(57)【要約】【課題】腐食センサの劣化度合いを迅速に判断することができる腐食環境監視装置を提供する。【解決手段】腐食環境監視装置１０Ａは、腐食環境を監視する現在監視中の腐食センサ１１−０と、該監視中の腐食センサ１１−０の劣化度合いを計測する劣化度合い分析部１２と、未使用の腐食センサ１１−１、１１−２、１１−３を不活性雰囲気で各々個別に保存する複数の保存容器１３−１、１３−２、１３−３と、前記劣化度合い分析部１２の劣化度合いの結果に応じて、現在監視中の腐食センサ１１−０が劣化であると判断した際、前記保存容器１３−１の蓋を開放して、未使用の第１の腐食センサ１１−１で腐食環境を計測する切替を行う制御を実施する制御装置１５とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐食環境を監視する腐食センサと、
監視中の腐食センサの劣化度合いを計測する劣化度合い分析部と、
未使用の腐食センサを不活性雰囲気で各々個別に保存する複数の保存容器と、
劣化度合い分析部の劣化度合いの判定の結果に応じて、
前記保存容器を開放して、未使用の腐食センサで腐食環境を新たに計測する切替を行う制御を実施する制御装置とを具備することを特徴とする腐食環境監視装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記劣化度合い分析部による分析が、前記腐食センサの表面の検査領域の検査情報を複数に分割し、
分割した領域毎に劣化度合いを判定し、
所定の劣化度合いに達したと判断した場合に、未使用の腐食センサにより新たに計測を行うように、制御手段により切替えを行うことを特徴とする腐食環境監視装置。
【請求項３】
複数箇所の腐食環境を個別に監視する監視中の腐食センサと、保存容器内に保存される未使用の腐食センサとを有する腐食センサ部と、
前記腐食センサ部における監視中の腐食センサに個別に対向して設置され、その腐食センサの表面の劣化度合いを計測する劣化度合い分析部に画像情報を送信する撮像部と、各々の撮像情報を劣化度合い分析部に送る電送部と、
各々の撮像情報の劣化度合いを判定する劣化度合い分析部と、
劣化度合い分析部の判定結果に応じて、複数箇所における前記保存容器を個別に開放して、未使用の腐食センサで腐食環境を計測するように切替える制御装置と、
前記制御装置での切替えにより新たに計測を行う腐食センサを撮影するように、前記撮像部を個別に移動させる移動制御部とを具備することを特徴とする腐食環境監視装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記劣化度合い分析部が、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーセンサを有すカラー分析部であり、ＲＢＧの計測結果により、茶色のカラー値（Ｒ：、Ｇ：、Ｂ：）近傍になったときに、劣化である判定をすることを特徴とする腐食環境監視装置。
【請求項５】
腐食環境を監視中の腐食センサの劣化度合いを劣化度合い分析部により計測し、
劣化度合い分析部の劣化度合いの判定の結果に応じて、
未使用の腐食センサが保存されている保存容器を開放して、未使用の腐食センサで腐食環境を新たに計測することを特徴とする腐食環境監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば屋外構造物の塩害等による腐食を事前に検知することができる腐食検知装置の劣化度合いを判断する腐食環境監視装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば風車等の屋外構造物は、海上や沿岸で設置するので、風車の外部塗装や、風車の内部に設けたトランス、制御盤等が塩害により腐食することが懸念されている。
そのため、装置内部の材質、塗装に即した塩害予測が必要となってきている。
【０００３】
その評価方法としてＪＩＳＺ２３７１「塩水噴霧試験方法」及びＪＩＳＫ５６２１「複合サイクル試験」等が確立されている（非特許文献１、２）。
【０００４】
また、近年塩害腐食量を予測するセンサとして腐食センサの提案がある（特許文献１）。
【０００５】
この腐食センサについて説明すると、二つの異種金属（基板と導電部）を互いに絶縁部で絶縁した状態とし、両者の端部を環境へ露出すると、その環境に応じて両金属間を水膜が連結するので腐食電流が流れる。この電流は卑な金属の腐食速度に対応するので、その腐食センサと用いられている。
【０００６】
この腐食センサは、「大気腐食モニタ」(Atmospheric Corrosion Monitor)あるいはＡＣＭ型腐食センサと称されている。
このセンサの一例を図５及び図６−１、６−２に示す。図５及び図６−１に示すように、ＡＣＭ型腐食センサ（以下、「腐食センサ」という。）１１０は、厚さ０．８ｍｍの炭素鋼板を６４ｍｍ×６４ｍｍに切り出し、基板１１１としており、この基板１１１の上に、厚膜ＩＣ用精密スクリーン印刷機を用いて絶縁ペースト（厚さ３０〜３５μｍ）の絶縁部１１２を塗布し、硬化させている。
続いて、導電ペースト（厚さ３０〜４０μｍ、フィラー：Ａｇ）を、基板１１１との絶緑が保たれるように、絶縁部１１２のパターン上に積層印刷し、硬化させて導電部１１３とし、腐食センサを構成している（非特許文献３）。
ここで、前記基板１１１を第１の導電部とすると共に、導電部１１３をスリット状の第２の導電部としている。
【０００７】
そして、図６−２に示すように、湿度や海塩（塩化物イオン等）等の水膜１１４により、導電部１１３と基板１１１とが短絡し、これに起因するＦｅ−Ａｇのガルバニック対の腐食電流を電流計１１５で計測している。なお、図５中、符号１１６ａ、１１６ｂは端子である。
【０００８】
また、前記ＡＣＭ型腐食センサを用いた、太陽光発電システム部材の塩害腐食量予測法が提案され、湿度と測定電流値及び海塩付着量との関係図より、付着海塩量を推定することが提案されている（非特許文献４及び５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１５７６４７号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】ＪＩＳＺ２３７１
【非特許文献２】ＪＩＳＫ５６２１
【非特許文献３】http://www.nims.go.jp/mdss/corrosion/ACM/ACM1.htm
【非特許文献４】松下電工技法（Ｎｏｖ．２００２）  ｐ７９−８５
【非特許文献５】材料と環境「ＡＣＭセンサによる環境腐食性評価」  ５４、３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、ＪＩＳＺ２３７１規格及びＪＩＳＫ５６２１規格試験においては、試験環境が実際の環境と一致していないので、試験精度が悪いという問題がある。
【００１２】
例えば屋外構造物の腐食環境を計測するための腐食センサの設置場所では、環境が様々となるので、その腐食センサの腐食の程度が一様ではなく、劣化度合いが相違する場合がある。
劣化が進行した場合、基板１１１が絶縁部１１２及び導電部１１３を押し上げる場合がある。このような場合、腐食電流が流れなくなるため、センサとして機能しなくなるという、問題がある。
すなわち、大気腐食が促進される環境下の場合には、数ヶ月で腐食センサの表面の銀製の導電ペーストからなる導電部１１３の劣化が進行する（劣化に伴い、銀色から茶色に変色する）ので、その環境に応じた腐食検知装置の劣化の度合いを的確に把握し、センサとして機能しなくなる前にセンサ交換を実施しなくてはならない。
従来は、この判断を行うために、人による定期的な目視判断を必要としており、多大な時間と労力がかかっていた。
このため、センサ機能の判断と、交換の手間とを軽減することが切望されている。
【００１３】
本発明は、前記問題に鑑み、腐食センサの劣化度合いをモニタリングしながら、センサとして機能しなくなる前に、センサ交換を判断することができる腐食環境監視装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、腐食環境を監視する腐食センサと、監視中の腐食センサの劣化度合いを計測する劣化度合い分析部と、未使用の腐食センサを不活性雰囲気で各々個別に保存する複数の保存容器と、劣化度合い分析部の劣化度合いの判定の結果に応じて、前記保存容器を開放して、未使用の腐食センサで腐食環境を新たに計測する切替を行う制御を実施する制御装置とを具備することを特徴とする腐食環境監視装置にある。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、前記劣化度合い分析部による分析が、前記腐食センサの表面の検査領域の検査情報を複数に分割し、分割した領域毎に劣化度合いを判定し、所定の劣化度合いに達したと判断した場合に、未使用の腐食センサにより新たに計測を行うように、制御手段により切替えを行うことを特徴とする腐食環境監視装置にある。
【００１６】
第３の発明は、複数箇所の腐食環境を個別に監視する監視中の腐食センサと、保存容器内に保存される未使用の腐食センサとを有する腐食センサ部と、前記腐食センサ部における監視中の腐食センサに個別に対向して設置され、その腐食センサの表面の劣化度合いを計測する劣化度合い分析部に画像情報を送信する撮像部と、各々の撮像情報を劣化度合い分析部に送る電送部と、各々の撮像情報の劣化度合いを判定する劣化度合い分析部と、劣化度合い分析部の判定結果に応じて、複数箇所における前記保存容器を個別に開放して、未使用の腐食センサで腐食環境を計測するように切替える制御装置と、前記制御装置での切替えにより新たに計測を行う腐食センサを撮影するように、前記撮像部を個別に移動させる移動制御部とを具備することを特徴とする腐食環境監視装置にある。
【００１７】
第４の発明は、第乃至３のいずれか一つの発明において、前記劣化度合い分析部が、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーセンサを有すカラー分析計であり、ＲＢＧの計測結果により、茶色のカラー値（Ｒ：、Ｇ：、Ｂ：）近傍になったときに、劣化である判定をすることを特徴とする腐食環境監視装置にある。
【００１８】
第５の発明は、腐食環境を監視中の腐食センサの劣化度合いを劣化度合い分析部により計測し、劣化度合い分析部の劣化度合いの判定の結果に応じて、未使用の腐食センサが保存されている保存容器を開放して、未使用の腐食センサで腐食環境を新たに計測することを特徴とする腐食環境監視方法にある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、腐食環境を計測する腐食センサが常に新規な状態と同様であるか否かを監視し、交換が必要と判定した際には新規腐食センサに切り替えて引き続き計測できるので、腐食センサの機能が常に確保された状態が維持される。このため、様々な腐食環境に応じた腐食センサの性能管理が適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施例１に係る腐食環境監視装置の概略図である。
【図２】図２は、監視中の腐食センサと窒素保存中の腐食センサとの配置状態を示す概略図である。
【図３】図３は、実施例２に係る腐食環境監視装置の概略図である。
【図４】図４は、屋外構造物の一例である風力発電装置の側面図である。
【図５】図５は、従来技術に係る腐食センサの平面図である。
【図６−１】図６−１は、従来技術に係る腐食センサの概略図である。
【図６−２】図６−２は、従来技術の腐食時における概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２２】
本発明による実施例に係る腐食環境監視装置について、図面を参照して説明する。図１は、本実施例に係る腐食環境監視装置の概略図である。図２は監視中の腐食センサと窒素保存中の腐食センサとの配置状態を示す概略図である。
図１に示すように、本実施例に係る腐食環境監視装置１０Ａは、腐食環境を監視する現在監視中の腐食センサ１１−０と、該監視中の腐食センサ１１−０の劣化度合いを計測する劣化度合い分析部１２と、未使用の腐食センサ１１−１、１１−２、１１−３を不活性雰囲気で各々個別に保存する複数の保存容器１３−１、１３−２、１３−３と、前記劣化度合い分析部１２の劣化度合いの結果に応じて、現在監視中の腐食センサ１１−０が劣化であると判断した際、前記保存容器１３−１の蓋１３ａを開放して、未使用の第１の腐食センサ１１−１で腐食環境を計測する切替を行う制御を実施する制御装置１５とを具備するものである。なお、図中、符号１４は劣化度合い分析部１２からの情報の信号であり、１３ｂは容器本体、１３ｃはヒンジ部、１６は制御装置から腐食センサ１１−１、１１−２、１１−３への指示信号である。
【００２３】
前記劣化度合い分析部１２は、例えば基準の発光を腐食センサ１１−０の表面に照射し、その反射光をスペクトラム解析するものであり、例えば「カラーアナライザ」、「色差計」等の市販の機器を用いることができる。
そして、本発明では、前記劣化度合い分析部１２による分析が、前記腐食センサ１１−０が検査続行できないと判断した際に、準備している新規腐食センサ１１−１に交換して、腐食環境をモニタするようにしている。
また、カラーアナライザ以外としては、例えば分光手段（波長を分割できる機能）を有する光検出器等を用いるようにしてもよい。
【００２４】
ここで、腐食センサの劣化度合いの判定に際しては、例えば検査領域を複数に分割し、分割した領域毎に劣化度合いを判定し、所定の劣化度合いに達した場合に、未使用の腐食センサ１１−１にて計測を行うように、制御装置１５で切替えを行うようにしている。
具体的には、導電部の領域を８分割又は１６分割し、その分割された領域毎のＲＧＢ値を計測し、腐食であると特定される判定色近傍となった場合には、その領域は劣化であると判断する。
そして、劣化であると判断される割合が、５０％を超えた場合には、腐食センサの交換が必要であるという閾値を予め決めておくようにしておく。
そして、判定の結果、５０％未満である場合には、現在計測中の腐食センサ１１−０を用いて、腐食環境のモニタを継続し、５０％を超えた場合には、次の腐食センサ１１−１に切り換えるようにしている。
【００２５】
この計測は、劣化度合い分析部１２が、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーセンサを有するカラー分析計の場合、ＲＢＧの計測結果により、茶色（ＪＩＳ慣用色名）のカラー値（Ｒ（１１５）：Ｇ（７８）：Ｂ（４８））近傍になったときに、劣化である判定をするようにしている。
【００２６】
ここで、前記判定は、劣化度合い分析部１２を用いて、一度に腐食センサ１１−０導電部の全領域を計測し、計測した情報を分割して判断する手法を用いることができる。また、劣化度合い分析部１２を移動させて、導電部の領域を複数に分割して個々の領域毎に計測して、判断するようにしてもよい。
【００２７】
また、センサからの腐食電気量（クーロン）を併せて監視するようにしてもよい。この場合、センサの色、腐食電気量に併せて監視することができるので、腐食センサのより適切な交換時期の判定が可能となる。
【００２８】
前記保存している腐食センサ１１−１〜１１−３は各々保存容器（本実施例では３ヶ）１３−１〜１３−３に湿分の無い不活性ガス（例えば窒素）によるパージ状態で保存している。なお、準備する交換用の腐食センサは、例えば遠隔地に設置している場合には、メンテナンスの頻度を考慮して、その設置する環境に応じて、設置個数を決めておけばよい。
この保存容器の開放は遠隔操作でも行うことができる。
【００２９】
また、１ヶ月に数回のメンテナンスを行うような場所の腐食センサの場合には、検査員が腐食センサを交換するようにしてもよい。
【実施例２】
【００３０】
本発明による実施例に係る腐食環境監視装置について、図面を参照して説明する。図３は、本実施例に係る腐食環境監視装置の概略図である。図３は監視中の腐食センサと窒素保存中の腐食センサとの配置状態を示す概略図である。
図３に示すように、実施例に係る腐食環境監視装置１０Ｂは、複数箇所Ａ点（１１Ａ）、Ｂ点（１１Ｂ）、Ｃ点（１１Ｃ）の腐食環境を個別に監視する監視中の腐食センサ１１−０と、保存容器内に保存される未使用の腐食センサ１１−１…とを有する腐食センサ部１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと、前記腐食センサ部１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃにおける監視中の腐食センサ１１−０に個別に対向して設置され、その腐食センサ１１−０の表面の劣化度合いを計測する劣化度合い分析部２２に画像情報の信号を送信する撮像部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと、各々の撮像情報を劣化度合い分析部２２に送る電送部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃと、各々の撮像情報の劣化度合いを判定する劣化度合い分析部２２と、劣化度合い分析部２２の判定結果に応じて、複数箇所における保存容器１３−１Ａ、１３−１Ｂ、１３−１Ｃを個別に開放して、未使用の腐食センサ１１−１で腐食環境を計測するように切替える制御装置２４と、前記制御装置２４での切替えにより新たに計測を行う腐食センサ１１−１を撮影するように、前記撮像部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを個別に移動させる移動制御部（図示せず）とを具備するものである。なお、図３中、図１に示した窒素パージ機能は省略している。
【００３１】
本実施例においては、一箇所の劣化度合い分析部２２に画像情報を集約し、この集められた画像情報を各々の場所毎に解析して、Ａ地点、Ｂ地点、Ｃ地点の劣化状況を個別に確認するようにしている。
このような腐食劣化の度合いの判定方法を以下に示す。
１）先ず、複数地点に設置した撮像部２０Ａ〜２０Ｃの画像情報を各々劣化度合い分析部２２に集められる。
２）各々のセンサにおけるＲＢＧの計測結果により、茶色のカラー値（Ｒ（１１５）：Ｇ（７８）：Ｂ（４８））近傍のものが５０％以上となったときに、劣化である判定をするようにしている。
３）例えばＡ地点における腐食センサ１１−０が劣化していると判定されたときには、保存容器１３−１Ａの蓋を開放して、新規の腐食センサ１１−１により、引き続き腐食電流を計測するようにする。その際、撮像部２０Ａは新規腐食センサ１１−１に対向する位置に図示しない移動制御部により移動され、引き続き表面を撮影して、その撮像情報を劣化度合い分析部２２に送る。
４）なお、必要に応じて、撮像部２０Ａ等の撮像面をジェット噴射等の洗浄手段により洗浄して撮像面を常に清浄に保持するようにしてもよい。
本実施例では、「茶色」のカラー値を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば「褐色」（Ｒ（１１８）：Ｇ（５７）：Ｂ（０））、「たいしゃ」（Ｒ（１８６）：Ｇ（１００）：Ｂ（５０））等のセンサの腐食劣化に起因する色を用いるようにしてもよい。
【００３２】
このように、複数の離れた地点において、その劣化情報を一元管理し、劣化の度合いに応じて、新規の腐食センサで計測することにより、長期間に亙って、常に適正な状態で腐食状況を監視することができることとなる。
【実施例３】
【００３３】
本発明による実施例に係る腐食環境監視装置を用いて腐食環境を監視する屋外構造物について説明する。図４は屋外構造物の一例である風力発電装置の側面図である。図４に示すように、風力発電装置１００は、例えば地上部１０１に設置されたタワー１０２と、タワー１０２の上端に設けられたナセル１０３とを備えている。ナセル１０３は、ヨー方向に旋回可能であり、図示しないナセル旋回機構によって所望の方向に向けられる。ナセル１０３には、発電機１０４と増速機１０５とが搭載されている。発電機１０４のロータは、増速機１０５を介して風車ロータ１０６の主軸１０７に接合されている。風車ロータ１０６は、主軸１０７に接続されたハブ１０８と、ハブ１０８に取り付けられた翼１０９とを備えている。
【００３４】
本実施例では、図４に示すように、屋外構造物である風力発電装置１００のタワー１０２の側面やナセル１０３の内部に腐食センサを設置するような場合においても、腐食センサが常に新規な状態と同様に監視ができるので、腐食の監視精度を常に一定に保つことができることとなる。
【００３５】
以上は、本発明の屋外構造物として、例えば風力発電装置を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、海岸等の塩害対策が必要な例えば橋梁設備や太陽電池設備、発電プラント設備、鉄筋建造物、鉄道設備等にも適用することができる。さらに、車両、船舶等の移動体の塩害対策に適用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明に係る腐食環境監視装置は、腐食センサが常に新規な状態と同様に監視ができるので、腐食の監視精度を常に一定に保つことができ、例えば風力発電装置の構成部材の劣化の判断に用いて適している。
【符号の説明】
【００３７】
１０Ａ、１０Ｂ  腐食環境監視装置
１１−０〜１１−３  腐食センサ
１２  劣化度合い分析部
１３−１〜１３−３  保存容器
１５  制御装置
【図１】
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【図２】
2011021951.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011021951.tif 000006
【図５】
2011021951.tif 000007
【図６−１】
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【図６−２】
2011021951.tif 000009