(57)【要約】  複数の検査ポイント及び整流器の作動状態を監視することができるカソード防食システムである。このカソード防食システムは、ユーティリティのパイプラインに沿って配置された、検査ポイントに対応する複数の検査ポイントモニタ、及び整流器に対応する複数の整流器コントローラを備えている。この検査ポイントモニタはバッテリーで給電されるが、整流器コントローラはユーティリティの電力線により給電することができる。この検査ポイントモニタ及び整流器コントローラはそれぞれ、無線通信技術を使って基地局と通信する。この基地局は、データを蓄積し、カソード防食ソフトウェアアプリケーションに関係するディスプレイ上でオペレータにデータを視覚的に示すよう作動可能なバックエンドサーバと通信する。このソフトウェアアプリケーションによってオペレータはシステムのビーム（ｂｅａｍ）を監視し、検査ポイント又は監視下の整流器のいずれかによって生成された警告に対処することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプラインのカソード防食監視システムであって、
前記パイプラインに沿った複数の位置（ｌｏｃａｔｉｏｎｓ）に地理的に分散し（ｇｅｏｇｒａｐｈｙｃａｌｌｙ  ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ）、それぞれが前記パイプラインの外面との複数の接続形態のうちの１つを用いる複数の検査ポイントと、
前記検査ポイントの前記接続形態から、前記検査ポイントの位置の前記パイプラインに関する少なくとも電位の大きさ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）を測定するために、前記複数の検査ポイントの１つとそれぞれが通信する複数の検査ポイントモニタと、を備え、
前記検査ポイントモニタはそれぞれ、前記検査ポイントの前記接続形態と相互作用するよう構成可能なコントロールユニットと、無線通信信号の送受信両方を行うためのトランシーバと、を有していて、
さらに、前記複数の検査ポイントモニタから少なくとも電位の大きさを受信し、この検査ポイントモニタにコマンドを送信するよう構成されたバックエンドサーバを備えている、ことを特徴とするパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項２】
前記コントロールユニットは、前記検査ポイントから電位関連信号を受信し、この電位関連信号を前記電位の大きさに変換するようプログラムできるファームウェアを有している、ことを特徴とする請求項１記載のパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項３】
前記ファームウェアは、前記検査ポイントの特定の前記接続形態に基づいて選択的にプログラム可能である、ことを特徴とする請求項２記載のパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項４】
前記検査ポイントモニタはそれぞれ、前記トランシーバ及び前記コントロールユニットに電力を供給するバッテリーを備えている、ことを特徴とする請求項１記載のパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項５】
前記複数の検査ポイントは、前記パイプラインに防食電圧を印加するよう作動可能な整流器と接続されている（ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ｗｉｔｈ）、ことを特徴とする請求項１記載のパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項６】
前記整流器と通信する整流器コントローラを有し、この整流器コントローラのコントロールユニットは少なくとも前記整流器と前記パイプラインの接続を制御し監視する、ことを特徴とする請求項５記載のパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項７】
パイプラインのカソード防食監視システムであって、
パイプラインに沿った複数の位置（ｌｏｃａｔｉｏｎｓ）に地理的に分散した（ｇｅｏｇｒａｐｈｙｃａｌｌｙ  ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ）複数の検査ポイントと、
前記複数の検査ポイントに対応し、前記パイプラインに防食電圧を印加するよう作動可能な整流器と、
コントロールユニット及び無線通信信号の送受信両方を行うためのトランシーバをそれぞれが有する複数の検査ポイントモニタであり、前記検査ポイントの位置の前記パイプラインに関する少なくとも電位の大きさ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）を測定するために前記複数の検査ポイントの１つとそれぞれが通信する複数の検査ポイントモニタと、
前記パイプラインへの防食電圧の印加を制御するために前記整流器と通信する整流器コントローラと、を備え、
前記検査ポイントモニタ及び前記整流器コントローラそれぞれは、この検査ポイントモニタとこの整流器コントローラが互いに時刻同期（ｔｉｍｅ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）するために時刻同期信号の受信を指示されるようになっていて、さらに、
前記検査ポイントモニタ及び前記整流器コントローラの遠隔に設けられ、前記複数の検査ポイントモニタ及び前記整流器コントローラと通信する少なくとも１つの基地局と、
前記複数の検査ポイントモニタから少なくとも前記電位の大きさを受信し、前記複数の検査ポイントモニタ及び前記整流器コントローラにコマンドを送信する、前記基地局と通信するよう構成されたバックエンドサーバと、を備え、
前記基地局と通信する前記バックエンドサーバは、前記整流器コントローラに前記整流器から前記パイプラインへの防食電圧の印加を遮断する指示を出し、所定の時間遅れて前記検査ポイントそれぞれから電位の大きさを取得するよう作動する、ことを特徴とするパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項８】
前記所定の時間遅れた前記複数の検査ポイントモニタからの測定値を表示する、前記バックエンドサーバと接続されたオペレータインターフェース端末を備えている、ことを特徴とする請求項７記載のパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項９】
前記バックエンドサーバは、前記所定の時間遅れて測定された電位の大きさが参照値（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｖａｌｕｅ）を下回ると警告を生成する、ことを特徴とする請求項７記載のパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項１０】
前記バックエンドサーバは前記検査ポイントモニタからの前記測定値をデータベースに記録し、オペレータは前記オペレータインターフェース端末を使用して前記データベースから前記記録された測定値にアクセスできる、ことを特徴とする請求項８記載のパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項１１】
前記整流器に対応する前記整流器コントローラは、少なくともユーティリティ入力電圧、前記整流器からの出力電圧及び前記整流器からの出力電流を測定するよう作動する、ことを特徴とする請求項７記載のパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項１２】
パイプラインのカソード防食監視システムであって、
パイプラインに沿った複数の位置（ｌｏｃａｔｉｏｎｓ）に地理的に分散した（ｇｅｏｇｒａｐｈｙｃａｌｌｙ  ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ）複数の検査ポイントと、
前記複数の検査ポイントと対応し、前記パイプラインに防食電圧を印加するよう作動可能な少なくとも１つの整流器と、
コントロールユニット及び無線通信信号の送受信両方を行うためのトランシーバをそれぞれが有する複数の検査ポイントモニタであり、前記検査ポイントの位置の前記パイプラインに関する少なくとも電位の大きさ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）を測定するためにそれぞれが前記複数の検査ポイントの１つと通信する複数の検査ポイントモニタと、
前記パイプラインへの防食電圧の印加を制御するために前記整流器と通信する整流器コントローラと、
前記検査ポイントモニタ及び前記整流器コントローラの遠隔に設けられ、前記検査ポイントモニタ及び整流器コントローラと通信する少なくとも１つの基地局と、
前記複数の検査ポイントモニタから少なくとも電位の大きさを受信し、前記検査ポイントモニタ及び前記整流器コントローラにコマンドを送信（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅｓ）する、前記基地局と通信可能なバックエンドサーバと、
バンクエンドサーバと接続され、前記複数の検査ポイントモニタからの測定値を表示するオペレータインターフェース端末と、を備えていることを特徴とするパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項１３】
前記オペレータインターフェース端末は、前記検査ポイントモニタからの電位の大きさを表示するよう実行可能なソフトウェアアプリケーションを備えている、ことを特徴とする請求項１２記載のパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項１４】
前記複数の検査ポイントモニタはそれぞれ、電位の大きさが正常な作動パラメータ（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）から外れると警告を生成するよう作動可能である、ことを特徴とする請求項１２記載のパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項１５】
前記ソフトウェアアプリケーションは、前記複数の検査ポイントモニタから受信した警告を表示する、ことを特徴とする請求項１３記載のパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項１６】
前記ソフトウェアアプリケーションは、前記検査ポイントモニタから受信した警告を視覚的に表示する、ことを特徴とする請求項１３記載のパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項１７】
前記ソフトウェアアプリケーションは、前記検査ポイントモニタから受信した前記警告のそれぞれに対する複数のアクションをオペレータに示す、ことを特徴とする請求項１３記載のパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項１８】
前記ソフトウェアアプリケーションは、前記複数の検査ポイントモニタでの測定をオペレータが開始できるようにする、ことを特徴とする請求項１２記載のパイプラインのカソード防食監視システム。
【請求項１９】
パイプラインのカソード防食監視方法であって、
それぞれが複数の物理的構成の１つを有する複数の検査ポイントを前記パイプラインに沿って配置し、
前記パイプラインに防食電圧を印加する位置に、前記複数の検査ポイントに対応させて整流器を配置し、
トランシーバ及びコントロールユニットを有している検査ポイントモニタを前記検査ポイントそれぞれに配置するとともに、トランシーバ及びロールユニットを有している整流器コントローラを前記整流器に配置し、
前記検査ポイントモニタを前記検査ポイントの物理的構成に基づいてこの検査ポイントと通信するように構成し、
前記複数の検査ポイントモニタのそれぞれを互いにかつ前記整流器コントローラと時刻同期（ｔｉｍｅ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇ）させ、
前記整流器に対応する前記整流器コントローラに前記パイプラインへの防食電圧の印加を遮断させ、前記複数の検査ポイントに対応する前記検査ポイントモニタに前記防食電圧の遮断後所定の時間遅れて前記パイプラインの電位の大きさ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ）を取得させるコマンドを生成し、
バックエンドサーバに前記電位の大きさを無線送信し、
前記電位の大きさを警告しきい値と比較し、
前記電位の大きさが前記警告しきい値を外れると警告を生成する、ことを特徴とするパイプラインのカソード防食監視方法。
【請求項２０】
前記電位の大きさ及び前記警告は、前記検査ポイントの地理的位置に基づいて視覚的に表示される、ことを特徴とする請求項１９記載のパイプラインのカソード防食監視方法。
【請求項２１】
前記整流器に対応する前記整流器コントローラは、ユーティリティ電圧、前記整流器からの出力電圧及び前記整流器からの出力電流を測定するよう作動可能で、前記整流器コントローラからの測定値は前記バックエンドサーバに無線で送信される、ことを特徴とする請求項２０記載のパイプラインのカソード防食監視方法。
【請求項２２】
さらに、オペレータが前記バックエンドサーバに接続されたディスプレイから測定サイクルを開始できるようにする、ことを特徴とする請求項１９記載のパイプラインのカソード防食監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、概略的には、カソードパイプライン防食装置を監視する方法及びシステムに関する。より詳しくは、本発明は、カソード防食システムの検査ポイント及び整流器の両方と通信するシステム及び方法に関するものであり、カソード防食システムの装置の最新の状況を提示し状況点検を行う（ｉｎｉｔｉａｔｅｓ）。
【０００２】
現在、天然ガスは地中に埋設されたガス輸送パイプライン又はガス配送パイプラインを使用して輸送されている。これらのパイプラインの多くはスチール等の鉄材又は鉄合金で形成される。鉄含有材料は約０．４４ボルトの電位を有している。より多くの負の電荷をもつ物質（アノード）の表面から電子が離れ、電解質を通ってより多くの正の電荷をもつ物質（カソード）に電子が流れるときに金属の腐食が起こる。ある物と近くにある別のある物の間、あるいは同一物の異なる部分の間には電位差が存在しうる。電子が去ると物質を消耗させる。さらに、電子が去ることによって、物質の表面に酸素や他の元素とアクティブに結合する正の電荷をもつイオンが生じる。スチールのような鉄系の材料では酸素と結合することにより錆を生じ、最終的には腐食する。
【０００３】
埋設されたパイプラインの多くは鉄含有材料で形成されている。鉄は、通常の土壌より多くの負の電荷を有し、この多くの負の電荷によって鉄製のパイプが腐食する可能性がある。天然ガス業界では、パイプラインの不具合は致命的であり、したがって、このような腐食を防ぐために多額の資金を費やしている。
【０００４】
現在、ガスパイプラインの腐食を防ぐための似て非なる２つの技術がある。非常に一般的な技術は、流電防食（ｇａｌｖａｎｉｃ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）と呼ばれ、それほど一般的ではないがより複雑な方法は、外部電源防食（ｉｍｐｒｅｓｓｅｄ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）と呼ばれる。これら２つの一般的な技術はともに、通常はカソード防食と呼ばれ、どちらもスチール製パイプから電子が離れていかないでこのパイプに流れ込んでくるように、スチール製パイプの電位操作が行われる。鉄含有パイプの電位を操作して、パイプをカソードにするので、カソード防食という名称が付けられている。
【０００５】
図１に示すようなカソード防食は、マグネシウムや亜鉛等のより多くの負の電荷をもつ物質（アノード）が、それより少ない負の電荷をもつ鉄製のガスパイプライン（カソード）の近くに埋め込まれるという技術を説明するために用いられる。電子（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ）がこの２つの物質の間を流れることができるように、この２つの異なる物質を互いに導線が接続している。２つの非類似の金属間の電位差により、接続導線を介して電子をアノード（マグネシウム）からパイプラインのスチールに流してパイプラインを負に分極させる。スチールを分極することにより、陽イオンを土壌からスチールに引き寄せてスチールの腐食を止める。
【０００６】
すでに述べたようにアノードとカソードを接続することによって生じる電子の流れで鉄製のパイプが分極され、２つの物質の自然動的電位（ｎａｔｕｒａｌ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｖｏｌｔａｇｅ）の中間点あたりに電位を変化させる。時間とともに、マグネシウムのアノードは枯渇し効果がなくなる。このマグネシウムアノードは犠牲アノード（ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ  ａｎｏｄｅ）と称される。この犠牲アノードが使い尽くされると、パイプの防食を行う能力が失われ、交換しなくてはならない。
【０００７】
２番目のタイプのカソード防食は外部電源防食と呼ばれ、図２に示されている。外部電源防食を利用するシステムでは、電子をガスパイプラインに流してスチールの腐食を止めるために整流器が使用される。このタイプのシステムでは、ＡＣ電源方式の整流器が、ＡＣ電圧を最大ＤＣ出力が１０乃至５０アンペアで５０ボルトのＤＣ電圧に変換する。
【０００８】
ＤＣ正側出力端子がケーブルを介して地中（アノードグランドベッド）に埋設されたアノードのアレイに接続される。誘導電流保護システムのアノードは典型的には、プラチナ、グラファイト、高ケイ素鉄等の非活性の金属又は化合物である。整流器の負の端子とパイプラインの間は別のケーブルで接続される。
【０００９】
電子は負から正に流れるので、回路によって電子をアノードから整流器の回路を経由してパイプまで流す。システムの設置時に整流器の作動出力を最適なレベルに調整する。
【００１０】
この２つのタイプのカソード防食システムは、スチール製のパイプラインの腐食を防止するのに有効に機能しているが、アメリカ合衆国運輸省はパイプライン ・有害物質安全庁（ＰＨＭＳＡ）のもとで、これらのカソード防食システムの有効性を定期的にチェックし、その結果を記録することをガスユーティリティに要求している。これらのユーティリティは又、連邦及び現地の法律により、場所によって異なる期限内に不具合を修正するように要求される。
【００１１】
ＰＨＭＳＡの要求を満足するために、検査ポイントがガス供給網を通じて設けられている（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ）。パイプのセクションが、流電法（ｇａｌｖａｎｉｃ）か外部電源法（ｉｍｐｒｅｓｓｅｄ  ｃｕｒｒｅｎｔ）の技術のどちらで防食されているかにかかわらず、これらの検査ポイントは、パイプのセクションの長さ方向に沿って間隔を空けて配置されている。それぞれの検査ポイントを少なくとも１年に１回は検査しなくてはならない。
【００１２】
整流器は外部電源方式では決定的に重要な要素であるため、整流器を２か月に1回の間隔で規則に従って検査しなくてはならない。
【００１３】
ユーティリティの用途によっては、ユーティリティは地理的に分散する１０万を超える検査ポイント及び３千台を超える整流器を有するかもしれない。この１０万台の検査ポイントを１年に１回検査し、この３千台の整流器を１年に６回検査しなくてはならないので、１年間に１１万８千回の測定を行うことになる。この測定は現在手作業で行われているため、ユーティリティは非常に多くの保有車両を維持し、これらの測定を行う相当量のマンパワーを費やさなくてはならない。
【００１４】
手作業による検針に必要な物理的要求に加えて、ユーティリティは現在、毎年又は隔月の測定の間の検査ポイントの状況を監視できていない。したがって、検針と検針の間の１年間に検査ポイントの異常又はカソード防食の異常があった場合、ユーティリティはこの異常を次の検針サイクルまで検出することができない。
【００１５】
したがって、自動的に流電陽極防食検査ポイント及び外部電源防食に使用される整流器の両方を監視できるシステム及び方法が求められている。
【発明の概要】
【００１６】
本発明は、パイプラインの長さ方向のエリア（ａｒｅａｓ  ａｎｄ  ｌｅｎｇｔｈｓ）にカソード防食を行う複数の検査ポイント及び整流器を含むカソード防食システムに関する。このシステムは、検査ポイントそれぞれに対応する（ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ）検査ポイントモニタ及びこのカソード防食システムの整流器それぞれに対応する整流器コントローラを備えている。この検査ポイントモニタ及び整流器コントローラはそれぞれ、基地局と通信し、基地局は続いて、受信した情報をバックエンドサーバに通信する。このバックエンドサーバは、オペレータがシステムの調子を監視でき、連邦監視ガイドラインを順守できるような方法で、オペレータに受信した情報を示すソフトウェアアプリケーションを備えている。
【００１７】
本発明の一局面によれば、検査ポイントモニタ及び整流器コントローラはそれぞれ、検査ポイントモニタと整流器コントローラが互いに時刻同期するように、時刻同期信号を受信するよう指示される。この２つの装置の時間同期によって、これらの装置が異なる種類の検査及び監視方法を実行することができる。一例では、整流器コントローラはパイプラインへの防食電圧の印加を切断することができる。それから検査ポイントモニタはそれぞれ、防食電圧の切断から所定の時間遅れてパイプラインからの電位の大きさを取得できる。
【００１８】
本発明の検査ポイントモニタはそれぞれ、コントロールユニットを有している。このコントロールユニットは、検査ポイントの種類に基づいて検査ポイントモニタを構成できるファームウェアを有している。例えば、多数の異なる種類の検査ポイントと相互作用するように検査ポイントモニタを構成することができる。このようにして、検査ポイントモニタは、単一の種類の検査ポイントモニタを異なる種類の検査ポイントとともに使用できるように、設置時に構成することができる。
【００１９】
カソード防食システムは、さらに、検査ポイントモニタ及び整流器コントローラの遠隔に設けられた基地局を備えている。この基地局は、検査ポイントモニタ及び整流器コントローラの両方と無線で通信できる。バックエンドサーバはこの基地局と通信して複数の検査ポイントモニタから電位の大きさを受信するが、検査ポイントモニタと通信することもできる。基地局と通信するバックエンドサーバは、整流器コントローラにパイプラインへの防食電圧の印加を切断することを指示し、検査ポイントモニタから電位の大きさを取得するよう作動することができる。
【００２０】
本発明の他の様々な特徴、目的及び利点は、以下で図面とともに説明することにより明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
図面は本発明の実施に際して現在考えられる最良の態様を示している。
【図１】流電陽極防食方式（ｇａｌｖａｎｉｃ  ｃａｔｈｏｄｉｃ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｓｃｈｅｍｅ）の要素を示す模式図である。
【図２】外部電源防食方式（ｉｍｐｒｅｓｓｅｄ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｃａｔｈｏｒｉｃ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｓｃｈｅｍｅ）の要素を示す模式図である。
【図３】多数の検査ポイント及び整流器と通信するための本発明のシステムを模式的に示す図である。
【図４Ａ】本発明のシステムで使用される検査ポイントモニタの１つを模式的に示す図である。
【図４Ｂ】本発明のシステムで使用される整流器コントローラの１つを模式的に示す図である。
【図５】２線式流電防食システムを示す図である。
【図６】３線式流電防食システムを示す図である。
【図７】１線式クーポンを含む２線式流電防食システムを示す図である。
【図８】１線式クーポンを含む２線式外部電源防食システムを示す図である。
【図９】検査工程（ｏｆｆ  ｔｅｓｔｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）を示すグラフである。
【図１０】外部電源システム（ｉｍｐｒｅｓｓｅｄ  ｇａｌｖａｎｉｃ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）の遮断時の、パイプライン電位における遅れを示すグラフである。
【図１１】ソリューションマネジメントアプリケーションの作動の一態様のサンプル図である。
【図１２】ユーティリティレベルの表示スクリーンを示す図である。
【図１３】区域レベルのスクリーン表示を示す図である。
【図１４】地域レベルのスクリーン表示を示す図である。
【図１５】地区レベルのスクリーン表示を示す図である。
【図１６】ソリューションマネジメントソフトウェアアプリケーションの警告管理作動を示す図である。
【図１７】多数の新しい、解除された、またタグ付けされた警告を示すディスプレイである。
【図１８】警告を生成している１つの検査ポイントの詳細を示すディスプレイである。
【図１９】警告を生成することとなった測定されたパラメータの傾向をグラフで示すディスプレイである。
【図２０】異なる調査を利用した修復を模式的に表す図である。
【図２１】生成される調査の種類を示すディスプレイである。
【図２２】一連の整流器の測定値を示すディスプレイである。
【図２３】多数の検査ポイントの測定値を示すディスプレイである。
【図２４】１か月間の警告の概要を示すディスプレイである。
【図２５】手作業による調査を利用した場合の測定値の入力を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（発明の詳細な説明）
図１は、限定はされないがスチールのような鉄合金（ａｎ  ｉｒｏｎ  ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ）製パイプライン１０の一セクションの腐食を減少させて防止する（ｅｌｉｍｉｎａｔｅ）ために使われるカソード防食の第１のタイプを示している。パイプライン１０の一セクションが地面１２内に埋設されると、より多くの負の電荷をもつ物質（アノード）の表面から電子が出て行き電解質を通ってより多くの正の電荷をもつ物質（カソード）に流れる。地中に埋設されたガス輸送又は供給パイプラインを形成する鉄（又はスチールのような鉄合金）の場合、この鉄は土壌より多くの負の電荷をもつため、電子がパイプラインから土壌に流れ、酸素をパイプラインの表面に結合させ、その結果腐食を引き起こす。
【００２３】
図１は、流電陽極防食（ｇａｌｖａｎｉｃ  ｃａｔｈｏｄｉｃ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）と称されるカソード防食の第１のタイプを示している。図１に示された実施の形態では、流電防食方式１４は、導線１８を介してそれぞれパイプライン１０の一部に接続された１対のマグネシウムのアノード１６を備えている。この導線１８は、負の電荷をもつマグネシウム又は亜鉛のアノード１６からパイプライン１０の外面２０に電子を流すためのルート（ｃｏｎｄｕｉｔ）を提供している。パイプライン１０はアノード１６より多くの正の電荷をもっているので、カソードとして機能している。パイプライン１０のスチールの分極（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）により、土壌から正のイオンを引き付けて、これにより、スチールの腐食を止めている。確実に腐食が起こらないように監視すべき重要な指標は、パイプライン１０の表面の電位である。図１に示す実施の形態では、電位検出器２２が導線２４を介してパイプの表面に接続され、パイプラインの検査ポイントの役割をしている。この電位検出器２２を介してパイプ表面の電位を監視することにより、ユーティリティはアノード１６が消耗し保護機能がなくならないようにしている。
【００２４】
図１に示されたシステムの一実施形態では、アノードとカソードの接続によって電子が流れ、鉄製パイプラインが分極し、パイプラインの電位が２つの物質の自然なガルバニック電位（ｎａｔｕｒａｌ  ｇａｌｖａｎｉｃ  ｖｏｌｔａｇｅ）の中間点あたりに変化する。一例では、マグネシウムの自然なガルバニック電位は−２．３ボルト、一方、鉄の自然なイオン電位（ｎａｔｕｒａｌ  ｉｏｎ  ｖｏｌｔａｇｅ）は０．４４ボルトである。これらの２つの電位の平均は約−０．９５ボルトである。この分野の専門家は、−０．８５ボルト以下の負の電荷をもつカソードが腐食を効果的に防ぐと理解されていると判断してきた。そこで、パイプの電位を電位検出器２２を使ってパイプラインに沿った多数の個所で検査し、パイプライン１０の表面が少なくとも−０．８５ボルトでパイプラインが腐食していないことを確認している。
【００２５】
電位検出器２２によって示されているような検査ポイントは、パイプライン１０に沿って地理的に間隔を設けた位置に配置されている。ユーティリティパイプラインシステムのなかには、少なくとも年１回、手動で調べなくてはならない検査ポイントが１０万個所を超えて地理的に分散しているであろうところもある。
【００２６】
図２は、第２のタイプのカソード防食システムを示し、このシステムは外部電源防食システムと称されることになり、図２では参照番号２６で示されている。外部電源防食システム２６では、整流器２８が、パイプライン１０と、一連の連結されたアノード３０との間に配置されている。整流器２８は、ユーティリティ電源３２に接続され、電子をガスパイプライン１０に流してスチールの腐食を止める。このシステムでは、ＡＣ電源方式の整流器２８がＡＣ電圧をＤＣに変換する。整流器２８は典型的には、最大で、１０乃至５０アンペア、５０ボルトのＤＣ出力を備えている。多くのガスユーティリティは安全性を考慮して、印加電流が４０アンペアを超えないように制限している。
【００２７】
正のＤＣ出力端子３４は、一連のケーブル３６で地中に埋設されたアノード３０のアレイ３８に接続されている。アノード３０は、典型的にはプラチナ、グラファイト、高ケイ素鉄又はその他の非活性の金属又は化合物である。別のケーブル４０が整流器の負の端子に接続され、パイプライン１０の外表面２０に延びている。電子は負から正に流れるので、整流器の回路は電子をアノードストリップ３８から整流器２８の回路を通ってパイプライン１０まで流すこととなる。システム２６が設置されるとき、整流器２８からの防食電圧出力は最適なレベルに調節され、参照のため記録される。
【００２８】
整流器２８も又、アメリカ合衆国運輸省のガイドラインに沿うもので、２か月に１回の頻度で検査しなければならない。
【００２９】
整流器２８に加えて、それぞれ電位検出器２２を含む多数の検査ポイントも又、パイプラインの長さに沿って整流器２８近くに配置される。図１の実施の形態の場合と同じように、検査ポイントでの電位の大きさは少なくとも年に１回監視され記録される必要がある。
【００３０】
図３は、本発明に従って構成されたカソード防食システム４２を示している。カソード防食システム４２は、地理的に分散する複数の検査ポイント４４を、やはりそれぞれが地理的に分散する複数の整流器２８とともに備えている。図３に示されている実施の形態では、検査ポイント４４それぞれはパイプライン１０と防食システム（ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）とを電気的に接続するターミナルブロック４６を備えている。そして、このターミナルブロック４６はアンテナ５０を介して情報を送信するバッテリー駆動式内蔵トランスミッタを備えた検査ポイントモニタ４８に接続されている。それぞれの検査ポイントモニタ４８から送信される情報は、異なる様々なタイプの通信プロトコル、例えば、限定はされないがＳｅｎｓｕｓ  Ｍｅｔｅｒｉｎｇで使用できるＦｌｅｘＮｅｔ（登録商標）通信プロトコルを使って通信することができる。検査ポイントモニタ４８は情報の送受信両方を行うことができ、パイプライン１０の一セクションに関する情報を記録し、この情報を自動的に通信することができる。
【００３１】
現在、パイプライン１０の表面の電位を測定するための多数の異なるタイプの物理的構成及びターミナルブロック４６が存在している。例を挙げると、ターミナルブロック４６は、２線式検査ポイント、３線式検査ポイント、４線式検査ポイント、クリティカルボンド検査ポイント、ケーシング検査ポイント又は電流低下検査ポイントとともに使用できる。これらの異なるターミナルブロックはパイプライン１０の表面の電位を取得する異なる構成を使用している。
【００３２】
検査ポイントモニタ４８は、異なるタイプのターミナルブロック４６それぞれと相互に作用するよう構成することができる内部ファームウェアを有するコントロールユニットを備えている。検査ポイント４４に検査ポイントモニタ４８をそれぞれ設定するとき、検査ポイントモニタ４８内に格納された内部ファームウェアは、ターミナルブロック４６のタイプに対応するように構成される。このファームウェアへの指示に基づいて、検査ポイントモニタ４８は、パイプライン１０の表面に生じる電位を計算し、この電位がその後アンテナ５０及び通信プロトコルを使って送信される。
【００３３】
図３にさらに示されているように、整流器２８はアンテナ５０を備えた整流器コントローラ４９に接続されている。こうして、整流器２８は、整流器２８の作動状況に関連する情報の送受信の両方を行うことができる。
【００３４】
この整流器２８に接続された整流器コントローラ４９も又、ユーティリティ電源３２に接続された整流器２８に内蔵された内部回路の作動を整流器コントローラ４９が制御できるようにするファームウェアを有するコントロールユニットを備えている。具体的な例として、ファームウェアは整流器コントローラ４９で受信した通信信号に基づいて、必要な間隔で、パイプラインの表面への防食電圧の印加を断つことができる。アンテナ５０を介して整流器コントローラ４９によって受信された通信制御信号を使い、整流器コントローラ４９のコントロールユニットによってその他様々な作動手順が実行される。
【００３５】
図３に示されているように、カソード防食システム４２は、複数の分散した検査ポイントモニタ４８及び整流器コントローラ４９に無線で通信できる基地局５２を含んでいる。最大数の検査ポイントモニタ４８及び整流器コントローラ４９と通信できるロケーションに基地局５２を配置できる。単一の基地局５２で検査ポイントモニタ４８と整流器コントローラ４９のすべてと通信できないような広範囲に検査ポイントモニタ４８及び整流器コントローラ４９が地理的に分散している場合には多数の基地局５２を利用できる。上記のように、ＦｌｅｘＮｅｔ通信プロトコルによって基地局５２と分散した複数の検査ポイントモニタ４８及び整流器コントローラ４９との間の通信が可能である。
【００３６】
そして、基地局５２は、１台以上のバックエンドサーバ５４と、有線又は無線通信技術のいずれかを使って通信する。バックエンドサーバ５４は、複数の検査ポイントモニタ４８及び整流器コントローラ４９から受信した情報を処理する。このバックエンドサーバ５４は、検査ポイントモニタ４８及び整流器コントローラ４９から受信した情報を蓄積するデータベースを有し、例えばディスプレイスクリーン５８に表示することにより、ソリューションマネジメントアプリケーション５６を使ってオペレータに情報を示すことができる。このソリューションマネジメントアプリケーション５６によって、以下にさらに詳細に説明するように、一人以上のオペレータが、バックエンドサーバ５４によって集められた情報を見ること、そして、検査ポイントモニタ４８及び整流器コントローラ４９を介して個々の検査ポイント４４及び整流器２８にコマンドを送出することができるようになる。このソリューションマネジメントアプリケーション５６によって、サービスマンがそれぞれの検査ポイント４４及び整流器２８で情報を手作業で読み取る必要なしに、データを収集、表示でき、システムの問題を特定して解決するための分析を提供できるソフトウェアアプリケーションを構成する。
【００３７】
図４Ａは、検査ポイント４４それぞれと基地局５４の間の通信に使用される検査ポイントモニタ４８の一実施の形態を模式的に示している。図４Ｂは、整流器２８と基地局５４の間の通信に使われる整流器コントローラ４９の一実施の形態を示している。
【００３８】
検査ポイントモニタ４８及び整流器コントローラ４９はそれぞれ、関連する装置の作動を制御するコントロールユニット６０を備えている。このコントロールユニット６０は、検査ポイントモニタ４８が検査ポイントの１つで使用されるとき、この検査ポイントモニタ４８の設定（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を制御する内部ファームウェアを有している。このコントロールユニット６０は、対応する整流器コントローラを介して整流器の作動を制御する。コントロールユニット６０は、検査ポイントモニタ４８又は整流器コントローラ４９に内蔵されたコンポーネントのすべてに給電するバッテリー６１に接続されている。このバッテリー６１は、簡単に交換でき、バッテリー６１が放電しきい値に達し始めたときにコントロールユニット６０に指示を出すことを理解されたい。このしきい値に達すると、コントロールユニット６０は、サービス技術者によってバッテリー６１の交換が必要ということを知らせる信号を送る。
【００３９】
整流器コントローラ４９がユーティリティ電源に接続された整流器を監視するロケーションで設けられると、ユーティリティ電源が整流器コントローラ４９の内部コンポーネントに電力を供給するために使われるので、バッテリー６１は無くすことができる。ユーティリティ電源が使用できない他の実施の形態及びアプリケーションでは、バッテリー６１によって検査ポイントモニタ４８又は整流器コントローラ４９のいずれかの内部コンポーネントに電力を供給することになる。
【００４０】
コントロールユニット６０は、アンテナ５０から情報の送信、受信の両方ができるトランシーバ６２に接続されている。コントロールユニット６０は、情報の記憶と、ユーザ入力装置６６から装置に入力され記憶されている作動パラメータの読み出しの両方をコントロールユニット６０が行えるようにするメモリ６４に接続されている。コントロールユニット６０は、電位検出器６８からの情報を受信し、また、スイッチング素子７０に接続されている。スイッチング素子７０によってコントロールユニット６０は電流の流れ、すなわち整流器からパイプラインへの防食電圧の印加を遮断できるが、以下にその方法を詳細に説明する。
【００４１】
検査ポイントモニタ４８を最初にセットアップする際に、サービス技術者は検査ポイントモニタ４８を、時間単位、１日に１回、又はコマンドの受信時等の選択した間隔でパイプラインに関するシステムの読み取りを行うように構成することができる。さらに、検査ポイントモニタ４８のファームウェアは、利用可能な上記した検査ポイントの異なる物理的構成と相互作用できるように構成することができる。このようにして、ファームウェアは検査ポイントモニタ又は様々な異なるタイプの検査ポイントを構成することができる。コントロールユニット６０はさらにトランシーバ６２からトランシーバ６２からの通信の信号対ノイズ比に関する情報を受信し、対応して作動を調整することができる。
【００４２】
検査ポイントモニタ４８及び整流器コントローラ４９が最初に設定されるとき、設置のＧＰＳ座標が入力装置６６を介してコントロールユニット６０に入力され、メモリ６４に記憶される。あるいは、検査ポイントモニタ４８及び整流器コントローラ４９は、ＧＰＳデバイスを内蔵することができ、この情報を自動的に記録することができる。
【００４３】
この情報に加えて、技術者は又、検査ポイントモニタ４８及び整流器コントローラ４９が使われるシステムの具体的なアプリケーションのタイプについてコントロールユニット６０に情報を入れる。一例では、検査ポイントモニタ４８は流電防食検査ポイント又は外部電源検査ポイントの一部として使用することができる。したがって、コントロールユニット６０がトランシーバ６２を介して信号を送信すると、基地局及び対応するバックエンドサーバは検査ポイントモニタが使われるアプリケーションのタイプを決定することができる。
【００４４】
この情報に加えて、技術者は、整流器２８の構成によっては整流器コントローラ４９に粗微動電圧センサを組み入れることができる。
【００４５】
さらに、検査ポイントで使われる防食方式のタイプを検査ポイントモニタのファームウェアに入力することができる。以下に説明するように、２線式防食、３線式防食、１線式クーポンを備えた２線式防食、クリティカルボンド防食又はケーシング防食等の多数の異なるタイプの防食方式が利用可能である。
【００４６】
トランシーバ６２を介して、コントロールユニット６０は、コントロールユニット６０の構成及び設定を調整できるようにソリューションマネジメントアプリケーションソフトウェアから情報を受信することができる。例えば、コントローラ読み取り指標及び周波数はトランシーバ６２によって受信される自動信号によって調整することができる。
【００４７】
本発明の一実施形態では、図４Ｂに示された整流器コントローラ４９は、単相及び三相入力ＡＣ電圧、５０ボルトまでのＤＣ電圧、５０アンペアまでのＤＣ電流の測定及び記録の両方を行う電位検出器６８を有している。
【００４８】
図５は、ユーティリティによって使用される流電防食構成の一形式を示している。図５に示された実施の形態では、検査ポイントモニタ４８は、２線式流電防食システムに接続されている検査ステーションターミナルブロック４６に接続されて示されている。この実施の形態では、ケーブル７２はアノード１６からパイプライン１０に直接接続されている。この場合、電荷は常にパイプライン１０に存在している。図示のように構成すると、検査ステーションターミナルブロック４６に２線が、すなわちカソードからの第１の導線７４及び参照半電池７８からの第２の導線７６が提供される。この構成では、唯一の取り出すことができる意味のあるデータは、パイプライン１０と参照半電池７８の電位差となる。検査ポイントモニタ４８の電位検出器６８はこの電位差を検出する。図示の実施の形態では、検査ポイントモニタ４８によって両方の接続を解除し（ｔｅｒｍｉｎａｔｅ）、半電池７８に対するパイプライン１０の電位を測定することができる。
【００４９】
図６は、三線式流電防食装置と称される別の防食構成を示している。この実施の形態では、３本の導線が検査ステーションターミナルブロック４６に示されている。第１の導線７２はアノード１６に直接接続され、第２の導線７４はカソードパイプライン１０に接続され、第３の導線７６は半電池７８に接続されている。検査ポイント４８の内部ファームウェア及びスイッチング素子７０によって、通常の作動状態の間、検査ポイントモニタ４８でアノード１６をカソード（パイプライン）１０に接続することができる。検査処理の間、検査ポイントモニタ４８でスイッチング素子７０を作動させ、電位検出器６８でパイプライン１０と半電池７８との電位差を検出するのに使うことができる。スイッチング素子７０によって検査ポイントモニタ４８は３本のすべての導線を非接続状態にでき、アノードからカソードへの電子の流れを切断することができる。このようにして、検査ポイントモニタ４８によって、アノードと参照半電池の電位差及び防食されていないパイプと参照半電池との電位差の両方を測定することができる。
【００５０】
図７は、単線クーポンを有している２線式流電防食と称されるさらに別の流電防食構成を示している。この実施の形態では、アノード１６は導線７２を介してパイプライン１０に直接接続されている。半電池７８は導線７６を介してターミナルブロック４６に接続されている。
【００５１】
ユーティリティの多くは、連邦の規則が改正され、それによってユーティリティが、外部電源法で現在使用されているインスタント・オフ方式によるテストを用いて標準の流電システムの補強が強制されるかもしれないと懸念するようになった。そうするためには、ユーティリティはパイプのごく近くにパイプライン１０と類似する材料的特性を有するクーポン８０を埋めることになる。このクーポン８０は、アノードによって常に帯電しているパイプに接続されることになる。クーポン８０は、ターミナルブロックに、そして、最終的にスイッチング素子７０まで延びる導線８２を有して示されている。このように接続することにより、クーポン８０を、接続されたシステムと同じ電位にすることができる。
【００５２】
図７に示すように構成されると、クーポン８０への電流の供給は検査ポイントモニタ４８によって切断でき、そうすることによりクーポンと参照半電池７８の間でインスタント・オフ電位を測定することができる。検査ポイントモニタ４８は、スイッチング素子７０を介して３本の導線すべてを非接続状態にでき、クーポン８０とパイプライン１０を切断可能に接続しておくことができる。検査ポイントモニタ４８は、クーポンのパイプへの接続を切断することができ、そして、５０ミリ秒の遅延で、クーポンと参照半電池の間の電位差を測定する。
【００５３】
図８は、クーポン８０を含む２線式外部電源防食方式の概略図を示している。図８に示されている実施の形態では、整流器２８はアノードアレイ３８及びカソードを構成するパイプライン１０の間に配置されている。検査ポイントの一部を構成する検査ポイントモニタ４８はターミナルブロックに接続されている。整流器２８がアノードとパイプライン１０の間に配置されていることを除いて、図８に示されている実施の形態は図７の実施の形態と同様である。
【００５４】
図面には示されていないが、パイプラインがかなり負荷のかかる車道その他の場所の下を通る状況では、ユーティリティは負荷を受けるパイプのエリアを覆う。このような状況では、保護用の覆いは、パイプの他の部分から電気的に絶縁される。時間が経過すると、外側覆いとパイプラインの間でショートを起こす電位をもつように覆いのオリエンテーション（ｔｈｅ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｃａｓｉｎｇ）が負荷によってシフトする可能性がある。このような状況によって、パイプがカソード防食システムによって防食されなくなるという影響が生じることとなる。
【００５５】
ここではターミナルブロックに１本はパイプから、もう１本は接地された覆いから出ている２本の導線が提供される。この２つのソースの間の電位差は、−０．８５０ボルトより低くなくてはならない。このような実施の形態では、スマートゲートウェイによって、こうして外側の保護覆いがショートしているかどうか判断し、ユーティリティに信号を送信して警告することができる。
【００５６】
図３に戻って参照するが、整流器２８それぞれに対応する整流器コントローラ４９は、多数の異なる機能を実行し、そして、整流器２８の作動に関連する複数の異なる種類の測定値を得ることができる。例えば、整流器コントローラ４９で、パイプラインへのＤＣ電流に加えて、ユーティリティ電源３２から整流器２８へのＡＣ入力電圧及び整流器２８からパイプライン１０へのＤＣ出力を測定することができる。
【００５７】
オペレータは、ディスプレイ５８でソリューションマネジメントアプリケーション５６を見ながら、低いＤＣ電流しきい値アラームが検出されたことを示すアラームを受信することができる。低いＤＣ電流しきい値アラームは、パイプライン１０に流れるＤＣ電流の値がしきい値より低いことを示している。オペレータは、このアラーム状況を解決するために、アラーム状態を発生させている整流器２８から問題がある測定値をすべて取得するためのコマンドを発する。この情報に基づいて、オペレータはＤＣ出力電圧及びＤＣ電流出力が０であるのにＡＣ電圧入力が１２０ボルトだと判断できる。このような測定値は、整流器がユーティリティからＡＣ電力を受け取っているが、整流器はパイプラインに必要な電流及び電圧を供給するように適切に作動していないことを示している。こうした例では、技術者は修理チームを派遣して故障した整流器を交換又は修理することができる。
【００５８】
このアラーム状況に加えて、本発明のシステムによってユーティリティは整流器に対してさまざまな異なる検査方法を実行させることができる。このような方法の１つは、ＰＳＰ２と称されるオフテストプロセスである。この方法では、整流器からパイプラインに流れるＤＣ電流が、図４に示されているスイッチング装置を利用して切断される。図９に示されているように、ＤＣ電流の切断はトランジション８４で示される。この切断の後、検査ポイントそれぞれは、電流が切断されてから０．５秒後に生じる電位測定値を収集するために特定の時間（ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｔｉｍｅ）が与えられる。これらの測定が行われた後、パイプセクションで電力が回復するが、これは図９のトランジション８６で示されている。パイプラインへの電流のこの切断の間、システムは検査ポイントそれぞれが図９に示されている０.８５０ボルトである電位限界ライン８８より高い測定値を返すかどうか測定する。この方法で、システムはアノードからカソードに流れる電流の遮断後の、テストポイントそれぞれでのパイプラインの電位を検査することができる。
【００５９】
上記の方法を実行するために、整流器に対応する整流器コントローラ４９及び検査ポイントそれぞれに対応する対応検査ポイントモニタ４８を、時刻同期（ｔｉｍｅ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ）させなくてはならない。本発明の一局面によれば、検査ポイント又は整流器のいずれかに対応する検査ポイントモニタ４８及び整流器コントローラ４９はそれぞれ、共通する時刻同期信号を受信する。この時刻同期信号は、バックエンドサーバ又は共通のＧＰＳクロックのいずれかからの信号と合わせられる（ｔｉｅｄ  ｔｏ）。検査ポイントのための検査ポイントモニタ４８及び整流器のための整流器コントローラ４９は同じネットワークに接続されているので、整流器と検査ポイント間の時刻同期は調整する（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ）ことができる。このような調整は従来技術のシステムでは利用できなかった。
【００６０】
表示する例としては、図３に示すように整流器２８はパイプライン１０に電流を、したがって防食電圧を提供することができる。パイプライン１０は、５マイル等の距離を空けて例えば２０個所といった多数の検査ポイントを備えることができる。図９に示す検査方法を実行するために、整流器コントローラ４９は、パイプラインの表面への電流を、すなわち防食電圧の印加を遮断する。検査ポイントモニタ及び整流器コントローラはそれぞれ互いに同期されているので、それぞれの検査ポイントの検査ポイントモニタは、電流が整流器で遮断されてから０．５秒後に生じる電位測定値を収集するために調整することができる。この電位の大きさは保存され、図３に示すマネジメントアプリケーションソフトウェア５６を使用して分析するためにバックエンドサーバ５４へ中継して送信される。
【００６１】
図１０は、本発明のシステムを使って実行できる別のタイプの検査方法の結果を示している。ユーティリティのスケジュールに従って、オペレータは１００ミリボルト分極化検査を実行する。この検査の間に、検査対象のパイプセクションに対応する整流器すべてに対し、ＤＣ電流が遮断される。遮断後、システムは検査プロセスの対象のパイプセクションに対応する検査ポイントそれぞれからの１時間ごと（ｈｏｕｒｌｙ）の電位測定値を記録する。検査結果を判断するために、アプリケーションソフトウェアは検査直前の最終の「オン」状態での電位の大きさと、検査プロセス中に取得した最終の「オフ」状態での電位の差を計算する。ある検査ポイントのこの差の絶対値が１００ミリボルト以上の場合、この検査ポイントは合格である。そうでなければ、この検査ポイントは不合格である。図１０は、ポイント９０で示すインスタント・オフ後のパイプラインの電位値の減少を示している。図１０に示されているように、電位９２は電位限界ライン８８より下に低下し、整流器が再び作動すると、電圧特性（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）の部分９４によって示されているように限界ラインより再び上になる。
【００６２】
図９及び図１０に示されている検査方法で理解できるように、このシステムアプリケーションソフトウェアは、検査ポイントモニタと整流器コントローラの間の時刻同期に基づいて多数の異なる検査方法を実行することができ、検査ポイント４４それぞれに対応する検査ポイントモニタ及び整流器２８それぞれと対応する整流器コントローラと通信することができる。このアプリケーションソフトウェアと検査ポイントモニタ４８及び整流器コントローラ４９それぞれとの双方向通信によって、オペレータは、定期的に所定の間隔で、あるいはユーザが定めた時点で、整流器及び検査ポイントの機能を検査することができる。
【００６３】
図３を参照して説明したように、カソード防食アプリケーション４２の一部は、バックエンドサーバ５４で作動しディスプレイ５８に表示されるソリューションマネジメントアプリケーション５６である。このソリューションマネジメントアプリケーション５６は、図１１乃至図２５を参照して表示され説明される。
【００６４】
図１１は、ソリューションマネジメントアプリケーションの第１の機能を概略的に示すが、システム全体の調子（ｈｅａｌｔｈ）を監視する機能である。図１１に示されているように、ディスプレイ５８を見ているオペレータ１００は、参照番号１０２、１２２、１３０及び１３９で示されている４つの別々のレベルでシステムの調子を監視することができる。一番上のレベル１０２では、ダッシュボードによってオペレータ１００がユーティリティの供給網全体を見ることができる。ユーティリティ供給網表示スクリーンは図１２でより詳細に示されている。図１２に示されているように、ユーティリティディスプレイスクリーンは、表示エリア１０４に示されている４つの別々の区域（Ｐｏｒｔｌａｎｄ  Ｍｅｔｒｏ、Ｂｅａｖｅｒｔｏｎ、Ｓａｌｅｍ、Ｃｌａｃｋａｍａｓ）に分割される。４つの別個の区域が示されているが、ユーティリティによって、区域の数は４つより多い場合も少ない場合もあり得ることを理解されたい。
【００６５】
表示エリア１０４では、アプリケーションソフトウェアは、オペレータに４つの区域、区域それぞれの地域の数、区域それぞれの所定の時間現在の警告件数のリストを示す。地図エリア１０６は、境界線１０８によって区域それぞれを視覚的に示している。図示された区域それぞれでは、インジケータ１１０によってそのエリアで起こった警告の件数を示している。
【００６６】
図１２に示されているディスプレイで、情報グラフ１１２は、別個の区域１２０それぞれにおける流電陽極法検査ポイント１１４及び外部電源法検査ポイント１１６の数を視覚的に示している。このようにして、オペレータは、それぞれの区域の詳細、区域それぞれにおける警告の件数、及び地図に重ねて表示された区域それぞれの位置を迅速に見ることができる。
【００６７】
この区域の１つをユーザが選ぶと、図１３に示されたディスプレイスクリーンがユーザに表示される。区域レベル表示スクリーン１２２には、別々の地域に分割された区域を視覚的に示す同様の地図エリア１０６が含まれている。この地域は、表示エリア１２４に一覧で、その地域の警告の回数を示すインジケータ１２５とともに示されている。図１３に示されている例では、Ｐｏｒｔｌａｎｄ  ｍｅｔｒｏエリアは８つの地域を含んでいる。情報グラフ１２６は、地域それぞれの流電陽極防食システム１１４及び外部電源法検査ポイント１１６の数を示している。図１３のディスプレイ１２２は、さらに地域それぞれの検査ポイントの詳細を示している。
【００６８】
図１３でカーソル１２８によって示されているようにオペレータが地域４を選択すると、ユーザには図１４の地域表示スクリーン１３０の別の地図が表示される。地域表示１３０には、表示エリア１３２に示されている個々の地区が含まれている。それぞれの地域の地区は、この地区内のそれぞれの数を示す整流器表示欄１３４及び検査ポイント表示欄１３６を含んでいる。警告欄１３８は各地区の警告の件数をオペレータに迅速に示す。図示の例では、Ｒｏｃｋ  Ｃｒｅｅｋが強調された地区１４０に分類されているが、この地区で警告が起きたことを示している。このカーソル１２８は、地図でこのエリアを強調表示し、選択すると、ユーザに図１５に示された地区表示を示すものである。
【００６９】
図１５のように、より詳細なマップ１０６及び特定の地区内の整流器それぞれを示す完全なリスト１４０がオペレータに表示される。この図１５に示された実施の形態では、５つの整流器が示され、ａ乃至ｅの文字が付されている。整流器ａに対して、ＡＣ電圧、ＤＣ電圧及び電流がオペレータに表示される。整流器ａは６つの検査ポイントを有し、そのすべてが表部分１４２に一覧で示されている。検査ポイントの最後の電位の測定値が欄１４４に表示されている。
【００７０】
図１２乃至図１５に示されているドリルダウンメニュー（ｄｒｉｌｌ  ｄｏｗｎ  ｍｅｎｕｓ）及び表示で理解できるように、オペレータは地図のより詳細なエリアを選ぶことにより、どの検査ポイントがアラームを生成しているかを識別することができ、この選択に基づいて、ユーティリティのシステムのどの検査ポイントがアラーム状態を引き起こしているかを識別することができる。
【００７１】
前に述べたように、検査ポイントそれぞれは、それ自体の検査ポイントモニタ４８を介してバックエンドサーバーと双方向で通信することができる。バックエンドサーバ５４はこのデータを蓄積し、オペレータが集中ロケーションからオンデマンドでデータにアクセスすることができる視覚的に理解できる方法でこのデータをオペレータに示す。
【００７２】
システムの調子を監視することに加えて、図１６はオペレータ１００がディスプレイ５８上に表示される警告を管理できることを示している。このプロセスの第１のステップは、オペレータが警告が生成されたかどうかを確認し、警告の背景にある根拠に基づいて、ステップ１５０で示されているように警告を解除するか、あるいは、ステップ１５２によって示されている作業の指示を生成する。
【００７３】
図１７は、ユーティリティネットワーク全体に起こっている警告の全てを表示している警告表示スクリーン１５４を示している。警告はそれぞれ、可視表示１５８に加えてテキストによる識別１５６によって示される。可視表示１５８は色分けされ、警告が新しいか、古いか及びフォローアップが必要か、解除されたかを示している。ディスプレイ１５４のそれぞれの行は、どのパイプラインの部分で警告が生じているかという警告の場所、どの種類の装置が警告を生成しているか、装置が行っている防食法の種類を示している。欄１６０は警告を生成している装置での最終の測定値を示している。アクションボタン１６２によって、オペレータは警告に基づいて選択できる一連の機能が与えられている。
【００７４】
ユーザが図１７に示されている最初の警告を選択すると、図１８に示されているディスプレイスクリーン１６４へ移動する。このディスプレイスクリーンでは、アプリケーションソフトウェアはアラームが出た時刻に加えてアラーム１６６の種類もユーザに示す。このアラームを引き起こした測定値１６８がオペレータに示される。サマリライン１７０によってオペレータは直ちに、アラームの種類、装置によって提供されている防食法の種類、さらにネットワークアドレス及び装置の設置日を判断することができる。サマリライン１７０には又、検査ポイントが検査される頻度も示されている。図示の実施の形態では、検査ポイントは２４時間ごとに検査される。アクションボタン１７２によってユーザは図示のいくつかの機能を開始できる。
【００７５】
図１９は、図１８に示されたものと同じ検査ポイントを、エリア１７４に示されたグラフに検査ポイントの電位のチャートを表示することにより示している。グラフ説明図によってオペレータは長時間にわたって記録された値の変化を直ちに再検討することができる。
【００７６】
図１８に戻って参照すると、オペレータが修理を依頼する（ｓｅｒｖｉｃｅ  ｏｒｄｅｒ）必要があると判断すると、オペレータはただちに、図１８に示されているディスプレイスクリーンから直接に修理依頼を出すことができる。アラームが既知の修理依頼の電話やその他の方法に基づいて出される場合、オペレータは図１８に示されたアクションアイテムの１つを利用してアラームを簡単に解除することができる。
【００７７】
アプリケーションソフトウェアの警告の個所で説明した機能に加えて、本発明のカソード防食ソフトウェアアプリケーションは又、整流器及びカソード防食検査ポイントの調査を開始することにより修理のために利用することができる。図２０に示されているように、オペレータ１００はディスプレイ５８によって調査を開始することができる。開始すると、基地局５２から、それぞれ検査ポイントモニタ４８又は整流器コントローラ４９の１つを含む整流器２８及び検査ポイント４４それぞれに調査要請が中継される。検査ポイントモニタ４８及び整流器コントローラ４９それぞれによって記録される情報は、基地局５２に返され、バックエンドサーバによって要約され、ディスプレイ５８でオペレータ１００に示される。
【００７８】
図２１は、選択ボックス１８０に示されたＰＳＰオフプロセスをオペレータが開始できることを示している。調査がいったん開始されたら、検査ポイントそれぞれが調査機能を実行し、バックエンドサーバに測定された値を返す。バックエンドサーバは、次に、図２２に示されたリスト１８２で調査の結果を示す。このようにして、オペレータは整流器それぞれの調査を実行することができる。図２２に示されている表示１８２で、ドア不正開放アラーム１８４を含む整流器がオペレータに対して表示される。
【００７９】
図２３は、ＤＣ電圧アラーム１８８を備えた、検査ポイントそれぞれの表示１８６を示している。結果が最新のものから順に分類され、オペレータが警告に基づいて迅速に決断して行動できるようにわかりやすくオペレータに表示される。
【００８０】
図２４は、所定の時間内に受け取った警告の件数をオペレータが迅速に判断することができる分析結果の表示１９０を示している。図に示された実施の形態では、１か月間の警告が示されている。グラフ表示１９２は、日々の表示であり、円グラフ表示１９４は、この同じ１か月の間に発生した警告の種類を示している。この分析の表示が示しているように、オペレータは発生した警告の件数及び発生した警告の種類を迅速に評価し、個々に検査ポイント及び整流器それぞれを引いてくる必要なしに、ターミナルに居ながらにして様々なレポートを作成することができる。
【００８１】
装置それぞれに自動的にポーリングすることに加えて、熟練したサービスマンがステップ２０８で示されているように実地調査を行うことができる。実地調査の結果に基づいて、技術者はディスプレイ５８に対してバックエンドサーバに手作業で結果を取り入れることができる。
【００８２】
この明細書は、本発明を開示するために、また、当業者が本発明を実施及び使用できるように、最良の形態を含んだ例を挙げている。特許可能な発明の範囲は特許請求の範囲によって定義されているが、当業者が思いつく他の例も含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違しない構造上の要素を有していれば、あるいは、特許請求の範囲の文言と実質的に相違しない均等な構造上の要素を含んでいれば、特許請求の範囲内であると考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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