(57)【要約】【課題】  環境による腐食の進行度合いを判断可能にする。【解決手段】  電気抵抗式腐食センサを用いた腐食状態の判定方法であって、前記電気抵抗式腐食センサから第１の抵抗値を抽出する第１のステップと、積算時間を抽出する第２のステップと、設定された環境基準の基準データを抽出する第３のステップと、前記抽出した第１の抵抗値と積算時間と基準データに基づき、前記設定された環境基準において推定される残寿命と前記第１の抵抗値に基づき推定される残寿命との比である残寿命比を算出する第４のステップと、前記算出した残寿命比と予め設定された閾値とを比較する第６のステップと、前記比較の結果に基づき警告を出力する第７のステップと、を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気抵抗式腐食センサを用いた腐食状態の判定方法であって、
前記電気抵抗式腐食センサから第１の抵抗値を抽出する第１のステップと、
積算時間を抽出する第２のステップと、
設定された環境基準の基準データを抽出する第３のステップと、
前記抽出した第１の抵抗値と積算時間と基準データに基づき、前記設定された環境基準において推定される残寿命と前記第１の抵抗値に基づき推定される残寿命との比である残寿命比を算出する第４のステップと、
前記算出した残寿命比と予め設定された閾値とを比較する第６のステップと、
前記比較の結果に基づき警告を出力する第７のステップと、
を有することを特徴とする腐食状態の判定方法。
【請求項２】
前記第３のステップは、設定された寿命における前記基準データの第２の抵抗値と、前記抽出した積算時間における前記基準データの第３の抵抗値を抽出し、
前記第４のステップは、前記抽出した第２の抵抗値から前記抽出した第１の抵抗値を減算した第１の減算値を算出し、前記抽出した第２の抵抗値から前記抽出した第３の抵抗値を減算した第２の減算値を算出し、前記第１の減算値を前記第２の減算値で除算することにより、前記残寿命比を算出すること
を特徴とする請求項１に記載の腐食状態の判定方法。
【請求項３】
前記抽出した積算時間は、前記電気抵抗式腐食センサの腐食開始からの時間であること
を特徴とする請求項２に記載の腐食状態の判定方法。
【請求項４】
前記抽出した第１の抵抗値と前記抽出した積算時間をメモリへ記録する第５のステップをさらに有し、
前記第１のステップから前記第６のステップを予め設定された時間で繰り返すこと
を特徴とする請求項３に記載の腐食状態の判定方法。
【請求項５】
前記第７のステップは、前記警告を出力するとともに、前記記録した第１の抵抗値と前記記録した積算時間を表示すること
を特徴とする請求項４に記載の腐食状態の判定方法。
【請求項６】
電気抵抗式腐食センサを用いた環境クラスの表示方法であって、
前記電気抵抗式腐食センサから第１の抵抗値を抽出する第１のステップと、
積算時間を抽出する第２のステップと、
設定された環境規格の基準データを抽出する第３のステップと、
前記抽出した第１の抵抗値と積算時間と基準データに基づき、前記環境規格において推定される残寿命と前記第１の抵抗値に基づき推定される残寿命との比である残寿命比を算出する第５のステップと、
前記算出した残寿命比を表示する第６のステップと、
を有することを特徴とする環境クラスの表示方法。
【請求項７】
前記第３のステップは、設定された環境規格と環境クラスの基準データを抽出し、
前記第５のステップは、前記抽出した第１の抵抗値と積算時間と基準データに基づき、前記環境規格と環境クラスにおいて推定される残寿命と前記第１の抵抗値に基づき推定される残寿命との比である残寿命比を算出し、
前記第６のステップは、前記算出した残寿命比を表示するとともに、前記表示した残寿命比と比較可能に、前記基準データとしての値１を表示すること
を特徴とする請求項６に記載の環境クラスの表示方法。
【請求項８】
前記第３のステップは、設定された環境規格の複数の環境クラスの基準データを抽出し、
前記複数の環境クラスの中から１つの環境クラスを選択する第４のステップをさらに有し、
前記第５のステップは、前記抽出した第１の抵抗値と積算時間および前記選択した環境クラスの基準データに基づき、前記選択した環境クラスにおいて推定される残寿命と前記第１の抵抗値に基づき推定される残寿命との比である第１の残寿命比を算出し、
前記選択した環境クラス以外の基準データと前記選択した環境クラスの基準データに基づき、前記選択した環境クラスにおいて推定される残寿命と前記選択した環境クラス以外の環境クラスにおいて推定される残寿命との比である第２の残寿命比を算出し、
前記第６のステップは、前記算出した第１の残寿命比を表示するとともに、前記表示した第１の残寿命比と比較可能に、前記選択した環境クラスの基準データとしての値１と、前記選択した環境クラス以外の基準データとしての第２の残寿命比を表示すること
を特徴とする請求項６に記載の環境クラスの表示方法。
【請求項９】
前記第６のステップは、前記第１の残寿命比と前記第２の残寿命比の比較に基づき、前記選択した環境クラスであるか否かをさらに表示すること
を特徴とする請求項８に記載の環境クラスの表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腐食状態の判定方法および環境クラスの表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｈ２Ｓ、ＳＯ２などの腐食ガスにより、電子機器内の金属が腐食し、電子機器が故障することが問題となっている。電子機器設置前に腐食ガスがないことを確認した場合でも、季節や時間、周囲環境の変化によってガス濃度が変化し、電子機器が故障することもある。金属の腐食量は、周囲のガス濃度に依存し、ガス濃度が高いと金属の腐食量は増える。そのため、ＪＥＩＴＡ、ＩＳＯなどの規格では、ガス濃度で環境の定義をしている。例えば、ＪＥＩＴＡ−６３−２０００では、ＳＯ２、ＮＯ２、Ｈ２Ｓなどの腐食ガス濃度と、温度、湿度を点数化し、Ａ、Ｂ、Ｓ１〜Ｓ３の５段階で環境をクラス分けしている。
【０００３】
腐食ガスの濃度の測定方法にはさまざまなものがあり、特許文献１には金属薄膜を暴露すると環境に応じて電気抵抗が増加するため、金属薄膜の電気抵抗を測定し、環境を評価する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９４６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された技術を用いれば、電子機器内の金属の腐食状態を検出することは可能となる。しかしながら、電子機器の寿命に対して腐食がどの程度進行しているかを判断可能にする技術は見当たらない。
【０００６】
そこで、本発明は、環境による腐食の進行度合いを判断可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る代表的な腐食状態の判定方法は、  電気抵抗式腐食センサを用いた腐食状態の判定方法であって、前記電気抵抗式腐食センサから第１の抵抗値を抽出する第１のステップと、積算時間を抽出する第２のステップと、設定された環境基準の基準データを抽出する第３のステップと、前記抽出した第１の抵抗値と積算時間と基準データに基づき、前記設定された環境基準において推定される残寿命と前記第１の抵抗値に基づき推定される残寿命との比である残寿命比を算出する第４のステップと、前記算出した残寿命比と予め設定された閾値とを比較する第６のステップと、前記比較の結果に基づき警告を出力する第７のステップと、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、環境による腐食の進行度合いを判断可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】監視システムの例を示す図である。
【図２】環境基準の各クラスにおける抵抗値の推移の例を示す図である。
【図３】監視処理のフローチャートの例を示す図である。
【図４】残寿命比の算出に使用する値の例を示す図である。
【図５Ａ】１年後に環境改善しない場合の残寿命比の推移の例を示す図である。
【図５Ｂ】１年後に環境改善した場合の残寿命比の推移の例を示す図である。
【図６】環境基準の各クラスと実測における残寿命比の推移の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて各実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
実施例１では、まず、電子機器の腐食度合いを監視するためのシステムの例について、図１のブロック図を用いて説明する。監視システムは、センサ部１と、制御基盤部３から構成される。
【００１２】
センサ部１は、腐食センサ２から構成される。この例では、腐食センサ２に電気抵抗型腐食センサを使用するが、例えば水晶振動子微量天秤法などの他のセンサを使用しても良い。その場合、測定値は抵抗値ではなく、周波数など、そのセンサが出力するパラメータとなる。また、腐食センサ２は電子機器に使用されている金属と同じ金属により構成されても良いし、同じ要因により腐食する別の金属により構成されても良い。
【００１３】
制御基盤部３の積算時間カウンタ４は、腐食センサ２の稼働時間をカウントする。積算時間カウンタ４は、腐食センサ２の暴露と同時に時間のカウントを開始することが望ましい。このため、例えば、腐食センサ２の暴露と同時にセンサ部１を接続するという注意書きを付ける、あるいはセンサ部１の接続により腐食センサ２のカバーが外れて暴露する何らかの機構を設けて、センサ部１がコネクタに接続されると同時に積算時間カウンタ４を稼働するようにしておく。また、腐食センサ２の暴露と同時にオンにするという注意書きを付けて、積算時間カウンタ４を稼働させるスイッチを設けても良い。腐食センサ２の暴露と同時に腐食センサ２の腐食が開始する。
【００１４】
このようにするのは、電子機器の腐食度合いを判定するためには、腐食センサ２の暴露時間と抵抗値の関係が重要であるためである。腐食センサ２の暴露と同時に積算時間カウンタ４が動作すれば、ここで説明した以外の手法でも良い。暴露と同時に積算時間カウンタ４は動作するため、積算時間は暴露時間と一致する。また、腐食センサ２の暴露と積算時間カウンタ４の動作により、監視を開始する。積算時間カウンタ４は、不揮発性メモリを搭載したものが望ましい。
【００１５】
腐食センサ２が出力した抵抗値すなわち測定値、及び、積算時間カウンタ４の積算時間のデータは、演算処理部５に送られ、演算処理部５は測定値をメモリ部６の測定データ８に格納する。メモリ部６は、測定データ８の他に、基準データ７が予め格納されている。基準データ７は、腐食センサ２の暴露時間と抵抗値との基準となる関係であり、例えば、図２に示すようなＪＥＩＴＡ−６３−２０００で規定されているＡ、Ｂ、Ｓ１〜Ｓ３の各環境における暴露時間と抵抗値のデータなど、規格で規定されている各クラス相当の環境におけるデータである。なお、ＪＥＩＴＡ−６３−２０００などを環境規格、Ａ、Ｂ、Ｓ１〜Ｓ３などを環境クラス、環境規格と環境クラスを総称して環境基準とする。
【００１６】
基準データ７のデータ形式は、暴露時間と抵抗値の値そのものであっても良いし、図２に示したグラフを関数で近似したものであっても良いし、値そのものと関数の両方であっても良い。そして、基準データ７のデータ形式が関数である場合は、その関数と暴露時間から抵抗値を算出しても良い。基準データ７の内容は、規定毎の環境を想定した加速試験で測定したデータであっても良いし、規定毎の環境に応じたシミュレーションなどで求めたデータであっても良い。
【００１７】
制御部９はユーザにより測定条件などの設定が行われるものであり、表示部１０はユーザによりデータなどの確認が行われるものである。また、ユーザへ警報を挙げる場合にも、表示部１０が用いられても良い。なお、表示部１０はＰＣやスマートデバイスなどの、任意の端末でも良く、制御基盤部３の外にあって、ネットワークなどにより接続されても良い。演算処理部５はプロセッサであって、メモリ部６あるいは図示を省略したメモリに格納されたプログラムにしたがって演算を実行する。また、演算を実行するための専用の回路であっても良い。
【００１８】
次に、電子機器の腐食度合いの監視の処理を説明する。この場合、監視の対象となる電子機器内、またはその周辺にセンサ部１を設置する。腐食度合いの監視は、電子機器の稼働と同時に開始するのが望ましい。ここで、電子機器の稼働と同時とは、電子機器が設置される同時、あるいは電気機器が通電されて使い始められると同時などである。このようにすることで、積算時間と暴露時間と稼働時間が一致する。但し、電子機器の稼働後に監視を開始しても良く、この場合は、稼働開始からの寿命として電子機器の残り寿命を設定すれば良い。例えば、稼働開始からの寿命が１０年の電子機器を、稼働３年後から監視する場合は、寿命７年として設定する。
【００１９】
以下、図３に示すフローチャートを用いて説明する。まず、ステップ１において、制御部９はユーザによる監視期間、環境基準、監視目的の選択を受け付ける。ここでは、一例として、監視期間が１０年、環境基準がＪＥＩＴＡ−６３−２０００のクラスＢ、監視目的が電子機器腐食状況の監視を選択された場合について説明する。なお、監視期間は寿命であっても良い。ステップ２とステップ１３により監視ループを構成する。すなわち、ステップ３〜ステップ１２を繰り返す。この監視ループは、図示を省略したカウンタに基づき予め設定された一定時間毎に繰り返されても良い。また、積算時間カウンタ４の特定の桁が所定の値となるごとに繰り返されても良い。
【００２０】
ステップ３で積算時間カウンタ４が稼働しているかを確認する。この確認は、例えば、監視ループが図示を省略したカウンタに基づく場合、前回のループから積算時間カウンタ４のカウント値が変化していることを確認しても良いし、積算時間カウンタ４以外の時間を計測できるカウンタのカウント値と、積算時間カウンタ４のカウント値とが所定の関係にあることを確認しても良いし、複数の積算時間カウンタ４を設けてカウント値が一致していることを確認しても良い。
【００２１】
積算時間カウンタ４が稼働している場合はステップ５に進み、稼働していない場合はステップ４へ進む。ステップ４でエラーを出力する。このエラーの出力は、表示部１０へ監視システムに障害が発生した旨のメッセージを表示してもよい。エラーを出力した後、一時的なエラーの可能性もあるため、監視ループのステップ２へ戻っても良いし、恒久的なエラーの可能性もあるため、処理を終了しても良い。
【００２２】
ステップ５で演算処理部５は、センサ部１から測定値を抽出し、積算時間カウンタ４からカウンタ値を積算時間として抽出する。次のステップ６で演算処理部５は、ユーザが選択したクラスＢに対する１０年間のデータを、基準データ７から抽出する。ここでは、図２のクラスＢに対する積算時間カウンタ４の積算時間２年の抵抗値と、１０年後の抵抗値を含むデータを基準値として抽出しておく。
【００２３】
ステップ７で演算処理部５は、ステップ５とステップ６で抽出した値に基づき、残寿命比を算出する。ここで、残寿命比の算出処理を説明する。腐食センサ２が出力する測定値は、図４の実線である（説明のために２年以降の実線も示してある）。これに対して、クラスＢの基準値は図４の破線である。図４において、稼働開始から１０年後の抵抗値をＲ０、積算時間２年である現時点におけるクラスＢの基準となる抵抗値をＲ１、現時点における腐食センサ２の出力抵抗値をＲとする。これらの値を使用して、残寿命比ｈ／Ｈは下式のとおり定義する。
【００２４】
ｈ／Ｈ＝（Ｒ０−Ｒ）／（Ｒ０−Ｒ１）
減算Ｒ０−Ｒと減算Ｒ０−Ｒ１のそれぞれは抵抗値の差であるが、この例では図４に示した実線と破線のグラフが直線であるので、それぞれの環境における残寿命を表す。残寿命比を稼働時間（積算時間）に対してプロットした例が図５Ａである。図５Ａにおいて、基準値と同様の抵抗値変化をする場合、残寿命比は１であるが、環境が良ければ残寿命比は１より大きく、環境が悪ければ１より小さくなる。ステップ８で演算処理部５は、積算時間と測定値をメモリ部６の測定データ８へ格納する。測定値と残寿命比は互いに算出可能であるから、測定値か残寿命比のいずれかを格納しても良いし、両方を格納しても良い。
【００２５】
実施例１では、ステップ１の監視目的で「装置腐食状況監視」が選択されているため、ステップ９で演算処理部５は、ａ）と判定し、ステップ１０へ進む。ステップ１０で演算処理部５は、電子機器の腐食度合いを判定する。例えば、図５Ａに示した残寿命比がＡを、警報ラインの閾値とし、残寿命比の値が警報ライン未満となった場合に、ステップ１１へ進み、電子機器の腐食が進行しているとして警報を出力する。
【００２６】
警報ラインの閾値は、例えば、腐食センサ２の誤差で誤判定されない値などが設定される。図５Ａの例では、稼働開始から１年で警報ライン未満となっているので、１年後に警報を出力する。警報は表示部１０に出力される。表示部１０に表示する情報は、警報の他、図４のような経過年数と抵抗値の関係や、図５Ａのように残寿命比を基準値と共に表示しても良い。これらの表示には、ステップ８で格納した測定データを使用しても良い。また、警報の内容として、環境の悪化を伝える旨のメッセージを表示しても良いし、電子機器の寿命が短くなる旨のメッセージを表示しても良い。そして、警報を出力した後、処理を終了しても良いし、監視ループのステップ２へ戻り、後で説明する周囲環境の改善に対する監視を継続しても良い。
【００２７】
残寿命比の値が警報ライン以上の場合、ステップ１２で演算処理部５は、監視結果を表示部１０へ出力する。表示内容は、図４のような経過年数と抵抗値の関係や、図５Ａのように残寿命比を基準値と共に表示しても良い。ステップ１２では表示をせずに表示内容をメモリ部６に格納して、後で必要に応じて表示可能としても良い。ステップ１３で演算処理部５は、ステップ２へ戻り、監視ループを繰り返す。
【００２８】
残寿命比を使用した監視の利点を、図４と図５Ａを用いて説明する。抵抗値の絶対値で警報を挙げる場合は、例えば図４の抵抗値Ｂを閾値とすると、測定された抵抗値が抵抗値Ｂ以上の場合に警報を出力することになる。このため、図４の例では、点線の交点すなわち稼働から５年後に警報が出力されることになる。このとき、抵抗値Ｂが高ければ高いほど、１０年後の抵抗値Ｒ０との差が小さくなるため、電子機器の腐食が寿命近くまで進行しており、電子機器の交換が必要となる。
【００２９】
一方、図５Ａを用いて説明したように残寿命比で判定すると、１年後に警報が出力される。このとき、まだ電子機器の寿命１０年の近くまで腐食が進行していないため、周囲環境の改善を行うことで、図５Ｂのように、電子機器を継続して使用することができる。図４において抵抗値Ｂを低い値に設定することも可能であるが、周囲環境を改善しても腐食が回復して抵抗値が下がることはないため、警報が一度出力されると、センサ部１の交換が必要になる。また、抵抗値Ｂの閾値では、図５Ｂに示した表示のように点線の基準との差異を判断可能に表示することはできない。
【００３０】
以上で説明したように、残寿命比を算出して腐食状態を判定することで、腐食による電子機器の故障を未然に防ぐ、予防保全に効果がある。
【実施例２】
【００３１】
実施例２では、ユーザが選択した環境基準に対する満足可否の判定について説明する。環境基準に対する満足可否を判定するために、制御基盤部３と同じ構成を含む情報収集端末にセンサ部１を搭載し、例えば電子機器を設置する建物の建設予定地などの任意の場所の環境の判定に利用しても良いし、実施例１のように電子機器周辺の環境の判定に利用しても良い。
【００３２】
以下、図３のフローチャートを用いて説明する。ここでは、ユーザにより図３のステップ１において、期間が１０年、環境基準がＪＥＩＴＡ−６３−２０００のクラスＢ、監視目的が環境クラス把握を選択された場合について説明する。「環境クラス把握」についても、ステップ８までは、実施例１で説明したとおりである。ステップ９でｂ）環境クラス把握と判定され、ステップ１２へ進み、ユーザが設定したクラスＢと比較したクラスＢの満足可否を表示部１０に表示する。この表示には、ステップ８で格納した測定データを使用しても良い。
【００３３】
なお、「環境クラス把握」は、基準ラインが、設定した環境基準を示すので、基準ラインに基づいて測定した環境を判定可能にする。例えば、図５Ａの例では、残寿命比が開始直後から基準ラインを下回っているため、クラスＢより悪い環境であると判定できる。また、環境を改善することで、図５Ｂの２年後のように残寿命比が１となれば、環境はユーザが設定したクラスＢのレベルに改善されたことが分かる。なお、表示部１０に表示する情報は、図４のような時間と抵抗値の関係や、図５Ａのように残寿命比を基準値と共に表示しても良い。
【００３４】
以上で説明したように、設定した環境基準と実際の環境を比較可能な表示でユーザへ提供できるため、環境基準に対する満足可否の判定に利用可能となる。
【実施例３】
【００３５】
実施例３では、環境基準のクラスの判定について説明する。実施例３も実施例２と同様に、情報収集端末にセンサ部１を搭載し、任意の場所の環境基準のクラスを判定しても良いし、電子機器周辺の環境基準のクラスを判定しても良い。
【００３６】
図３のフローチャートのステップ１に相当するステップにおいて、期間が１０年、環境規格がＪＥＩＴＡ−６３−２０００、監視目的が環境クラス把握と設定した場合を例に説明する。実施例２との違いは、環境規格のみを選択し、環境クラスを選択しない点である。センサ部１の出力する抵抗値と複数の環境クラスとを残寿命比により比較可能とするために、複数の環境クラスの中の１つの環境クラスを環境クラスの基準とし、その環境クラスの基準とセンサ部１の出力する抵抗値により残寿命比を算出するとともに、その環境クラスの基準と基準以外の環境クラスの抵抗値により残寿命比と同等の算出をする。
【００３７】
この算出を、図６を用いて説明する。まず、基準データ７から、選択された環境規格であるＪＥＩＴＡ−６３−２０００の複数の環境クラスの関数を抽出する。次に、その中の１つの環境クラスを環境クラスの基準とする。図６に示した例では、クラスＢを環境クラスの基準としている。環境クラスの基準の選択は、腐食度合いが中央の環境クラスを選択しても良いし、任意の環境クラスを選択しても良い。そして、環境クラスの基準となったクラスＢの関数と、環境クラスの基準以外のクラスＡ、Ｓ１〜Ｓ３の関数との間で、残寿命比と同等の算出をする。例えば、クラスＢの１０年後の抵抗値Ｒ０とクラスＢの８年後の抵抗値Ｒ１とクラスＡの８年後の抵抗値Ｒからｈ／Ｈを算出する。
【００３８】
このようにクラスＢとクラスＡとで各年のｈ／Ｈを算出すると、図６に示した一点鎖線のグラフのようにプロットできる。同様にクラスＳ１〜Ｓ３も算出すると、図６に示すグラフのようにプロットできる。各環境クラスの値あるいはグラフと、腐食センサ２の出力する抵抗値すなわち実際の測定値とを比較することにより、実際の環境はどの環境クラスに相当するかを判定することが可能となる。例えば、測定値が、図６に示した実測１のグラフとなった場合は、実測１のグラフはクラスＡのグラフよりも残寿命比が大きいため、クラスＡの環境と判定しても良い。
【００３９】
一方、測定値が実測２のグラフとなった場合には、実測２のグラフはクラスＳ１のグラフ以上クラスＢのグラフ以下の範囲となるため、クラスＳ１の環境であると判定しても良い。この判定は、図６に示したグラフを表示部１０に表示し、ユーザが判定可能なようにしても良いし、演算処理部５が各年における測定値と各環境クラスのグラフの値とを比較して判定しても良い。そして、演算処理部５が判定した環境クラスを、環境クラスの特定可能な情報を用いて、表示部１０へ表示しても良い。また、図６には１０年間のグラフを示したが、１０年以外の期間の値を比較しても良いし、特定の時点の値のみを比較してもよい。
【００４０】
以上で説明したように、設定した環境基準において実際の環境と各クラスとの比較をユーザへ提供できるため、実際の環境がどのクラスに相当するかの判定に利用可能となる。また、値を比較して判定するだけであるから、クラスを判定可能となる。
【符号の説明】
【００４１】
１    センサ部
２    腐食センサ
３    制御基盤部
４    積算時間カウンタ
５    演算処理部
６    メモリ部
７    基準データ
８    測定データ
９    制御部
１０  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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