(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐食環境と接する導電性構造物の腐食を制御するための陰極腐食保護システムの１又は２以上の陽極の耐用年数を延長するためのシステムであって、
前記導電性構造物に電気的に接続され、前記導電性構造物よりも電気的に卑である１又は２以上の陽極と、
前記導電性構造物、前記１又は２以上の陽極、またはその組合せのうちの少なくとも一つと接続され、腐食環境と接する導電性構造物の腐食を制御可能なフィルタ特性を有するフィルタと、
前記フィルタに接続され、ローカルセンサ、データベース、リモート制御デバイスのうちの少なくとも一つとの接続を有し、ローカルに検出されたパラメータと、格納されたパラメータと、遠隔から提供された信号のうちの少なくとも一つに応じて前記制御可能なフィルタ特性を制御するように構成された電子制御装置と
を備えたシステム。
【請求項２】
前記制御可能なフィルタの特性は、ローパスまたはノッチフィルタの形式を有するインピーダンスである請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記フィルタは、
アクティブフィルタ、
適応型パッシブフィルタ、
固定型パッシブフィルタ
のうちの少なくとも一つである請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記フィルタは、複数のパッシブフィルタであり、前記制御可能なフィルタ特性は、前記複数のパッシブフィルタのうちの一つのフィルタから前記複数のパッシブフィルタのうちの他のフィルタに切り替えることにより制御される請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記フィルタは、適応型パッシブフィルタである請求項３記載のシステム。
【請求項６】
前記ローカルに検出されたパラメータは、
腐食ノイズパラメータ、
塩分パラメータ、
温度パラメータ、
地理的位置パラメータ、
時間パラメータ、
溶液純度パラメータ、
速度パラメータ、
深度パラメータ、
圧力パラメータ
のうちの少なくとも一つを含む請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記格納されたパラメータは、
対象物位置履歴パラメータ、
陽極デューティサイクル履歴パラメータ、
前記導電性構造物の形状パラメータ、
対象物速度履歴パラメータ
のうちの少なくとも一つを含む請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記導電性構造物は、鉄金属および導電性非鉄金属からなるグループから選択された金属を含む請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記金属はスチールである請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記金属はアルミニウムである請求項８記載のシステム。
【請求項１１】
前記導電性構造物は、船舶、海洋構造物、油田掘削機、パイプライン、パワープラント、水中構造物からなるグループから選択された請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記１又は２以上の陽極は、導電性有機ポリマー、金属、金属合金、非金属半導体材料からなるグループから選択された少なくとも一つの材料から構成され、前記少なくとも一つの材料は、前記導電性構造物よりも電気的に卑である請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
前記１又は２以上の陽極は、少なくとも一つの導電性有機ポリマーから構成され、前記導電性有機ポリマーは、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリフラン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリ（アリレン、ビニレン）、ポリアニリン、およびそのドーピングされた組成からなるグループから選択されたメンバである請求項１記載のシステム。
【請求項１４】
前記１又は２以上の陽極は、少なくとも一つの金属または金属合金または金属酸化物から構成され、前記金属または金属合金または金属酸化物は、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｓ、その対応金属酸化物および合金からなるグループから選択された物質を含む請求項１記載のシステム。
【請求項１５】
前記１又は２以上の陽極は、少なくとも一つの金属または金属合金または金属酸化物から構成され、前記金属または金属合金または金属酸化物は、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｓ、それから得られる１又は２以上の金属合金、及びそれから得られる１又は２以上の金属酸化物からなるグループから選択された１つの物質、又は２以上の物質の混合体を含む請求項１記載のシステム。
【請求項１６】
前記１又は２以上の陽極は、亜鉛／亜鉛酸化物の組合せである請求項１記載のシステム。
【請求項１７】
導電性構造物に電気的に接続された前記導電性構造物よりも電気的に卑である１又は２以上の陽極と、腐食環境と接する導電性構造物の腐食を制御可能なフィルタとを備えた腐食ノイズ低減システムを制御するように構成された電子制御装置であって、
前記腐食ノイズ低減システムに接続するように構成された第１接続端子と、
ローカルセンサ、データベース、リモート制御デバイスのうちの少なくとも一つに接続するように構成された第２接続端子と、
ローカルに検出されたパラメータ、格納されたパラメータ、および遠隔から提供された信号のうちの少なくとも一つに応じて、前記第１接続端子を通じて出力される制御信号により前記制御可能なフィルタを制御するように構成された制御機構と
を備えた電子制御装置。
【請求項１８】
前記制御可能なフィルタは、ローパスまたはノッチフィルタの形式を有するインピーダンスである制御可能なフィルタ特性を有する請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
前記制御可能なフィルタは、一つ一つ異なるインピーダンスを有する複数のパッシブフィルタであり、前記制御可能なフィルタ特性は、前記複数のパッシブフィルタのうちの一つのフィルタから前記複数のパッシブフィルタのうちの他のフィルタに切り替えることにより制御される請求項１７記載の装置。
【請求項２０】
前記制御可能なフィルタは適応型パッシブフィルタである請求項１７記載の装置。
【請求項２１】
前記ローカルに検出されたパラメータは、
腐食ノイズパラメータ、
塩分パラメータ、
温度パラメータ、
地理的位置パラメータ、
時間パラメータ、
溶液純度パラメータ、
速度パラメータ、
深度パラメータ、
圧力パラメータ
のうちの少なくとも一つを含む請求項１７記載の装置。
【請求項２２】
前記格納されたパラメータは、
対象物位置履歴パラメータ、
陽極デューティサイクル履歴パラメータ、
導電性構造物の形状パラメータ、
対象物速度履歴パラメータ
のうちの少なくとも一つを含む請求項１７記載の装置。
【請求項２３】
前記導電性構造物は、鉄金属および導電性非鉄金属からなるグループから選択された金属を含む請求項１７記載の装置。
【請求項２４】
前記金属はスチールである請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
前記金属はアルミニウムである請求項２３記載の装置。
【請求項２６】
前記導電性構造物は、船舶、海洋構造物、油田掘削機、パイプライン、パワープラント、水中構造物からなるグループから選択された請求項１７記載の装置。
【請求項２７】
前記１又は２以上の陽極は、導電性有機ポリマー、金属、金属合金、非金属半導体材料からなるグループから選択された少なくとも一つの材料から構成され、前記少なくとも一つの材料は、前記導電性構造物よりも電気的に卑である請求項１７記載の装置。
【請求項２８】
前記１又は２以上の陽極は、少なくとも一つの導電性有機ポリマーから構成され、前記導電性有機ポリマーは、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリフラン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリ（アリレン、ビニレン）、ポリアニリン、およびそのドーピングされた組成からなるグループから選択されたメンバである請求項１７記載の装置。
【請求項２９】
前記１又は２以上の陽極は、少なくとも一つの金属または金属合金または金属酸化物から構成され、前記金属または金属合金または金属酸化物は、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｓ、その対応金属酸化物および合金からなるグループから選択された物質を含む請求項１７記載の装置。
【請求項３０】
前記１又は２以上の陽極は、少なくとも一つの金属または金属合金または金属酸化物から構成され、前記金属または金属合金または金属酸化物は、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｓ、それから得られる１又は２以上の金属合金、及びそれから得られる１又は２以上の金属酸化物からなるグループから選択された１つの物質、又は２以上の物質の混合体を含む請求項１７記載の装置。
【請求項３１】
前記１又は２以上の陽極は、亜鉛／亜鉛酸化物の組合せである請求項１７記載の装置。
【請求項３２】
腐食環境と接する導電性構造物の腐食を防止するための陰極保護システムの１又は２以上の陽極の耐用年数を延長するための方法であって、
前記導電性構造物よりも電気的に卑である１又は２以上の陽極を前記導電性構造物に接続し、
前記１又は２以上の陽極、前記導電性構造物、またはその両方のうちの少なくとも一つと接続された、腐食環境と接する導電性構造物の腐食を制御可能なフィルタに電子制御ユニットを接続し、
前記制御可能なフィルタを用いて前記導電性構造物または１又は２以上の陽極における腐食ノイズをフィルタリングし、
前記１又は２以上の陽極の腐食に関連する少なくとも一つのパラメータをモニタし、
前記少なくとも一つのパラメータに応じて前記制御可能なフィルタのフィルタ特性を調整する方法。
【請求項３３】
前記フィルタ特性は、ローパスまたはノッチフィルタの形式を有するインピーダンスである請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
前記制御可能なフィルタは、少なくとも前記フィルタ特性が一つ一つ異なる複数のパッシブフィルタであり、前記フィルタ特性は、前記複数のパッシブフィルタのうちの一つのフィルタから前記複数のパッシブフィルタのうちの他のフィルタに切り替えることにより制御される請求項３２記載の方法。
【請求項３５】
前記制御可能なフィルタは適応型パッシブフィルタである請求項３２記載の方法。
【請求項３６】
前記少なくとも一つのパラメータは、
腐食ノイズパラメータ、
塩分パラメータ、
温度パラメータ、
地理的位置パラメータ、
時間パラメータ、
溶液純度パラメータ、
速度パラメータ、
深度パラメータ、
圧力パラメータ、
対象物位置履歴パラメータ、
陽極デューティサイクル履歴パラメータ、
導電性構造物の形状パラメータ、
対象物速度履歴パラメータ
を含む請求項３２記載の方法。
【請求項３７】
前記導電性構造物は、鉄金属および導電性非鉄金属からなるグループから選択された金属を含む請求項３２記載の方法。
【請求項３８】
前記金属はスチールである請求項３７記載の方法。
【請求項３９】
前記金属はアルミニウムである請求項３７記載の方法。
【請求項４０】
前記導電性構造物は、船舶、海洋構造物、油田掘削機、パイプライン、パワープラント、水中構造物からなるグループから選択された請求項３２記載の方法。
【請求項４１】
前記１又は２以上の陽極は、導電性有機ポリマー、金属、金属合金、非金属半導体材料からなるグループから選択された少なくとも一つの材料から構成され、前記少なくとも一つの材料は、前記導電性構造物よりも電気的に卑である請求項３２記載の方法。
【請求項４２】
前記１又は２以上の陽極は、少なくとも一つの導電性有機ポリマーから構成され、前記導電性有機ポリマーは、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリフラン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリ（アリレン、ビニレン）、ポリアニリン、およびそのドーピングされた組成からなるグループから選択されたメンバである請求項３２記載の方法。
【請求項４３】
前記１又は２以上の陽極は、少なくとも一つの金属または金属合金または金属酸化物から構成され、前記金属または金属合金または金属酸化物は、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｓ、その対応金属酸化物および合金からなるグループから選択された物質を含む請求項３２記載の方法。
【請求項４４】
前記１又は２以上の陽極は、少なくとも一つの金属または金属合金または金属酸化物から構成され、前記金属または金属合金または金属酸化物は、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｓ、それから得られる１又は２以上の金属合金、及びそれから得られる１又は２以上の金属酸化物からなるグループから選択された１つの物質、又は２以上の物質の混合体を含む請求項３２記載の方法。
【請求項４５】
前記１又は２以上の陽極は、亜鉛／亜鉛酸化物の組合せである請求項３２記載の方法。
【請求項４６】
腐食環境と接する導電性構造物の腐食を防止するための陰極保護システムにおける１又は２以上の陽極の耐用年数を延長するためのシステムであり、前記導電性構造物は、前記導電性構造物よりも電気的に卑である１又は２以上の陽極に電気的に接続されたシステムであって、
前記導電性構造物または前記１又は２以上の陽極の何れか又は両方からの腐食ノイズをフィルタリングするための手段と、
前記導電性構造物または前記１又は２以上の陽極の腐食に関連する少なくとも一つのパラメータをモニタするための手段と、
前記少なくとも一つのパラメータに応じて前記腐食ノイズをフィルタリングするための手段を調整するための手段と
を備えたシステム。
【請求項４７】
前記モニタするための手段は、前記腐食ノイズをフィルタリングするための手段及び前記腐食ノイズをフィルタリングするための手段を調整するための手段を含む前記システムの動作を実行するソフトウェアから構成されたコンピュータプログラムプロダクトを含む請求項４６記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰極保護ベースの防食システム(anti-corrosion system)の一部である犠牲陽極(sacrificial anode)の耐用年数(lifetime)を延長するための装置、システム、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９９５年の“Economic Effects of Metallic Corrosion in the United States”と題されたバテル・アンド・スペシャルティ・スチール・インダストリー・オブ・ノースアメリカ(Battelle and the Specialty Steel Industry of North America)による報告によれば、米国経済における金属腐食の年間経費は概ね３０００億ドルであり、その全内容は参照することにより本明細書に組み込まれる。この報告では、腐食の経費の約３分の１（１０００億ドル）は回避可能であり、設計からメンテナンスまで最善の防食プラクティスを適用することと耐食性金属を広範に適用することにより節約できると見積もっている。この見積もりは、“Economic Effect of Metallic Corrosion in the United States”と題されたバテル・アンド・ナショナル・インステチュート・オブ・スタンダード・アンド・テクノロジー(Battelle and the National Institute of Standards and Technology)により運営されるバテル・サイエンティスト・オブ・ファインディングス・オブ・スタディ(Battelle scientists of the findings of a study)による部分更新版に由来しており、その全内容は参照することにより本明細書に組み込まれる。１９８７年の原書は、１９７５年において、金属腐食は８２０億米国ドル（国民総生産の４．９パーセント）の経費を費やし、当時は最善のプラクティスが用いられていなかったので、約３３０億ドルは回避可能であった。
【０００３】
腐食を制御するための種々の方法は、特に腐食環境における金属構造物の寿命（耐用年数）を延長する方法に重点を置いて過去何世紀にもわたって発展してきた。これらの方法は、代表的には、（ａ）陰極保護ベースのシステムと（ｂ）保護コーティングとを含み、このうち、（ａ）陰極保護ベースのシステムは、保護されている金属基板(metal substrate)よりも卑(less noble)である陽極を使用し、これにより陽極が接続される上記基板よりも陽極が犠牲的に腐食し、（ｂ）保護コーティングは、コストのかかる合金を用いる必要性を回避すると共に、アルミニウムのような非鉄金属とスチールのような鉄類の耐食性を向上させるために主に使用される。従って、それらの両方は性能を改善すると共にコストを低減する。しかしながら、このような保護コーティングは、通常、多くの欠陥(pitfall)を有し、腐食または汚染(fouling)に悩む非金属構造物に対する適用性に乏しい。
【０００４】
保護コーティングは、二つの主なカテゴリーに分けられる。これらのカテゴリーのうちの最大のものは、環境に対する物理的バリアとして作用する塗料のような表面コーティング(topical coating)である。第２のカテゴリーは、攻撃からベース金属を保護するために優先的に腐食するように設計された亜鉛またはカドミウムのような犠牲コーティングから構成される。
【０００５】
陰極保護およびコーティングは、両方とも、腐食を防止し軽減することを主目的としたエンジニアリング専門分野である。各プロセスは異なり、陰極保護は、（犠牲陽極のような）外部ソースから電流を導くことにより腐食を防いで、通常の電気化学的腐食反応の影響を弱め、一方、コーティングは、ガルバニック対(galvanic couple)の内部、または、自然発生する陽極と陰極との間での腐食電流または電子の流れを防止するためのバリアを形成する。これらのプロセスのそれぞれは限られた効果しか上げなかった。コーティングは、郡を抜いて、一般的腐食防止の中では最も普及した方法である（Leonらによる米国特許第３５６２１２４号と、Hayashiらによる米国特許第４２１９３５８号を参照されたい）。しかしながら、陰極保護は、埋設状態または浸水状態の下で、何百何千マイルにもおよぶパイプと莫大なスチール表面を保護するために使用されてきた。
【０００６】
陰極保護は、陽極の分解速度を無視できるようにするのに十分な陰極電流を供給することにより金属表面の腐食を低減させるために使用される（例えば、Pryorによる米国特許第３５７４８０１号、Wassonによる米国特許第３８６４２３４号、Maesによる米国特許第４３８１９８１号、Wilsonらによる米国特許第４８３６７６８号、Websterによる米国特許第４８６３５７８号、及びStewartらによる米国特許第４９５７６１２号を参照されたい）。陰極保護は、陰極を陽極電位に分極(polarize)させる十分な電流の適用を通じてローカルな陽極表面と陰極表面との間の電位差を打ち消すことにより機能する。換言すれば、陰極電流の適用の効果は、このような残りの陽極の腐食の速度を低減することよりも、むしろ、陽極として機能し続ける領域を減らすことである。完全な保護は、陽極の全てが打ち消されたときに達成される。電気化学的観点から、このことは、金属がイオン化する傾向または溶液に溶解する傾向が中和されるように、保護されるべき金属に十分な電子が供給されることを示す。
【０００７】
腐食の研究における最近の業績により、電気化学的な腐食プロセスは、セル電流および電極電位のような電気化学系の電気的特性におけるランダムな変動(fluctuations)と関係しているようであることが分かった。これらのランダムな変動は、この技術分野では“ノイズ”として知られる。約２０年前に、科学者は、全ての導電性材料は、その材料の中に存在する不純物によって起こる電気化学的な働き(activity)により、それらが生成されるとすぐに腐食を開始することを発見した。その後、この働きは、発生された電流を検出する電子機器を用いてモニタできることが分かり、この電流は現在では一般に“腐食ノイズ(corrosion noise)”と称される。本質的には、この電流の大きさが増すにつれて材料の“ノイズ”が多くなり、腐食速度が速くなる。例えば、スチールは青銅(bronze)よりも“ノイズ”が多く、より速い速度で腐食する。研究者は、電気化学系における腐食のプロセスを研究するためにノイズ分析技術を適用し始めている。
【０００８】
図１は、未処理の金属１０１に存在する電気化学的ノイズを表す。ランダムに変動する電圧は波形１０２として表示され、これが測定される（鋸歯状の波形として示されているが、実際の波形は広帯域成分を有し、本来は確率論的(stochastic)である）。
【０００９】
図２は、種々のフィルタを用いた場合の腐食電位−時間のグラフである。横軸４０１は、日を単位とした時間を表し、縦軸４０２は、ミリボルトを単位とした半導体要素に対する電位を表す。種々の腐食間局についての最適なフィルタ特性を決定することを対象とする実験中に、３つの時間点で７つの系について測定がなされた。７つのフィルタ構成のそれぞれについての測定電位は、これら３つのサンプルについて記録され、そして凡例にリストアップされた種々のシンボルによって示されている。上記グラフは、４１０乃至４３０で示された上記サンプリング点での７つのフィルタのそれぞれについての種々の結果を表している。
【００１０】
腐食問題に対する一つの解決策は、Dowlingの米国特許第６３２５９１５号、米国特許第６４０２９３３号、米国特許第６５６２２０１号の半導体コーティング及び関連システムと、米国特許６８１１６８１号の電子制御ユニット(ECU; Electronic Control Unit)において提案されており、その全内容は参照することにより本明細書に組み込まれる。Dowling特許の上記半導電性コーティング、ＥＣＵ及びシステムは、種々の導電性基板と共に使用されて、多くの興味ある特性を提供する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、従来の陰極保護システムにおける犠牲陽極の寿命を延長するための方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、陰極保護システムの犠牲陽極の寿命を延長するための装置およびシステムを提供することにある。
本発明の他の目的は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、制御可能なフィルタ（任意的に、固定型、パッシブフィルタを含む）と、基板と、上記基板よりも卑(less noble)である金属合金または金属からなる１又は２以上の陽極とを備えた改善された陰極保護システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記目的および他の目的は、何れも個別的に、またはその組合せにおいて、本明細書で述べられる独創的なシステム及び方法によって達成される。本発明者は、米国特許第６８１１６８１号（参照することにより本明細書に組み込まれる）に述べられているような電子制御ユニット（ＥＣＵ）を、上記犠牲陽極、または保護されるべき基板（陰極）の何れかに電気的に接続することにより、他の従来の陰極保護システムにおける犠牲陽極の耐用年数を延長するために、上記米国特許第６８１１６８１号に述べられているような上記ＥＣＵおよび制御可能なフィルタが使用可能であることを認識した。これらの利益は、陰極保護システムにより発生されるノイズをモニタすると共にフィルタを制御するための方法によって達成され、それは、任意的に、システムにおいて発生された腐食ノイズに応答して所定及び／又は測定されたパラメータのセットに基づく調整可能なフィルタ要素及び／又は固定要素を用いるが、これに限定されるものではなく、これにより、上記陰極保護システムの犠牲陽極が消費される速度を制御する（著しく低減させる）。所定及び／又は測定されたパラメータのセットは、温度、塩分／水純度、湿度、経年、短期デューティサイクル、長期デューティサイクル、船舶の即時速度(immediate speed)、船舶速度履歴(vessel speed history)、即時地理的位置(immediate geographic location)、地理的位置履歴(geographic location history)、コーティングの経年、コーティングの劣化、コーティングの厚さ、コーティングされた表面積、およびコーティングされた領域の形状の中のうちの少なくとも一つを含む。
【００１３】
本発明は、航空構造物／航空機、車両構造物／自動車、橋、海洋船舶／構造物、パイプライン、軌道車／構造物、鉄骨構造物、及び貯蔵タンクにおける腐食の防止を目的とするが、その構造物が従来の陰極保護システムを用いた保護を受け入れる余地がある限り、他の目的にも同様に使用することができる。
【００１４】
本発明者によって決定されるように、制御可能なフィルタとコントローラは、腐食ノイズ低減システムにおいて使用されてもよく、この腐食ノイズ低減システムにおいて、上記コントローラは、上記システムの防食特性のバランスをとるために種々のパラメータを考慮に入れることにより、この腐食ノイズ低減システムのフィルタ特性を動的に調整する。これらのパラメータの例の非制限的リストは、温度、塩分／水純度、湿度、経年、短期デューティサイクル、長期デューティサイクル、陽極デューティサイクル、船舶の即時速度、船舶速度履歴、即時地理的位置、地理的位置履歴、及び導電性基板の形状／サイズの中の１又は２以上を含む。このバランスをシステムの防食特性間でとることが可能であるという発見を考慮し、特に陰極保護システムの犠牲陽極の犠牲速度に関し、本発明者は、防食犠牲陽極ベースの陰極保護システムおよび腐食ノイズ低減システムに関連したフィルタ動作を制御するためのコンピュータプログラム、方法、アルゴリズム、装置、システムを特定し、本明細書で述べる。
【００１５】
本発明の更なる完全な認識と、その付随する利点の多くは、次の添付の図面に関連づけて検討すれば、以下の詳細な説明を参照することにより理解が深まるにつれて、容易に得られるであろう。
【００１６】
図１は、未保護の金属における腐食ノイズを表す。
図２は、種々のフィルタについての腐食ノイズ−時間のグラフである。
図３は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備えない腐食ノイズ低減システムの回路図である。
図４は、制御可能な腐食ノイズフィルタ及びＥＣＵ制御回路を備えたＥＣＵの回路図である。
図５は、制御可能な腐食ノイズフィルタ及びＥＣＵ制御回路を備えたＥＣＵのブロック図である。
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の一実施形態の腐食ノイズ帯域通過フィルタについての振幅および位相応答曲線をそれぞれ示す。
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の一実施形態の腐食ノイズノッチフィルタについての振幅および位相応答曲線をそれぞれ示す。
図８は、本発明で用いられるコンピュータシステムのブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、制御可能なフィルタと、基板陰極と、１又は２以上の陽極とを備えた陰極保護システムを提供し、ここで、前記ＥＣＵ及び制御可能なフィルタは、本システムの前記１又は２以上の陽極または前記基板陰極の何れか又は両方と電気的に接続される。
【００１８】
本発明の前記ＥＣＵは、参照することにより本明細書に組み込まれる米国特許第６８１１６８１号のものに対応する。本発明の前記１又は２以上の陽極は、前記１又は２以上の陽極が、保護されるべき導電性構造物（基板陰極）よりも電気的に卑(less noble)である限りにおいて、任意の導電性または半導電性の材料から構成されることができる。従って、前記１又は２以上の陽極は、導電性有機ポリマー(organic polymer)、金属、金属合金(metal alloy)、及び非金属の半導体材料からなるグループから選択された少なくとも一つの材料から構成され、ここで、前記少なくとも一つの材料は、前記導電性構造物よりも卑(less noble)である。好ましい導電性有機ポリマーは、ポリアセチレン(polyacetylenes)、ポリフェニレン、ポリフラン(polyfurans)、ポリチオフェン(polythiophenes)、ポリピロール(polypyrroles)、ポリ（アリレン(arylene)、ビニレン(vinylenes)）、ポリアニリン(polyanilines)、及びそのドーピングされた組成(compositions)を含むが、これに限定されるものではない。好ましい金属または金属合金は、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｓ、その対応する金属酸化物および合金を含むが、これに限定されるものではない。更に、金属または金属合金は、１又は２以上の金属と、それから得られる１又は２以上の金属酸化物との混合体であることができる。好ましいこのような混合体は、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｓ、及びそれらから得られる１又は２以上の金属酸化物からなるグループから選択された少なくとも一つの金属の混合体である。最も好ましいケースにおいて、前記１又は２以上の陽極は、亜鉛、または亜鉛／亜鉛酸化物の組合せから構成されることができる。
【００１９】
図３は、Dowling特許および出願のシステムと等価な回路図を示す。この図は、システムの振る舞いを抽出して、金属腐食プロセスの電気−化学特性に基づく代表的な電子回路に表したものである。具体的には、腐食は変動電圧源としてモデル化されることができ、この金属の固有抵抗が表されることができ、防食コーティングはバリスタとしてモデル化されることができ、ノイズフィルタはキャパシタとしてモデル化されることができる。これらのモデル化された要素を回路図に配置することにより、Dowlingのノイズ及びフィルタコンポーネントは、電気回路分析を用いて一層明確に概念化されることができる。
【００２０】
図示した回路内には液抵抗(solution resistance)８０１があり、この液抵抗８０１は、化学的プロセス発生水(chemical process producing water)に対応する陰極８０３でのガルバニック電極電位と、亜鉛のイオン化プロセスに対応する陽極８０２でのガルバニック電極電位とに対して直列なシステムの固有抵抗を表す。また、二つのノイズ源８０４が本回路と直列に接続されて設けられ、そのうちの一つは、陽極のガルバニック電極電位と上記陽極のファラデーインピーダンス８０５との間に介挿され、他の一つは、陰極８０３でのガルバニック電極電位と上記陰極のファラデーインピーダンス８０６との間に介挿され、上記陽極のファラデーインピーダンスと陰極のファラデーインピーダンスとの間には、亜鉛酸化物バリスタ８０７及びノイズフィルタ８０８が直列に配置される。上記バリスタ及びノイズフィルタは、腐食を引き起こす電圧変動の発生を低減するように機能する。ノイズフィルタ８０８は、共通電位８１０に指定される本回路におけるノードを選択することにより、アクティブフィルタ、パッシブフィルタ、またはその両方であってもよく、フィルタ８０８は、腐食ノイズに起因する本回路における高い周波数を減衰させることができる。
【００２１】
本発明のシステム内では、半導電性のコーティングを使用するよりも、本システムは、むしろ、従来の陰極保護システムにおける１又は２以上の犠牲陽極を使用することに基づいている。注意すべきは、上記１又は２以上の陽極は、ＥＣＵが存在せずに陰極保護システムとして動作すれば、犠牲的(sacrificial)であることである。しかしながら、本システムのＥＣＵを、基板（陰極）または犠牲陽極のうちの何れか（または両方）に接続することにより、陰極保護システムの腐食防止を達成することができるのみならず、陽極の耐用年数を延長することができる。本システム内で、ＥＣＵのフィルタ特性は、陽極の犠牲特性を最小化するように調整され、または、実質的に陽極の犠牲を除去するように調整され、したがって、メンテナンスと陽極の取替えコストを低減しながらも、基板に対する腐食防止を提供する。
【００２２】
図４は、本発明の一実施形態の回路図であり、同図において、図３におけるものと同様の構成要素には、それらの符号をそのまま用いる。同図に示されるように、ＥＣＵ８９７は、制御可能なフィルタ８９８とＥＣＵ制御回路８９９を備える。ＥＣＵ８９７は、任意的に、１又は２以上のローカルセンサ８８２に接続されてもよく、及び／又は、アンテナ（例えば無線通信用の）８８１または光学トランシーバー(optical transceivers)のようなものとの無線通信を達成するための他のメカニズムに接続され、及び／又はこれを備えても良い。ＥＣＵは、また、ローカルデータアーカイブ（図示なし）に格納されたデータ、または、ネットワークのような有線接続または他の無線通信メカニズム、アンテナ８８１を介してアクセス可能なリモートアーカイブに格納されたデータをアクセスしてもよい。ＥＣＵ制御回路８９９は、制御可能なフィルタ８９８の周波数依存のインピーダンスがＥＣＵ制御回路８９９の動作モードによって変更されるように、制御可能なフィルタ８９８のフィルタ特性を変えるように構成される。また、当業者であれば分かるように、本発明は、この特定の構成に限定されるものではないことが理解される。
【００２３】
図５は、本発明の一実施形態のブロック図であり、制御可能なフィルタ８９８とＥＣＵ制御回路８９９を含むＥＣＵ８９７を備える。単一のキャパシタから構成されたフィルタが示されているが、他の回路構成要素を使用して、ローパスフィルタインピーダンス特性を増大させる種々のフィルタ（例えば、ノッチフィルタの形式のインピーダンスを有する）を実施してもよい。図式的に、制御可能なフィルタ８９８とＥＣＵ制御回路８９９の組合せが、導電性リンク８０９によって腐食システムの他の要素に接続された単一のシステム８９７として表されている。制御可能なフィルタ８９８は、腐食ノイズに対応する目標の高周波信号を減衰させるように構成された任意の構成の種々のフィルタ（例えば、ローパス、ノッチフィルタ、バンドパスなどの形式のインピーダンスを有するフィルタ）を含んでもよい。制御可能なフィルタ８９８は、任意的に、ＥＣＵ制御回路８９９により、または、自動的または手動で電気的に構成要素を回路に挿入し及び／又は電気的に構成要素を回路から除去することができる手動トグルスイッチ、パッチパネルまたは他のデバイスのような他の手段によって、システムから分離されてもよい。制御可能なフィルタ８９８は、制御ライン９２５を通じてＥＣＵ制御回路８９９によって制御されてもよく、上記ＥＣＵ制御回路８９９は、複数の予備フィルタ９２０，９２１を接続するスイッチ９２３，９２４を開放(open)または閉成(close)する（これは、任意的に、スイッチング可能なフィルタバンクを含んでも良く、このフィルタバンクは、腐食ノイズに対して異なるフィルタ特性を適用することができる）。また、ＥＣＵ制御回路８９９が、調整可能な回路要素を通じて、制御可能なフィルタ８９８のフィルタ特性を電気的に制御／調整することも本発明の特徴であり、上記調整可能な回路要素は、任意的に、電圧制御抵抗またはスイッチング可変容量であってもよい。ＥＣＵ９５０は、リモートのＥＣＵ制御場所との間で１又は２以上の制御信号の受信及び／又は送信を行うための無線受信器／送信器８８１に接続されてもよい（任意的に、無線電磁気的及び／又は光学的リンクを通じて）。ＥＣＵ制御回路８９９は、１又は２以上のローカルセンサ８８２に接続されてもよく、各センサは、塩分、温度、ローカル位置、または他のパラメータのような、ＥＣＵ制御回路８９９によって使用される１又は２以上のパラメータをモニタするように構成される。無線受信器８８１及び／又はローカルセンサ８８２から受信された情報は、制御可能なフィルタ８９８を調整するため、またはそれを完全に切り離すためにＥＣＵ制御回路８９９によって使用されてもよい。加えて、ＥＣＵ制御回路８９９は、無線受信器／送信器８８１及び／又はローカルセンサ８８２から受信された情報を処理するために、ローカル及び／又はリモートのデータベース９１２とインターフェイス接続されてもよい。
【００２４】
耐用年数の増大は、特定のアプリケーションの要請に対して選択された特定の周波数応答特性を有するフィルタの使用を通じて最適化（最大化）されることができるのみならず、適応型アクティブフィルタの使用を通じて最適化（最大化）されることができ、従って、保護対象の“電気化学的ノイズ”をモニタすると共にその応答を調整することができる。特定のフィルタは、腐食ノイズを除去するように動作し、そのように構成され、これによりシステムにいっそう小さな振幅で低周波数の電圧をもたらす。１又は２以上のフィルタは、システム上またはシステム中に形成される‘高周波’の腐食電流についてグランドに対する低い抵抗経路を提供するように、保護される構造に沿った１又は２以上の位置で基板または陽極に取り付けられ、そのように構成される。‘高周波’は、本明細書では、腐食ノイズの非ＤＣ成分を表すために使用される用語である。典型的な構造物についての実施においては、腐食ノイズの高周波成分は１０ヘルツ代以上である。本明細書で使用される高周波は、また、例えばＤＣと１０Ｈｚの間の遷移帯域を含み、従って、例えば１−１０Ｈｚの周波数を含む。よって、本発明で採用する制御可能なフィルタについてのフィルタ特性のカットオフ（または３ｄＢ点）は、代表的には、１から１０Ｈｚであるが、これに限定されるものではない。腐食ノイズの特性に依存して、フィルタ特性は、１／４または１／２Ｈｚおよびそれ以上のような低い周波数、または、１又は２以上の特定の周波数帯域（それは、ノッチフィルタの形式のインピーダンスを有する１又は２以上のフィルタでカット(notch)される）でさえ抑制するように構成される。
【００２５】
図６Ａ及び６Ｂは、本発明の一実施形態の代表的な腐食ノイズローパスフィルタのインピーダンスに対する振幅および位相の応答曲線をそれぞれ示す。これらのボード線図は、約１０Ｈｚで３ｄＢ点を示す。或いは、５Ｈｚ，１５Ｈｚ，２５Ｈｚ，１００Ｈｚおよび他の値の３ｄＢ点を有するローパスインピーダンス特性を有するフィルタは、スイッチング電圧範囲外の電圧変動が著しく低減されるようにスペクトルエネルギーの主要な非ＤＣ成分が、保護される構造物から除去される限り、上記保護される材料に応じて使用されてもよい。ローパスインピーダンス特性を有するこのようなフィルタの１又は２以上は、不要な腐食ノイズエネルギーを除去すると共に保護される構造物を流れる任意の腐食ノイズ電流を低減または防止するために、１又は２以上の位置で、保護される構造物に電気的に接続されてもよい。これらのローパスフィルタの１又は２以上は、フィルタ周波数応答及び／又は物理的接続の観点から電子制御ユニット(electronic Control Unit)によって制御されてもよい。或いは、より高い次数のフィルタが特性曲線のロールオフレート(roll-off rate)を変更するために使用されてもよく、これにより、３ｄＢ点に近い周波数で高周波エネルギーを更に抑制する。この電子フィルタは、電子の損失を誘発して腐食を誘発する電子化学的ノイズ信号について、グランドに対する経路を提供する。腐食効果を効率的に低減するために、より低い周波数で、より小さなインピーダンスを達成する必要がある（即ち、もしシステムフィルタが純粋にキャパシタであれば、キャパシタのサイズを増加させることにより）。
【００２６】
図７Ａ及び７Ｂは、本発明の一実施形態のノッチフィルタによって増加されたローパスインピーダンス特性を有する腐食ノイズフィルタについての振幅および位相の応答曲線をそれぞれ示す。同図に示されるように、フィルタのインピーダンスにおける複数（またはただ一つ）のノッチは、１又は２以上の腐食ノイズスペクトル成分を削除するために、図６Ａ及び６Ｂのローパスインピーダンス特性と併せて使用されてもよい。１又は２以上のこのようなフィルタは、腐食ノイズエネルギーピークを除去すると共に保護される構造物を流れる任意の腐食ノイズ電流を防止または低減させるために、１又は２以上の位置で、上記保護される構造物に電気的に接続されてもよい。これらのノッチフィルタの１又は２以上は、物理的接続及び／又は周波数応答の観点から電子制御ユニットによって制御されてもよい。或いは、より高次のフィルタを使用してもよい。
【００２７】
電子制御ユニットによって実施される高次フィルタと、ローパス及び／又はノッチインピーダンス特性を有する上記１又は２以上のフィルタの制御は、保護される構造物をモニタする１又は２以上の腐食ノイズセンサによって提供される１又は２以上の腐食ノイズ測定結果に基いてもよい。
【００２８】
フィルタとフィルタ接続との全ての組合せについて、システムの効率は、測定された腐食ノイズ、温度、塩分、湿度、船舶の位置（例えば、北海対南シナ海）、船舶の移動または停止、動作の履歴（例えば、停止対移動の比率）の中の１又は２以上を含む一連の測定されたパラメータ及び／又は所定のパラメータに応答してそのフィルタの動作を調整するようにＥＣＵを構成することにより、保護されている対象物の寿命期間にわたって更に最適化されることができる。
【００２９】
本発明の制御パラメータ測定および開発態様は、特定のアプリケーションについてのシステムの性能を微調整するために使用される。上記制御パラメータに基づき、本システムにおける必須のフィルタ特性は、航空母艦またはスパン橋のような極めて大きな構造物においてさえ、構造の全表面にわたって一貫した腐食防止のために改善され、または決定されることができる。本発明において、本システムと低ノイズ高インピーダンス基準電極との間の電圧変動は、電圧ピークが時間間隔ごとに所定の閾値、所定の回数（例えば、１秒あたり３−テン(3-tens per second))）を超え、及び／又は増大したノイズ環境が検出されたときにモニタされる。この閾値検出技術は、ノイズの標準偏差を特定するための一つの方法であり、それは、言い換えればノイズパワーの測定である。或いは、ＦＦＴ、または他の信号処理技術は、周波数の関数としてノイズパワーを測定するために使用されることができる。ノイズ信号の周波数成分及びそのパワー成分は、スペクトラムアナライザーのような測定装置により測定されてもよく、または信号のデジタル化と、ＥＣＵにおける実時間組み込み型プロセッサにおいて種々の信号処理技術を実行することを通じてもよい。加えて、フィルタ特性及び／又はフィルタデューティ（即ち、オン／オフ）サイクルを自動または手動で調整するための他のパラメータが（個別的または組み合わせて）使用されてもよい。これらは、測定された腐食ノイズ、温度、塩分、湿度、船舶の位置（例えば、北海対南シナ海）、船舶の移動または停止、動作の履歴（例えば、移動と停止対時間の比率）の上記同定されたパラメータを含むが、これに限定されるものではない。
【００３０】
他の実施形態では、ＥＣＵは、ＶＭＥバスのような独自仕様または工業規格のバスを通じて、または、無線通信メカニズムを通じてＧＰＳ(Global Positioning Satellite)サブシステムに接続される。システムの地理的位置をモニタすることにより、ＥＣＵは、塩分、温度、およびシステムの地理的位置に関連する腐食に影響を及ぼす他の要因の影響について知られている事柄を考慮に入れた所定の基準に従って腐食ノイズフィルタ特性の実行値(effective value)を調整する。
【００３１】
図８は、本発明の一実施形態におけるＥＣＵ制御コンピュータ８９９として使用することができるコンピュータを示す。このコンピュータは、プロセッサ１００３、主メモリ１００４、ＲＯＭ１００５、システムバス１００２から構成され、モニタおよびキーボードのような種々のユーザインターフェイスデバイス１０１０乃至１０１２に接続される。本発明の防食および耐汚染測定の動作さを最適化することに関連する物理的条件および他の変数をモニタするため、コンピュータは、塩分および圧力計、地理的位置センサなどのようなセンサ８８２に接続される。
【００３２】
ＥＣＵ制御コンピュータ８９９の更なる詳細な説明は次のようである。ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、情報を伝送するためのバス１００２又は他の通信メカニズム（可能であれば無線方式）と、上記情報を処理するためにバス１００２に接続されたプロセッサ１００３とを備える。ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、また、プロセッサ１００３によって実行される命令および情報を格納するためにバス１００２に接続されたＲＡＭ(Random Access Memory)または他の動的記憶デバイス（例えばダイナミックＲＡＭ(Dynamic RAM)、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、およびシンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ））のような主メモリ１００４を備える。加えて、主メモリ１００４は、プロセッサ１００３による命令の実行中に、一時的変数または他の中間情報を格納するために使用されてもよい。ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、プロセッサ１００３のための命令および静的情報を格納するためにバス１００２に接続されたＲＯＭ(Read Only Memory)１００５または他の静的記憶デバイス（例えば、ＰＲＯＭ(Programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)、およびＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable PROM)）を更に備える。
【００３３】
ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、また、磁気ハードディスク１００７のような、情報および命令を格納するための１又は２以上の記憶デバイスを制御するためにバス１００２に接続されたディスクコントローラ１００６と、取り外し可能なメディアドライブ１００８（例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、読み出し専用コンパクトディスクドライブ、リード／ライトコンパクトディスクドライブ、コンパクトディスクジュークボックス、テープドライブ、および取り外し可能な光磁気ドライブ）を備える。記憶デバイスは、適切なデバイスインターフェイス（例えば、ＳＣＳＩ(Small Computer System Interface）、ＩＤＥ(Integrated Device Electronics)、Ｅ−ＩＤＥ(Enhanced-IDE)、ＤＭＡ(Direct Memory Access)、またはＵ−ＤＭＡ(Ultra-DMA)を用いてコンピュータシステム９５０に接続されてもよい。
【００３４】
ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、また、特定用途のロジックデバイス（例えば、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、またはコンフィギュアラブル・ロジックデバイス（例えば、ＳＰＬＤ(Simple Programmable Logic Device)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、及びＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)）を備える。
【００３５】
ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、また、情報をコンピュータユーザーに提示するために、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)のようなディスプレイ１０１０を制御するためにバス１００２に接続されたディスプレイコントローラ１００９を備える。本コンピュータシステムは、コンピュータユーザーとのインターフェイスをとると共にプロセッサ１００３に情報を提供するために、キーボード１０１１及びポインティングデバイス１０１２のような入力デバイスを備える。ポインティングデバイス１０１２は、例えば、ディスプレイ１０１０上のカーソルの動きを制御するためのものであると共にプロセッサ１００３に対する指示情報およびコマンド選択を伝達するためのマウス、トラックボール、またはポインティングスティックであってもよい。加えて、ＥＣＵ制御コンピュータ８９９によって生成及び／又は格納されたデータの印刷リストをプリンタにより提供してもよい。
【００３６】
ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、主メモリ１００４のようなメモリに格納された１又は２以上の命令の１又は２以上のシーケンスを実行するプロセッサ１００３に応答して、本発明の処理ステップの一部または全てを実行する。このような命令は、ハードディスク１００７または取り外し可能なメディアドライブ１００８のような他のコンピュータ読み取り可能なメディアから主メモリ１００４に読み込まれてもよい。マルチ処理構成における１又は２以上のプロセッサもまた、主メモリ１００４に格納された命令のシーケンスを実行するために導入されてもよい。これに代わる実施形態において、配線接続された回路(hard-wired circuitry)は、ソフトウェア命令の代わりに、或いはソフトウェア命令と組み合わせて使用されてもよい。従って、実施形態は、配線接続された回路とソフトウェアの特定の組合せに限定されない。
【００３７】
上述したように、ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、本発明の教示に従ってプログラムされた命令を保持するため、および、データ構造、テーブル、レコード、または本明細書で述べられた他のデータを格納するために少なくとも一つのコンピュータ読み取り可能なメディアまたはメモリを備える。コンピュータ読み取り可能なメディアの例としては、コンパクトディスク、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、テープ、光磁気ディスク、ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、または任意の他の磁気メディア、コンパクトディスク（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ）、または任意の他の光媒体、パンチカード、紙テープ、またはホールのパターンを有する他の物理メディア、搬送波（後述）、または、コンピュータが読み取ることができる他の任意のメディアがある。
【００３８】
コンピュータ読み取り可能なメディアの組合せ或いは何れか一つに格納されると、本発明は、ＥＣＵ制御コンピュータ８９９を制御するためのソフトウェア、本発明を実施するためのデバイス（単数または複数）を駆動するためのソフトウェア、およびＥＣＵ制御コンピュータ８９９がヒューマンユーザ（例えば印刷生産要員）と情報のやり取りを行うことを可能にするためのソフトウェアを備える。このようなソフトウェアは、デバイスドライバー、オペレーティングシステム、開発ツール、およびアプリケーションソフトウェアを含んでも良いが、これに限定されるものではない。このようなコンピュータ読み取り可能なメディアは、本発明の実施において実行される処理の全部または一部（処理が分散された場合）を実行するための本発明のコンピュータプログラムプロダクトを更に含む。
【００３９】
本発明のコンピュータコードデバイスは、インタープリット可能なプログラム、ダイナミック・リンク・ライブラリ（ＤＬＬ）、Ｊａｖａ（登録商標）クラス、および完全実行可能なプログラムを含む任意のインタープリット可能または実行可能なコードメカニズムであってもよいが、これに限定されるものではない。さらに、本発明の処理の一部は、より良い性能、信頼性、及び／又はコストのために分散されてもよい。
【００４０】
本明細書で使用される“コンピュータ読み取り可能なメディア”なる用語は、実行用のプロセッサ１００３に命令を提供することに関与する任意のメディアを指す。コンピュータ読み取り可能なメディアは、不揮発性メディア、揮発性メディア、及び伝送メディアを含む多くの形式をとるが、これに限定されるものではない。不揮発性メディアは、例えば、ハードディスク１００７または取り外し可能なメディアドライブ１００８のような、光、磁気ディスク、及び光磁気ディスクを含む。揮発性メディアは、主メモリ１００４のようなダイナミックメモリを含む。伝送メディアは、バス１００２を構成する配線を含む同軸ケーブル、銅線および光ファイバーを含む。伝送メディアは、また、無線および赤外線データ通信中に生成されるもののような弾性波または光波の形式をとってもよい。
【００４１】
種々の形式のコンピュータ読み取り可能なメディアは、実行用のプロセッサ１００３に対する１又は２以上の命令の１又は２以上のシーケンスを実行するのに関与されてもよい。例えば、命令は、初期にリモートコンピュータの磁気ディスク上に転送されてもよい。リモートコンピュータは、本発明の全てまたは一部を実施するための命令をダイナミックメモリにロードし、その命令を、モデムを用いて電話回線上に送出することができる。ＥＣＵ制御コンピュータ８９９に備えられたモデムは、電話回線上のデータを受信し、赤外線送信器を使用して、そのデータを赤外線信号に変換する。バス１００２に接続された赤外線検出器は、その赤外線信号で運ばれたデータを受信し、そのデータをバス１００２上に配置することができる。バス１００２は、主メモリ１００４にデータを転送し、この主メモリ１００４からプロセッサ１００３が命令を受信して実行する。主メモリ１００４から受信された命令は、任意的には、プロセッサ１００３による実行前または実行後に、記憶デバイス１００７または１００８に格納されてもよい。
【００４２】
ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、また、バス１００２に接続された通信インターフェイス１０１３を備える。通信インターフェイス１０１３は、ネットワークリンク１０１４に接続する双方向データ通信を提供し、ネットワークリンク１０１４は、例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１０１５、またはインターネットのような他の通信ネットワークに接続される。例えば、通信インターフェイス１０１３は、任意のパケットスイッチングＬＡＮに取り付けられたネットワークインターフェイスカードであってもよい。他の例として、通信インターフェイス１０１３は、ＡＤＳＬ(Asymmetrical Digital Subscriber Line)カード、ＩＳＤＮ(Integrated Service Digital Network)カード、または対応タイプの通信ラインに対するデータ通信接続を提供するモデムであってもよい。また、無線リンクが実施されてもよい。このような任意の実施において、通信インターフェイス１０１３は、種々のタイプの情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気的信号、電磁気的信号、または光信号を送信し受信する。
【００４３】
ネットワークリンク１０１４は、代表的には、他のデータデバイスへの１又は２以上のネットワークを通じてデータ通信を提供する。例えば、ネットワークリンク１０１４は、ローカルネットワーク１０１５（例えばＬＡＮ）を通じて、或いは、サービスプロバイダーによって運用される機器を通じて他のコンピュータに対する接続を提供してもよく、上記サービスプロバイダーは、通信ネットワーク１０１６を通じて通信サービスを提供する。ローカルネットワーク１０１４および通信ネットワーク１０１６は、例えば、デジタルデータストリームを搬送する電気的信号、電磁気的信号、または光信号、および関連する物理レイヤ（例えば、ＣＡＴ５ケーブル、同軸ケーブル、光ファイバーなど）を使用する。種々のネットワークを通る信号とネットワークリンク１０１４上の信号と通信インターフェイス１０１３を通る信号は、ＥＣＵ制御コンピュータ８９９との間でデジタルデータを搬送する信号であるが、ベースバンド信号で実施されてもよく、或いは搬送波ベースの信号で実施されてもよい。ベースバンド信号は、デジタルデータビットのストリームを記述する未変調の電気パルスとして上記デジタルデータを搬送し、ここで、“ビット”なる用語は、シンボルを意味すると広く解釈されるべきであり、各シンボルは、少なくとも１又は２以上の情報ビットを搬送する。デジタルデータは、また、振幅、位相及び／又はＦＳＫ(Frequency Shift Key)変調された信号のようなものを有する搬送波を変調し、これらは導電性メディア上を伝搬され、或いは伝搬メディアを通じて電磁波として送信される。従って、デジタルデータは、搬送波を変調することにより、ベースバンドとは異なり、所定の周波数帯域内で送信されてもよく、及び／又は、“有線”通信チャンネルを通じて未変調のベースバンドデータとして送信されてもよい。ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、ネットワーク（複数）１０１５，１０１６、ネットワークリンク１０１４および通信インターフェイス１０１３を通じて、プログラムコードを含んでデータを送信し受信することができる。さらに、ネットワークリンク１０１４は、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)ラップトップコンピュータ、または携帯電話のような移動体デバイス８８１に対するＬＡＮ１０１５を通じた接続を提供してもよい。
【００４４】
本発明は、伝統的に陰極保護を用いる導電性材料の腐食を防止するように構成される。適切な導電性材料基板は、民用および軍用航空機と、石油貯蔵タンクと、道路および橋、および海軍、コースト・アンド・アーミー・コープ・オブ・エンジニアリング・プロジェクトを含む政府機関と、化学工業と、パルプ及び製紙業と、パワープラントと、鉄道橋および軌道車両と、農園サイロおよび倉庫のような組み立てられた鉄骨建築と、給水塔と、海軍艦船と、海上作業台船と、他の海上構造物とを含むが、これに限定されるものではない。ＥＣＵおよび陰極保護システムの構成要素は、また、原子力発電所に関連する車両及び／又はデバイス、深宇宙ミッション、火山探査およびモニタリング、並びに毒性地震性環境の深海探査にも適する。
【００４５】
明らかに、上記の教示内容に照らして、本発明の多くの変形とバリエーションが可能である。従って、本明細書に具体的に記載されたものの他に、本発明は添付の請求項の範囲内で実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】未保護の金属における腐食ノイズを表す図である。
【図２】種々のフィルタについての腐食ノイズ−時間のグラフである。
【図３】電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備えない腐食ノイズ低減システムの回路図である。
【図４】制御可能な腐食ノイズフィルタ及びＥＣＵ制御回路を備えたＥＣＵの回路図である。
【図５】制御可能な腐食ノイズフィルタ及びＥＣＵ制御回路を備えたＥＣＵのブロック図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態の腐食ノイズ帯域通過フィルタについての振幅応答曲線を示す。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態の腐食ノイズ帯域通過フィルタについての位相応答曲線を示す。
【図７Ａ】本発明の一実施形態の腐食ノイズノッチフィルタについての振幅応答曲線を示す。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態の腐食ノイズノッチフィルタについての位相応答曲線を示す。
【図８】本発明で用いられるコンピュータシステムのブロック図である。
【符号の説明】
【００４７】
８０１；液抵抗
８０２；陽極
８０３；陰極
８０４；ノイズ源
８０５；陽極のファラデーインピーダンス
８０６；陰極のファラデーインピーダンス
８０７；亜鉛酸化物バリスタ
８０８；ノイズフィルタ
８８１；無線受信器／送信器（アンテナ）
８８２；ローカルセンサ
８９７；ＥＣＵ
８９８；制御可能なフィルタ
８９９；ＥＣＵ制御回路
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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