(57)【要約】  腐食の制御を対象とする、特に、腐食環境に接して半導体コーティングで覆われる導電構造において腐食を誘起するスペースウェザーの制御を対象とする、装置、システム、方法及びコンピュータプログラム製品である。ここで、腐食は、制御可能なフィルタ（８９８）及びこれに対応する電子制御装置（８９７）によって制御される。電子制御装置は、導電構造に影響するスペースウェザーに関連する少なくとも一つの測定されたパラメータに応答して、前記フィルタを処理して調整するように構成される。
2008533308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
腐食に敏感な導電構造のスペースウェザーで誘起される腐食を制御するためのシステムであって、
前記導電構造上に配置された半導体コーティングと、
前記コーティングに接続されて、制御可能なフィルタ特性を有しているフィルタと、
前記フィルタに接続される電子制御装置と、を備え、
前記電子制御装置は、ローカルセンサ、データベース、遠隔制御装置の少なくとも一つへの接続部を備え、
前記電子制御装置は、スペースウェザー効果によって影響された少なくとも一つの局所的に検出されたパラメータ、及び、任意的に、一つ以上の追加的な局所的に検出されたパラメータ、格納されたパラメータ、及び遠隔で提供される信号に対応して、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る、システム。
【請求項２】
前記制御可能なフィルタ特性は、低域又はノッチフィルタ形態を有するインピーダンスである、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記フィルタは、
能動フィルタ、
調節可能な受動フィルタ、
固定受動フィルタ、の少なくとも一つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記フィルタは、複数の受動フィルタであり、そして、
前記制御可能なフィルタ特性は、前記複数の受動フィルタのうちの一つから前記複数の受動フィルタのもう一方へ切り替えることによって制御される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記フィルタは、単一の調節可能な受動フィルタである、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記スペースウェザー効果に影響を受ける前記局所的に検出されたパラメータは、観察衛星からの警告データ、電磁気活性スパイク、極光帯電流、接地点に対する導電構造の電位の変化、地磁気誘導電流、地電流、及び、それらの組み合わせ、からなる群から選択される少なくとも一つであり、そして任意的に、腐食ノイズパラメータ、塩度パラメータ、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、の少なくとも一つである、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記格納されたパラメータは、
前記物体のコーティング日付、
物体位置歴パラメータ、
半導電コーティングデューティ・サイクル歴パラメータ、
物体位置歴パラメータ、
コーティング領域形状パラメータ、
物体速度歴パラメータ、の少なくとも一つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記導電構造が鉄類及び導電性非鉄金属からなる群から選択される金属を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記金属が鋼である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記金属がアルミニウムである、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記導電構造が、パイプライン、石油採掘装置、発電所、レール線及び水中構造からなる群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記半導体コーティングは、導電性の有機ポリマー、一つ以上の金属、金属合金及び非金属半導電材料、を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記導電性の有機ポリマーは、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（アクリルビニレン）、ポリアニリン及びこれらをドーピングした組成物、からなる群から選択される部材である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記一つ以上の金属又は金属合金は、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｓ、対応する金属酸化物、及び、これらの合金、からなる群から選択される金属を備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記一つ以上の金属又は金属合金は、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｓ、からなる群から選択される一つ以上の金属、及び、これらから得られる一つ以上の金属酸化物、との混合物を備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記一つ以上金属又は金属合金は、亜鉛／酸化亜鉛の組合せである、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記半導体コーティングは、一つ以上の染料又は色素を更に備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
制御可能なフィルタ及び導電構造に塗布される半導体コーティングを具備している腐食ノイズ抑制システムを制御するように構成される電子制御装置であって、
前記腐食ノイズ抑制システムに接続するように構成される第１の接続端末と、
ローカルセンサ、データベース及び遠隔制御装置のうちの少なくとも一つに接続するように構成される第２の接続端末と、
制御信号を介して前記制御可能なフィルタを制御するように構成される制御メカニズムは、スペースウェザー効果に影響を受ける少なくとも一つの局所的に検出されたパラメータ及び、任意的に、付加的な局所的に検出されたパラメータ、格納されたパラメータ及び遠隔で提供された信号の一つ以上と通信して前記第１の接続端末に送信される、装置。
【請求項１９】
前記制御可能なフィルタは、低域又はノッチフィルタの形態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１８に記載の装置。
【請求項２０】
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において互いに異なっている複数の受動フィルタであり、
前記制御可能なフィルタ特性は、前記複数の受動フィルタにおいて一方から他方に切り替えることによって制御される、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記制御可能なフィルタは、単一の調節可能な受動フィルタである、請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
前記スペースウェザー効果に影響を受ける前記局所的に検出されたパラメータは、観察衛星からの警告データ、電磁気活性スパイク、極光帯電流、接地点に対する導電構造の電位の変化、地磁気誘導電流、地電流、及び、それらの組み合わせ、からなる群から選択される少なくとも一つであり、そして任意的に、腐食ノイズパラメータ、塩度パラメータ、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、の少なくとも一つである、請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
前記格納されたパラメータは、
前記物体のコーティング日付、
物体位置歴パラメータ、
半導電コーティングデューティ・サイクル歴パラメータ、
物体位置歴パラメータ、
コーティング領域形状パラメータ、
物体速度歴パラメータ、の少なくとも一つを含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２４】
前記導電構造が鉄類及び導電性非鉄金属からなる群から選択される金属を含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２５】
前記金属が鋼である、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記金属がアルミニウムである、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記導電構造が、パイプライン、石油採掘装置、発電所、レール線及び水中構造からなる群から選択される、請求項１９に記載の装置。
【請求項２８】
前記半導体コーティングは、導電性の有機ポリマー、一つ以上の金属、金属合金及び非金属半導電材料、を備える、請求項１９に記載の装置。
【請求項２９】
前記導電性の有機ポリマーは、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（アクリルビニレン）、ポリアニリン及びこれらをドーピングした組成物、からなる群から選択される部材である、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記一つ以上の金属又は金属合金は、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｓ、対応する金属酸化物、及び、これらの合金、からなる群から選択される金属を備える、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記一つ以上の金属又は金属合金は、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｓ、からなる群から選択される一つ以上の金属、及び、これらから得られる一つ以上の金属酸化物、との混合物を備える、請求項２８に記載の装置。
【請求項３２】
前記一つ以上の金属又は金属合金は、亜鉛／酸化亜鉛の組合せである、請求項２８に記載の装置。
【請求項３３】
前記半導体コーティングは、一つ以上の染料又は色素を更に備える、請求項２８に記載の装置。
【請求項３４】
腐食環境に接触する導電構造の腐食を防止するための方法であって、
前記方法は、
前記導電構造上に配置した半導体コーティングに接続される制御可能なフィルタに電子制御ユニットを接続すること、
前記制御可能なフィルタで前記半導体コーティングの腐食ノイズをフィルタすること、
前記半導体コーティングにおけるスペースウェザーで誘起される腐食に関連する、少なくとも一つのパラメータでモニタすること、
前記少なくとも一つのパラメータと通信して前記制御可能なフィルタのフィルタ特性を調整すること、を含む、方法。
【請求項３５】
前記フィルタ特性は、低域又はノッチフィルタの形態を有するインピーダンスである、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
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において互いに異なっている複数の受動フィルタであり、
前記フィルタ特性は、前記複数の受動フィルタにおいて一方から他方に切り替えることによって制御される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記フィルタは、単一の調節可能な受動フィルタである、請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
腐食を誘起するスペースウェザーに関連する前記少なくとも一つのパラメータは、観察衛星からの警告データ、電磁気活性スパイク、極光帯電流、接地点に対する導電構造の電位の変化、地磁気誘導電流、地電流、及び、それらの組み合わせ、からなる群から選択される少なくとも一つであり、そして任意的に、腐食ノイズパラメータ、塩度パラメータ、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、の少なくとも一つである、請求項３４に記載の方法。
【請求項３９】
前記導電構造が鉄類及び導電性非鉄金属からなる群から選択される金属を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４０】
前記金属が鋼である、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記金属がアルミニウムである、請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記導電構造がパイプライン、石油採掘装置、発電所、レール線及び水中構造からなる群から選択される、請求項３４に記載の方法。
【請求項４３】
前記半導体コーティングは、導電性の有機ポリマー、一つ以上の金属、金属合金及び非金属半導電材料、を備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項４４】
前記導電性の有機ポリマーは、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（アクリルビニレン）、ポリアニリン及びこれらをドーピングした組成物、からなる群から選択される部材である、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記一つ以上の金属又は金属合金は、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｓ、対応する金属酸化物、及び、これらの合金、からなる群から選択される金属を備える、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記一つ以上の金属又は金属合金は、Ｚｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｓ、からなる群から選択される一つ以上の金属、及び、これらから得られる一つ以上の金属酸化物、との混合物を備える、請求項４３に記載の方法。
【請求項４７】
前記一つ以上の金属又は金属合金の装置は、亜鉛／酸化亜鉛の組合せである、請求項４３に記載の方法。
【請求項４８】
前記半導体コーティングは、一つ以上の染料又は色素を更に備える、請求項４３に記載の方法。
【請求項４９】
腐食環境に接する導電構造の腐食を防止するためのシステムであって、
前記導電構造は、半導体コーティングで覆われ、
前記システムは、
前記半導体コーティング中の腐食ノイズをフィルタするための手段と、
前記半導体コーティングにおけるスペースウェザーで誘起される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と通信して前記電子フィルタを調整するための手段と、を備える、システム。
【請求項５０】
前記モニタするための前記手段は、コンピュータプログラム製品を含む、請求項４９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連した特許資料に対する相互参照
本出願は、米国特許第６，３２５，９１５号、米国特許第６，４０２，９３３号、米国特許第６，５５１，４９１号、米国特許第６，５６２，２０１号、米国特許第６，８１１，６８１号、及び出願継続中の２００４年１１月２日に出願の米国特許出願１０／９７８，３５２号に関連がある。そして、各々の全内容は、本願明細書に引用されるものとする。
【０００２】
本発明は、スペースウェザー効果及びジオポテンシャルの対応する変化によって誘起される腐食を防止する半導体ベースの防食システムを制御するための制御装置、システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
米国の経済における金属腐食の年間コストは、１９９５年付けの「米国金属腐食の経済的影響」という題名のバッテル及び北米の特殊鋼業によって公表される報告（その全内容は本願明細書に引用したものとする）によると、ほぼ３０００億ドルである。この報告は、腐食のコストの約３分の１（１０００億ドル）が回避できて、保守による設計から防腐材料のより幅広い使用及び最良の錆止め実行の適用によって節約可能であると推定する。この評価は「米国における金属腐食の経済的影響」という表題の、バッテル及び国立標準技術研究所によって実行されるバッテル科学者の研究の調査結果による、部分的な最新版（その全内容は本願明細書に引用したものとする）から生じる。１９７８年の原作は、１９７５年における、金属腐食コストが米国に８２０億ドル（国民総生産の４．９パーセント）を要するという評価を含み、そして、当時において実行が最大限行われなかったので、回避できたのはほぼ３３０億ドルであった。
【０００４】
制御腐食のための様々な方法は、腐食環境における金属構造物の寿命を延ばす方法に重点をおいて、過去数世紀にわたって進化してきた。これらの方法は、概して保護コーティングを含む。この保護コーティングは、主に鉄類（例えば鋼）及びいくらかの非鉄金属（例えばアルミニウム）の耐食性をアップグレードして、より高コストの合金を使用する必要性を回避するために用いる。このように、これらの保護コーティングは、性能を高めて、経費を減らす。しかしながら、この種の保護コーティングは、弱い適用可能性及び限られた寿命を含む、いくつかの落とし穴を典型的に有する。
【０００５】
保護コーティングは、３つの主カテゴリに分類される。これらのカテゴリで最大のものは、例えば環境に対する物的障壁として作用する塗料といった、局所コーティングである。第二のカテゴリは、ベースメタルを攻撃から救うために優先的に腐食される、（例えば犠牲アノードとして作用するように設計されている亜鉛又はカドミウム）犠牲コーティングからなる。第三のカテゴリは、カソード保護システムからなる。
【０００６】
カソード保護及びコーティングは、腐食を緩和して防止するという主な目的を共に有する工業分野である。各処理は、異なっている。すなわち、コーティングが、自然に生じるアノード及びカソードとの間に、又は、電池対物質の範囲内に、腐食流又は電子の流れを防止するためのバリアを形成するのに対して、カソード保護は、通常の電気化学的腐食反作用に反対に作用するために外部源から電位を誘導することによって腐食を防止する。これらの方法の各々は、限定的な成功を提供した。コーティングは、一般的な防食（Ｌｅｏｎ等の米国特許第３，５６２，１２４号、そして、Ｈａｙａｓｈｉ等の米国特許第４，２１９，３５８号を参照）における最も広範囲にわたる方法を特に表す。カソード保護は、しかしながら、埋込み又は浸入状態を前提として数十万マイルものパイプ及び広大な鋼面を保護するために用いられてきた。
【０００７】
カソード保護は、そのアノード溶出率を無視できる程度にさせるために十分なカソード電流をカソードに提供することによって、金属面の腐食を減らすために用いる。（例えば、Ｐｒｙｏｒの米国特許第３，５７４，８０１号、Ｗｉｌｓｏｎの米国特許第３，８６４，２３４号、Ｍａｅｓの米国特許第４，３８１．９８１号、Ｗｉｌｓｏｎ等の米国特許第４，８３６，７６８号、Ｗｅｂｓｔｅｒの米国特許第４，８６３，５７８号、そして、Ｓｔｅｗａｒｔ等の米国特許第４，９５７，６１２号を参照）。カソード保護は、アノード電位に対してカソードを分極化させるために充分な電流の印加を通して局所的なアノード及びカソード表面間における電位差を消すことによって操作される。言いかえれば、カソード電流を印加する効果は、残存するアノードなどの腐食割合を減らすことよりもむしろ、アノードとして作動し続ける領域を減らすことである。個別的なアノードの全てが消失されるときに、完全な保護が提供される。電気化学的観点から、これは、金属のイオン化又は溶解するといういかなる傾向をも中和されるように、保護される金属に充分な電子が供給されたことを示す。
【０００８】
腐食の研究における近著において、電気化学腐食処理が電気化学的システム（例えばセル電流及び電極電位）の電気的性質のランダムな変動と関係しているように考えられることが見出された。これらのランダムな変動は、「ノイズ」としてこの技術において周知である。約２０年前、導電性材料の全てがその材料中の不純物によって生じる電気化学的活性のため生成されると直ちに腐食し始めるということを、科学者が見出した。現在一般に「腐食ノイズ」と呼ばれるこの活性が、発生電流を検出する電子計測器を使用してモニタされうることが後に見出された。本質的に、この電流の強度がより大きくなると、この材料中の「ノイズが増して」、腐食の速度がより速くなる。例えば、鋼は、青銅より「ノイズが多く」て、より速い率で腐食する。研究者は、電気化学的システムの腐食の方法を研究するためにノイズ分析技術を適用し始めた。
【０００９】
更に、研究者は、特に有意なサイズ及び／又は長さ（例えばパイプライン又は伝送線路及び塔）の導電構造について、地理磁気的に誘起される電流（ＧＩＣ）の影響及び地上ベースの建造物上における地球の磁場と太陽風との間の相互作用をより近年において研究し続けている。太陽風及び地球の磁場間のこの相互作用は、電離層及び磁気圏における時間で変化する電流を生じる。そして、地球の表面で地球磁場の変動をもたらし、特に油及びガスパイプライン等の構造物といった、大きな構造物に、電流を駆動する電場を誘起する。太陽現象も、「接地点」の電気特性を変える影響において、ローカル・ジオポテンシャルを変える効果を有する。これらのＧＩＣｓは、カソード保護方式及びパイプラインの電気調査と干渉して、それぞれに、パイプライン腐食の誘因として提唱された（Ｐｕｌｋｋｉｎｅｎ等の、Ｊ．Ａｐｐｌｙ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．，４８，２３３−２５６（２００１））。空間を伝播しそして地上に設置される技術的システムに影響を及ぼすスペース環境の時間可変的な状況は、「スペースウェザー」として近年集合的に知られている。このトピックは、近年においてより集中的に研究されている（例えば、Ｐｌｕｎｋｅｔｔ等の、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２８（６），１８０７−１７及びその中の参照文献、Ｐｕｌｋｋｉｎｅｎ等の上記文献、Ｐｕｌｋｋｉｎｅｎ等の、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．，４８、２１９−２３１の（２００１）；Ｐｉｒｊｏｌａ等の、Ａｄｖ．Ｓｐａｃｅ  Ｒｅｓ．，２６（１），５−１４（２０００）；Ｂｏｔｅｌｅｒの、Ａｄｖ．Ｓｐａｃｅ  Ｒｅｓ．、２６（１），１５−２０  （２０００）；Ｚａｓｈｃｈｉｔａ  Ｍｅｔａｌｌｏｖの、３６（２），２２２−２２４（２０００）から翻訳された、Ｔｋａｃｈｅｎｋｏの、Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｅｔａｌｓ，３６（２），１９６−１９８（２０００を参照）。これらの参照の内容の各々は、本願明細書に引用したものとする。これらの研究は、例えばパイプラインシステムといった人工構造物及び、この種のスペースウェザーの影響によって誘起されうる発生腐食とともに、地球の磁場及び電場におけるこの種のスペースウェザーの影響を観察して、記録して、モデリングすることに集中している。しかしながら、加速度的な腐食におけるスペースウェザーの影響が充分に文書化される一方で、この種のスペースウェザーの影響によって引き起こされる腐食の加速をどのように防止するかについて明示の示唆はされていない。
【００１０】
パイプラインは、概して、地面の下に２、３フィートから数十フィートの任意の場所に埋められる長い電気導体である。これらのパイプラインは、抵抗率の変化する土壌を横断して、数千マイルも走らせることもありうる。パイプライン周囲の磁場における任意の変化も、パイプライン上に顕著な電流を誘起しうる。パイプラインを囲む磁場における変化（例えば上記したスペースウェザーの影響）を生じさせるような源は、「磁気嵐」活性である。それが事実上「外部的である」という点で、これは地球自体の磁場と異なる。この誘導電流（パイプライン産業において「地電流」としても知られる）によって、土壌に対するパイプの電位（ＰＳＰ）に著しい変動が生じうる。ＰＳＰにおけるこの変化は、パイプライン産業において記述され、１０００ｍＶと同程度でありえる。地電流に起因しているＰＳＰの変動に関して、いくつかの懸念が、存在している。
ａ．−８５０ｍＶ（ＣｕＣｕＳＯ４）より正のＰＳＰ揺動が、腐食をもたらしうる。
ｂ．−１２００ｍＶ（ＣｕＣｕＳＯ４）より負のＰＳＰ揺動が、コーティング剥離に至る可能性のある金属コーティング界面で水素生成をもたらしうる。
ｃ．ＰＳＰ調査に対する干渉。
ｄ．パイプラインに接続した電子装置への起こりうる損害。
【００１１】
地電流の概念が単純であるにもかかわらず、磁気嵐へのパイプラインシステムの反応はむしろ複雑である。これは、全部のパイプラインシステムが事実上複雑であるという事実に起因する。このパイプラインシステムは、典型的に、ａ）油及びガス田からの収集システム、ｂ）都市間の輸送システム（概して長距離を伝播する２本の平行パイプライン）、ｃ）パイプ・ルートに沿った土壌抵抗の変化、ｄ）都市又は人口集中地域内における分散ネットワーク、ｅ）屈曲及び絶縁フランジの存在、ｆ）コーティングの存在、そして、他の詳細部、からなる。
【００１２】
パイプライン・オペレータは、全体の腐食を減らす方法として、コーティングを長期に亘り使用している。しかしながら、コーティング単独では、地電流を減らす効力は無く、事実、損害を拡大するおそれがある。
【００１３】
パイプライン・オペレータは、通常、地電流が短い期間の間強度を有しうるが、制御されていない人工迷走電流ほど顕著な腐食をもたらすことはめったにないと考えていた。しかしながら、最近のデータは、地電流によるＰＳＰにおける変動が静穏期における腐食率よりも１桁高くなりうる（Ｏｓｅｌｌａ，１９９９）顕著な腐食及び金属損失をもたらしうることを示している。このように、地球の影響は、典型的カソード防食法によって容易に中和することができない。
【００１４】
パイプライン・オペレータは、地電流がパイプラインに沿って流れて、パイプラインに沿った要衝に配置されるアース接続で放出できるようにすることによって、この現象を取扱う。これには、アース接続がパイプラインの絶縁ジョイント全体に接着することが必要である。絶縁ジョイントは、パイプライン（すなわち金属通路）の連続区画の長さを減らすことによって迷走電流ピックアップの可能性を低下させるために、パイプラインに沿って配置される。地電流を害無く放出するためにパイプラインを接地する効果については、これが実は迷走電流ピックアップの効果を増加させうるという事実のため、研究者によって議論がある。パイプライン・オペレータは、このように２つの不満足なオプションに直面している。絶縁ジョイント全体に接着してパイプラインを接地するか、さもなければ、パイプを絶縁ジョイントによって切り離される各断面によってセグメント化するように保つ。前者の方式は、全パイプラインをスペースウェザーによって誘起される迷走電流のための巨大な収集装置に変える作用を有する。後者は、パイプラインを地電流に弱いままにしてしまう。どちらのオプションも、スペースウェザーにより誘起される腐食を取り除かない。
【００１５】
Ｒｉｆｆｅの米国特許第５，３５２，３４２号及びＲｉｆｆｅの米国特許５，００９，７５７号は、いずれの内容も本願明細書に参照として組み込まれ、防食システムの電子技術と組み合わせて使われるケイ酸塩ベースの亜鉛／酸化亜鉛コーティングを開示する。コーティング中の亜鉛／酸化亜鉛粒子は、半導体特性（主にＺｎ−ＺｎＯ界面でのｐｎ接合）を有するものとして開示される。反転バイアスされるときに、このｐｎ接合はダイオードとして振舞って、境界全体の電子移動を阻害すると記述されている。この規制は、Ｚｎ酸化処理の部位からＺｎＯ面上の酸素還元の部位への電子移動を制限する。事実上、局所的な腐食セルにおけるアノード及びカソード間の抵抗が増加し、そして、腐食が縮小される。
【００１６】
平均して、Ｚｎ−ＺｎＯベースの接合は、Ｚｎ面でのＺｎの酸化及びＺｎＯ面でのＯ２の還元に伴う電位のため、逆にバイアスされる。しかしながら、顕著な確率的な電圧変動が、発生する。これらの電圧変動は、接合部を突発的に前方にバイアスさせる。前方にバイアスされるときに、接合部を横断する電子移動は増加し、そして、Ｚｎの酸化及びＯ２の還元の加速又は「突発」が生じる。事実上、局所的な腐食セルのアノード及びカソードの間にショートサーキットがあり、腐食が増大される。
【００１７】
Ｒｉｆｆｅの特許は、防食システムにおける電気化学的回路の一定値コンデンサの取付けを開示する。しかしながら、本願の発明者によって認識されるように、特にスペースウェザーの外乱の場合に、キャパシタンスの値を制御することの要望に対する認識がなく、又は、任意の所与の構造における腐食を有効に防止するために必要とされるキャパシタンスの値を動的にどのように変えるかを決定するために提案される任意の方法、又は必要とされるキャパシタンスの値を決定するための最適な方法、が開示されていない。
【００１８】
上述したＲｉｆｆｅの特許のような、従来における腐食防止方法の一つの欠点は、開示されているケイ酸塩ベースのコーティングに対して利用可能な色選択の相対的な不撓性であり、直ちに利用可能な唯一の色が灰色のみということである。このことは、海上及び構造用途の大部分において受入可能であるが、特に自動車及び輸送産業で、非犠牲であって塗料の代用品としての用途に対して様々な色で提供されうる腐食防止コーティングの要望が存在している。これらのそしてまた他の欠点は、Ｄｏｗｌｉｎｇの米国特許第６，３２５，９１５号、米国特許６，４０２，９３３号、米国特許６，５５１，４９１号及び米国特許６，５６２，２０１号の半導体コーティング及び関連したシステムによって大部分解決される。そして、各々の全内容が参照として本願明細書に組み込まれる。Ｄｏｗｌｉｎｇの特許及び出願における半導体コーティング及びシステムは、興味深い特性の配列を提供するために、様々な導電基材で用いられうる。半導体は、それが適用される基材よりも常に活性な材料であるため、このコーティングは、保護される材料の電位を安定させる。電気化学的活性によって生成される電子は、保護される基材からコーティングの半導体へ移動し、又は、腐食ノイズは、保護される材料からコーティングへ簡単に移される。
【００１９】
図１は、ランダムに変動している電圧が測定されて、波形１０２（鋸波形で示しているが、実際の波形はより幅広いバンド成分を有して、事実上より確率的でありうる）として示される、未処理の金属１０１中に存在する電気化学的ノイズの表示である。
【００２０】
図２は、腐食及び付着物を防止するために金属面上の半導保護コーティングを適用する効果を示し、ここで、コーティング２１０はそれが保護している金属２０１よりも活性な材料を含む。コーティング２１０が金属２０１よりも活性であるので、このコーティングは金属中に存在しうる電気化学的ノイズ２１１を包含するが、このコーティングのために、金属中における平面波２０２としてこの結果は示されている。コーティング２５０内における個々の半導体粒子は、コーティングにおける耐食特性の原因となる。
【００２１】
図３は、層状の半導体／金属組成物の表示である。亜鉛をドープするときに、鋼（鉄を含む合金）に対する半導体材料の耐蝕能力は、「腐食電位」と呼ばれる、Ｚｎ酸化及び酸素還元による電位の構築から生じる。この点において、このシステムは、Ｚｎ酸化によって構築される電位で抑制される鉄の酸化処理とともに、従来の犠牲アノード材料として作用する。しかしながら、コーティングの極度の長寿命をもたらす、腐食電位の減少にともなって、半導体中のＺｎ酸化は、顕著に還元され又は不動態化される。この不動態化（パッシベーション）は、Ｚｎ／ＺｎＯ境界におけるバリスタのような反応及び境界を横断する電位差を維持するための関連フィルタの能力の組合せの結果である。これにより、境界は高い電気抵抗を有する。半導体粒子２５０は、２つの領域、すなわちＰ型領域３２０及びＮ型領域３１０を備える。これらの２つの領域は、これらの２つの領域間の電子流３０２を有するバリスタとしてふるまう接合部３３０を有する。亜鉛を使用するときに、亜鉛粒子は、導電性の結合剤によって囲まれる様々な酸化物被覆粒子を有する酸化亜鉛層によって覆われる。半導体コーティング中のＰ型及びＮ型半導体の境界は、これらの間の電子の流れを制御するバリスタ（逆接続（バックトゥーバック）ダイオード）として作用する。被保護基材に接続している半導体コーティングに対する電流の適切な印加によって、この境界での電位が安定する。これにより、Ｐ型からＮ型半導体まで電子移動率が遅れて、腐食率を１０３分の１に低下させる。そして、取り扱われる対象の設計耐用期間を上回ることができる半導体コーティングの寿命の伸張が得られる。
【００２２】
バリスタ（可変抵抗器）は、非常に非線形電気特性を有し、逆接続ダイオードと機能的に等価である。電圧制限領域（「スイッチ領域」）において、これらのバリスタは、リーク電流だけを通す。電圧の大きさがスイッチ電圧を上回るときに、例えば過渡的な間、バリスタは良好な導電性を有する。これらのバリスタは、ＺｎＯを共通にベースにしている。図４は、バリスタに対する従来の電圧関係を表しているグラフである。そして、このグラフにおいて、電圧１１０１を表している軸、電流１１０２を表している軸及び電圧のバイアス範囲に亘る電流１１０３を意味している曲線が示される。−Ｖｂ１１１０及びＶｂ１１０７間の範囲は、バリスタがスイッチとしてふるまう電圧領域１１０４を表す。ＩＬ１１０５でラベル付けされる曲線に沿った位置は、リーク電流に対応する曲線に沿った位置である。すなわち、このリーク電流は、バリスタが開放スイッチとしてふるまうようにバイアスされるときでも、バリスタを通って流れる少量の電流である。ＶＮとラベル付けされる位置１１０６は、スイッチ電圧を表す曲線に沿った位置である。換言すれば、バリスタのスイッチ領域１１０４に対応する最も高い正の電圧値である。ＶＢでラベル付けされる位置１１０７は、バリスタの降伏電圧を表す。ここで、ＶＢより大きいバイアス電圧によって、バリスタはノードとして振舞う。負のＩＬとラベル付けされた位置１１０８は、負のリーク電流を表す曲線に沿った位置を表す。−ＶＮでラベル付けされた位置１１０９は、負のスイッチ電圧を表す曲線に沿った位置を表す。換言すれば、バリスタのスイッチ領域１１０４を表している範囲における最も負の電圧である。−ＶＢでラベル付けされた位置１１１０は、負の降伏電圧を表す。
【００２３】
上述したＤｏｗｌｉｎｇの特許及び出願は、半導電コーティングと、フィルタを具備する腐食ノイズ制御システムとを備える、腐食を制御するためのシステム及びデバイスを少なくとも対象とする。継続中のＤｏｗｌｉｎｇの出願の場合、腐食ノイズ制御システムは、コーティング中に存在する腐食ノイズに対応するフィードバック信号に基づいて調整されうる調節可能なフィルタを具備する。
【００２４】
Ｄｏｗｌｉｎｇの特許及び出願における腐食ノイズ抑制システムの性能は、システムの内部フィルタに従って異なる。そして、その最も単純な形態は、基本的にコンデンサである。Ｄｏｗｌｉｎｇの特許及び出願は、半導体コーティングを様々な受動及び能動フィルタと結合することも開示する。Ｄｏｗｌｉｎｇの特許及び出願において、半導体層は何らかの抵抗器として作用して、それはシステムの内部フィルタと並列になる。ハイパス又は低域フィルタを実施する方法といった、フィルタの基本の概要は、Ｓｅｄｒａ及びＳｍｉｔｈの、Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ、第４版、オックスフォード大学出版（１９９７）中に見出される。そして、その全内容は本願明細書に引用したものとする。
【００２５】
図５は、様々なフィルタでの時間に対する腐食電位のグラフである。垂直軸４０２が半導体要素に対する電位をミリボルトで測定することを表す一方で、水平軸４０１は時間を日単位で測定する。様々な腐食環境に対して最適フィルタ特性を決定することを対象とする実験中において、測定値は、時間内の３つの位置で、７つのシステムに対して行われた。各々の７つのフィルタ構成に対して測定された電位は、それらの３つのサンプルに対して記録され、そして、凡例中に示された様々なシンボルで表示されている。このグラフは、４１０から４３０で示される標本点で、各々の７つのフィルタに対する様々な結果を示す。
【００２６】
電気化学的な腐食は、等価回路に関して図式的に見られる。概して、半導体材料は、亜鉛でドープされる。このように、図６に示される単純な等価回路は、Ｚｎ酸化処理のケースに関する。アノードの反応はＺｎに起こり、カソードの反応はＺｎＯに起こる。Ｚｎ／ＺｎＯ境界は、回路中のバリスタを表すことに注意すべきである。Ｚｎ／Ｏ２レドックス（酸化還元）対によって発生する電位差が安定してスイッチ領域に落ちる場合、Ｚｎ酸化処理は境界における高い抵抗によって阻害される（又は不動態化される）。しかしながら、過去の１０年にわたって、自己生成された電気化学電位変動、腐食と関連した「電気化学的ノイズ」が存在していることが立証されてきた。その結果、Ｚｎ／Ｏ２電位がスイッチ領域にありうる場合であっても、電位差を高伝導領域に駆動して、電子流及びこれによるＺｎ酸化処理を許容する変動が生じる可能性がある。
【００２７】
本願の発明者は、このことが電気化学的ノイズを除去又はフィルタにかけるためのＺｎを不動態化する方法であると認識した。この電気化学的ノイズの除去はフィルタを介しており、その最も単純な形態は、コンデンサである。フィルタ効果によって、スイッチ領域のＺｎ／ＺｎＯ境界全体の電位は維持され、そして、Ｚｎ酸化処理は抑制され、そして、コーティングの寿命は増加する。しかしながら、保護される材料に応じて他の振動数帯を選択的に減らすために通過帯域（又は切欠き）フィルタによって低域フィルタが増やされうることが考えられる。
【００２８】
図６は、Ｄｏｗｌｉｎｇ特許及び出願のシステムに対する等価な回路図を示す。この図は、金属腐食プロセスの電気化学的性質に基づいて、システムの性質を代表的な電気回路に概念化する。具体的には、腐食は変動電圧源としてモデル化され、金属の固有の抵抗が表され、耐食コーティングはバリスタとしてモデル化され、そして、ノイズフィルタはコンデンサとしてモデル化されうる。回路図のこれらのモデル化された要素を配置することによって、Ｄｏｗｌｉｎｇのノイズ及びフィルタ部材は、電気回路解析を使用して、より明らかに概念化されうる。
【００２９】
水を生成する化学的方法に対応するカソード８０３で亜鉛及びガルバニック電極電位のイオン化プロセスに対応するアノード８０２でガルバニック電極電位と直列にシステムの固有の抵抗を意味する液抵抗８０１は、代表の回路内にある。また、回路と直列に接続されて存在しているものは、２つのノイズ源８０４である。そして、その一つはアノードのガルバニック電極電位及びアノード８０５のファラデーインピーダンスの間に配置され、もう一つはカソード８０３のガルバニック電極電位及びカソード８０６のファラデーインピーダンスの間に配置される。そして、アノード及びカソードのファラデーインピーダンスの間に直列に配置されるのは、酸化亜鉛バリスタ８０７及びノイズフィルタ８０８である。バリスタ及びノイズフィルタは、腐食を誘起しうる電圧変動の発生を減らすように作用する。ノイズフィルタ８０８は、能動的でも受動的でもよく、又は、いずれもであってもよく、そして、指定される共通電位８１０に対する回路中のノードを選択することによって、フィルタ８０８は腐食ノイズによる回路の高周波を減らすことができる。
【００３０】
半導電層が配置される基材は、導電性であってもよく又は非導電性であってもよい。導電基材は、金属であってもよく又は非金属であってもよい。非導電性基材は、絶縁体として作用する任意の材料（例えばシリコンウエハ又は他の非金属材料）でありえる。半導体チップ製造技術におけるこの種の非導電性又は導電性の基材の生産は、従来技術において当業者にとって周知である。
【００３１】
Ｄｏｗｌｉｎｇ特許及び出願の腐食ノイズ抑制システムは、コーティングの腐食ノイズを最小化するために、導電構造を半導体コーティングで被覆して、生成される塗被建造物を受動的又は能動的な電子フィルタに接続することによって、腐食に影響されやすい導電構造の腐食を防止するための手段を提供する。電子フィルタは、腐食ノイズの高周波スペクトル含量を減らすように、フィルタ応答を有する。これは、保護される材料全体の低域フィルタ（おそらくノッチフィルタによって増やされる）の形態でインピーダンス特性を有する、フィルタを接続することによって達成される。さらに、材料及び用途に応じて、おそらく他の振動数帯は、腐食の影響を減らすために、選択的に減少されうる。フィルタは、受動フィルタ又は能動フィルタでありえる。いずれにせよ、フィルタは、より高い振動数電圧変動を減らす。半導体コーティング中に存在する接合は、それから逆バイアスを維持する。半導体コーティング中のアノードからカソード領域へのカソード領域への時間の平均化された電子流は、それから縮小し、そして、コーティングは効果的に不動態化される。
【００３２】
腐食プロセスに相当する回路に係合するフィルタについて、ノイズ信号は図７に示すように消散されうる。ここで、金属におけるノイズ静電気５０２が著しく減衰されるように、金属面５０１は、フィルタ５０８に接続している保護コーティング５１０によって覆われる。フィルタ５０８は、独立型低域フィルタとして、又は、高周波腐食ノイズ５２２を減らすためにバンドパス及び／又はノッチフィルタの形でインピーダンスを有しているフィルタと可能であれば組み合わせて作動する。事実上、フィルタは、電気化学的ノイズ信号のより高い振動数と関連してエネルギーを消散する。電気化学的ノイズの高周波スペクトル含量の減衰が、スイッチ電圧（Ｖｎ）の外側でバリスタ全体の電圧変動を阻害することによる腐食プロセスを著しく減少させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
したがって、本発明の一つの目的は、スペースウェザーの影響と関連したパラメータをモニタし、そして、この種の影響によって生じる構造の腐食を制御するシステムを提供することである。
【００３４】
本発明の別の目的は、スペースウェザーの影響によって生じる腐食ノイズの地面への低い抵抗路を提供するために、基材上の電子制御ユニット（ＥＣＵ）、（可能であれば、固定された、受動的なフィルタを含む）制御可能なフィルタ及び半導体コーティングを有する腐食ノイズ抑制システムを提供することである。
【００３５】
本発明の他の目的は、パイプラインをスペースウェザーの腐食影響から保護するためのシステムと方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
これらの、そしてまた他の、目的は、本願明細書において記載されている発明のシステム及び方法によって達成される。本願の発明者は、基材上の半導体コーティングを有する腐食ノイズ抑制システムが、半導体コーティングが配置される導電構造におけるフィルタ動作及び電圧変動を制御するために、電子制御ユニット（ＥＣＵ）及び制御可能なフィルタによって最適に作動されうることを認識した。これらの利点は、スペースウェザーの影響をモニタして、フィルタを制御する方法を介して達成される。任意的であり、限定されるものではないが、スペースウェザーの影響に応答する一組の予め定められた及び／又は測定されたパラメータに基づいて調節可能なフィルタ部材及び／又は固定部材を用いて、構造物におけるスペースウェザーで誘起される腐食が発生する率を制御する。上述したＲｉｆｆｅ及びＤｏｗｌｉｎｇ特許のような従来の特許は、温度、塩度／水純度、湿度、寿命、短期デューティ・サイクル、長期デューティ・サイクル、容器の瞬間速度、容器速度歴、周辺の地理学的位置、地理学的位置歴、コーティングの寿命、コーティング悪化、コーティングの厚み、コーティングされている表面積及びコーティングされている領域の形状、といったモニタリングのパラメータをカバーしている。本発明は、これらのパラメータを特にスペースウェザーに関連するものに拡張する。このスペースウェザーに関連するものには、特に限定されないが、観察衛星（例えば太陽観測機（ＳＯＨＯ）又は先進コロナ探索機（ＡＣＥ）など）からの早期警告データ、電磁気活性のスパイク、極光帯電流、地面に対する構造物電位中の変化、地磁気誘導電流及び地電流、が含まれる。
【００３７】
本発明のより完全な認識及びその効果の多数は、添付の図面と関連して考慮されるときに以下の詳細な説明を参照することでよりよく理解される。
【００３８】
図１は、保護されていない金属の腐食ノイズを表す。
【００３９】
図２は、被保護金属の、そして、半導体層の腐食ノイズを表す。
【００４０】
図３は、金属及び半導体保護コーティング間の電流の流れを表す。
【００４１】
図４は、金属及び半導体保護コーティング間のバリスタのような動作のグラフである。
【００４２】
図５は、様々なフィルタに対する腐食ノイズ対時間のグラフである。
【００４３】
図６は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）の無い腐食ノイズ抑制システムの回路図である。
【００４４】
図７は、金属、半導体保護コーティング、フィルタを備える腐食ノイズ抑制システム及び部品ノイズ特性のブロック図である。
【００４５】
図８は、制御可能な腐食ノイズフィルタ及びＥＣＵ制御回路を含んでいるＥＣＵの回路図である。
【００４６】
図９は、制御可能な腐食ノイズフィルタ及びＥＣＵ制御回路を含んでいるＥＣＵのブロック図である。
【００４７】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ、本発明の一実施の形態における、腐食ノイズ・バンドバスフィルタに対する振幅及び位相応答曲線である。
【００４８】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ、本発明の一実施の形態における、腐食ノイズ・ノッチフィルタに対する振幅及び位相応答曲線である。
【００４９】
図１２は、ＥＣＵでの腐食ノイズ抑制方法のフローチャートである。
【００５０】
図１３は、金属、半導体保護コーティング、フィルタ、ＥＣＵを含む腐食ノイズ抑制システム及び部品ノイズ特性のブロック図である。
【００５１】
図１４は、ＥＣＵを有する、そして、有さない、腐食ノイズ抑制システムに対する亜鉛放出速度（マイクログラム／ｃｍ２）を比較しているグラフである。
【００５２】
図１５は、ＥＣＵを有する、そして、有さない、腐食ノイズ抑制システムに対する亜鉛放出速度（％）を比較しているグラフである。
【００５３】
図１６は、本発明において使用さ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】
【００５４】
本発明は、基材上の、電子制御ユニット（ＥＣＵ）、制御可能なフィルタ、及び、半導体コーティングを有する、腐食ノイズ抑制システムを提供する。
【００５５】
本発明は、他の物体にも使用されうるが、橋、パイプライン、レール線及びその構造、鉄鋼構造物、ストレージタンクといった、大部分が地上の構造物への、地磁気誘導電流（ＧＩＣ）又は地電流を含むが、これに限らず、スペースウェザーに影響されやすい構造の腐食の防止を意図している。
【００５６】
本発明の発明者によって定められるように、制御可能なフィルタ及びコントローラは、コントローラがこの種のスペースウェザーの腐食性の影響を最小化するか又は除去するために、スペースウェザーの影響に関連した様々なパラメータを考慮することによって腐食ノイズ抑制システムのフィルタ特性を動的に調整する腐食ノイズ抑制システムで用いられうる。本発明によってモニタされうるパラメータは、以下に限定されないが、観察衛星（ＳＯＨＯ、ＡＣＥなど）からの警告データ、電磁気の活性のスパイク、極光帯電流、地面に対する構造物電位の変化、地磁気誘導電流及び地電流を含み、保護される構造の腐食をもたらしうるスペースウェザーの影響に関連するものである。これらのスペースウェザーの影響に関連するものに加えて（他の原因によって生じる腐食を防止するために）モニタされうる他のパラメータの例の非限定的なリストは、温度、塩度／水純度、湿度、寿命、短期デューティ・サイクル、長期デューティ・サイクル、容器の瞬間速度、容器速度歴、周囲の地理学的位置、地理学的位置史、コーティングの寿命、コーティングの厚み、コーティングの悪化、コーティングされている表面積及びコーティングされている領域の形状、の一又は二以上を含む。この種の効果に影響されやすい構造上のスペースウェザーの腐食効果を最小化して及び／又は除去することが可能であるという発見から、発明者は、本願明細書において、耐食半導電コーティング及び腐食ノイズ抑制システムに関連したフィルタ動作を制御するための、システム、デバイス、アルゴリズム、方法及びコンピュータプログラム製品を、記述して解説する。
【００５７】
図８は、図６で見出されるものと類似の部材がそれらの以前の証拠を保持する本発明の一実施の形態における回路図である。示されるように、ＥＣＵ８９７は、制御可能なフィルタ８９８及びＥＣＵ制御回路８９９を含む。ＥＣＵ８９７は、一つ以上のローカルセンサ８８２に任意に接続されてもよく、及び／又は、（例えば、無線通信用の）アンテナ８８１又は例えば光トランシーバ無線通信を行うための他の機構に接続されてもよく、及び／又は包含しうる。ＥＣＵは、ローカルデータ・アーカイブ（図示せず）において、又は、アンテナ８８１、他の無線通信機構又は配線接続（例えばネットワーク）さえも介して利用されうる遠隔アーカイブにおいて格納されるデータにアクセスすることもできる。ＥＣＵ制御回路８９９は、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。そうすると、制御可能なフィルタ８９８の周波数依存インピーダンスはＥＣＵ制御回路８９９の作業のモードに応じて変わる。コントロールシステム技術の当業者に理解されるように、本発明は、この特定の構成に限られていないことも理解される。
【００５８】
図９は、本発明の実施の形態におけるブロック図であって、制御可能なフィルタ８９８及びＥＣＵ制御回路８９９を含んでいるＥＣＵ８９７を含む。単一のコンデンサで構成されるフィルタが示されているが、低域フィルタ・インピーダンス特性を増やす（例えば、ノッチフィルタの形態でインピーダンスを有している）様々なフィルタを実施するために、他の回路部品を用いてもよい。図式的に、制御可能なフィルタ８９８及びＥＣＵ制御回路８９９の組合せは、導電リンク８０９によって腐食システムの他の要素に接続しているシングルシステム８９７として描写される。制御可能なフィルタ８９８は、腐食ノイズに対応する対象とされた高周波信号を減らすように構成される様々なフィルタ（例えば、低域、ノッチフィルタ、バンドパス、その他の形態のインピーダンスを有するフィルタ）の任意の構成も具備しうる。制御可能なフィルタ８９８は、ＥＣＵ制御回路８９９によって制御されうるか、又は、他の手段（例えば、手動トグルスイッチ、パッチパネル又は例えばそれが自動的に又は手動的に作動される他のデバイス）によって、回路からの部材を電気的に嵌入することができて及び／又は取り外すことができる電子的に制御可能なスイッチ９０５を使用して、前記システムから任意に分離されうる。制御可能なフィルタ８９８は、制御ライン９２５を経由してＥＣＵ制御回路８９９によって制御されうる。そして、この制御回路８９９は、複数の補助フィルタ９２０及び９２１（このフィルタは、スイッチで切り替え可能なフィルタバンクを任意に具備してもよく、そして、腐食ノイズに対して異なるフィルタ特性を共に印加しうる）に接続しているスイッチ９２３及び９２４を開閉する。ＥＣＵ制御回路８９９が電子的に調節可能な回路素子を介して制御可能なフィルタ８９８のフィルタ特性を制御して／調整することも、本発明の特徴である。そして、この回路素子は、任意的な電圧制御抵抗器であってもよく又は切替えられた可変静電容量であってもよい。ＥＣＵ９５０は、（任意的に無線電磁気及び／又は光リンクを通して）遠隔ＥＣＵ管理場所での一以上の制御信号を受信して及び／又は送信するために、ワイヤレス（無線の）送信機／受信機８８１に接続されてもよい。ＥＣＵ制御回路８９９は、ＥＣＵ制御回路８９９によって使用される、一つ以上のローカルセンサ８８２に接続してもよい。そして、各々のセンサは、ＧＩＣ又は地電流の存在及び／又は影響に関連した一つ以上のパラメータをモニタするように構成される。ワイヤレス受信機８８１及び／又はローカルセンサ８８２から受信される情報は、制御可能なフィルタ８９８を調整するか又は完全にそれを分離するために、ＥＣＵ制御回路８９９により用いられてもよい。加えて、ＥＣＵ制御回路８９９は、ワイヤレス送信機／受信機８８１及び／又はローカルセンサ８８２から受信する情報を処理するために、ローカル及び／又はリモートデータベース９１２と適合されうる。
【００５９】
半導体コーティングの影響は、適応能動フィルタの使用と同様に、特定の用途における必要性のために選択される特定の周波数応答特性を有するフィルタを用い、保護対象の「電気化学的ノイズ」をモニタして、従って、その反応を調整することで、最適化されうる。特定のフィルタは、腐食ノイズを削除してこれにより半導体層全体においてより小振幅で低周波電圧をもたらすように、設定され、操作される。一つ以上のフィルタは、半導体コーティング中及び該コーティング上に形成される「高周波」腐食流の地面への低い抵抗路を提供するために、被保護構造に沿って一つ以上の場所のコーティングに取り付けられて構成される。「高周波」は、腐食ノイズの非ＤＣ成分を記述するために本願明細書において用いられる用語である。典型的構造に対する実行において、腐食ノイズの高周波成分は、１０ヘルツ又はこれより高いものである。本明細書で用いられる高周波は、例えばＤＣ及び１０Ｈｚの間の遷移帯域を含んでもよく、このように例えば１−１０Ｈｚの振動数も含む。このように、本発明によって用いられる制御可能なフィルタに対するカットオフ（又は３ｄＢの位置での）フィルタ特性は、典型的に、これに限定されないが、１−１０Ｈｚである。腐食ノイズの性質に応じて、フィルタ特性は、例えば１／４又は、１／２Ｈｚ又はこれ以上の低い振動数さえ抑制するように構成されてもよく、又は、一又は二以上の（ノッチフィルタの形態でインピーダンスを有する一つ以上のフィルタでノッチアウトされうる）特定の振動数帯で抑制するように構成されてもよい。
【００６０】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の一実施の形態における、それぞれ、典型的な腐食ノイズ・低域フィルタのインピーダンスに対する、振幅及び位相応答曲線である。これらのボーデプロットは、約１０Ｈｚで３ｄＢの位置を示す。あるいは、３ｄＢ位置で５Ｈｚ、１５Ｈｚ、２５Ｈｚ、１００Ｈｚ又は他の値の低域インピーダンス特性を有するフィルタは、特有のインピーダンスを超えるスイッチ電圧範囲の外側の電圧変動が著しく減少するようなスペクトルエネルギーの顕著な非ＤＣ成分が被保護構造から除去される限り、被保護材料に応じて使用されうる。低域インピーダンス特性を有する一又は二以上のこのようなフィルタは、被保護構造全体における任意の腐食ノイズ電流を減らすか又は防止すると共に、不要な腐食ノイズ・エネルギーを除去するために一つ以上の場所で被保護構造に電気的に接続されうる。これらの低域フィルタの一つ以上は、フィルタ周波数応答及び／又は物理的接続に関して電子制御ユニットによって制御されうる。あるいは、高次フィルタは、特性曲線のロールオフ率を変えるために用いられうる。そして、これにより、３ｄＢの位置により近い振動数で更に高周波エネルギーを抑制する。この電子フィルタは、電子の損失、従って腐食を誘起する電気化学的ノイズ信号に対して地面への通路を提供する。腐食の影響を効果的に減らすために、（すなわち、システム・フィルタが単にコンデンサである場合、コンデンサの寸法を増加させることによって）より低い振動数でより小さいインピーダンスを達成することが必要となる。
【００６１】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ、本発明の一実施の形態における、ノッチフィルタによって増やされる低域インピーダンス特性を有する腐食ノイズフィルタに対する、振幅及び位相応答曲線である。示されるように、フィルタにおけるインピーダンス中の複数の（又は単に一つの）ノッチが、一つ以上の腐食ノイズ分光含量を削除するために、図１０Ａ及び図１０Ｂに特有の低域インピーダンスと連動して使われてもよい。一つ以上のこの種のフィルタは、被保護構造全体の任意の腐食ノイズ電流を減少又は防止すると共に、腐食ノイズ・エネルギーピークを取り除くために一つ以上の場所で被保護構造に電気的に接続されうる。これらのノッチフィルタの一つ以上は、周波数応答及び／又は物理的接続に関して電子制御ユニットによって制御されうる。あるいは、高次フィルタが、用いられうる。
【００６２】
低域及び／又は切欠きインピーダンス特性を有する一つ以上のフィルタ、そして、電子制御ユニットによって作動される高次フィルタの制御は、被保護構造をモニタする一つ以上の腐食ノイズ・センサによって提供される一つ以上の腐食騒音測定に基づいてなされうる。
【００６３】
フィルタ及びフィルタ接続の全ての組合せに対して、半導体コーティングの効果は、ＧＩＣ又は地電流の影響に応じてフィルタ作動を調整するだけでなく、一連の他の測定された及び／又は予め定められた腐食に関連するパラメータに応じてフィルタ作動を調整するようにＥＣＵを構成することによって、被保護対象の寿命に亘って、更に最適化されうる。このパラメータは、測定された腐食ノイズ、温度、塩度、湿度、コーティングの寿命、コーティングされている表面積、コーティングの厚み、コーティングの悪化、コーティングされている領域の形状、コーティングされている容器／物体の位置、容器の移動又は静止、作動歴を一つ以上含む。
【００６４】
図１２は、本発明の実施の形態において使用する非限定的な例示的処理を意味しているフローチャートである。このフローチャートによって表される処理が、耐腐食効果及び防汚効果の間のバランスを最適化するためのフィルタの反応を制御するために、ＥＣＵにおいて用いられうる。この処理において、システムは、スタート・ステップ１２０１からモニタ位相ステップ１２０２に進む。このモニタ位相ステップ１２０２において、入力は、塩度、システムの位置、システム履歴又は他の要因を含む、様々なモニタ及びセンサからなされる。システムは、それからステップ１２０３においてモニタ値を比較して、ステップ１２０４及び１２０５でフィルタが採用しなければならない２つの予め定められる操作のプロファイルをそれぞれ決める。この動作が終了すると、システムはモニタ位相ステップ１２０２に戻って、この処理を繰り返す。本実施の形態において、２つのフィルタ・プロファイルが示される。他の実施態様において、３つ以上のプロファイルが、選択されうる。
【００６５】
本発明における制御パラメータ測定及び利用の態様は、特定の用途のシステムの性能を微調整するために用いる。制御パラメータに基づいて、システムの必要なフィルタ特性は、非常に大きな構造、例えばパイプライン又は大きな幅橋において、建造物の全表面に亘る一貫した防食のために、決定されそして改善されうる。本発明において、コーティング表面及び低ノイズ高インピーダンスの基準電極間における電圧変動は、ピーク電圧が予め定められた閾値を、予め定められた回数、単位時間間隔（例えば毎秒３０）で超えたときに、及び／又は、高まったノイズ環境が検出されるときに対してモニタされる。この閾値検出技術は、ノイズの標準偏差を測定する一つの方法であり、順次ノイズパワーの測定をする。あるいは、高速フーリエ変換又は他の信号処理技術は、振動数の関数として、ノイズパワーを測定するために用いられうる。ノイズ信号の周波数成分及びそのパワー成分は、スペクトル解析器のような、又は、信号の数字化によるこの種の測定器で測定でき、ＥＣＵのリアルタイム埋込み型プロセッサの様々な信号処理技術を実行しうる。加えて、他のパラメータは、フィルタ特性及び／又はフィルタデューティ（すなわちオン／オフ）サイクルを手動又は自動で調整するために（個々に、又は、共に）使用されうる。これらは、上述したパラメータ、すなわち、測定された腐食ノイズ、温度、塩度、湿度、コーティングの寿命、コーティングされている表面積、コーティングの厚み、コーティングの悪化、コーティングされている領域の形状、覆われている容器／物体の位置（例えば北海対南シナ海）、容器の移動又は静止、作動歴（例えば静止対移動の時間比率）、を含むが、これらに限定されるものではない。
【００６６】
他の実施形態において、ＥＣＵは、ＶＭＥｂｕｓのような業界標準又は専用バスによって、又は、無線通信機構によって、全地球位置発見サブシステムに接続される。システムの地理学的位置をモニタすることによって、ＥＣＵは、システムの地理学的位置と関係するスペースウェザーの影響する腐食の影響について公知であることを考慮している予め定められた基準に従って、腐食ノイズフィルタ特性の有効値を調整する。
【００６７】
図１３は、図７で見られるものと類似の部材がそれらの以前の証拠を保持する本発明の一実施の形態における効果を示す。ＥＣＵ５９９は、フィルタ５０８に接続されて、フィルタ５０８を制御する。ＥＣＵ５９９は、フィルタ５０８のＥＣＵ５９９制御に影響を及ぼすデータを受信するために、アンテナ５８１（又は例えば赤外線又は光学の電磁エネルギーの他のレセプタ）及び／又は一つ以上のローカルセンサ５８２に接続しうる。本発明のこの実施の形態において、ＥＣＵは、フィルタ５０８を制御して、このフィルタが断続的な低域インピーダンス特性５７７を有するようにして（低域フィルタが回路中そして回路外にあるように、開回路及び閉回路の間を行き来させる）、（制御可能なスイッチング率又はデューティ・サイクルで）高周波腐食ノイズを断続的に減少させる。フィルタが腐食ノイズの高周波成分を減らすときに、コーティング及び被保護材料５５０全体の電気化学的ノイズの高周波スペクトル内容は著しく縮小されて、それ故、ノイズ信号は、緩やかに変化する電圧（すなわち、「とがっていない」）であるように、効果的にフィルタされる。フィルタが腐食ノイズを除去していないとき、コーティング５５０のノイズ特性は、ノイズが多く（とがっている）、これは、半導体層の亜鉛が環境中に消散していることを示す。この状況において、ＥＣＵ５９９は、防汚剤動作モードで作用するようにコーティングを制御しうる。他の実施の形態において、ＥＣＵ５９９は、フィルタ５０８が予め定められた腐食ノイズ周波数の振幅及び／又は周波数を減少させるフィルタ特性を有するように、及び／又は、フィルタ５０８が断続的に接続されるように、フィルタ５０８を制御しうる。フィルタが「パルス化された」方法で作動される理由は、耐汚染のためのＺｎ減少と耐食のためのＺｎ保存とのバランスをとるためである。減少率は、０％の直近（オン）から常時オン（すなわち、１００％）に亘るパルス化されたオン／オフ・サイクルをセットすることによって制御されうる。例えば、５０％のオン／オフ動作のパルス化された動作モードは、常に等しい時間間隔でなくても（すなわち常に５０％のデューティ・サイクルではなくても）、所定の期間にわたって、時間の５０％に対するフィルタ・オペレーティングを有する。さらにまた、パルス化された動作は、周期的又は非周期的な制御波形によって発生しうる。
【００６８】
図１４は、ＥＣＵを有し、そして、有さない、腐食ノイズ抑制システムに対して、長期に亘って亜鉛放出率を比較するグラフである。このグラフにおいて、２つのシステムにおける亜鉛放出率が示されている。このグラフにおいて、水平軸６０１が経過時間及び日数を測定して、垂直軸６０２が、単位ｃｍ２当たりの亜鉛のマイクログラムにおける亜鉛放出率を測定する。ＥＣＵが使われないシステムにおいて、この結果は、正方形６２０で示される。他のシステムにおいて、亜鉛放出率はＥＣＵを備えるシステムを用いて縮小され、そして、その結果は円６１０で示される。測定は、ほぼ３００日の期間を通じてされた。２本のプロット線の比較は、ＥＣＵの無いシステムがＥＣＵを備えるシステムよりもより多くの期間で亜鉛を放出する傾向があり、それから、より短い寿命の半導体コーティングを有していたことを示す。
【００６９】
図１５は、図６で見出された結果の繰込である。ここで、水平軸７０１は日単位での時間を表し、そして、垂直軸７０２は放出される全亜鉛のパーセンテージとして亜鉛の放出を描写する。このグラフにおいて、円７１０によって示されるＥＣＵを有する結果は、結果６１０に対応し、そして、正方形７２０によって示される結果は図１４の結果６２０に、それぞれ対応する。
【００７０】
図１６は、本発明の実施の形態におけるＥＣＵ制御コンピュータ８９９として用いられうるコンピュータを示す。コンピュータは、プロセッサ１００３、メインメモリ１００４、ＲＯＭ１００５、システムバス１００２を備え、モニタ及びキーボードのような部材１０１２によって様々なユーザインターフェースデバイス１０１０に接続している。本発明における耐腐食及び耐汚染の計測の作業を最適化することに関連する物理状態及び他の変数をモニタするために、コンピュータは、センサ８８２（例えば塩度及び圧力計、地理的位置センサ、など）に接続している。
【００７１】
ＥＣＵ制御コンピュータ８９９のより詳細な説明は、以下のようである。ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、バス１００２又は通信情報（おそらく無線方法で）のための他の通信メカニズム、そして、情報を処理するためのバス１００２に連結されるプロセッサ１００３を具備する。ＥＣＵ制御コンピュータ８９９も、プロセッサ１００３によって実行される情報及び指令を貯蔵するためのバス１００２に連結される、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）といったメインメモリ１００４、又は、例えばＤＲＡＭ（ＤＲＡＭ）スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）及び同位相ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）といった他の動的ストレージを具備する。加えて、メインメモリ１００４は、プロセッサ１００３による指示の実行中に一時的な変数又は他の中間の情報を格納するために使用されうる。ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、プロセッサ１００３に対する静的情報及び指令を格納するためのバス１００２に連結される、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）１００５、又は他の静的なストレージ（例えばプログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能なＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、そして、電気的に消去可能なＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ））を更に含む。
【００７２】
ＥＣＵ制御コンピュータ８９９も、例えば磁気ハードディスク１００７及び取り外し可能なメディアドライブ１００８（例えば、フレキシブルディスクドライブ、リードオンリーの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、テープドライブ及び着脱可能な光磁気ドライブ）といった、情報及び指令を格納するための一つ以上のストレージを制御するために、バス１００２に連結されたディスクコントローラ１００６を具備する。このストレージデバイスは、適切なデバイスインターフェース（例えば小型コンピューターシステムインターフェース（ＳＣＳＩ）、統合デバイスエレクトロニクス（ＤＤＥ）、強化ＩＤＥ（ＥＩＤＥ）、ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）、又は、ウルトラＤＭＡ）を用いてコンピュータシステム９５０に追加されうる。
【００７３】
ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、専用論理装置（例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））又は可変な論理素子（例えば単純なプログラマブル・ロジック・デバイス（ＳＰＬＤｓ）、複合プログラマブル・ロジック・デバイス（ＣＰＬＤｓ）及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ））を具備することもできる。
【００７４】
ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、情報をコンピュータユーザに表示するためのディスプレイ１０１０（例えばカソード線管（ＣＲＴ））を制御するために、バス１００２に連結されたディスプレイコントローラ１００９を具備することもできる。コンピュータシステムは、コンピュータユーザと交流して、プロセッサ１００３に情報を提供するための入力装置（例えばキーボード１０１１及びポインティングデバイス１０１２）を具備する。ポインティングデバイス１０１２は、プロセッサ１００３に対する通信方向情報及び指令選択のための、そして、ディスプレイ１０１０上の制御カーソル移動のための、例えばおそらくマウス、トラックボール、又は、ポインティング・スティックであってもよい。加えて、プリンタは、ＥＣＵ制御コンピュータ８９９によって格納されて及び／又は生成されるデータの印刷リストを提供しうる。
【００７５】
ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、メモリ（例えばメインメモリ１００４）に含まれる一つ以上の指示の一つ以上のシーケンスを実行しているプロセッサ１００３に応答して、本発明の処理ステップの全て又は一部を実行する。この種の指示は、他のコンピュータ可読の媒体（例えばハードディスク１００７又は着脱可能なメディアドライブ１００８）から、メインメモリ１００４に読み込まれうる。マルチプロセッシング装置の一つ以上のプロセッサは、メインメモリ１００４に含まれる指令のシーケンスを実行するためにも使用されうる。代換の実施の形態では、有線の回路が、ソフトウェア指令の代わりに、又は、これと組み合わされて用いられうる。このように、実施の形態は、ハードウェア回路及びソフトウェアの任意の特定の組合せにも限定されない。
【００７６】
上記したように、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る指令を保持するための、そして、データ構造、テーブル、記録又は本願明細書において記載されている他のデータを含むための、少なくとも一つのコンピュータ可読媒体又はメモリを具備する。コンピュータ可読媒体の例は、コンパクトディスク、ハードディスク、フレキシブルディスク、テープ、光磁気ディスク、ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ又は他の任意の磁気媒体、コンパクトディスク（例えばＣＤ−ＲＯＭ）又は他の任意の光媒体、パンチカード、紙テープ、又は、穴、搬送波（後述する）のパターンを有する他の物理媒体、又は、コンピュータが読むことができる他の任意の媒体であってもよい。
【００７７】
コンピュータ可読媒体の任意の一つ又はその組合せ上に格納されて、本発明は、ＥＣＵ制御コンピュータ８９９を制御するための、本発明を実施するための単数又は複数のデバイスを駆動するための、そして、ＥＣＵ制御コンピュータ８９９が人間のユーザ（例えば、印刷生産人員）と交流することを可能にするための、ソフトウェアを具備する。この種のソフトウェアは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、開発ツール及びアプリケーション・ソフトを含むが、これらに限定されるものではない。この種のコンピュータ可読媒体は、本発明を実施する際に行われる処理の全て又は一部（処理が分散される場合）を実行するための本発明のコンピュータプログラム製品を更に含む。
【００７８】
本発明のコンピュータコード・デバイスは、スクリプト、解釈可能なプログラム、ダイナミックリンクライブラリ（ＤＬＬ）、Ｊａｖａ（登録商標）クラス、及び、完全な実行可能プログラムを含むがこれに限らず、任意の解釈可能な又は実行可能コード機構であってもよい。さらに、本発明の処理の一部は、より良好な性能、信頼性及び／又はコストのために分散されうる。
【００７９】
本明細書中で使用する「コンピュータ可読媒体」という用語は、実行のためのプロセッサ１００３に指示を提供することに関連する任意の媒体をも意味する。コンピュータ可読媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体及び伝送媒体を含むがこれらに限定されない、多くの形態をとりうる。不揮発性媒体は、例えば、光学、磁気ディスク及び光磁気ディスク（例えばハードディスク１００７又は着脱可能なメディアドライブ１００８）を具備する。揮発性媒体は、動的メモリ（例えばメインメモリ１００４）を具備する。伝送媒体は、バス１００２を形成する導線を含む、同軸ケーブル、銅線及び光ファイバを具備する。伝送媒体も、音波又は光波（例えば電波及び赤外線通信の間に発生される）の形態をとることもできる。
【００８０】
コンピュータ可読媒体の様々な形態は、実行のためのプロセッサ１００３に一つ以上の指示の一つ以上のシーケンスを実行に関与しうるものである。例えば、この指示は、まずリモートコンピュータの磁気ディスクで運ばれる。リモートコンピュータは、本発明の全部又は一部を実行するための指示を動的メモリにリモートでロードすることができ、モデムを使用して電話線上でこの指示を送ることができる。ＥＣＵ制御コンピュータ８９９に対するモデムは、電話線上のデータを受信して、データを赤外線信号に変換するために、赤外線送信器を使用しうる。バス１００２に連結された赤外検出装置は、赤外線信号で運ばれるデータを受信でき、データをバス１００２に配置しうる。バス１００２は、データをメインメモリ１００４に運び、そこから、プロセッサ１００３は指示を取り出して実行する。メインメモリ１００４によって受け取られる指示は、プロセッサ１００３による実行の前又は後で、ストレージ１００７又は１００８に、任意に格納されうる。
【００８１】
ＥＣＵ制御コンピュータ８９９も、バス１００２に連結された通信インターフェース１０１３を具備する。通信インターフェース１０１３は、例えばローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１０１５、又はインターネットといった他の通信ネットワーク１０１６に接続されるネットワークリンク１０１４に結合される双方向データコミュニケーションを提供する。例えば、通信インターフェース１０１３は、任意のパケット切替ＬＡＮに装着されるネットワークインターフェースカードであってもよい。他の例として、通信インターフェース１０１３は、通信回線における対応するタイプへのデータ通信接続を提供するための、非対称デジタル加入者線（ＡＤＳＬ）カード、総合デジタル通信網（ＩＳＤＮ）カード、又は、モデムであってもよい。無線リンクも、実装されうる。任意のこのような実装において、通信インターフェース１０１３は、様々な形態の情報を表すデジタルデータストリームを運ぶ、電気信号、電磁気信号、又は光学信号を送受信する。
【００８２】
ネットワークリンク１０１４は、概して他のデータ装置への一つ以上のネットワークによるデータコミュニケーションを提供する。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）を介して、又は、サービスプロバイダによって作動される設備を介して他のコンピュータへの接続を提供することができる。そして、このサービスプロバイダは、通信ネットワーク１０１６による通信サービスを提供する。ローカルネットワーク１０１４及び通信ネットワーク１０１６は、デジタルデータストリーム及び関連する物理層（例えばＣＡＴ５ケーブル、同軸ケーブル、光ファイバ、など）をもたらす、例えば、電気信号、電磁気信号、又は、光学信号を使用する。デジタルデータをＥＣＵ制御コンピュータ８９９にそしてこのコンピュータ８９９から担送する、様々なネットワークによる信号、及び、ネットワークリンク１０１４上及び通信インターフェース１０１３による信号は、による信号又は搬送波は、ベースバンド信号、又は搬送波ベース信号で実行される。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している非変調電気的パルスとして、デジタルデータを伝達する。ここで、「ビット」の用語は、広く解釈されるシンボルを意味する。ここで、各シンボルは、少なくとも一つ以上の情報ビットを運搬する。デジタルデータは、（例えば導電性メディアを通じて伝播させられる振幅、位相及び／又は周波数シフトキー付き信号を有する）搬送波を調整するために用いることもでき又は伝搬媒体による電磁波としても送信されうる。このように、デジタルデータは、「有線の」通信回線による調節されていないベースバンド方式のデータとして送信可能であり、及び／又は、搬送波を調整することによって、予め定められた振動数帯（ベースバンドとは異なる）内で送信されうる。ＥＣＵ制御コンピュータ８９９は、プログラムコードを具備して、単数又は複数のネットワーク１０１５及び１０１６、ネットワークリンク１０１４及び通信インターフェース１０１３を介してデータを送受信することができる。さらに、ネットワークリンク１０１４は、ＬＡＮ１０１５による接続をモバイル機器８８１（例えばパーソナル携帯情報機器（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、又は、携帯電話）に提供することができる。
【００８３】
本発明の半導体コーティングが、様々な最終用途において用いられうる。これらの最終用途のうちのチーフは、導電構造の腐食の防止である。導電基材の腐食を防止する本願のシステムは、以下のものを備える。すなわち、
（ａ）導電構造物の表面の少なくとも一部に接触する導電性の半導体コーティング、
（ｂ）前記コーティングされた導電基材に接続され、例えばコンデンサといったフィルタ（又はフィルタバンク）に沿って、例えば電池又は他の電源といった電子シンクを備える、腐食ノイズフィルタ、そして、
（ｃ）コーティングされた導電基材の地磁気的に誘起された電流又は地電流の腐食を引き起こす影響に関連した一つ以上のパラメータをモニタして、腐食ノイズフィルタが地磁気的に誘起された電流又は地電流の腐食を引き起こす影響を最小化して、コーティングされた導電基材の腐食ノイズを最小化するように調整するシステム。
【００８４】
本願のシステムは、以下の処理を含む防食方法を具備する。
１）導電構造の外面を掃除すること、
２）この外面を本発明の半導体コーティングで被覆すること、
３）このシステムの腐食ノイズを最小化するために電子フィルタを使用すること。
【００８５】
本発明ｎおける耐腐食方法及びシステムへの一つのキーは、全システム（限定されないが、基材、コーティング及びフィルタ部材を含む）によって発生する腐食ノイズ、特に、リアルタイムベースで、ＧＩＣ及び／又は地電流によって発生する腐食ノイズ、の測定であり、そして、電子の印加によってそのノイズを最小化することである。
【００８６】
再び図６を参照して、半導体コーティングのＥＣＵの効果は、２４９日のテスト期間（図６）の間に、全体の性能と同様に測定された。この試験において、コーティングが「熟成する」につれて、亜鉛放出率は両方の状況の時間にわたって減少した。しかしながら、ＥＣＵの使用は、亜鉛放出率の顕著なより大きな減少を示した。そして、その範囲は、回路にフィルタを調整に使用される又は切替えるために用いるデューティ・サイクルに依存している。亜鉛放出（したがって、毒性）のレベルを制御するためのデューティ・サイクルは、環境条件に依存する多くのパラメータ（例えば、測定された腐食ノイズ、温度、塩度、湿度、容器速度、など）に依存すると認められる。本発明は、ＥＣＵ及び付随する制御アルゴリズムによるこれらの率を調整する手段を対象にする。亜鉛放出率は、１ｃｍ２につき１日１５マイクログラム（海軍調査課、Ｓ．ＭｃＥｌｖａｎｙ）の米国海軍の最大許容率を大幅に下回る、一日につき０．００１マイクログラム／ｃｍ２と同程度の低さで、２５０分の１に低下した。これらの実験は、ＥＣＵを使用するときに、半導体コーティングの寿命が、亜鉛損失（溶解率によって区分されるＺｎの量／ｃｍ２）に関して、著しく延ばされうることを示す。電位のモニタリングの結果は、図６に示すように、ＥＣＵ無しの試験パネルが、使用したＥＣＵ値に基づいて、著しく低い電位（ほぼ１５０−２５０ｍＶ）を有することを証明する。指数的に電位の大きさに依存している亜鉛酸化処理率については、酸化亜鉛電位は増加し、そして、亜鉛電位は亜鉛／酸化亜鉛境界の電気抵抗よって減少する。指数感度は、ターフェル定数（亜鉛に対してほぼ３０ｍＶで指定）によって示される。このターフェル定数及び測定された電位差の大きさから、ＥＣＵによる相対的なパッシベーションが１５０及び４，０００の指数の間にあると予測される。要約すると、亜鉛溶解率及び電位データは半導電の動作原理と整合している。ＥＣＵの使用は亜鉛の酸化処理率の減少をもたらし、半導体コーティングの寿命を著しく延ばす。これらの利点は、ＧＩＣ又は地電流の影響に関する測定された及び／又は予め定められたパラメータ及び以下のものを少なくとも一つ含む他のパラメータを本発明で使用することによって、更に強化される。これらの他のパラメータは、温度、塩度／水純度、湿度、寿命、短期デューティ・サイクル、長期デューティ・サイクル、容器の瞬間速度、容器速度歴、隣接した地理学的位置、地理学的位置歴、コーティングの寿命、コーティングの厚み、コーティングされている表面積及びコーティングされている領域の形状、を含む。
【００８７】
本発明は、導電性材質の腐食の防止に合うように変えられる。導電性材料は、以下に限定されないが、パイプライン、石油ストレージタンク、政府、道路及び橋含有物、及び海軍、沿岸警備隊及び陸軍工兵隊プロジェクト、化学工業、パルプ及び紙産業、発電所、鉄道橋及びトラック及び軌道車、製造された鉄鋼ビルディング（例えば農場サイロ及び倉庫）、給水塔、沖合プラットホーム、そして、ＧＩＣ又は地電流の腐食の影響に影響されやすい非重要構造物、を含む。コーティング及びＥＣＵは、宇宙探測、深い宇宙ミッション及び特にスペースウェザー効果に影響されやすい衛星技術と関連したデバイス及び／又は車両にも適用されうる。
【００８８】
本発明は、非常に高コストな構造の劣化を抑制するように作動されて、既存の耐汚染及び耐食システムに対して、費用効果的で、耐久性があり、環境にやさしいものでありうる。半導体コーティングは、建設中の新規な構造に、そして、既存の構造に比較的容易に適用されうる。更に、本願のシステムで使用されるときに、半導体コーティングの長寿命のため、再適用の頻度は、非常に縮小されうる。ＥＣＵとともに、半導体コーティングが適用された構造の所有者は、縮小した維持費と、延長された構造寿命の利点を受けることができる。
【００８９】
ウォータータンク及びタワーに関して、本発明におけるＥＣＵで制御される腐食ノイズ抑制システムは、飲料水容器内部で使用のために承認されるＥＰＡである。適切な適用によって、そして、ＥＣＵを用いて、コーティングは、タンクの設計寿命の間持続すると思われる。この長寿命の結果、ウォータータンク所有者は、保護コーティングによって予想されうる再コーティング費を負担しないであろう。
【００９０】
明らかに、本発明における多数の修正変更は、上記の教示を考慮して可能である。従って、添付の請求の範囲内において、本発明は、本願明細書において特に記載されているもの以外においても実践されることが理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】図１は、保護されていない金属の腐食ノイズを表す。
【図２】図２は、被保護金属の、そして、半導体層の腐食ノイズを表す。
【図３】図３は、金属及び半導体保護コーティング間の電流の流れを表す。
【図４】図４は、金属及び半導体保護コーティング間のバリスタのような動作のグラフである。
【図５】図５は、様々なフィルタに対する腐食ノイズ対時間のグラフである。
【図６】図６は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）の無い腐食ノイズ抑制システムの回路図である。
【図７】図７は、金属、半導体保護コーティング、フィルタを備える腐食ノイズ抑制システム及び部品ノイズ特性のブロック図である。
【図８】図８は、制御可能な腐食ノイズフィルタ及びＥＣＵ制御回路を含んでいるＥＣＵの回路図である。
【図９】図９は、制御可能な腐食ノイズフィルタ及びＥＣＵ制御回路を含んでいるＥＣＵのブロック図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の一実施の形態における、腐食ノイズ・バンドバスフィルタに対する振幅応答曲線である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の一実施の形態における、腐食ノイズ・バンドバスフィルタに対する位相応答曲線である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の一実施の形態における、腐食ノイズ・ノッチフィルタに対する振幅応答曲線である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明の一実施の形態における、腐食ノイズ・ノッチフィルタに対する位相応答曲線である。
【図１２】図１２は、ＥＣＵでの腐食ノイズ抑制方法のフローチャートである。
【図１３】図１３は、金属、半導体保護コーティング、フィルタ、ＥＣＵを含む腐食ノイズ抑制システム及び部品ノイズ特性のブロック図である。
【図１４】図１４は、ＥＣＵを有する、そして、有さない、腐食ノイズ抑制システムに対する亜鉛放出速度（マイクログラム／ｃｍ２）を比較しているグラフである。
【図１５】図１５は、ＥＣＵを有する、そして、有さない、腐食ノイズ抑制システムに対する亜鉛放出速度（％）を比較しているグラフである。
【図１６】図１６は、本発明において使用さ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】
【００９２】
８０９  導電リンク
８８１  無線の送信機／受信機
８８２  ローカルセンサ
８９７  ＥＣＵ
８９８  フィルタ
８９９  ＥＣＵ制御回路
９０５  スイッチ
９２０、９２１  補助フィルタ
９２３、９２４  スイッチ
９２５  制御ライン
１００２  バス
１００３  プロセッサ
１００４  メインメモリ
１００６  ディスクコントローラ
１００７  ハードディスク
１００８  メディアドライブ
１００９  ディスプレイコントローラ
１０１１  キーボード
１０１２  ポインティングデバイス
１０１３  通信インターフェース
１０１４  ネットワークリンク
１０１５  ローカルネットワーク
１０１６  通信ネットワーク
【図１】
2008533308.tif 000003
【図２】
2008533308.tif 000004
【図３】
2008533308.tif 000005
【図４】
2008533308.tif 000006
【図５】
2008533308.tif 000007
【図６】
2008533308.tif 000008
【図７】
2008533308.tif 000009
【図８】
2008533308.tif 000010
【図９】
2008533308.tif 000011
【図１０Ａ】
2008533308.tif 000012
【図１０Ｂ】
2008533308.tif 000013
【図１１Ａ】
2008533308.tif 000014
【図１１Ｂ】
2008533308.tif 000015
【図１２】
2008533308.tif 000016
【図１３】
2008533308.tif 000017
【図１４】
2008533308.tif 000018
【図１５】
2008533308.tif 000019
【図１６】
2008533308.tif 000020
【国際調査報告】
2008533308.tif 000021
2008533308.tif 000022