(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境の湿度を評価する湿度評価方法であって、
温度と、湿度と、海塩粒子量と、ＡＣＭセンサの腐食電流量との相関関係を予め求めておくステップと、
前記環境を予め設定された海塩粒子量に調整するステップと、
該環境の下で、温度とＡＣＭセンサの腐食電流量とを測定するステップと、
該測定した温度と、ＡＣＭセンサの腐食電流量と、前記予め設定された海塩粒子量とに基づいて前記環境の湿度を算出するステップと、
を含むことを特徴とする湿度評価方法。
【請求項２】
前記環境の海塩粒子量を調整するステップの前に、前記ＡＣＭセンサの基板表面に形成されている酸化皮膜を酸で洗浄して除去するステップを有することを特徴とする請求項１に記載の湿度評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腐食評価方法及び湿度評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＣＭセンサは、自己腐食型のセンサであり、金属表面の水膜に流れる腐食電流を計測する構成を有している。そして、このＡＣＭセンサの出力電流量を解析することにより、環境の腐食性を定量的に評価することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５７６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、より高精度の腐食評価と湿度評価を行うことができる腐食評価方法及び湿度評価方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する本発明の腐食評価方法は、環境の腐食性を評価する腐食評価方法であって、温度と、湿度と、海塩粒子量と、ＡＣＭセンサの腐食電流量との相関関係を予め求めておくステップと、前記環境の温度と、湿度と、海塩粒子量とを測定するステップと、該測定した温度と、湿度と、海塩粒子量とに基づいて環境の腐食電流量を算出するステップと、を含むことを特徴としている。
【０００６】
本発明によれば、環境の湿度と海塩粒子量に加えて環境の温度も要件として、腐食電流量との相関関係を求めているので、腐食電流量を精度良く算出でき、環境の腐食性を正確に評価できる。例えば、直接風雨に晒されない屋内などの温和な環境では腐食電流量が小さく、ＡＣＭセンサを用いて実測した場合にはその出力値が小さくなり、精度が低下するおそれがあるが、環境の湿度及び海塩粒子量に加えて温度も要件とすることによって、温和な環境でも精度のよい腐食電流量を算出できる。
【０００７】
上記課題を解決する本発明の湿度評価方法は、環境の湿度を評価する湿度評価方法であって、温度と、湿度と、海塩粒子量と、ＡＣＭセンサの腐食電流量との相関関係を予め求めておくステップと、前記環境を予め設定された海塩粒子量に調整するステップと、該環境の下で、温度とＡＣＭセンサの腐食電流量とを測定するステップと、該測定した温度と、ＡＣＭセンサの腐食電流量と、予め設定された海塩粒子量とに基づいて環境の湿度を算出するステップとを含むことを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、環境の湿度と海塩粒子量に加えて環境の温度も要件として、腐食電流量との相関関係を求めているので、湿度を精度良く算出でき、環境の湿度を正確に評価できる。例えば、高分子膜タイプの湿度計は、高湿度域にて誤差が大きくなるのに対して、本発明で用いるＡＣＭセンサは、高湿度域においても精度は変化しない。また、高分子膜タイプの湿度計は、結露域において使用不可であるのに対して、本発明で用いるＡＣＭセンサは、結露域においても使用できる。従って、本発明の湿度評価方法は、より幅広い環境において湿度を算出することができる。
【０００９】
本発明の湿度評価方法は、環境の海塩粒子量を調整するステップの前に、ＡＣＭセンサの基板表面に形成されている酸化皮膜を酸で洗浄して除去するステップを有することが好ましい。
【００１０】
本発明の湿度評価方法によれば、測定の前準備として酸化皮膜を酸で洗浄して除去するので、酸化皮膜によるＡＣＭセンサの感度低下を防ぐことができる。また、複数のＡＣＭセンサを用いた場合や、同じＡＣＭセンサを繰り返し使用する場合に、感度のバラツキを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、環境の湿度と海塩粒子量に加えて環境の温度も要件として、腐食電流量との相関関係を求めているので、腐食電流量を精度良く算出でき、環境の腐食性を正確に評価できる。例えば、直接風雨に晒されない屋内などの温和な環境では腐食電流量が小さく、ＡＣＭセンサを用いて実測した場合にはその出力値が小さくなり、精度が低下するおそれがあるが、環境の湿度及び海塩粒子量に加えて温度も要件とすることによって、温和な環境でも精度のよい腐食電流量を算出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＡＣＭセンサの構成を説明する図。
【図２】温度と、湿度と、海塩粒子量と、ＡＣＭセンサの腐食電流量との相関関係を示すグラフ。
【図３】温度と、湿度と、海塩粒子量と、ＡＣＭセンサの腐食電流量との相関関係を示すグラフ。
【図４】温度と、湿度と、海塩粒子量と、ＡＣＭセンサの腐食電流量との相関関係を示すグラフ。
【図５】湿度評価方法の実施例を説明する図。
【図６】従来技術を説明するグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１実施の形態＞
次に、第１実施の形態について説明する。
図１は、ＡＣＭセンサの構成を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面の一部を拡大して模式的に示す図である。
【００１４】
ＡＣＭセンサ１は、対象金属からなる基板２の表面に絶縁膜３と導電膜４を積層した構造を有している。本実施の形態では、基板２はＺｎ、導電膜３はＡｇにより構成されており、それぞれ導線が引き出されて、図示していない計測器（ＡＣＭロガー）に接続されている。
【００１５】
ＡＣＭセンサ１は、基板２の略中央位置で櫛歯状に基板表面２ａが露出して全体として円形を有する検出部５を有している。この検出部５の基板表面２ａと導電膜４との間に水膜が形成されて両者間が連結されると、腐食電流が生じて計測器で計測することができる。この腐食電流は、腐食量と相関があり、腐食速度の定量評価に用いることができる。
【００１６】
本実施の形態における腐食評価方法は、例えば直接風雨に晒されない屋内などの温和な環境の腐食性を評価するのに適している。
【００１７】
ＡＣＭセンサ１は、従来は例えば橋梁や構造物などの屋外環境を対象とした評価に主に用いられていた。このような直接風雨に晒される屋外などの厳しい環境では、腐食電流量が大きく、ＡＣＭセンサ１の出力値も大きい。したがって、ＡＣＭセンサ１の精度に対する温度の影響は少なく、温度の違いによる差は腐食速度の予測に殆ど影響を与えないと考えられていた。したがって、例えば図６に示すように、従来のパラメータスタディでは、温度Ｔ（℃）という環境因子は考慮されておらず、湿度ＲＨ（％）と海塩粒子量Ｗｓ（ｇ／ｍ２）からＡＣＭセンサ１の出力値（μＡ）を算出して腐食性の評価を行っていた。
【００１８】
しかしながら、例えば直接風雨に晒されない梱包箱内や輸送コンテナ内、屋内などの温和な環境では、腐食電流量Ｉは微量であり、ＡＣＭセンサ１の出力値も小さいので、温度の影響も大きい。したがって、このような温和な環境において、従来のパラメータスタディを適用した場合には腐食電流量Ｉの精度が低くなり、精度のよい腐食性評価が得られないおそれがある。
【００１９】
本実施の形態における腐食評価方法は、上記の点に鑑みてなされたものであり、環境の腐食性を評価する腐食評価方法であって、温度Ｔと、湿度ＲＨと、海塩粒子量Ｗｓと、ＡＣＭセンサの腐食電流量Ｉとの相関関係を予め求めておくステップＳ１と、環境の温度Ｔと、湿度ＲＨと、海塩粒子量Ｗｓとを測定するステップＳ２と、測定した温度Ｔと、湿度ＲＨと、海塩粒子量Ｗｓに基づいて腐食電流量Ｉを算出するステップＳ３とを含む。
【００２０】
［ステップＳ１］
ステップＳ１では、温度Ｔと、湿度ＲＨと、海塩粒子量Ｗｓと、ＡＣＭセンサ１の腐食電流量Ｉとの相関関係を予め求めておく。図２〜図４は、温度Ｔと、湿度ＲＨと、海塩粒子量Ｗｓと、ＡＣＭセンサ１の腐食電流量Ｉとの相関関係を示すグラフの一例であり、図２は、海塩粒子量Ｗｓなし、図３は、海塩粒子量Ｗｓが１×１０−３（ｇ／ｍ２）、図４は、海塩粒子量Ｗｓが１×１０−２（ｇ／ｍ２）の場合における、温度Ｔと、湿度ＲＨと、ＡＣＭセンサ１の腐食電流量Ｉとの相関関係を示すグラフである。
【００２１】
温度Ｔと、湿度ＲＨと、海塩粒子量Ｗｓと、ＡＣＭセンサ１の腐食電流量Ｉとの相関関係は、温度Ｔと、湿度ＲＨと、海塩粒子量Ｗｓのパラメータを用いて実験的に導き出した。例えば、温度Ｔは、−３０℃から８０℃、湿度ＲＨは１％〜１００％、海塩粒子量Ｗｓは、０（ｇ／ｍ２）、１×１０−４（ｇ／ｍ２）、１×１０−３（ｇ／ｍ２）、１×１０−２（ｇ／ｍ２）に設定した。
【００２２】
［ステップＳ２］
ステップＳ２では、環境の温度Ｔと、湿度ＲＨと、海塩粒子量Ｗｓとを測定する。環境の温度Ｔと湿度ＲＨの測定は、計測器（ＡＣＭロガー）にそれぞれ接続されている温湿度計（図示せず）により、ＡＣＭセンサ１と同期して所定時間毎（例えば１０分間隔）に１回行われる。
【００２３】
海塩粒子量Ｗｓは、例えば、ＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance：水晶微小天秤）センサにより測定される（図示せず）。ＱＣＭセンサは、水晶振動子の共振周波数が、電極上の質量変化によって変化することを利用したものであり、１ｎｇ／ｃｍ２オーダーの質量変化を検出できる。ＱＣＭセンサによって、実暴露前後に共振周波数を測定し、その差から電極表面の付着物量（海塩粒子量）を求めることができる。ＱＣＭセンサは、Ａｕ電極を使用しているが、Ａｕは腐食しないので、測定される電極上の質量の変化は、付着物量（電解質＋非電解質）になり、電解質は、海塩と考えられる。海塩は、湿度ＲＨ９０％において自身の質量の５．５倍の水分を吸うので、乾燥状態と湿度ＲＨ９０％との質量差として吸着水量を求め、これを５．５で除すことで海塩粒子量を測定できる。
【００２４】
［ステップＳ３］
ステップＳ３では、ステップＳ２で測定した温度Ｔと、湿度ＲＨと、海塩粒子量Ｗｓとを用いて相関関係に基づき腐食電流量Ｉを算出する。海塩粒子量１×１０−２（ｇ／ｍ２）までの全ての海塩粒子量Ｗｓに対する腐食電流量Ｉへの換算は、近似式を用いて行うことが可能であり、温度Ｔ、湿度ＲＨ、腐食電流量Ｉがわかっていれば、海塩粒子量Ｗｓへの換算も可能である。下記の式（１）は、海塩粒子量１×１０−３（ｇ／ｍ２）と１×１０−４（ｇ／ｍ２）との間の値を腐食電流量Ｉに換算する近似式の一例である。
logWs=1+Log(I[T,RH]/I[3,T,RH])/Log(I[3,T,RH]/I[4,T,RH])  ・・・（１）
ここで、Ws：海塩粒子量
I[T,RH]：ＡＣＭセンサの実測値（T:温度、R:湿度）
I[3,T,RH]：１×１０−３（ｇ／ｍ２）のT,RHでのセンサ出力値
I[4,T,RH]：１×１０−４（ｇ／ｍ２）のT,RHでのセンサ出力値
【００２５】
本実施の形態における腐食評価方法によれば、環境の湿度ＲＨと海塩粒子量Ｗｓに加えて環境の温度Ｔも要件として、腐食電流量Ｉとの相関関係を求めているので、腐食電流量Ｉを精度良く算出でき、環境の腐食性を正確に評価できる。従って、錆び易さの環境調査を行う上で、どこの環境が錆び易いのかを比較することができる。そして、環境調査を行った環境と同一の環境を試験室等で再現することができる。また、乾燥剤や防錆剤の有無や使用量など、部品物流を行う上での梱包仕様の検討に活用できる。
【００２６】
＜第２実施の形態＞
次に、第２実施の形態について説明する。尚、第１実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００２７】
図５は、湿度評価方法の実施例を説明する図である。本実施の形態における湿度評価方法では、ＡＣＭセンサ１と温度計１１を用いる。
【００２８】
ＡＣＭセンサ１の検出部５（図１を参照）には、予め設定された量の海塩粒子が付着されている。ＡＣＭセンサ１には、検出部５を外側から覆う大きさの円筒形状を有するカバー部材６が取り付けられている。カバー部材６の下端部は、ＡＣＭセンサ１に密着してシールされた状態で固定されており、検出部５がカバー部材６の中心穴内に露出している。
【００２９】
カバー部材６の上端部は、透湿シート７によって閉塞されている。透湿シート７は、水分は通すが、海塩粒子は通さない構成を有している。温度計１１は、例えば熱電対により構成されている。温度計１１の出力値は、図示していない計測器（ＡＣＭロガー）に入力される。
【００３０】
本実施の形態における湿度評価方法は、温度Ｔと、湿度ＲＨと、海塩粒子量Ｗｓと、ＡＣＭセンサ１の腐食電流量Ｉとの相関関係を予め求めておくステップＳ１１と、環境を予め設定された海塩粒子量Ｗｓに調整するステップＳ１２と、その環境の下で、温度ＴとＡＣＭセンサ１の腐食電流量Ｉとを測定するステップＳ１３と、その測定した温度Ｔと、ＡＣＭセンサ１の腐食電流量Ｉと、その予め設定された海塩粒子量Ｗｓに基づいて、環境の湿度ＲＨを算出するステップＳ１４とを含むことを特徴としている。
【００３１】
［ステップＳ１１］
ステップＳ１１では、温度Ｔと、湿度ＲＨと、海塩粒子量Ｗｓと、ＡＣＭセンサ１の腐食電流量Ｉとの相関関係が予め求められる。ステップＳ１１の内容は、第１実施の形態におけるステップＳ１と同様なのでその詳細な説明は省略する。
【００３２】
［ステップＳ１２］
ステップＳ１２では、環境を予め設定された海塩粒子量に調整する処理が行われる。本実施の形態では、ＡＣＭセンサ１の検出部５に、予め設定された量の海塩粒子を付着させて、その外側をカバー部材６で覆い、透湿シート７により水分を通すが海塩粒子は通さないように構成されている。これにより、環境を予め設定された海塩粒子量に調整している。
【００３３】
［ステップＳ１３］
ステップＳ１３では、環境の温度ＴとＡＣＭセンサ１の腐食電流量Ｉとを測定する。温度Ｔは、温度計１１により測定し、腐食電流量Ｉは、ＡＣＭセンサ１により測定する。測定結果は、計測器（ＡＣＭロガー）に記録される。
【００３４】
［ステップＳ１４］
ステップＳ１３で測定した温度Ｔと、ＡＣＭセンサ１の腐食電流量Ｉと、検出部５に付着させることによって予め調整された海塩粒子量Ｗｓとに基づいて、ステップＳ１１で求めておいた相関関係に基づき、湿度ＲＨを算出する。
【００３５】
本実施の形態における湿度評価方法によれば、環境の湿度ＲＨと海塩粒子量Ｗｓに加えて環境の温度Ｔも要件として、腐食電流量Ｉとの相関関係を求めているので、湿度ＲＨを精度良く算出でき、環境の湿度を正確に評価できる。
【００３６】
例えば、従来の高分子膜タイプの湿度計は、高湿度域にて誤差が１０％〜１５％と大きくなるが、ＡＣＭセンサ１は、高湿度域においても誤差が大きくなることはない。
【００３７】
【表１】
0005912516.tif 000002
【００３８】
上記した表１は、ＡＣＭセンサ１の出力バラツキを±５％としたときのＡＣＭセンサ１の出力値（腐食電流量Ｉ）と湿度ＲＨを示すものである。ＡＣＭセンサ１自体の出力バラツキは、校正時に５％以内に管理されており、そこからパラメータスタディを用いて湿度ＲＨに換算した場合に、その誤差は、１％以内に収まる。したがって、ＡＣＭセンサ１を用いた湿度計の湿度誤差は１％であり、湿度を精度良く算出することができる。
【００３９】
従来の高分子膜タイプの湿度計は、結露域において使用不可であるが、ＡＣＭセンサ１は、結露域においても使用できる。従って、本実施の形態における湿度評価方法は、より幅広い環境において湿度を算出することができる。
【００４０】
なお、本実施の形態における湿度評価方法は、環境の海塩粒子量を調整するステップＳ１２の前に、ＡＣＭセンサ１の基板表面２ａに形成されている酸化皮膜を除去するステップを有することが好ましい。酸化被膜の除去は、基板表面２ａを酸で洗浄することによって行うことができる。測定の前準備として酸化皮膜を除去することにより、酸化皮膜の形成によるＡＣＭセンサ１の感度低下を防ぐことができる。また、本実施の形態における湿度評価方法において、複数のＡＣＭセンサ１を用いた場合や、同じＡＣＭセンサ１を繰り返し使用する場合に、ＡＣＭセンサ１の感度バラツキを防ぐことができる。
【００４１】
尚、本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１  ＡＣＭセンサ
２  基板
３  絶縁膜
４  導電膜
５  検出部
６  カバー部材
７  透湿シート
１１  温度計
【図１】
0005912516.tif 000003
【図２】
0005912516.tif 000004
【図３】
0005912516.tif 000005
【図４】
0005912516.tif 000006
【図５】
0005912516.tif 000007
【図６】
0005912516.tif 000008