(57)【要約】【課題】腐食センサによって、金属製部材の腐食状態を検出すると共に、金属製部材の腐食電位を計測可能とする。【解決手段】腐食センサであって、第１導電材料から形成された基板電極と、基板電極上に設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられると共に第１導電材料と異なる第２導電材料によって形成された電流検出用電極と、絶縁膜上にて電流検出用電極と離間して設けられると共に表面が塩化銀で内部が銀によって形成された腐食電位検出用電極とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電材料から形成された基板電極と、
前記基板電極上に設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられると共に前記第１導電材料と異なる第２導電材料によって形成された電流検出用電極と、
前記絶縁膜上にて前記電流検出用電極と離間して設けられると共に表面が塩化銀で内部が銀によって形成された腐食電位検出用電極と
を備えることを特徴とする腐食センサ。
【請求項２】
前記電流検出用電極及び前記腐食電位検出用電極との少なくともいずれかは、互いに離間しかつ平行に設けられた複数の歯を有する形状にパターニングされていることを特徴とする請求項１記載の腐食センサ。
【請求項３】
前記電流検出用電極の歯同士の間に、前記腐食電位検出用電極の歯が配置されていることを特徴とする請求項２記載の腐食センサ。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか一項に記載の腐食センサと、前記腐食センサの出力に基づいた演算処理を行うと共に前記腐食センサに付着した液体の厚さ寸法と相対湿度とに基づいて、前記腐食センサの検出結果を補正する演算処理部と
を備えることを特徴とする腐食検出システム。
【請求項５】
第１導電材料から形成された基板電極と、前記基板電極上に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けられると共に前記第１導電材料と異なる第２導電材料によって形成された電流検出用電極と、前記絶縁膜上にて前記電流検出用電極と離間して設けられると共に塩化銀によって形成された腐食電位検出用電極とを備える腐食センサを用い、
前記基板電極と前記電流検出用電極との間に流れる電流に基づいて前記基板電極の腐食状態を求め、
前記基板電極と前記腐食電位検出用電極との間に印加された電圧に基づいて前記基板電極の腐食電位を求める
ことを特徴とする腐食検出方法。
【請求項６】
前記腐食センサに付着した液体の厚さ寸法と相対湿度とに基づいて、前記腐食センサの検出結果を補正することを特徴とする請求項５記載の腐食検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腐食センサ、腐食検出システム及び腐食検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、大型鋼構造物は、モジュール化された金属製部材を工場等で制作し、金属製部材を現地に輸送しさらに現地で一定の期間保管した後に溶接等によって組み立てることによって建設されている。このような金属製部材の輸送中等の腐食状況を監視するために、例えば金属製部材に隣接して腐食センサが設置されている（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１３４１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に示されているような腐食センサでは、腐食センサ自体が腐食することによって発生するガルバニック電流を検出することにより、金属製部材の腐食状態を検出している。このようなガルバニック電流は、腐食センサが腐食することによって検出されるものである。このため、従来の腐食センサでは、金属製部材が腐食しやすい状態であるか否かの検出をすることはできない。一方、金属製部材の腐食電位を検出することによって、金属製部材が腐食しやすい状態であるか否かを判別することができる。しかし、従来の腐食センサでは、ガルバニック電流を検出できても、金属製部材の腐食電位を検出することはできない。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、腐食センサによって、金属製部材の腐食状態を検出すると共に、金属製部材の腐食電位を計測可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【０００７】
第１の発明は、腐食センサであって、第１導電材料から形成された基板電極と、上記基板電極上に設けられた絶縁膜と、上記絶縁膜上に設けられると共に上記第１導電材料と異なる第２導電材料によって形成された電流検出用電極と、上記絶縁膜上にて上記電流検出用電極と離間して設けられると共に表面が塩化銀で内部が銀によって形成された腐食電位検出用電極とを備えるという構成を採用する。
【０００８】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記電流検出用電極及び上記腐食電位検出用電極との少なくともいずれかは、互いに離間しかつ平行に設けられた複数の歯を有する形状にパターニングされているという構成を採用する。
【０００９】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記電流検出用電極の歯同士の間に、上記腐食電位検出用電極の歯が配置されているという構成を採用する。
【００１０】
第４の発明は、腐食検出システムであって、上記第１〜第３いずれかの発明である腐食センサと、上記腐食センサの出力に基づいた演算処理を行うと共に上記腐食センサに付着した液体の厚さ寸法と相対湿度とに基づいて、上記腐食センサの検出結果を補正する演算処理部とを備えるという構成を採用する。
【００１１】
第５の発明は、腐食検出方法であって、第１導電材料から形成された基板電極と、上記基板電極上に設けられた絶縁膜と、上記絶縁膜上に設けられると共に上記第１導電材料と異なる第２導電材料によって形成された電流検出用電極と、上記絶縁膜上にて上記電流検出用電極と離間して設けられると共に表面が塩化銀で内部が銀によって形成された腐食電位検出用電極とを備える腐食センサを用い、上記基板電極と上記電流検出用電極との間に流れる電流に基づいて上記基板電極の腐食状態を求め、上記基板電極と上記腐食電位検出用電極との間に印加された電圧に基づいて上記基板電極の腐食電位を求めるという構成を採用する。
【００１２】
第６の発明は、上記第５の発明において、上記腐食センサに付着した液体の厚さ寸法と相対湿度とに基づいて、上記腐食センサの検出結果を補正するという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ガルバニック電流を計測するための電流検出用電極に加えて、腐食電位を計測するための銀−塩化銀電極（腐食電位検出用電極）が腐食センサに設けられている。このため、腐食電位検出用電極の電位を基準として基板電極すなわち金属製部材の腐食電位を計測することができる。したがって、本発明によれば、金属製部材の腐食状態を検出すると共に、金属製部材の腐食電位を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における腐食検出システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における腐食検出システムが備える腐食センサの概略構成図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）が（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における腐食検出システムの変形例が備える腐食センサの概略構成図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明に係る腐食センサ、腐食検出システム及び腐食検出方法の一実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態の腐食検出システム１の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の腐食検出システム１は、金属製部材の腐食状態及び腐食電位を検出するための装置である。金属製部材は、例えば鉄鋼によって形成されている。図１に示すように、腐食検出システム１は、腐食センサ２と、電流計３と、電圧計４と、制御演算部５（演算処理部）と、記録部６と、通信部７とを備えている。
【００１７】
腐食センサ２は、金属製部材そのものあるいは金属製部材の近傍に配置される。図２は、腐食センサ２の概略構成図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）が（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図２に示すように、腐食センサ２は、基板電極２ａと、絶縁膜２ｂと、電流検出用パターン電極２ｃ（電流検出用電極）と、腐食電位検出用パターン電極２ｄ（腐食電位検出用電極）と、第１配線２ｅと、第２配線２ｆと、第３配線２ｇとを備えている。
【００１８】
基板電極２ａは、金属製部材を形成する金属材料あるいはこの金属材料を含む材料によって形成されており、板状に形状設定されている。このような基板電極２ａは、例えば金属製部材と同様に鉄鋼（第１導電材料）により形成されている。
【００１９】
絶縁膜２ｂは、基板電極２ａ上に形成された絶縁性の薄膜である。この絶縁膜２ｂには、図２（ａ）に示すように、中央部に複数のスリット２ｂ１が平行に形成されている。各々のスリット２ｂ１は、図２（ｂ）に示すように、絶縁膜２ｂを貫通して設けられている。これらのスリット２ｂ１によって、基板電極２ａの表面の一部が露出された状態とされている。
【００２０】
電流検出用パターン電極２ｃは、絶縁膜２ｂ上にパターニングされて形成されると共に、基板電極２ａの形成材料と異なる導電材料（第２導電材料）によって形成されている。例えば、電流検出用パターン電極２ｃを形成材料としては、金、銀、銅、アルミニウムあるいはこれらの合金を用いることができる。また、電流検出用パターン電極２ｃの形成材料としては、炭素を用いることも可能である。電流検出用パターン電極２ｃは、絶縁膜２ｂのスリット２ｂ１が形成された全領域の半分程度の領域に設けられており、図２（ｂ）に示すように、スリット２ｂ１を避けて絶縁膜２ｂ上のみに形成されている。つまり、電流検出用パターン電極２ｃは、絶縁膜２ｂのスリット２ｂ１に合わされた位置に、複数のスリット２ｃ１が平行に形成された形状とされており、互いに離間しかつ平行に設けられた複数の歯２ｃ２を有する形状にパターニングされている。このような電流検出用パターン電極２ｃは、絶縁膜２ｂを介して、基板電極２ａ上に設けられており、基板電極２ａと絶縁されている。
【００２１】
腐食電位検出用パターン電極２ｄは、電流検出用パターン電極２ｃと離間して絶縁膜２ｂ上にパターニングされて設けられている。この腐食電位検出用パターン電極２ｄは、表面が塩化銀で内部が銀によって形成されている。腐食電位検出用パターン電極２ｄは、絶縁膜２ｂのスリット２ｂ１が形成された全領域の半分程度の領域に設けられており、図２（ｃ）に示すように、スリット２ｂ１を避けて絶縁膜２ｂ上のみに形成されている。つまり、腐食電位検出用パターン電極２ｄは、絶縁膜２ｂのスリット２ｂ１に合わされた位置に、複数のスリット２ｄ１が平行に形成された形状とされており、互いに離間しかつ平行に設けられた複数の歯２ｄ２を有する形状にパターニングされている。
【００２２】
この腐食電位検出用パターン電極２ｄは、いわゆる銀−塩化銀電極であり、電極電位が安定して変化しない基準電極とされている。このような基準電極として機能する腐食電位検出用パターン電極２ｄは、例えば銀ペーストを硝酸により酸洗し、その後、定電流アノード分極を行うことによって形成する。
【００２３】
第１配線２ｅは、基板電極２ａと接続されており、基板電極２ａと電流計３及び電圧計４とを導通する配線である。第２配線２ｆは、電流検出用パターン電極２ｃと電流計３とを導通する配線である。第３配線２ｇは、腐食電位検出用パターン電極２ｄと電圧計４とを接続する配線である。
【００２４】
電流計３は、第１配線２ｅを介して腐食センサ２の基板電極２ａと接続され、第２配線２ｆを介して腐食センサ２の電流検出用パターン電極２ｃと接続されている。この電流計３は、基板電極２ａと電流検出用パターン電極２ｃとの間に流れるガルバニック電流に応じて信号を出力する。電圧計４は、第１配線２ｅを介して腐食センサ２の基板電極２ａと接続され、第３配線２ｇを介して腐食電位検出用パターン電極２ｄと接続されている。この電圧計４は、基板電極２ａと腐食電位検出用パターン電極２ｄとの間に印加される電圧に応じた信号を出力する。
【００２５】
制御演算部５は、電流計３から入力される信号に基づいて、基板電極２ａと電流検出用パターン電極２ｃとの間に流れるガルバニック電流の値を求める。さらに、制御演算部５は、電圧計４から入力される信号に基づいて、基板電極２ａの腐食電位を求める。記録部６は、制御演算部５で求められた値を制御演算部５の制御の下に記憶する。通信部７は、制御演算部５で求められた値を制御演算部５の制御の下に外部に送信する。
【００２６】
本実施形態の腐食検出システム１及び腐食検出方法では、上述のような腐食センサ２を用いて、基板電極２ａと電流検出用パターン電極２ｃとの間に流れる電流に基づいて基板電極２ａ（すなわち金属製部材）の腐食状態を求め、基板電極２ａと腐食電位検出用パターン電極２ｄとの間に印加された電圧に基づいて基板電極２ａの腐食電位を求める。このような腐食検出システム１及び腐食検出方法によれば、ガルバニック電流を計測するための電流検出用パターン電極２ｃに加えて、腐食電位を計測するための銀−塩化銀電極（腐食電位検出用パターン電極２ｄ）が腐食センサ２に設けられている。このため、腐食電位検出用パターン電極２ｄの電位を基準として基板電極２ａすなわち金属製部材の腐食電位を計測することができる。したがって、本実施形態の腐食検出システム１及び腐食検出方法によれば、金属製部材の腐食状態を検出すると共に、金属製部材の腐食電位を計測することが可能となる。
【００２７】
また、本実施形態の腐食検出システム１及び腐食検出方法において、電流検出用パターン電極２ｃは、互いに離間しかつ平行に設けられた複数の歯２ｃ２を有する形状にパターニングされている。このため、電流検出用パターン電極２ｃの外縁寸法を長く確保することができ、より正確にガルバニック電流を検出することが可能となる。
【００２８】
また、本実施形態の腐食検出システム１及び腐食検出方法において、腐食電位検出用パターン電極２ｄも、互いに離間しかつ平行に設けられた複数の歯２ｄ２を有する形状にパターニングされている。このため、腐食電位検出用パターン電極２ｄを長く確保することができる。
【００２９】
なお、図３は、本実施形態の腐食検出システム１の変形例が備える腐食センサ２の概略構成図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。この図に示すように、電流検出用パターン電極２ｃの歯２ｃ２と腐食電位検出用パターン電極２ｄの歯２ｄ２とを長くし、電流検出用パターン電極２ｃの歯２ｃ２同士の間に腐食電位検出用パターン電極２ｄの歯２ｄ２を配置し、腐食電位検出用パターン電極２ｄの歯２ｄ２同士の間に電流検出用パターン電極２ｃの歯２ｃ２を配置するようにしても良い。なお、図３（ａ）においては、絶縁膜２ｂのスリット２ｂ１を省略して図示している。このスリット２ｂ１は、電流検出用パターン電極２ｃの歯２ｃ２と腐食電位検出用パターン電極２ｄの歯２ｄ２との間に設けられている。このような構成を採用することにより、電流検出用パターン電極２ｃ及び腐食電位検出用パターン電極２ｄをより広い範囲に分散して設けることができ、電極の位置が偏ることによる計測誤差を防止することができる。
【００３０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３１】
例えば、銀−塩化銀電極は、電極電位が基本的に安定しているものの、付着塩分量に依存して電位が変動することが知られている。この付着塩分量は、腐食センサ２の表面の液体の厚さ寸法と、腐食センサ２が設置される空間の相対湿度に依存することが知られている。このため、これらの液体の厚さ寸法と相対湿度とを別途取得し、制御演算部５に入力し、基板電極２ａすなわち金属製部材の腐食電位（検出結果）を補正するように演算処理しても良い。このような構成を採用することによって、より正確に金属製部材の腐食電位を求めることが可能となる。
【符号の説明】
【００３２】
１  腐食検出システム
２  腐食センサ
２ａ  基板電極
２ｂ  絶縁膜
２ｂ１  スリット
２ｃ  電流検出用パターン電極（電流検出用電極）
２ｃ１  スリット
２ｃ２  歯
２ｄ  腐食電位検出用パターン電極（腐食電位検出用電極）
２ｄ１  スリット
２ｄ２  歯
２ｅ  第１配線
２ｆ  第２配線
２ｇ  第３配線
３  電流計
４  電圧計
５  制御演算部（演算処理部）
６  記録部
７  通信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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