(57)【要約】【課題】埋設管に対して複数の外部電源装置により防食電流が流されている場合であっても、適切なオフ電位測定を行うことができる外部電源装置の制御システムを提供する。【解決手段】外部電源装置５の制御システム１０が、外部電源装置５により金属構造物２に流される防食電流のオン／オフ切り換えを行うスイッチ１１と、基準時刻情報を管理する時刻管理部１３と、スイッチ１１のオン／オフを制御する制御部１２とを備えて外部電源装置５と共に金属構造物２に配置され、防食電流のオフ直後での金属構造物２の防食電位を測定する際、防食電流のオフタイミングを制御部１２が基準時刻情報に基づいて定める。【選択図】  図１
2005023351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源装置により金属構造物に流される防食電流のオフ直後での前記金属構造物の防食電位を測定する際、前記金属構造物の複数の部位に配置された前記外部電源装置のそれぞれによる前記防食電流のオフタイミングを同期させる外部電源装置の制御方法。
【請求項２】
外部電源装置により金属構造物に流される防食電流のオン／オフ切り換えを行うスイッチと、基準時刻情報を管理する時刻管理部と、前記スイッチのオン／オフを制御する制御部とを備えて前記外部電源装置と共に前記金属構造物に配置され、
前記防食電流のオフ直後での前記金属構造物の防食電位を測定する際、前記防食電流のオフタイミングを前記制御部が前記基準時刻情報に基づいて定める外部電源装置の制御システム。
【請求項３】
前記時刻管理部が、提供される標準時に関する情報に基づいて前記基準時刻情報を管理する請求項２に記載の外部電源装置の制御システム。
【請求項４】
通信回線を介して提供される音声通信及び前記制御部に対する指令情報通信の通信管理を行い、前記指令情報通信を受信した場合にはそれを前記制御部に転送する機能を有する通信管理部を更に備える請求項２又は請求項３に記載の外部電源装置の制御システム。
【請求項５】
請求項２から請求項４の何れか１項に記載の外部電源装置の制御システムを前記金属構造物の複数の部位に配置し、前記制御部のそれぞれが、前記外部電源装置のそれぞれによる前記防食電流のオフタイミングを共通の前記基準時刻情報に基づいて同期させる防食電位測定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は埋設管などの埋設された金属構造物に防食電流を流す外部電源装置を用いて、その埋設管の防食電位を測定する際の外部電源装置の制御方法及びシステム、並びに防食電位測定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
土壌などの媒質中に埋設された埋設管などの金属構造物に腐食が発生することを防止するために、その埋設管に防食電流を流す外部電源装置を埋設管の長手方向に沿って複数台設けることが行われている。また、埋設管の防食が外部電源装置により適切に行われているかを検証するために、埋設管の防食電位測定も行われている。この防食電位は、埋設管と地表に配置されている対極との間の電位差を測定することで行われ、設定されている電位範囲内にこの防食電位があれば、適切に防食が行われていると判断される。
【０００３】
しかし、埋設管に対して防食電流を流している時点での防食電位（オン電位）には土壌抵抗と上記防食電流によって生じる電圧降下分が含まれるため、正確な防食電位を測定することができないという問題がある。このため、防食電流のオフ直後の上記防食電流がゼロ（電圧降下がゼロ）である時点での防食電位（オフ電位）を測定する手法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
具体的には、特許文献１に記載の電気防食方法では、防食電流を所定時間毎に遮断して遮断直後のオフ電位を測定し、そのオフ電位が予め定めた防食管理電位域よりもプラス側に外れたときには防食電流を予め定めた割合で増加させ、そのオフ電位が予め定めた防食管理電位域よりもマイナス側に外れたときには防食電流を予め定めた割合で減少させる手法を採用することで、適切な防食電位の管理を行っている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−３１９５９０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、埋設管の長さが非常に長い場合には、１台の外部電源装置のみによって防食電流を流そうとすると、外部電源装置からの出力電流が非常に大きくなってしまう。そこで、埋設管の長手方向に複数台の外部電源装置を配置し、それらの外部電源装置により防食電流を流すことも行われている。
しかし、複数台の外部電源装置から同じ埋設管に対して防食電流が流されている状況においてオフ電位測定を行うべく、１台の外部電源装置による防食電流を一時的にオフにしたとしても、他の外部電源装置から防食電流が流されていては、適切なオフ電位測定を行うことが出来ないという問題がある。それにより適切なオフ電位測定を行えないため、埋設管の防食電位の管理が確実に行えず、埋設管に対する防食電流の過不足が発生する可能性がある。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、埋設管に対して複数の外部電源装置により防食電流が流されている場合であっても、適切なオフ電位測定を行うことができる外部電源装置の制御方法及びシステムを提供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明に係る外部電源装置の制御方法の特徴構成は、外部電源装置により金属構造物に流される防食電流のオフ直後での前記金属構造物の防食電位を測定する際、前記金属構造物の複数の部位に配置された前記外部電源装置のそれぞれによる前記防食電流のオフタイミングを同期させる点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、上記複数の外部電源装置による防食電流のオフタイミングを同期させ、防食電流がオフにされた状況下でそのオフ直後での防食電位測定が行われるので、測定された防食電位は土壌抵抗と防食電流との積に相当する電圧降下分が含まれないオフ電位となる。その結果、金属構造物の防食電位が適切に現れた測定結果を得ることができ、得られた防食電位の値を参照して埋設管などの金属構造物の防食管理を適切に行うことができる。
【００１０】
この目的を達成するための本発明に係る外部電源装置の制御システムの特徴構成は、外部電源装置により金属構造物に流される防食電流のオン／オフ切り換えを行うスイッチと、基準時刻情報を管理する時刻管理部と、前記スイッチのオン／オフを制御する制御部とを備えて前記外部電源装置と共に前記金属構造物に配置され、前記防食電流のオフ直後での前記金属構造物の防食電位を測定する際、前記防食電流のオフタイミングを前記制御部が前記基準時刻情報に基づいて定める点にある。
【００１１】
上記特徴構成によれば、スイッチが、金属構造物に防食電流を流す外部電源装置による防食電流のオン／オフ切り換えを行い、時刻管理部が、基準時刻情報を管理し、制御部が、上記基準時刻情報に基づいて上記スイッチのオン／オフを制御し、防食電流のオフ直後での金属構造物の防食電位を測定する際、上記制御部が、上記基準時刻情報に基づいて防食電流のオフタイミングを定める。その結果、埋設管などの金属構造物の防食電位の測定の際に逐次、制御システムの外部から特定の時刻にオフタイミングを指令するといった大掛かりな装置構成が不要であり、防食電流のオフタイミングを簡単な装置構成で正確に管理することができる。
【００１２】
本発明に係る外部電源装置の制御システムの特徴構成は、前記時刻管理部が、提供される標準時に関する情報に基づいて前記基準時刻情報を管理する点にある。
【００１３】
上記特徴構成によれば、提供される標準時に関する情報を用いて上記基準時刻情報が管理されるので、制御システムで管理される基準時刻情報を高い精度で管理することができる。提供される標準時に関する情報としては、例えば、標準電波送信所から電波に変調されて提供される標準時に関する情報や、ＧＰＳ衛星から提供される標準時に関する情報や、公衆通信回線を介して提供される標準時に関する情報などがあり、何れの情報も簡単な装置で受信可能である。
【００１４】
本発明に係る外部電源装置の制御システムの特徴構成は、通信回線を介して提供される音声通信及び前記制御部に対する指令情報通信の通信管理を行い、前記指令情報通信を受信した場合にはそれを前記制御部に転送する機能を有する通信管理部を更に備える点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、上記通信管理部が、通信回線を介して提供される音声通信（例えば、制御システムの保守員と外部との間で行われる音声通信など）及び上記制御部に対する指令情報通信（例えば、外部から制御システムに対して指令されるオン／オフタイミングなど）の通信管理を行うことができ、上記指令情報通信を受信した場合にはそれを上記制御部に転送する機能を有しているので、外部から本制御システムに対する通信がスムーズに伝達されるという効果が得られる。
【００１６】
この目的を達成するための本発明に係る防食電位測定システムの特徴構成は、請求項２から請求項４の何れか１項に記載の外部電源装置の制御システムを前記金属構造物の複数の部位に配置し、前記制御部のそれぞれが、前記外部電源装置のそれぞれによる前記防食電流のオフタイミングを共通の前記基準時刻情報に基づいて同期させる点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、スイッチが、金属構造物に防食電流を流す外部電源装置による防食電流のオン／オフ切り換えを行い、時刻管理部が、基準時刻情報を管理し、制御部が、上記基準時刻情報に基づいて上記スイッチのオン／オフを制御し、そして、防食電流のオフ直後での金属構造物の防食電位を測定する際、金属構造物の複数の部位に配置された外部電源装置のそれぞれによる防食電流のオフタイミングを上記制御部のそれぞれが同期させて、防食電流がオフの状況下でそのオフ直後での防食電位測定が行われるので、測定された防食電位は土壌抵抗と防食電流との積に相当する電圧降下分が含まれないオフ電位となる。その結果、金属構造物の防食電位が適切に現れた測定結果を得ることができ、得られた防食電位の値を参照して埋設管などの金属構造物の防食管理を適切に行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明に係る外部電源装置の制御システム及び方法、並びに防食電位測定システムについて説明する。
図１に例示するのは、外部電源装置５の制御システム１０が埋設管（金属構造物の一例）２の複数の部位に配置された防食電位測定システムの概略図である。埋設管２は土壌１などの媒質中に埋設されており、この埋設管２には外部電源装置５により防食電流が流されている。具体的には、外部電源装置５の陽極には、土壌１中に配置される対極６が接続されており、陰極は埋設管２に接続される。そして、対極６から土壌１を介して埋設管２に防食電流が流される。尚、本実施形態では埋設される金属構造物の一例として埋設管を例に挙げているが、金属で構成された導電性を有する物体であれば他の構造（タンクなどの構造物を支える鋼管杭など）のものであっても本発明を適用することはできる。
【００１９】
防食電位の測定は電圧計３により行われ、電圧計３の一方の端子は埋設管２に接続され、他方の端子は土壌表面に配置される擬似電極４に接続されることで、埋設管２の電位（防食電位）の測定が行われる。そして、スイッチ１１がオン状態で外部電源装置５から防食電流が埋設管２に流されている状態での埋設管２の電位（以下、「オン電位」とも表記する）の測定と、スイッチ１１がオフ状態で外部電源５からは防食電流が埋設管２に流されていない状態での埋設管２の電位（以下、「オフ電位」とも表記する）の測定を行うことができる。
【００２０】
通常、埋設管２には防食電流が外部電源装置５によって常時流されているのだが、その際に測定されるオン電位には、土壌抵抗と防食電流との積に相当する電圧降下分が含まれているため、測定されたオン電位を埋設管２の防食電位とみなすのは不適当である。他方で、測定されたオフ電位には上述の電圧降下分が含まれていないので、その測定値を防食電位とみなしても構わない。
【００２１】
次に、外部電源装置５のそれぞれによってオフ電位の測定を行う際に用いられる外部電源装置の制御システム１０（以下、単に「制御システム１０」とも表記する）を、埋設管２の複数の部位に配置した防食電位測定システムについて説明する。
【００２２】
図１に例示するように、制御システム１０は、外部電源装置５による防食電流のオン／オフ切り換えを行うスイッチ１１と、基準時刻情報を管理する時刻管理部１３と、その基準時刻情報に基づいてスイッチ１１のオン／オフタイミングを制御する制御部１２とを備え、防食電位測定システムは、その制御システム１０を外部電源装置５と共に埋設管２の複数の部位に配置している。そして、電圧計３で測定された埋設管２の電位の値を取得して記憶する記憶部１５も備えている。
【００２３】
制御部１２は、埋設管２の複数の部位に設置された外部電源装置５により別個に流される防食電流のオン／オフタイミングを互いに同期させるべく、スイッチ１１を切り換える機能を有する。例えば、スイッチ１１には電磁スイッチが用いられ、制御部１２から電気信号をスイッチ１１に送信して、スイッチ１１の切り換えが行われる。
【００２４】
埋設管２に流される防食電流のオン／オフタイミングを複数の外部電源装置５により同期させる（つまり、スイッチ１１の切り換えタイミングを同期させる）ためには、複数の制御部１２が基準となる共通の時刻情報（基準時刻情報）に基づいて動作することが必要である。制御システム１０では、時刻管理部１３が基準時刻情報を管理し、他の制御システム１０の時刻管理部１３が管理している基準時刻情報との共通化を行う役割を担っている。
【００２５】
時刻管理部１３の具体例としては、標準電波送信所から提供される標準電波（標準時に関する情報）をアンテナ（図示せず）で受信し、自身の時計の時刻をそれに同期させる装置や、ＧＰＳ衛星から提供される電波（標準時に関する情報）をアンテナ（図示せず）で受信し、自身の時計の時刻をそれに同期させる装置などがある。また、標準時に関する情報を管理している標準時供給システム（例えば、日本では独立行政法人通信総合研究所が標準時供給システムを提供している）などに対してモデム（通信管理部１４）などを利用して公衆通信回線（通信回線２０）を利用して接続し、その標準時に関する情報を取得して自身の時計の時刻を管理する手法もある。尚、全ての制御システム１０がこれらの標準時に関する情報を逐次取得して、自身の時計の時刻をその標準時に同期させ、同期された時刻情報を基準時刻情報として制御部１２に提供するのではなく、所定の１つの基準時刻情報を制御システム１０同士で通信管理部１４を介して提供し合い、それを各制御システム１０の時刻管理部１３で管理しても構わない。
【００２６】
以上のように、複数の制御システム１０は各時刻管理部１３で管理される共通の基準時刻情報に基づいて、互いに同期して動作可能である。従って、制御部１２は時刻管理部１３が管理する基準時刻情報に基づいて、所定のタイミングでスイッチ１１のオン／オフ切り換えを行い、複数の制御システム１０が備える制御部１２によるスイッチ１１の切り換えタイミングを高い精度で同期させ、防食電流を埋設管２の全体に渡ってオフした上で、スイッチ１１がオフされた直後に電圧計３によって計測されるオフ電位の値を取得することができる。
【００２７】
図２に示すのは、オン期間・オフ期間を有するオン／オフパターンが休止期間を挟んで繰り返されるスイッチ１１のオン／オフタイミング図の例であり、制御部１２はこれに従ってスイッチ１１の切り換えを行う。そして、その間に電圧計３で測定されたオフ電圧、オン電圧は制御部１２によって取得される。
【００２８】
図２に例示したタイミング図で表される、測定開始時刻、測定終了時刻、オン期間、オフ期間、休止期間、オン／オフパターンの繰り返し回数などの制御部１２に対する指令情報は記憶部１５に記憶されている情報が使用される。また、このような指令情報を、遠隔端末２１から通信回線２０及び通信管理部１４を介して制御部１２に提供する（更に、記憶部１５に記憶させてもよい）ことで、制御部１２によるスイッチ１１のオン／オフタイミングの制御を行うこともできる。尚、スイッチ１１のオン／オフタイミングは図２に例示したものに限定されず、測定開始時刻、測定終了時刻、オン期間、オフ期間、休止期間、オン／オフパターンの繰り返し回数などは適宜変更可能であり、これらのパラメータを変更して異なる条件下で防食電位の測定を行うこともできる。
【００２９】
図３に例示するのは、制御部１２が所定のオン／オフタイミングでスイッチ１１のオン／オフ切り換えを行いながら電圧計３を用いて測定された、オン電位及びオフ電位の波形である（１つの電圧計３の出力値）。図中に示されているように、オン電位は、土壌抵抗と防食電流との積に相当する電圧降下分だけオフ電位よりも低くなっている。また、この防食電位測定の対象となる埋設管２には複数の外部電源装置５から防食電流が通常は流されているのだが、複数の制御システム１０を用いて各外部電源装置５のオン／オフタイミングが同期されているので、オン電圧及びオフ電圧の波形が明確に測定されている。
【００３０】
また、制御部１２は、埋設管２の好ましい防食電位の範囲を設定値として記憶部１５に記憶させており、電圧計３を用いて測定された防食電位をその設定値と比較することもできる。そして、測定された防食電位（オフ電位）が設定値よりも低い場合には、防食電流を増加させるように外部電源装置５を制御する。また、測定された防食電位（オフ電位）が設定値よりも低い場合には、防食電流を減少させるように外部電源装置５を制御する。
【００３１】
以上のように本発明に係る制御システム１０では、防食電流のオフ直後の埋設管２の防食電位を測定する際、埋設管２の複数の部位に配置された外部電源装置５のそれぞれによる防食電流のオフタイミングを各制御部１２が同期させている。その結果、測定された防食電位（オフ電位）には土壌抵抗と防食電流の積に相当する電圧降下分が含まれず、適切な防食電位測定と、測定された防食電位に基づく防食管理とを行うことができる。また、各制御システム１０において防食電流のオフタイミングを同期させる際に逐次、制御システムの外部から特定の時刻にオフタイミングを指令するといった大掛かりな装置構成が不要であり、防食電流のオフタイミングを簡単な装置構成で正確に管理することができる。
【００３２】
＜別実施形態＞
図４に例示するのは、制御システム３０の概略的な構成図である。この制御システム３０は、通信管理部１４に接続され、この制御システム３０の保守員などが外部と通話をする際に使用する電話機１６を備える点で、図１に例示した制御システム１０と異なる。つまり、図４に例示する制御システム３０に対しては、制御部１２に対するデータ通信（上述の標準時刻情報、図２に例示したスイッチ１１のオン／オフタイミングに関する情報（例えば、防食電位の測定開始時刻、測定終了時刻、オン期間、オフ期間、休止期間、オン／オフパターンの繰り返し回数）などの指令情報通信）と、電話機１６に対する音声通信の両方が行われることになる。この場合、外部から制御システム３０へ通信が入ると、通信管理部１４は、それがデータ通信（指令情報通信）であるのか、或いは音声通信であるのかといった通信種別の判別を行い、データ通信であるならば制御部１２へ通信を転送し、音声通信であるならば電話機１６通信を転送する。その結果、外部から制御システム３０に対して行われた通信が、制御部１２又は電話機１６へとスムーズに伝達されるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】外部電源装置の制御システムの概略的な構成図である。
【図２】スイッチのオン／オフのタイミングを説明する図である。
【図３】オン電位及びオフ電位の波形を説明する図である。
【図４】別の外部電源装置の制御システムの概略的な構成図である。
【符号の説明】
１  土壌
２  埋設管（金属構造物）
３  電圧計
４  擬似電極
５  外部電源装置
６  対極
１０  制御システム
１１  スイッチ
１２  制御部
１３  時刻管理部
１４  通信管理部
１５  記憶部
１６  電話機
２０  通信回線
２１  遠隔端末
【図１】
2005023351.tif 000003
【図２】
2005023351.tif 000004
【図３】
2005023351.tif 000005
【図４】
2005023351.tif 000006