中に存する
金属の塗膜２表面に測定用電極１６を接触させて通電す
ることにより、測定用電極１６に流れる電流から塗膜２
の劣化を測定する。この場合、測定用電極１６に流れる
電流の漏れ電流はガード電極１８の外側にある接地電極
２９に流れ、塗膜欠陥部を通して下地金属１に流出・漏
洩しないようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体中に浸っている機
器の塗膜インピーダンスの測定を可能とした塗膜劣化測
定用プローブに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば変圧器や配電盤など屋外に配置さ
れる機器は、防蝕及び美観のために塗装がなされるが、
その塗膜の劣化を放置すれば、やがて塗膜が剥離したり
下地金属が腐蝕するようになるため、適切な時期に塗り
替えなどのメンテナンスが必要となる。そこで、塗膜の
劣化に伴い塗膜の電気抵抗値が小さくなって塗膜インピ
ーダンスが変化することを利用して、塗膜の劣化度を定
量的に診断することが行われている。

【０００３】このような塗膜インピーダンスを測定する
ための装置として、従来では図４に示すものが供されて
いた。即ち、このものは下地金属１の表面の塗膜２に導
電性ゲル３を介してアルミ箔等の測定用電極４を宛てが
い、交流電源５を用いて下地金属１と測定用電極４との
間に電圧を印加し、電流測定器６により流れる電流を測
定すると共に、電圧測定器７により印加電圧を測定する
ようになっている。そして測定された電流値及び電圧値
から、各周波数についての塗膜インピーダンスを演算
し、ボード線図やナイキスト線図を作成して塗膜２の劣
化の度合いを判定するものである。

【０００４】これに対し、近年では測定精度を向上させ
るために、図５に示す塗膜劣化測定用プローブを用いる
測定方法が考えられている。この塗膜劣化測定用プロー
ブ８は、下面が開口した略円筒状をなすプラスチック製
の本体ケース９内に、スポンジに導電性ゲルを含ませて
なり、下面が球面凸状をなす測定用電極１０を収容して
構成されている。また本体ケース９の内壁面には、測定
用電極１０の導電性ゲルに接触する錫箔１１が設けら
れ、この錫箔１１が接続端子１２に接続されている。一
方、本体ケース９の外周部には雄ねじ部９ａが形成さ
れ、この雄ねじ部９ａに下面にマグネット１３を有する
押えリング１４が螺合されている。

【０００５】塗膜インピーダンスの測定時には、押えリ
ング１４のマグネット１３により塗膜劣化測定用プロー
ブ８を塗膜２上に固定させ、これにより測定用電極１０
を塗膜２の一定面積分に密着させるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の塗
膜２が設けられる機器のなかには、大気中ではなく液体
中（水中）に配置されるものがある。上述の塗膜劣化測
定用プローブ８は、大気中にて使用するには問題はない
が、水中に浸っている塗膜２のインピーダンスを測定す
るには適さないものであった。

【０００７】即ち、従来の塗膜劣化測定用プローブ８を
用いた場合、水中では測定用電極１０に接している所定
面積の塗膜２に流れる電流以外にも、測定用電極１０の
周囲部分の塗膜に水を介して流れる電流（漏れ電流）も
測定されることになってしまうからである。塗膜劣化の
診断は、塗膜２の一定面積に対するインピーダンスに基
づいて行われるため、測定した電流値に測定用電極１０
の周辺の漏れ電流が含まれれば測定しても無意味なこと
になり、正確な塗膜劣化の診断を行うことができなくな
ってしまう。また測定用電極１０のスポンジに含まれて
いる導電性ゲルが、測定用電極１０から漏れ出して水中
に拡散してしまう虞があり、液体の汚染や、液体の導電
度を高めてしまうといった不具合が生ずる。

【０００８】このような不具合を解消するために、図６
に示すように、本体ケース１５と、この本体ケース１５
内に設けられ塗膜２の一定面積に接触されるスポンジ状
導電材からなる測定用電極１６と、この測定用電極１６
により検出した電流を増幅する増幅手段１７と、測定用
電極１６の周囲を取り囲むように塗膜２に接触されるガ
ード電極１８と、このガード電極１８の電位を測定用電
極１６の電位と同一に保つための手段１９とを具備した
塗膜劣化測定用プローブ２０が提案（特願平５−４１０
２９号）されている。

【０００９】この塗膜劣化測定用プローブ２０を、実際
に水中に浸漬されている塗膜に宛てがい、塗膜のインピ
ーダンスを測定してみると、ガード電極１８を設けたこ
とにより、測定用電極１６に接している部分以外への漏
れ電流が少なくなり、その効果は顕著であることが判っ
た。しかしながら、測定個所近傍でプローブの外側に位
置する塗膜に下地金属が露出するような大きな塗膜欠陥
部が存在すると、測定電流の漏れ電流がその欠陥部を通
して下地金属に流れて測定誤差が大きくなり、測定精度
に影響を与えることが判った。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は液体中に浸っている機器の塗膜インピー
ダンスの測定を、塗膜欠陥部があっても正確にかつ精度
良く検出することのできる塗膜劣化測定用プローブを提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の塗膜劣化測定用プローブにおいては、液体
中に存する金属の塗膜表面に測定用電極を接触させて通
電することにより、その塗膜の劣化を測定する塗膜劣化
測定用プローブにおいて、測定用電極の周囲に測定用電
極と同電位となるガード電極を設けるとともに、このガ
ード電極と測定用電極との電位差を同一に保つための手
段を設け、さらにガード電極の外周囲に、塗膜表面に接
触しアース回路に接続される接地電極を設けたことを特
徴とする。また接地電極を導電性のＯリングにより構成
し、ガード電極を塗膜表面に対してわずかな間隙を介し
て位置するように構成したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の塗膜劣化測定用プローブによれば、イ
ンピーダンス測定個所近傍に下地金属露出部などの塗膜
欠陥部が生じていても、測定用電極に流れる電流の洩れ
電流がガード電極の外側にある接地電極に流れ、塗膜欠
陥部を通して下地金属に流出・漏洩することがなくなる
ので、電流の検出精度を向上させることができる。

【００１３】また接地電極を導電性のＯリングにより構
成した場合には、Ｏリングがアースと液体のシールを兼
ねることができ、ガード電極の内外に液体の流動を生じ
て測定誤差を生じることがないことから、ガード電極を
塗膜表面に対してわずかな間隙を介して位置するように
構成することができ、これによりガード電極による塗膜
の損傷を防止することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の第１実施例につき図１を参照
して説明する。塗膜劣化測定用プローブ３０の構成は大
きく分けて本体ケース１５、測定用電極１６、増幅手段
１７、ガード電極１８およびガード電極１８の電位を測
定用電極１６の電位と同一に保つための手段１９から構
成されており、その基本的構成は図６のものとほぼ同じ
である。

【００１５】即ち、本体ケース１５は、例えばアクリル
樹脂等のプラスチックよりなり、全体として円筒容器状
をなしている。この本体ケース１５内の下部には、下面
に向けて開口する電極収容部１５ａが設けられ、上部に
は回路収容部１５ｂが設けられている。電極収容部１５
ａの内面には、錫箔や白金等の分極性の小さい金属から
なる導電被膜２１がメッキや接着等の方法により設けら
れている。また本体ケース１５の上端部には電圧印加用
の端子２２と電流測定信号出力用の端子２３とが設けら
れ、図示しない診断装置本体に接続されるコネクタ２４
が設けられている。

【００１６】そして、この本体ケース１５の電極収容部
１５ａ内に、測定用電極１６が収容されている。この測
定用電極１６は、カーボンスポンジあるいは導電性スポ
ンジと称される導電性ウレタンフォーム（表面抵抗１Ｍ
Ω以下）からなり、電極収容部１５ａ内に密に収容され
て導電被膜２１に密着すると共に、球面凸状をなす下面
が電極収容部１５ａの下面開口部よりも若干下方に突出
する形状とされている。これによりプローブ３０が塗膜
２に宛てがわれると、測定用電極１６は塗膜２表面の一
定面積部分に密着状態で接触するようになる。

【００１７】この測定用電極１６は、導電被膜２１を介
して端子２２，２３に接続されるが、それらの間に回路
収容部１５ｂ内に位置して増幅手段１７が設けられてい
る。この増幅手段１７は、電流−電圧変換抵抗２５及び
その両端に発生した電圧を増幅するプログラマブルゲイ
ンアンプ２６等から構成され、塗膜２を通じて測定用電
極１６に流れる電流を検出し、その電流値に応じた電圧
信号を増幅して出力するようになっている。プログラマ
ブルゲインアンプ２６の出力線は端子２３に接続されて
いる。

【００１８】一方、本体ケース１５の下部には、測定用
電極１６の外側に位置して下面が開口する環状の凹部１
５ｃが形成されており、この凹部１５ｃ内に例えばアル
ミニウム、銅等の金属材料よりなるリング状のガード電
極１８が設けられている。そしてこのガード電極１８も
測定用電極１６と同様に端子２２に接続されて交流電圧
が印加されるのであるが、これらガード電極１８と端子
２２との間には、ガード電極１８の電位を測定用電極１
６の電位と同一に保つためのガード回路１９が、回路収
容部１５ｂ内に位置して設けられている。このガード回
路１９は、例えば乾電池などの直流電源２７及び可変抵
抗器２８等を備えて構成されている。

【００１９】このガード回路１９は、プローブ３０を水
中等の液体中で使用する場合、測定用電極１６とガード
電極１８とが異なる材質により構成されているため、夫
々固有の電位を呈することになり、両電極１６，１８間
に電位差が生ずることになるので、その電位差をキャン
セルするために設けられたものである。予め実使用と同
一の条件で、どれだけの電圧をガード電極１８に付加す
れば電位差をキャンセルすることができるかを測定し、
可変抵抗器２８を調節しておくようにする。ガード電極
１８が例えばアルミニウム製の場合、０．５Ｖ程度とな
る。

【００２０】そしてさらに本実施例においては、本体ケ
ース１５の外周面に、例えば銅箔などの導電性材料から
なる接地電極２９が設けられており、その一部からリー
ド線が引き出され、コネクタ２４を介して図示しないア
ース回路に接続されている。この接地電極２９は、ガー
ド電極１８の外周囲に位置し、プローブ３０が塗膜２に
宛てがわれた際に下端が塗膜２の表面に接触するように
設けられている。

【００２１】尚、図示はしないが、回路収容部１５ｂ内
に設けられたプリアンプ２６及びガード回路１９を構成
する各電装部品は、例えばエポキシ樹脂等の耐水性の高
い絶縁材料にてモールドされている。

【００２２】このように構成した塗膜劣化測定用プロー
ブ３０によれば、測定用電極１６の外周囲にガード電極
１８を設けたので、液体中にあっても、測定用電極１６
に接している部分以外の漏れ電流が測定電流に流れるこ
とをガード電極１８により阻止することができ、塗膜イ
ンピーダンスの測定を正確に行うことができ、ひいては
信頼性の高い塗膜劣化の診断を行うことが可能となるも
のである。

【００２３】また塗膜劣化測定部分の近傍でプローブ３
０の外側に、下地金属１が露出する塗膜欠陥部があった
場合、測定用電極１６に流れる電流の漏れ電流がガード
電極１８を越えて塗膜欠陥部を通して下地金属１に流れ
ようとするが、本実施例のように、プローブ３０の最外
周部に接地電極２９が設けられているために、測定用電
極１６に流れる電流の漏れ電流が塗膜欠陥部を通して下
地金属１に流れるのを阻止することができ、測定誤差の
少ないインピーダンス測定が可能となる。

【００２４】尚、上記実施例における接地電極２９は銅
箔等の金属に代えて導電性塗料を塗布して構成すること
もできる。図２は本発明の他の実施例による塗膜劣化測
定用プローブ４０を示すもので、本体ケース１５の下部
外周に、進退可能なリング部材３１を設け、このリング
部材３１にガード電極１８および接地電極２９を設けた
ものである。即ち本体ケース１５の下部外周には、雄ね
じ部１５ｄが形成され、この雄ねじ部１５ｄに、例えば
本体ケース１５と同じ材質（アクリル樹脂）からなるリ
ング部材３１が螺合されている。このリング部材３１の
下面には環状の凹部３１ａが形成され、この凹部３１ａ
内に例えばアルミニウム、銅等の金属材料よりなるリン
グ状のガード電極１８が設けられている。またリング部
材３１の最外周部には導電性材料、例えば銅箔、導電性
塗料等からなる接地電極２９が設けられており、その一
部からリード線が引き出され、図示しないアース回路に
接続されている。これにて、リング部材３１を本体ケー
ス１５に対して螺進させることにより、ガード電極１８
および接地電極２９が測定用電極１６を取り囲むように
塗膜２の表面に接触されるようになっている。

【００２５】図３は本発明のさらに他の実施例による塗
膜劣化測定用プローブ５０を示すもので、基本的には図
１のものと同じであるが、この実施例ではガード電極１
８を塗膜２の表面に対してわずかな間隙を介して位置す
るように構成する一方、接地電極を導電性ゴムからなる
Ｏリング３９により構成したものである。即ち、本体ケ
ース１５の下面のガード電極１８よりも外周囲に導電性
のＯリング３９を嵌め込み、このＯリング３９の下端部
を本体ケース１５の下面よりも突出させて設けたもので
ある。この塗膜劣化測定用プローブ５０を塗膜２の表面
に宛てがうと、ガード電極１８は塗膜２表面に対してわ
ずかな間隙を介して位置するようになる。これにより例
えばＳｎなどの金属材料で形成されたガード電極１８に
よる塗膜２の損傷を防止することができる。またＯリン
グ３９はアースのみならず、液体のシールを兼ねること
ができるので、ガード電極１８の内外に液体の流動を生
じることがなく、液体の流動による測定誤差を生じるよ
うなことがない。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の請求項１の塗膜劣化測定用プローブによれば、測定用
電極の周囲に測定用電極と同電位となるガード電極を設
けるとともに、このガード電極と測定用電極との電位差
を同一に保つための手段を設け、さらにガード電極の外
周囲に、塗膜表面に接触する接地電極を設けたことによ
り、インピーダンス測定個所近傍に下地金属露出部など
の塗膜欠陥部が生じていても、測定用電極に流れる電流
の漏れ電流がガード電極の外側にある接地電極に流れ、
塗膜欠陥部を通して下地金属に流出・漏洩することがな
いので、塗膜インピーダンスの測定を正確にかつ精度良
く検出することができる。

【００２７】また請求項２記載の塗膜劣化測定用プロー
ブによれば、接地電極を導電性のＯリングにより構成
し、ガード電極を塗膜表面に対してわずかな間隙を介し
て位置するように構成したことにより、上記効果に加え
て液体の流動による測定誤差を生じることなく、ガード
電極による塗膜の損傷を防止することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す塗膜劣化測定用プ
ローブの縦断面図

【図２】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【図３】本発明の第３の実施例を示す図１相当図

【図４】従来例を示す図１相当図

【図５】異なる従来例を示す図１相当図

【図６】先に提案されている塗膜劣化測定用プローブを
示す図１相当図

【符号の説明】

１は下地金属、２は塗膜、８，２０，３０，４０，５０
は塗膜劣化測定用プローブ、１５は本体ケース、１５ａ
は電極収容部、１５ｂは回路収容部、１６は測定用電
極、１７は増幅手段、１８はガード電極、１９はガード
回路、２１は導電被膜、２２，２３は端子、２４はコネ
クタ、２９は接地電極、３９はＯリングを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成瀬 佳宏 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体中に存する金属の塗膜表面に測定用
   電極を接触させて通電することにより、その塗膜の劣化
   を測定する塗膜劣化測定用プローブにおいて、前記測定
   用電極の周囲に測定用電極と同電位となるガード電極を
   設けるとともに、このガード電極と前記測定用電極との
   電位差を同一に保つための手段を設け、さらに前記ガー
   ド電極の外周囲に、前記塗膜表面に接触しアース回路に
   接続される接地電極を設けたことを特徴とする塗膜劣化
   測定用プローブ。
2. 【請求項２】 接地電極を導電性のＯリングにより構成
   し、ガード電極を塗膜表面に対してわずかな間隙を介し
   て位置するように構成したことを特徴とする請求項１記
   載の塗膜劣化測定用プローブ。