(57)【要約】      （修正有）【課題】ＡＣＭセンサでは、雨がかからない大気環境での金属材料の腐食速度を求めることができるが、雨がかかる大気環境での金属材料の腐食速度については十分に検討されていない。雨がかかる大気環境においても腐食測定が可能で、かつＡＣＭセンサの寿命を延ばすことが可能なＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を提供する。【解決手段】ＡＣＭセンサ１を用いて腐食速度を、電流測定法と電位測定法との切り替えにより測定可能であり、ＡＣＭセンサ１に雨がかからない大気環境では、電流測定法を用いて測定し、ＡＣＭセンサ１に雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定する。【選択図】図３
2019086308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードと、カソードとを有し、前記アノードと前記カソードとの間の出力を測定するためのＡＣＭセンサを用いて腐食速度を測定する方法であって、
前記ＡＣＭセンサに雨がかからない大気環境では、電流測定法を用いて測定し、
前記ＡＣＭセンサに雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定することを特徴とするＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法。
【請求項２】
アノードと、カソードとを有し、前記アノードと前記カソードとの間の出力を測定するためのＡＣＭセンサを用いて腐食速度を測定する方法であって、  前記ＡＣＭセンサを用いて腐食速度を、電流測定法と電位測定法との切り替えにより測定可能であり、
前記ＡＣＭセンサに雨がかからない大気環境では、電流測定法を用いて測定し、
前記ＡＣＭセンサに雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定することを特徴とするＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法。
【請求項３】
前記ＡＣＭセンサにより雨がかりを検出し、
前記雨がかりを検出情報に基づいて、前記電流測定法と前記電位測定法との切り替えにより測定可能であることを特徴とする請求項２に記載のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法。
【請求項４】
腐食の進行が速い雨がかる期間では、前記電位測定法に切り替えることを特徴とする請求項２に記載のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法。
【請求項５】
アノードと、カソードとを有し、前記アノードと前記カソードとの間の出力を測定するための第１のＡＣＭセンサ及び第２のＡＣＭセンサと、
前記第１のＡＣＭセンサに接続して電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定計と、
前記第２のＡＣＭセンサに接続して電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定計と、を備え、
前記ＡＣＭセンサを用いて腐食速度を測定して環境モニタリングを得ることを特徴とする環境モニタリング装置。
【請求項６】
アノードと、カソードとを有し、前記アノードと前記カソードとの間の出力を測定するためのＡＣＭセンサと、
前記ＡＣＭセンサに接続して電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定計と、
前記ＡＣＭセンサに接続して電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定計と、を備え、
前記ＡＣＭセンサを用いて腐食速度を測定して環境モニタリングを得ることを特徴とする環境モニタリング装置。
【請求項７】
アノードと、カソードとを有し、前記アノードと前記カソードとの間の出力を測定するためのＡＣＭセンサと、
前記ＡＣＭセンサに接続して出力を測定する測定計と、を備え、
前記測定計は、
電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定部と、
電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定部と、
大気環境に応じて、前記電流測定部と前記電位測定部を切り替える切替部と、を有し、
前記ＡＣＭセンサを用いて腐食速度を測定して環境モニタリングを得ることを特徴とする環境モニタリング装置。
【請求項８】
前記ＡＣＭセンサにより雨がかりを検出し、
前記切替部は、
前記雨がかりを検出情報に基づいて、前記電流測定部と前記電位測定部を切り替えることを特徴とする請求項７に記載の環境モニタリング装置。
【請求項９】
前記切替部は、
腐食の進行が速い雨がかる期間では、前記電位測定部に切り替えることを特徴とする請求項７に記載の環境モニタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大気環境中に曝される構造物の大気腐食をモニタリングするＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長期間にわたって自然環境に曝される構造物、例えば橋梁、標識、街灯、水門、送電鉄塔、船舶・自動車および樋門などは、大気に存在する水分、酸素、腐食性ガスおよび塩類などの要因により腐食が進行するため、定期的に腐食状況を点検し、所定の耐久性を維持させる必要がある。そこで、構造物の腐食状況を把握するために、構造物の腐食環境性を測定する腐食測定装置が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、絶縁部を介して二つの異種金属を配置し、大気中に存在する水分で両金属間が連結されたことに起因して流れる電流値を測定する、いわゆるガルバニック対を利用したＡＣＭセンサ（Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｍｏｎｉｔｏｒ）が提案されている。このＡＣＭセンサは、例えば、炭素鋼板を切り出してアノードとし、このアノード上に絶縁部を介してカソードを塗布することにより形成されている。このＡＣＭセンサは、ガルバニックカップルの間に水分が付着し、これによりアノードとカソードとの間に流れる電流を測定することで、構造物の腐食環境性を高精度に測定することができる。
【０００４】
また、例えば、非特許文献１には、「大気腐食はどこまでわかってきたかＡＣＭセンサを利用して」として、ＡＣＭセンサの原理及びＡＣＭセンサの実用化あるいは同センサによる種々の大気環境の腐食性評価法についての開示がある。
【０００５】
このＡＣＭセンサは、自己腐食型のセンサであるので、アノードを構成する基板である炭素鋼などの腐食が生じることで、さび層の腐食抑制効果や、絶縁層の剥離が生じ、センサ性能を維持できないため、センサの寿命を延ばすことが必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−３３４７０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】独立法人  物質・材料研究機構  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｉｍｓ．ｇｏ．ｊｐ／ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ／ＡＣＭ／ｃｒ．ｈｔｍ  「大気腐食はどこまでわかってきたかＡＣＭセンサを利用して」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このようなＡＣＭセンサでは、雨がかからない大気環境での金属材料の腐食速度を求めることができるが、雨がかかる大気環境での金属材料の腐食速度については十分に検討されていない。
【０００９】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、雨がかかる大気環境においても腐食測定が可能で、かつＡＣＭセンサの寿命を延ばすことが可能なＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング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】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、アノードと、カソードとを有し、前記アノードと前記カソードとの間の出力を測定するためのＡＣＭセンサを用いて腐食速度を測定する方法であって、
前記ＡＣＭセンサに雨がかからない大気環境では、電流測定法を用いて測定し、
前記ＡＣＭセンサに雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定することを特徴とするＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、アノードと、カソードとを有し、前記アノードと前記カソードとの間の出力を測定するためのＡＣＭセンサを用いて腐食速度を測定する方法であって、
前記ＡＣＭセンサを用いて腐食速度を、電流測定法と電位測定法との切り替えにより測定可能であり、
前記ＡＣＭセンサに雨がかからない大気環境では、電流測定法を用いて測定し、
前記ＡＣＭセンサに雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定することを特徴とするＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記ＡＣＭセンサにより雨がかりを検出し、
前記雨がかりを検出情報に基づいて、前記電流測定法と前記電位測定法との切り替えにより測定可能であることを特徴とする請求項２に記載のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、腐食の進行が速い雨がかる期間では、前記電位測定法に切り替えることを特徴とする請求項２に記載のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、アノードと、カソードとを有し、前記アノードと前記カソードとの間の出力を測定するための第１のＡＣＭセンサ及び第２のＡＣＭセンサと、
前記第１のＡＣＭセンサに接続して電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定計と、
前記第２のＡＣＭセンサに接続して電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定計と、を備え、
前記ＡＣＭセンサを用いて腐食速度を測定して環境モニタリングを得ることを特徴とする環境モニタリング装置である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、アノードと、カソードとを有し、前記アノードと前記カソードとの間の出力を測定するためのＡＣＭセンサと、
前記ＡＣＭセンサに接続して電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定計と、
前記ＡＣＭセンサに接続して電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定計と、を備え、
前記ＡＣＭセンサを用いて腐食速度を測定して環境モニタリングを得ることを特徴とする環境モニタリング装置である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、アノードと、カソードとを有し、前記アノードと前記カソードとの間の出力を測定するためのＡＣＭセンサと、
前記ＡＣＭセンサに接続して出力を測定する測定計と、を備え、前記測定計は、
電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定部と、
電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定部と、
大気環境に応じて、前記電流測定部と前記電位測定部を切り替える切替部と、を有し、
前記ＡＣＭセンサを用いて腐食速度を測定して環境モニタリングを得ることを特徴とする環境モニタリング装置である。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、前記ＡＣＭセンサにより雨がかりを検出し、
前記切替部は、前記雨がかりを検出情報に基づいて、前記電流測定部と前記電位測定部を切り替えることを特徴とする請求項７に記載の環境モニタリング装置である。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、前記切替部は、
腐食の進行が速い雨がかる期間では、前記電位測定部に切り替えることを特徴とする請求項７に記載の環境モニタリング装置である。
【発明の効果】
【００２０】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【００２１】
請求項１乃至請求項９に記載の発明では、ＡＣＭセンサに雨がかからない大気環境では、電流測定法を用いて測定し、ＡＣＭセンサに雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定することで、雨がかかる大気環境においても腐食測定が可能で、かつＡＣＭセンサの寿命を延ばすことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】環境モニタリング装置の平面図である。
【図２】環境モニタリング装置を示す図である。
【図３】第１の実施の形態のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を示す図である。
【図４】第２の実施の形態のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を示す図である。
【図５】第３の実施の形態のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を示す図である。
【図６】第４の実施の形態のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を示す図である。
【図７】第５の実施の形態のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を示す図である。
【図８】第６の実施の形態のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を示す図である。
【図９】ＮａＣｌ溶液濃度と電位差および腐食率の関係を示す図である。
【図１０】ＮａＣｌ溶液濃度とＡＣＭセンサの電流出力および腐食率の関係を示す図である。
【図１１】ＮａＣｌ溶液濃度の低い側では電位差の変化に比べて電流出力の変化が乏しいことを示す図である。
【図１２】環境モニタリング装置の動作を示す図である。
【図１３】データロガーの処理を示す図である。
【図１４】鉄の腐食速度と腐食測定装置の出力の日平均電気量（Ｑ）の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
【００２４】
（環境モニタリング装置の基本構成）
環境モニタリング装置の基本構成を、図１及び図２に基づいて説明する。図１は環境モニタリング装置の平面図、図２は環境モニタリング装置の断面図である。
【００２５】
この環境モニタリング装置１０は、ＡＣＭセンサ１と、ＡＣＭセンサ１にリード線１１ａ，１１ｂを介して接続してアノード２とカソード３との間の出力を測定する測定計１２と、データロガー１３を備え、測定した出力に基づき環境モニタリングを得る。
【００２６】
このＡＣＭセンサ１は、アノード２と、カソード３とを有し、アノード２とカソード３との間の出力を測定するためのセンサであり、アノード２とカソード３との間に絶縁層４を介在させた。
【００２７】
アノード２は、鉄板、亜鉛メッキ鋼板、銅板などが用いられ、メッキ、合金であってもよい。カソード３は、銀（Ａｇ）ないしはカーボン（Ｃ）を樹脂ペーストによって成形したものである。例えば、絶縁層４の表面にカソード３を、導電性ペーストをスクリーン印刷して熱硬化させて成形する。絶縁層４は、アノード２とカソード３とを絶縁する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を、図３に基づいて説明する。この実施の形態の環境モニタリング装置１０は、第１のＡＣＭセンサ１及び第２のＡＣＭセンサ１を有する。第１のＡＣＭセンサ１にリード線１１ａ１，１１ｂ１を介して接続して電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定計１２ａ１と、第２のＡＣＭセンサ１にリード線１１ａ２，１１ｂ２を介して接続して接続して電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定計１２ｂ１と、を備える。
【００２９】
この実施の形態では、第１のＡＣＭセンサ１のリード線１１ａ１，１１ｂ１には、アノード２とカソード３との間を、非測定時に絶縁状態または導通状態を切り替えでき、測定時にはアノード２とカソード３を電流測定計１２ａ１へ接続できる回路切替手段Ａを備える。測定スイッチＳＷ１は、リード線１１ａ１を介してアノード２に接続され、接点ａと接点ｂとの切り替えを行う。測定スイッチＳＷ２は、切替スイッチＳＷ３とリード線１１ｂ１を介してカソード３に接続され、接点ｃと接点ｄとの切り替えを行う。
【００３０】
測定時には、測定スイッチＳＷ１を接点ａと接続し、測定スイッチＳＷ２を接点ｃと接続し、切替スイッチＳＷ３を閉じ、電流測定計１２ａ１によりアノード２とカソード３との間の電流を測定する。
【００３１】
非測定時には、測定スイッチＳＷ１を接点ｂと接続し、測定スイッチＳＷ２を接点ｄと接続して電流測定計１２ａ１側と遮断する。切替スイッチＳＷ３は、通常は閉じているが、開いてアノード２とカソード３との間を絶縁状態としてもよい。切替スイッチＳＷ３を開き、アノード２とカソード３との間が絶縁状態であることで、非測定時にアノード２とカソード３との間が絶縁される。
【００３２】
第２のＡＣＭセンサ１のリード線１１ａ２，１１ｂ２にも同様に、アノード２とカソード３との間を、非測定時に絶縁状態または導通状態を切り替えでき、測定時にはアノード２とカソード３を電位測定計１２ｂ１へ接続できる回路切替手段Ａを備える。測定スイッチＳＷ１は、リード線１１ａ２を介してアノード２に接続され、接点ａと接点ｂとの切り替えを行う。測定スイッチＳＷ２は、切替スイッチＳＷ３とリード線１１ｂ２を介してカソード３に接続され、接点ｃと接点ｄとの切り替えを行う。
【００３３】
測定時には、測定スイッチＳＷ１を接点ａと接続し、測定スイッチＳＷ２を接点ｃと接続し、切替スイッチＳＷ３を閉じ、電位測定計１２ｂ１によりアノード２とカソード３との間の電位差を測定する。
【００３４】
非測定時には、測定スイッチＳＷ１を接点ｂと接続し、測定スイッチＳＷ２を接点ｄと接続して電位測定計１２ｂ１側と遮断する。切替スイッチＳＷ３は、通常は閉じているが、開いてアノード２とカソード３との間を絶縁状態としてもよい。切替スイッチＳＷ３を開き、アノード２とカソード３との間が絶縁状態であることで、非測定時にアノード２とカソード３との間が絶縁される。
【００３５】
この実施の形態では、第１のＡＣＭセンサ１に雨がかからない大気環境では、電流測定計１２ａ１により電流測定法を用いて測定し、第２のＡＣＭセンサ１に雨がかかる大気環境では、電位測定計１２ｂ１により電位測定法を用いて測定する。このように、環境モニタリング装置１０は、アノード２と、カソード３とを有し、アノード２とカソード３との間の出力を測定するための第１のＡＣＭセンサ１及び第２のＡＣＭセンサ１を用いて腐食速度を測定し、環境モニタリングを得る。
【００３６】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を、図４に基づいて説明する。この実施の形態の環境モニタリング装置１０は、第１の実施の形態と同様に構成されるが、測定計１２は、電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定部１２ａと、電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定部１２ｂと、を有する。すなわち、測定計１２に電流測定部１２ａと電位測定部１２ｂを組み込んで、測定計１２を一体化したコンパクトな構成としている。
【００３７】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を、図５に基づいて説明する。この実施の形態の環境モニタリング装置１０では、ＡＣＭセンサ１のリード線１１ａ，１１ｂの間に、回路切替手段Ａを備える。回路切替手段Ａは、電流出力測定の非測定時は通常短絡とするが、絶縁状態としてもよい。また、電位測定の非測定時は、常に絶縁状態とする。回路切替手段Ａを構成する測定スイッチＳＷ１は、リード線１１ａを介してアノード２に接続され、接点ａと接点ｂとの切り替えを行う。測定スイッチＳＷ２は、切替スイッチＳＷ３とリード線１１ｂを介してカソード３に接続され、接点ｃと接点ｄとの切り替えを行う。
【００３８】
測定時には、測定スイッチＳＷ１を接点ａと接続し、測定スイッチＳＷ２を接点ｃと接続し、切替スイッチＳＷ３を閉じ、測定計１２によりアノード２とカソード３との間の出力を測定する。
【００３９】
非測定時には、測定スイッチＳＷ１を接点ｂと接続し、測定スイッチＳＷ２を接点ｄと接続して測定計１２側と遮断する。切替スイッチＳＷ３は、通常は閉じているが、開いてアノード２とカソード３との間を絶縁状態としてもよい。切替スイッチＳＷ３を開き、アノード２とカソード３との間が絶縁状態であることで、非測定時にアノード２とカソード３との間が絶縁される。
【００４０】
測定計１２は、電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定部１２ａと、電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定部１２ｂと、電流測定部１２ａと電位測定部１２ｂを切り替える切替部１２ｃと、を有する。
【００４１】
切替部１２ｃは、切替スイッチＳＷ１１，ＳＷ２１を有する。切替スイッチＳＷ１１を接点ａに接続し、切替スイッチＳＷ２１を接点ｃに接続することで、電流測定部１２ａにより電流測定法を用いて電流出力を測定する。一方、切替スイッチＳＷ１１を接点ｂに接続し、切替スイッチＳＷ２１を接点ｄに接続することで、電位測定部１２ｂにより電位測定法を用いて電位差を測定する。  
【００４２】
この環境モニタリング装置１０は、ＡＣＭセンサ１を用いて腐食速度を、電流測定法と電位測定法との切り替えにより測定可能であり、切替部１２ｃは、切替スイッチＳＷ１１，ＳＷ２１の操作により、電流測定部１２ａと電位測定部１２ｂを切り替え、ＡＣＭセンサ１に雨がかからない大気環境では、電流測定法を用いて測定し、ＡＣＭセンサ１に雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定する。
【００４３】
ＡＣＭセンサ１の電流出力は、水溶液中での腐食速度に対比しておらず安定性に欠ける。いっぽう、ＡＣＭセンサ１のアノード２とカソード３間電位差は腐食速度に対比しており電位差の再現性も高い。そのため、雨がかからない期間では従来技術の電流測定法を採用し、雨がかかる期間では電位測定に切り替える。また、ＡＣＭセンサ１に雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定し、この電位測定だと電流を流さないのでセンサ寿命を延ばすことができる。
【００４４】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を、図６に基づいて説明する。この実施の形態の環境モニタリング装置１０は、図５の実施の形態と同様に構成されるが、降雨検出センサ２０と、制御装置２１を備える。降雨検出センサ２０により雨がかりを検出し、検出情報を制御装置２１に送る。制御装置２１は、雨がかりの検出情報に基づいて、切替部１２ｃを制御し、電流測定部１２ａと電位測定部１２ｂを切り替える。
【００４５】
（第５の実施の形態）
第５の実施の形態のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を、図７に基づいて説明する。この実施の形態の環境モニタリング装置１０は、図６の実施の形態と異なり、ＡＣＭセンサ１により雨がかりを検出し、検出情報を制御装置２１に送る。制御装置２１は、雨がかりの検出情報に基づいて、切替部１２ｃを制御し、電流測定部１２ａと電位測定部１２ｂを切り替える。このように、ＡＣＭセンサ１は雨がかりを検出できるので、雨がかりを判断して自動的に電流測定部１２ａと電位測定部１２ｂを切り替えて測定する。
【００４６】
ＡＣＭセンサ１により雨がかりを検出する実施の形態として、例えば、「ＡＣＭセンサによる環境腐食性評価」（  篠原  正、元田  慎一、押川  渡  物質・材料研究機構  材料基盤情報ステーション  東京海洋大学  琉球大学工学部）において記載される構成を用いることができる。
【００４７】
すなわち、「ＡＣＭセンサによる環境腐食性評価」には、ＡＣＭセンサ出力の大きさと経時変化は降雨時と結露時とで異なるため、結露・乾燥および降雨の各期間を検出できるとし、図３  ＡＣＭセンサ主力の経時変化例が記載されており、この記載を図７（ｂ）に示す。この図は、降雨時には、ＡＣＭセンサ１の出力が大きくなることを示しており、ＡＣＭセンサ１の出力が大きくなることから制御装置２１は、雨がかりを検出することができ、切替部１２ｃを制御し、電流測定部１２ａと電位測定部１２ｂを切り替える。
【００４８】
（第６の実施の形態）
第６の実施の形態のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置を、図８に基づいて説明する。この実施の形態の環境モニタリング装置１０は、図６の実施の形態と同様に構成されるが、操作部２２と、制御装置２１を備える。操作部２２は、ユーザーの手動で直接操作し、あるいは遠隔操作する。制御装置２１は、操作情報に基づいて、切替部１２ｃを制御し、電流測定部１２ａと電位測定部１２ｂを切り替える。このようにして、腐食の進行が速い雨がかる期間では、電位測定部１２ｂに切り替え電位測定法を用いて測定し、電位測定に切り替え電流を流さないことによって寿命を延ばすことができる。
【００４９】
（実施形態）
ＡＣＭセンサのアノードとカソード間を無抵抗で測定する電流測定計と電位測定計を備えた環境モニタリング装置を用い、ＡＣＭセンサの出力から自動的に電流出力と電位差の測定を切り替えた。
【００５０】
ＮａＣｌ溶液中の電流出力および電位差と腐食速度の関係を求めた。図９はＮａＣｌ溶液濃度と電位差および腐食率の関係を示す図である。図１０はＮａＣｌ溶液濃度とＡＣＭセンサの電流出力および腐食率の関係を示す図である。図１１はＮａＣｌ溶液濃度の低い側では電位差の変化に比べて電流出力の変化が乏しいことを示す図である。
【００５１】
図９及び図１０において、腐食率に対して電位は相関があるが、電流はＮａＣｌ溶液濃度の高い側で相関が認められない。また、電位差は１−２ｃｙｃｌｅでも再現性が認められる。
図１１の破線円内において、ＮａＣｌ溶液濃度の低い側では電位差の変化は顕著だが電流出力の変化は乏しい。
【００５２】
［腐食測定］
この実施の形態の環境モニタリング装置は、環境モニタリングとして腐食測定を行うことができ、この測定を、図１２乃至図１４に基づいて説明する。図１２は環境モニタリング装置の動作を示す図、図１３はデータロガーの処理を示す図、図１４は鉄の腐食速度と腐食測定装置の出力の日平均電気量（Ｑ）の関係を示す図である。
【００５３】
この環境モニタリング装置１０は、長期間にわたって自然環境に曝される構造物、例えば橋梁、標識、街灯、水門および樋門、送電鉄塔、自動車などに設置される。構造物は、大気に存在する水分、酸素、腐食性ガスおよび塩類などの腐食成分と接触して腐食が進行するため、環境モニタリング装置１０により構造物周辺の腐食環境性を測定し、構造物の腐食状況を把握するために用いられる。
【００５４】
この環境モニタリング装置１０は、２以上のＡＣＭセンサ１を設けてもよく、その場合には、それぞれのＡＣＭセンサ１にリード線１１ａ，１１ｂを接続し、それぞれのＡＣＭセンサ１をリード線１１ａ，１１ｂを介して１の測定計１２に接続して出力を測定することもできる。以下、１のみのＡＣＭセンサ１を用いた場合について説明するが、２以上のＡＣＭセンサ１を用いる場合も同様である。
【００５５】
このＡＣＭセンサ１は、環境因子により電気化学的に発生する出力電流値から腐食量を測定（推定）できるセンサであり、アノード２とカソード３間の絶縁抵抗が、例えば１０ＭΩ以上、好ましくは１ＧΩ以上である。環境モニタリングセンサ１を大気中に暴露すると、例えば降雨や結露などによってアノード２とカソード３間に水膜が形成されてガルバニック電流が流れ、この電流を測定計１２によって測定する。測定計１２は、無抵抗電流計であり、測定した電流値をデータロガー１３に送信する。この実施の形態では、測定計１２は、電流計であるが、電位計に切り替えて測定した電位値をデータロガー１３に送信するようにしてもよい。
【００５６】
発生する電流の値は、水膜が接触するアノード２の腐食速度に比例し、その値の受信にはデータロガー１３としてコンピュータ又はマイクロプロセッサを用いる。
【００５７】
以下、データロガー１３の動作について説明する。データロガー１３は、測定計１２から、測定された電流値を受信する。電流値受信の時間間隔は、適宜に設計してよい。測定計１２は、電流値を常時出力（測定）しているので、受信（計測）間隔を任意に設定可能である。例えば、１０分につき１回とすることができる。
【００５８】
データロガー１３は、環境モニタリング装置１０またはデータロガー１３に設けられたスイッチの操作によって処理を開始する。
【００５９】
測定計１２によって、電流値が測定され、データロガー１３に送信される。データロガー１３は測定値を受信する（ステップ７１）。データロガー１３は、測定値を記録する。
【００６０】
データロガー１３は、測定値に異常値があるか否かを判定する（ステップ７２）。ここで、異常値であるか否かの判定は、値が測定計１２に接続された湿度センサの値と相関があるか、ＡＣＭセンサ１では原理上ないマイナスの値かどうかによることができる。
【００６１】
異常値が検出された場合、データロガー１３は、警告を行う（ステップ７３）。警告は、ディスプレイへの表示、音声の出力、その他適宜な手段で行うことができる。
【００６２】
異常値検出の有無にかかわらず、データロガー１３は、測定値を記録する（ステップ７４）。この記録は、各種分析に役立てることができる。なお、記録と合わせてディスプレイへの表示を行ってもよい。
【００６３】
データロガー１３は、何らかの終了条件が満たされた場合には、処理を終了する（ステップ７５）。例えば、ＡＣＭセンサ１またはデータロガー１３に設けられたスイッチの操作による場合である。ただし、継続的にモニタリングをするため、Ｎｏに分岐して継続的な処理を行うことが一般的である。
【００６４】
以上詳細に説明したように、ＡＣＭセンサ１は、アノード２とカソード３間に水膜が形成されてガルバニック電流が流れ、この電流を、測定計１２によって測定する。電流は、腐食速度と相関関係があるので、大気環境の腐食性のモニタリングをリアルタイムで行うことができる。
【００６５】
大気環境の腐食性のモニタリングは、雨が直接かかる屋外においては、腐食測定装置の出力の大きさと経時変化とから、結露・乾燥・降雨の各期間を検出でき、それらの時間を測定できる。こうして求めたぬれ時間（降雨時間）は、湿度だけでなく付着海塩量にも依存し、「温度０℃以上で湿度８０％以上」と気象条件だけで決まるとする国際標準化機構（ＩＳＯ）方式では求めることができない。
【００６６】
雨が直接かからない環境では、鉄の腐食速度と腐食測定装置の出力の日平均電気量（Ｑ）とには対応関係があり、海塩付着量や湿度条件などの環境条件によらず、日平均電気量（Ｑ）から鉄の腐食速度を推定できる。
【００６７】
このように、環境モニタリング装置１０は、ＡＣＭセンサ１において得られる環境因子により電気化学的に発生する金属の腐食に基づく出力電流値から腐食量を測定（推定）でき、その出力電流を解析することにより、環境の腐食性を直接、かつ定量的に評価することが可能で、電流は腐食速度と相関関係があるので、大気環境の腐食性をモニタリングすることができる。
【００６８】
ここで、付着海塩量は、所定の海塩を、腐食測定装置に付着させ、出力および相対湿度ＲＨの関係式を示す較正曲線を用いて付着海塩量を推定することができる。較正曲線から求められた式は、相対湿度ＲＨに比例しているので、相対湿度ＲＨは付着海塩量を求めるのに必要となる。
【００６９】
また、鉄の腐食速度と腐食測定装置の出力の日平均電気量（Ｑ）は、図１２に示すように、直線関係にある。したがって、日平均電気量（Ｑ）から腐食速度を求めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
この発明は、ＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法及び環境モニタリング装置に適用でき、雨がかかる大気環境においても腐食測定が可能で、かつＡＣＭセンサの寿命を延ばすことが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  ＡＣＭセンサ
２  アノード
２ａ  酸化膜
３  カソード
４  絶縁層  
１０  環境モニタリング装置
１１ａ，１１ｂ  リード線
１２  測定計
１２ａ  電流測定部
１２ｂ  電位測定部
１２ｃ  切替部
１３  データロガー
２０  降雨検出センサ
２１  制御装置
２２  操作部
Ａ  回路切替手段
【図１】
2019086308.tif 000003
【図２】
2019086308.tif 000004
【図３】
2019086308.tif 000005
【図４】
2019086308.tif 000006
【図５】
2019086308.tif 000007
【図６】
2019086308.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
2019086308.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2019086308.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月29日(2018.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層を介して一方側にアノードを、他方側にカソードを有し、前記アノードと前記カソード間が連結されたことに起因して出力し、前記アノードと前記カソードとの間の前記出力を測定するための単一のＡＣＭセンサを用いて腐食速度を測定する方法であって、
前記ＡＣＭセンサを用いて腐食速度を、電流測定法と電位測定法との切り替えにより測定可能であり、
前記ＡＣＭセンサに雨がかからない大気環境では、電流測定法を用いて測定し、
前記ＡＣＭセンサに雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定し、
前記電流測定法と前記電位測定法を用いて測定した出力に基づき腐食速度を得ることを特徴とするＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法。
【請求項２】
前記ＡＣＭセンサにより雨がかりを検出し、
前記雨がかりの検出情報に基づいて、前記電流測定法と前記電位測定法との切り替えにより測定可能であることを特徴とする請求項１に記載のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法。
【請求項３】
腐食の進行が速い雨がかる期間では、前記電位測定法に切り替えることを特徴とする請求項１に記載のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法。
【請求項４】
絶縁層を介して一方側にアノードを、他方側にカソードを有し、前記アノードと前記カソード間が連結されたことに起因して出力し、前記アノードと前記カソードとの間の前記出力を測定するための単一のＡＣＭセンサと、
前記ＡＣＭセンサに接続して出力を測定する測定計と、を備え、
前記測定計は、
電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定部と、
電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定部と、
大気環境に応じて、前記電流測定部と前記電位測定部を切り替える切替部と、を有し、
前記ＡＣＭセンサを用いて前記電流測定法と前記電位測定法により腐食速度を測定して環境モニタリングを得ることを特徴とする環境モニタリング装置。
【請求項５】
前記ＡＣＭセンサにより雨がかりを検出し、
前記切替部は、
前記雨がかりの検出情報に基づいて、前記電流測定部と前記電位測定部を切り替えることを特徴とする請求項４に記載の環境モニタリング装置。
【請求項６】
前記切替部は、
腐食の進行が速い雨がかる期間では、前記電位測定部に切り替えることを特徴とする請求項４に記載の環境モニタリング装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、絶縁層を介して一方側にアノードを、他方側にカソードを有し、前記アノードと前記カソード間が連結されたことに起因して出力し、前記アノードと前記カソードとの間の前記出力を測定するための単一のＡＣＭセンサを用いて腐食速度を測定する方法であって、
前記ＡＣＭセンサを用いて腐食速度を、電流測定法と電位測定法との切り替えにより測定可能であり、
前記ＡＣＭセンサに雨がかからない大気環境では、電流測定法を用いて測定し、
前記ＡＣＭセンサに雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定し、
前記電流測定法と前記電位測定法を用いて測定した出力に基づき腐食速度を得ることを特徴とするＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記ＡＣＭセンサにより雨がかりを検出し、
前記雨がかりの検出情報に基づいて、前記電流測定法と前記電位測定法との切り替えにより測定可能であることを特徴とする請求項１に記載のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項３に記載の発明は、腐食の進行が速い雨がかる期間では、前記電位測定法に切り替えることを特徴とする請求項１に記載のＡＣＭセンサを用いた腐食速度測定方法である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項４に記載の発明は、絶縁層を介して一方側にアノードを、他方側にカソードを有し、前記アノードと前記カソード間が連結されたことに起因して出力し、前記アノードと前記カソードとの間の前記出力を測定するための単一のＡＣＭセンサと、
前記ＡＣＭセンサに接続して出力を測定する測定計と、を備え、
前記測定計は、
電流測定法を用いて電流出力を測定する電流測定部と、
電位測定法を用いて電位差を測定する電位測定部と、
大気環境に応じて、前記電流測定部と前記電位測定部を切り替える切替部と、を有し、
前記ＡＣＭセンサを用いて前記電流測定法と前記電位測定法により腐食速度を測定して環境モニタリングを得ることを特徴とする環境モニタリング装置である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記ＡＣＭセンサにより雨がかりを検出し、
前記切替部は、
前記雨がかりの検出情報に基づいて、前記電流測定部と前記電位測定部を切り替えることを特徴とする請求項４に記載の環境モニタリング装置である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求項６に記載の発明は、前記切替部は、
腐食の進行が速い雨がかる期間では、前記電位測定部に切り替えることを特徴とする請求項４に記載の環境モニタリング装置である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
請求項１乃至請求項６に記載の発明では、単一のＡＣＭセンサを用い、ＡＣＭセンサに雨がかからない大気環境では、電流測定法を用いて測定し、ＡＣＭセンサに雨がかかる大気環境では、電位測定法を用いて測定することで、雨がかかる大気環境においても腐食測定が可能で、かつＡＣＭセンサの寿命を延ばすことが可能である。