(57)【要約】【課題】  迅速且つ高精度に被検出面に付着する塩分濃度を測定することが可能なシンプルで頑丈な構造の塩分測定装置を提供する。【解決手段】  装置本体２と、装置本体２に接続された検出部１とからなる塩分測定装置であって、検出部１は、一端に開口部１１ｃを有し且つ塩分測定の際に塩分抽出用の純水を受入れて保持する液保持室１１と、純水を液保持室１１に供給する液供給流路１２と、純水の供給時に液保持室１１内の空気を排気するエア抜き流路１３と、液保持室１１内の液を撹拌する撹拌子１４と、液保持室１１内に検出端を露出させた塩分測定用センサー１５とを備えており、撹拌子１４はその攪拌軸方向に液保持室１１内の液を流動させることを特徴としている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
演算処理装置と共に操作パネル及び表示部を備えた装置本体と、該装置本体に接続された検出部とからなる構造物表面の塩分測定装置であって、該検出部は、一端に開口部を有し且つ塩分測定の際に塩分抽出用の純水を受入れて保持する液保持室と、純水を液保持室に供給する液供給流路と、純水の供給時に液保持室内の空気を排気するエア抜き流路と、液保持室内の液を撹拌する撹拌子と、液保持室内に検出端を露出させた塩分測定用センサーとを備えており、該撹拌子はその攪拌軸方向に液保持室内の液を流動させることを特徴とする構造物表面の塩分測定装置。
【請求項２】
前記撹拌子は、軸流タービン翼又は傾斜パドル翼からなることを特徴とする、請求項１に記載の構造物表面の塩分測定装置。
【請求項３】
前記軸流タービン翼又は傾斜パドル翼は、翼が３０〜６０°の角度で傾斜していることを特徴とする、請求項２に記載の構造物表面の塩分測定装置。
【請求項４】
前記撹拌子は、樹脂又は耐食性を有する金属から形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の構造物表面の塩分測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種構造物の表面に付着した塩分を抽出採取すると同時に、その塩分測定を行う装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道用や道路用の橋梁、船舶、プラントの大型タンク等のような鋼を用いた構造物は、腐蝕を防止するため、新しく建造する時あるいはメンテナンス時に表面塗装を行う必要がある。
【０００３】
しかし、これら鋼構造物の表面に海塩粒子等の塩分が付着したまま表面塗装を行うと、塗膜に膨れや層間剥離が生じたり、鋼構造物の素地表面に錆が発生したりして防食効果が得られなくなる。そのため、表面塗装を行う前に、鋼構造物表面の塩分濃度を測定し、鋼構造物表面の清浄度を管理することが従来から行われている。
【０００４】
鋼構造物表面に付着する塩分濃度は、鋼構造物の種類や環境等により異なるが、海岸付近では１０００ｍｇ／ｍ２を超えることがある。この塩分を洗浄やサンドブラスト等によって取り除き、表面塗装を行う前の段階で、通常５０〜３００ｍｇ／ｍ２程度に設定される管理濃度以下にする必要がある。
【０００５】
このような場合に、鋼構造物表面の塩分濃度を測定する装置として、特許文献１〜３に示されるように、液保持室を有する検出部を鋼構造物の被検出面に当接させ、該液保持室に塩分抽出用の純水を供給し、該液保持室に設けられた撹拌子を用いて純水を撹拌して被検出面から塩分を溶解抽出した後、その液の電気伝導率を測定することにより、鋼構造物表面の塩分濃度を測定する装置が知られている。
【０００６】
【特許文献１】特許第３９１２７７６号公報
【特許文献２】実公平４−５００３号公報
【特許文献３】米国特許第６９４６８４４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような従来の鋼構造物表面の塩分測定装置に設けられている攪拌子は、液保持室内の液体を単に撹拌することを目的としたものであるため、正確に測定するため被検出面に付着している塩分を十分に溶解抽出させるには長い時間が必要であった。とりわけ鋼構造物が塩分で激しく腐食した状態の腐食鋼板では、塩分が腐食孔の奥にもぐり込んだ状態にあるため、１０分程度又はそれ以上の長い時間が必要であった。
【０００８】
これに加えて、鋼構造物の天井面部分を塩分測定装置で測定する場合は、液保持室に純水を供給する際に排気されなかった少量の残留空気が、天井面と攪拌子の攪拌軸とが交差する部分に集まり、被検出面と純水との接触を阻害して測定値に誤差を生じさせる原因となっていた。
【０００９】
本発明は、かかる従来の事情に鑑みてなされたものであり、鋼等の構造物表面の向きや腐食状況に起因して、被検出面に付着している塩分濃度を正確に測定することが困難な状態にあっても、迅速且つ高精度に塩分を溶解抽出することが可能なシンプル且つ頑丈な構造の塩分測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明が提供する構造物表面の塩分測定装置は、演算処理装置と共に操作パネル及び表示部を備えた装置本体と、該装置本体に接続された検出部とからなり、該検出部は、一端に開口部を有し且つ塩分測定の際に塩分抽出用の純水を受入れて保持する液保持室と、純水を液保持室に供給する液供給流路と、純水の供給時に液保持室内の空気を排気するエア抜き流路と、液保持室内の液を撹拌する撹拌子と、液保持室内に検出端を露出させた塩分測定用センサーとを備えており、該撹拌子はその攪拌軸方向に液保持室内の液を流動させることを特徴とする。
【００１１】
上記本発明の構造物表面の塩分測定装置においては、前記撹拌子に、軸流タービン翼又は傾斜パドル翼を用いることが好ましく、この軸流タービン翼又は傾斜パドル翼は、翼が３０〜６０°の角度で傾斜しているのがより好ましい。
【００１２】
また、上記本発明の構造物表面の塩分測定装置においては、前記撹拌子が、樹脂又は耐食性を有する金属から形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被検出面が天井面にあったり激しく腐食していたりして、容易に塩分濃度を測定することができないような構造物表面の塩分濃度を、シンプル且つ頑丈な構造の測定装置で迅速且つ高精度に測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１を参照しながら本発明に係る構造物表面の塩分測定装置の一実施例を説明する。この塩分測定装置は、図示しない演算処理装置と共に操作パネル２ａ及び表示部２ｂなどを備えた装置本体２と、装置本体２にコードを介して接続された検出部１とからなり、軽量小型で持ち運びできる簡易な装置である。
【００１５】
検出部１は、塩分抽出用の純水を受入れて保持する２〜２０ｍｌ程度の容量の液保持室１１を有している。液保持室１１は、好適にはＡＢＳ、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＭＭＡ（アクリル）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＴＦＥ（フッ素樹脂）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、エポキシ等の樹脂からなる上底面１１ａと側面１１ｂによって画定されている。上底面１１ａに対向する下端側には、液保持室１１内に受入れられた純水が鋼構造物表面Ｓの被検出面に接してそこに付着している塩分を抽出採取できるように、所定の開口面積を有する好適には円形の開口部１１ｃが設けられている。
【００１６】
上記塩分を抽出採取する純水は、図１に例示するシリンジ３や軟質プラスチック容器等の純水供給源から液供給流路１２を介して液保持室１１に供給される。液供給流路１２の一端部には、かかる純水供給源が着脱自在に取り付けられるように接続部が設けられている。液保持室１１には、更に外部に連通するエア抜き流路１３が設けられており、純水を受入れる際は、ここから液保持室１１内の空気が抜出される。エア抜き流路１３は液供給流路１２に対向する位置に設けられるのが好ましい。エア抜き流路１３の出口部には、開閉可能なエア抜き栓１３ａが設けられている。
【００１７】
液保持室１１の形状は特に限定するものではないが、図１に示すように、上底面１１ａが、その中央部に向かうに従って開口部１１ｃ側に徐々に隆起するような逆錐状に形成されているのが好ましい。これにより、液保持室１１に純水を供給する際、純水の流入に伴って、液保持室１１内の空気は上底面１１ａのテーパー面に沿って上底面１１ａの周縁部に向けてスムースに移動し、そこに位置するエア抜き流路１３から外部に完全に排気される。このように、純水の受入れ時に液保持室１１内に空気がほとんど残留しなくなるので、液保持室１１内には常に一定量の純水を受入れることができる。その結果、液量の相違による塩分濃度の測定誤差をなくすことができ、高精度な測定が可能となる。
【００１８】
エア抜き流路１３の数は、図１に示す１本に限定されるものではなく、複数本設けても良い。これにより、鋼構造物表面が様々な方向を向いていても、液保持室１１内に純水を供給する際に良好に空気を抜出すことが可能となり、常に高精度な測定を行うことが可能となる。
【００１９】
例えば、液保持室１１の上底面１１ａ側と開口部１１ｃ側にそれぞれエア抜き流路を設けることによって、図２に示すように、鋼構造物表面が水平上向き面Ｓ１や斜め上を向く傾斜面Ｓ２の場合は、上底面１１ａ側に設けられたエア抜き流路から空気を抜き、鋼構造物表面が天井面Ｓ５や斜め下を向く傾斜面Ｓ４の場合は、開口部側に設けられたエア抜き流路から空気を抜きを行うことが可能となる。尚、鋼構造物表面が垂直面Ｓ３の場合は、いずれのエア抜き流路から空気を抜いてもよい。
【００２０】
検出部１は、更に液保持室１１内の液体の電気伝導率を測定する塩分測定用センサー１５を有している。この塩分測定用センサー１５は、上底面１１ａ又は側面１１ｂから露出するように設けるのが望ましい。また、検出部１は、液体の温度変化による電気伝導率の変動を補償するための温度センサー（図示せず）を有しても良い。これら塩分測定用センサー１５や温度センサーは、リード線によって装置本体２の演算処理装置に接続されている。検出部１には、更に後述する撹拌子１４用のモーター１６、モーター１６を駆動させるスイッチ１７、モーター１６の電源となる電池１８等が収納されている。
【００２１】
液保持室１１の開口部１１ｃの周囲にはシリコーンゴム等からなるＯ−リング等のシール部材１９が設けられており、更にシール部材１９の外側には永久磁石２０が配置されている。これにより、検出部１を鋼構造物の被検出面に当接させた時、永久磁石２０によって検出部１が鋼構造物に固定される。また、この時、シール部材１９によって液保持室１１は液密状態が保たれる。
【００２２】
液保持室１１内には、液保持室１１内の液を撹拌する撹拌子１４が設けられている。この撹拌子１４は、５００〜３０００ｒｐｍの回転数で液体を攪拌した時、その攪拌軸方向に液保持室１１内の液体を流動させることを特徴としている。これは、撹拌子１４にシンプル且つ頑丈な構造の軸流タービン翼又は傾斜パドル翼を用いることで可能となる。このように、攪拌軸方向に液体を流動させることにより、より効率よく被検出面に付着している塩分を溶解抽出させることが可能となる。
【００２３】
即ち、一般的な丸棒状やパドル状の攪拌子２４で攪拌した場合は、液保持室１１内の液体は、図３（ａ）の矢印Ｒ１に示すように、主に攪拌軸Ｏを中心として鋼構造物表面Ｓに沿って単に回転する流れを形成するだけであるため、被検出面に付着している塩分を十分に溶解抽出させるには長時間を要していたが、本発明の攪拌子１４では、図３（ｂ）の矢印Ｒ２に示すように、鋼構造物表面Ｓに向かって撹拌子１４から直接液体が噴射されるような流れが形成されるため、より効率よく被検出面に付着している塩分を溶解抽出することが可能となる。
【００２４】
更に、一般的な丸棒状やパドル状の攪拌子２４で攪拌した場合は、天井面にある鋼構造物表面Ｓの塩分濃度を検出する際、図４（ａ）に示すように、鋼構造物表面Ｓと攪拌軸Ｏとの交差部分に気泡が集まって空気溜まりＡを形成し、被検出面と純水との接触の障害となっていたが、本発明の攪拌子１４では、図４（ｂ）に示すように、鋼構造物表面Ｓに向かって撹拌子１４から直接液体が噴射されるため、上記のような空気溜まりが形成されず、被検出面と純水とを良好に接触させることが可能となる。尚、攪拌子１４を上記とは逆方向に回転させて、被検出面の周縁部から中心部に巻き込むような流れを形成させてもよい。
【００２５】
攪拌子１４に軸流タービン翼又は傾斜パドル翼を用いる場合は、翼が３０〜６０°の角度で傾斜していることが好ましい。３０°未満では、攪拌軸方向の吐出量が少なくなり、溶解抽出の効果が低下するからであり、一方、６０°を超えると翼の単位重量当たりの攪拌軸方向の吐出量が減少し、溶解抽出の効果が低下するからである。軸流タービン翼又は傾斜パドル翼の枚数は特に限定するものではないが、２〜４枚が好ましく、２枚がより好ましい。
【００２６】
撹拌子１４の材質は、特に限定するものではないが、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＡＢＳ、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＭＭＡ（アクリル）、ＰＣ（ポリカーボネート）等の樹脂、又はＳＵＳ、チタン等の耐食性を有する金属が好ましい。尚、上記したように、撹拌子１４は構造がシンプルであるため頑丈である上、成型や削り出しによって簡易に作製することができる。
【００２７】
上記した塩分測定装置を使用して鋼構造物表面の塩分を測定する場合は、先ず、検出部１の開口部１１ｃ側を鋼構造物表面Ｓの被検出面に当接し、永久磁石２０の磁力により鋼構造物表面Ｓに密着固定させる。エア抜き流路１３のエア抜き栓１３ａを緩め、シリンジ３から液供給流路１２を介して所定量の純水を液保持室１１に注入する。このとき、純水が注入されていくに従って、液保持室１１内の空気はエア抜き流路１３から外部に排気される。
【００２８】
純水の注入が完了すると、エア抜き栓１３ａを締めてエア抜き流路１３の流通を封鎖する。その後、スイッチ１７をオンにして撹拌子１４を回転させて液保持室１１内の液体を撹拌し、被検出面に付着している塩分を溶解抽出する。所定時間経過後、スイッチ１７をオフにして撹拌子１４の回転を停止する。液保持室１１内の液体に溶解抽出された塩分濃度は、液保持室１１内の塩分測定用センサー１５で検出され、電気信号に変換されて装置本体２の演算処理部に送られて処理され、表示部２ｂに被検出面の単位面積当たりの塩分濃度として表示される。
【実施例】
【００２９】
予め塩分を付着して腐食させた鋼板の塩分濃度を、図１に示す塩分測定装置を用いて測定した。具体的には、当該鋼板を水平に固定し、その上方から検出部１を密着固定させた。攪拌子１４には、図５に示すような、攪拌子全体の長さ２８ｍｍ、各翼の長さ１１ｍｍ、幅５ｍｍ、厚み１ｍｍ、傾斜角３０°の２枚翼からなる傾斜パドル翼を用いた。この攪拌子１４を備えた液保持室１１に１０ｍｌの純水を供給し、３０００ｒｐｍの回転数で攪拌子１４を回転させながら、液保持室１１内の液体の電気伝導率を塩分測定用センサー１５で測定した。このときの測定結果を図６に示す。
【００３０】
比較のため、傾斜パドル翼の代わりに全長２８ｍｍ、直径５ｍｍの丸棒状の攪拌子を用いた以外は上記と同様にして、液保持室１１内の液体の電気伝導率を塩分測定用センサー１５で測定した。このときの測定結果を図７に示す。
【００３１】
これらの結果より、丸棒状の攪拌子を用いた場合は、電気伝導率が安定するまで１０分以上かかったが、傾斜パドル翼を用いた場合は、約８分で電気伝導率が安定しており、傾斜パドル翼の方がより溶解抽出効果が高いことが分った。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明における塩分測定装置の一具体例を一部切欠いて示した概略の側面図である。
【図２】様々な方向を向いている鋼構造物表面に塩分測定装置を固定させたときの様子を示す概要図である。
【図３】丸棒状の攪拌子及び攪拌軸方向の流動を生じる攪拌子を用いて液保持室内の液体を攪拌したときの様子をそれぞれ示す概要図である。
【図４】丸棒状の攪拌子及び攪拌軸方向の流動を生じる攪拌子を用いて液保持室内の液体を攪拌したときの被検出面と流体との接触状態をそれぞれ示す概要図である。
【図５】実施例で用いた傾斜パドル翼の平面図、正面図及び側面図である。
【図６】図５の傾斜パドル翼を用いて液保持室内の液体を攪拌したときの抽出時間と電気伝導率との関係を示すグラフである。
【図７】丸棒状の攪拌子を用いて液保持室内の液体を攪拌したときの抽出時間と電気伝導率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１      検出部
２      装置本体
３      シリンジ
１１    液保持室
１２    液供給流路
１３    エア抜き流路
１４    撹拌子
１５    塩分測定用センサー
１６    モーター
１７    スイッチ
１８    電池
１９    シール部材
２０    永久磁石
Ｓ      鋼構造物表面
Ａ      空気溜まり
Ｏ      攪拌軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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