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技術 電気抵抗式腐食センサ

出願人 日本製鉄株式会社
発明者 今福健一郎加藤祐介
出願日 2015年10月22日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2015-208095
公開日 2017年4月27日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2017-078700
状態 未査定
技術分野 耐候試験、機械的方法による材料調査 電気的手段による材料の調査、分析
主要キーワード 金属材料部分 振れ止 同一諸元 係止ブロック 腐食面 張力方向 張力バランス 塑性領域
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題

検出感度が高く、かつ構造が簡素で、取り扱いも容易にできる電気抵抗式腐食センサを提供すること。

解決手段

第1端部11と第2端部12との間に腐食面を有する被検体10と、第1端部11と第2端部12との間の電気抵抗を検出する電気抵抗検出器20と、を有する電気抵抗式腐食センサ1であって、第1端部11と第2端部12とを互いに離れる方向に付勢して被検体10に張力を付与する張力付与機構60を備えている。

概要

背景

構造物金属材料部分腐食環境中に曝される場合、当該金属材料腐食の進行を監視したいという要求がある。
このような要求に対して、監視対象と同じ金属製の被検体を、監視対象がおかれる同じ腐食環境中に配置し、被検体の表面(腐食環境により腐食される被腐食面)の腐食状態を経時的に測定することで、代替的に監視対象の腐食状態を推定することがなされている。

このような腐食測定を行う装置として、被検体の電気抵抗を検出する電気抵抗式腐食センサが知られている(特許文献1参照)。
特許文献1の腐食量測定センサでは、腐食の進行により電気抵抗値が増加する金属導電部材を有する腐食センサエレメントを設け、腐食センサエレメントの電気抵抗値を電気抵抗測定回路で測定することで、金属導電部材の腐食状態を測定することができる。
さらに、腐食センサエレメントを複数配置し、それぞれの断面積が異なるように設定することで、腐食が進行して細いものから順次断線しても、太さが異なる複数のエレメントが順次利用できるので、腐食測定に利用できる期間を延長することができる。

概要

検出感度が高く、かつ構造が簡素で、取り扱いも容易にできる電気抵抗式腐食センサを提供すること。第1端部11と第2端部12との間に腐食面を有する被検体10と、第1端部11と第2端部12との間の電気抵抗を検出する電気抵抗検出器20と、を有する電気抵抗式腐食センサ1であって、第1端部11と第2端部12とを互いに離れる方向に付勢して被検体10に張力を付与する張力付与機構60を備えている。

目的

本発明の目的は、検出感度が高くかつ構造が簡素で取り扱いも容易にできる電気抵抗式腐食センサを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

第1端部と第2端部との間に腐食面を有する被検体と、前記第1端部と前記第2端部との間の電気抵抗を検出する電気抵抗検出器と、を有する電気抵抗式腐食センサであって、前記第1端部と前記第2端部とを互いに離れる方向に付勢して前記被検体に張力を付与する張力付与機構を有することを特徴とする電気抵抗式腐食センサ。

請求項2

請求項1に記載された電気抵抗式腐食センサにおいて、前記張力付与機構から前記被検体に付与される張力が、前記被検体が塑性領域に至る応力を生じさせる張力であることを特徴とする電気抵抗式腐食センサ。

請求項3

請求項1または請求項2に記載された電気抵抗式腐食センサにおいて、前記被検体の前記第1端部が係止される第1部材と、前記被検体の前記第2端部が係止される第2部材と、前記第1部材と前記第2部材とを所定間隔で連結する連結部材と、を有し、前記張力付与機構は、前記連結部材と前記第1部材との連結位置、前記連結部材と前記第2部材との連結位置、前記被検体と前記第1部材との係止位置、前記被検体と前記第2部材との係止位置のうち、少なくともいずれか一つを調整可能な調整機構であることを特徴とする電気抵抗式腐食センサ。

請求項4

請求項3に記載された電気抵抗式腐食センサにおいて、前記調整機構は、前記連結部材の少なくとも一方の端部に形成されたねじ軸と、前記ねじ軸に螺合されかつ前記第1部材および前記第2部材のいずれかに係合されたナットと、を有することを特徴とする電気抵抗式腐食センサ。

請求項5

請求項3に記載された電気抵抗式腐食センサにおいて、前記調整機構は、前記被検体が係止されるナットと、前記被検体に対して前記第1部材または前記第2部材の反対側から挿通されかつ先端が前記ナットに螺合されたボルトと、を有することを特徴とする電気抵抗式腐食センサ。

請求項6

請求項1または請求項2に記載された電気抵抗式腐食センサにおいて、前記被検体の前記第1端部が係止される第1部材と、前記被検体の前記第2端部に接続された接続部材と、を有し、前記張力付与機構は、前記接続部材に吊り下げられた錘部材を有することを特徴とする電気抵抗式腐食センサ。

請求項7

請求項3から請求項5のいずれか一項に記載された電気抵抗式腐食センサにおいて、複数の前記被検体が、前記連結部材を中心に対称に配置されていることを特徴とする電気抵抗式腐食センサ。

請求項8

請求項1から請求項7のいずれか一項に記載された電気抵抗式腐食センサにおいて、複数の前記被検体が、順次直列接続されていることを特徴とする電気抵抗式腐食センサ。

技術分野

0001

本発明は、電気抵抗式腐食センサに関し、腐食環境中に曝される金属材料腐食の進行を測定する腐食センサに関する。

背景技術

0002

構造物金属材料部分が腐食環境中に曝される場合、当該金属材料の腐食の進行を監視したいという要求がある。
このような要求に対して、監視対象と同じ金属製の被検体を、監視対象がおかれる同じ腐食環境中に配置し、被検体の表面(腐食環境により腐食される被腐食面)の腐食状態を経時的に測定することで、代替的に監視対象の腐食状態を推定することがなされている。

0003

このような腐食測定を行う装置として、被検体の電気抵抗を検出する電気抵抗式腐食センサが知られている(特許文献1参照)。
特許文献1の腐食量測定センサでは、腐食の進行により電気抵抗値が増加する金属導電部材を有する腐食センサエレメントを設け、腐食センサエレメントの電気抵抗値を電気抵抗測定回路で測定することで、金属導電部材の腐食状態を測定することができる。
さらに、腐食センサエレメントを複数配置し、それぞれの断面積が異なるように設定することで、腐食が進行して細いものから順次断線しても、太さが異なる複数のエレメントが順次利用できるので、腐食測定に利用できる期間を延長することができる。

先行技術

0004

特許第4895886号明細書

発明が解決しようとする課題

0005

前述した特許文献1では、被検体の腐食に伴う電気抵抗の変化を利用して、腐食の状況を測定している。
一般に、部材の電気抵抗は、長さL、断面積S、電気抵抗率ρとして、R=ρL/Sで表される。ここで、腐食により被検体の表面が浸食され、断面積Sが減少すると、電気抵抗Rが増加する。従って、腐食環境におかれた被検体に対し、電気抵抗Rの増加を検出することで、腐食の進行を検出することができる。

0006

ここで、電気抵抗Rの変化を確実に検出するためには、元の断面積Sに対して腐食による断面積の減少量dSが十分に大きいことが望ましい。そこで、同じ減少量dSに対して変化率を高めるために、元の断面積Sを小さくすることが考えられる。
しかし、元の断面積Sが小さいと、被検体として長期間の腐食環境に耐えられない。
これに対し、特許文献1では、断面積が異なる複数の被検体を順次利用することで、全体としての腐食期間を拡張している。ただし、複数の被検体が必要であり、各々に対する信号線の接続など、腐食センサとしての構造の複雑化や、測定手順の煩雑化が避けられない。

0007

一方、電気抵抗Rの変化を確実に検出するために、被検体の長さLを大きくすることが考えられる。しかし、被検体の長さLが大きくなると、腐食センサとして大型化し、取り扱いも煩雑化するといった不都合が避けられない。

0008

本発明の目的は、検出感度が高くかつ構造が簡素で取り扱いも容易にできる電気抵抗式腐食センサを提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

本発明の電気抵抗式腐食センサは、第1端部と第2端部との間に腐食面を有する被検体と、前記第1端部と前記第2端部との間の電気抵抗を検出する電気抵抗検出器と、を有する電気抵抗式腐食センサであって、前記第1端部と前記第2端部とを互いに離れる方向に付勢して前記被検体に張力を付与する張力付与機構を有することを特徴とする。

0010

このような本発明では、被検体の腐食面が腐食されることで、被検体の断面積が減少する。これに伴い、被検体の第1端部と第2端部との間の電気抵抗が増加し、この電気抵抗の変化を電気抵抗検出器で検出することで、被検体の腐食測定を行うことができる。
ここで、本発明においては、張力付与機構により被検体に張力が付与されている。このため、前述した腐食による被検体の断面積の減少に伴って、張力に沿った方向(断面積を与える断面と交差する方向)の応力(=張力/断面積)が増加する。このような応力の増加により、張力に沿った方向の歪みが増加し、被検体の断面積は更に減少する。
その結果、断面積の更なる減少により電気抵抗が更に増加するとともに、張力方向の歪みにより、被検体の第1端部と第2端部との間の長さが増加し、この長さの増加分、電気抵抗が増加する。

0011

このように、本発明においては、被検体に張力を付与することで、断面積の減少を増進させ、かつ長さを増加させて電気抵抗の変化を顕著なものにでき、これらにより検出感度を高めることができる。
このような検出感度の向上は、張力付与機構により被検体に張力を付与するという簡単な構成で実現することができ、取り扱いも容易である。
従って、本発明によれば、検出感度が高くかつ構造が簡素で取り扱いも容易にできる電気抵抗式腐食センサを提供することができる。

0012

本発明の電気抵抗式腐食センサにおいて、前記張力付与機構から前記被検体に付与される張力が、前記被検体が塑性領域に至る応力を生じさせる張力であることが望ましい。

0013

このような本発明では、被検体に塑性領域に至る応力を付与しておくことで、腐食により断面積が減少して応力が増加した場合に、弾性領域にある場合よりも、被検体の歪みおよび長さの伸びを大きくできる。その結果、腐食の進行に伴う電気抵抗の変化を一層顕著にでき、検出感度を高めることができる。

0014

本発明において、塑性領域とは、応力による歪みが被検体の材料の弾性限度を超えた領域をいう。例えば鋼材など、被検体の材料が明瞭な降伏点を有する場合、降伏点を超える応力を付与することで、被検体を塑性領域まで歪ませた状態とすることができる。一方、被検体の材料が明瞭な降伏点を示さず、弾性領域と塑性領域とが明瞭に区別できない場合、日本工業規格「JISG0202」に規定される「耐力」(例えば0.2%耐力)を利用することができる。
本発明において、被検体が塑性領域に至った状態とは、被検体の歪みが材料の降伏点あるいは耐力に達した状態あるいは超えた状態に限らず、これらに近い値、例えば被検体の歪みが材料の降伏点あるいは耐力の95%まで達した状態も含む。

0015

本発明において、被検体が塑性領域に至った状態とする際には、被検体に歪みセンサを設置し、実際に被検体に張力を加えた状態で、被検体の歪みを読み取って塑性領域に達していることを確認する手順が利用できる。
また、予め被検体が塑性領域に至った状態での張力あるいは歪みを実験計測しておき、同一諸元の別の被検体に張力を加える際に、加えた張力の値や歪みを監視する手順を採用してもよい。

0016

本発明の電気抵抗式腐食センサにおいて、前記被検体の前記第1端部が係止される第1部材と、前記被検体の前記第2端部が係止される第2部材と、前記第1部材と前記第2部材とを所定間隔で連結する連結部材と、を有し、前記張力付与機構は、前記連結部材と前記第1部材との連結位置、前記連結部材と前記第2部材との連結位置、前記被検体と前記第1部材との係止位置、前記被検体と前記第2部材との係止位置のうち、少なくともいずれか一つを調整可能な調整機構であることが望ましい。

0017

このような本発明では、第1部材、第2部材および連結部材からなる簡単な構造により、被検体の第1端部および第2端部を支持することができる。さらに、連結部材と第1部材または第2部材との連結位置、または被検体の第1部材または第2部材に対する係止位置を調整する調整機構により、第1端部と第2端部とが互いに離れる方向に被検体を付勢することができ、これにより被検体に張力を付与する張力付与機構を簡単に実現することができる。

0018

本発明の電気抵抗式腐食センサにおいて、前記調整機構は、前記連結部材の少なくとも一方の端部に形成されたねじ軸と、前記ねじ軸に螺合されかつ前記第1部材および前記第2部材のいずれかに係合されたナットと、を有することが望ましい。
このような本発明では、第1部材および第2部材のいずれかと連結部材であるねじ軸との係合位置をナットで簡単に調整することができ、これにより張力付与機構を簡単に実現することができる。

0019

本発明の電気抵抗式腐食センサにおいて、前記調整機構は、前記被検体が係止されるナットと、前記被検体に対して前記第1部材または前記第2部材の反対側から挿通されかつ先端が前記ナットに螺合されたボルトと、を有することが望ましい。
このような本発明では、第1部材または第2部材に対する被検体の係止位置をボルトで簡単に調整することができ、これにより張力付与機構を簡単に実現することができる。

0020

本発明の電気抵抗式腐食センサにおいて、前記被検体の前記第1端部が係止される第1部材と、前記被検体の前記第2端部に接続された接続部材と、を有し、前記張力付与機構は、前記接続部材に吊り下げられた錘部材を有することが望ましい。
本発明において、被検体の第1端部を上向き、第2端部を下向きに配置し、接続部材になどの吊下部材を介して錘部材を吊り下げる配置が利用できる。また、被検体を水平に配置し、接続部材に接続した紐状の吊下部材を水平に引き出したうえ、プーリ等を介して下向きに方向変更し、下向きの端部に錘部材を吊り下げる構成とすることもできる。

0021

このような本発明では、第1部材、接続部材および錘部材からなる簡単な構造により、第1端部と第2端部とが互いに離れる方向に被検体を付勢することができ、これにより被検体に張力を付与する張力付与機構を簡単に実現することができる。
さらに、この構成では、重力を利用して張力を付与するため、腐食により被検体が伸びた場合でも一定の張力を維持することができ、検出感度を高めることができる。

0022

本発明の電気抵抗式腐食センサにおいて、複数の前記被検体が、前記連結部材を中心に対称に配置されていることが望ましい。
このような本発明では、複数の被検体の腐食試験を同時に実施することができる。そして、複数の被検体が連結部材に対して対称に配置されることで、各被検体の張力バランスを調整することも容易である。

0023

本発明の電気抵抗式腐食センサにおいて、複数の前記被検体が、順次直列接続されていることが望ましい。
このような本発明では、複数の被検体を直列接続することにより、電気抵抗の変化を累積し、検出感度を高めることができる。

発明の効果

0024

本発明によれば、検出感度が高くかつ構造が簡素で取り扱いも容易にできる電気抵抗式腐食センサを提供することができる。

図面の簡単な説明

0025

本発明の第1実施形態の電気抵抗式腐食センサを示す側面図。
前記第1実施形態の電気抵抗式腐食センサを示す平面図。
前記第1実施形態の被検体における応力を示すグラフ
本発明の第2実施形態の電気抵抗式腐食センサを示す側面図。
前記第2実施形態の電気抵抗式腐食センサを示す平面図。
本発明の第3実施形態の電気抵抗式腐食センサを示す側面図。
前記第3実施形態の電気抵抗式腐食センサを示す平面図。
前記第4実施形態の電気抵抗式腐食センサを示す側面図。
前記第5実施形態の電気抵抗式腐食センサを示す側面図。
前記第6実施形態の電気抵抗式腐食センサを示す側面図。
前記第7実施形態の電気抵抗式腐食センサを示す側面図。

実施例

0026

以下、本発明の具体的な実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
図1および図2には、本発明の第1実施形態としての電気抵抗式腐食センサ1が示されている。
電気抵抗式腐食センサ1は、被検体10の腐食に伴う電気抵抗の変化を検出することで、腐食の進行を測定するものであり、被検体10の電気抵抗を測定するための電気抵抗検出器20を有するとともに、被検体10を保持するためのフレーム30を有する。

0027

被検体10は、鋼材等の腐食試験対象材料で形成され、第1端部11と第2端部12とを有する帯状に形成され、片側の表面の第1端部11と第2端部12との間が腐食面13とされている。なお、被検体10の腐食面13とは反対側の表面は、塗装あるいは防食処理されている。
本実施形態においては、このような被検体10を2本一対として腐食測定を行う。

0028

電気抵抗検出器20は、被検体10に接続され、その第1端部11と第2端部12との間の電気抵抗を検出するものである。
電気抵抗検出器20は、一対のケーブル21を介して、一対の被検体10のそれぞれ第1端部11に接続されている。一対の被検体10は、各々の第2端部12どうしをケーブル22で接続されている。
従って、一対の被検体10は、互いに直列に接続されたうえ、電気抵抗検出器20に接続されている。

0029

フレーム30は、互いに所定間隔をあけて対向配置された第1部材31および第2部材32を有し、さらに各々の中心部を連結する連結部材40を備えている。
フレーム30には、一対の被検体10が保持され、各々は第1部材31と第2部材32との間に掛け渡されている。
これらの被検体10の第1端部11は、第1部材31の側面に係止されている。また、被検体10の第2端部12は、第2部材32の側面に係止されている。
一対の被検体10は、連結部材40を挟んで反対側に配置され、連結部材40を中心に対称に配置されている。

0030

本実施形態において、第1部材31および第2部材32は、それぞれ電気絶縁性の材料で形成された板材である。
ただし、第1部材31および第2部材32と被検体10との接触部分に絶縁材料を介在させれば、第1部材31および第2部材32が絶縁性材料である必要はない。

0031

連結部材40は、端部がねじ軸41,42とされ、それぞれにはナット51,52が螺合されている。
連結部材40は、ねじ軸41,42をそれぞれ第1部材31および第2部材32の中心孔に挿通され、ナット51,52が第1部材31および第2部材32に当接されている。

0032

連結部材40においては、ナット51,52を回転させて、ねじ軸41,42における軸方向位置を調整することで、連結部材40と第1部材31および第2部材32との位置関係を調整することができる。
これらのねじ軸41,42およびナット51,52により、連結部材40と第1部材31および第2部材32との連結位置を調整する調整機構50が構成されている。

0033

調整機構50により、第1部材31と第2部材32との間隔を増大させることで、被検体10を第1端部11と第2端部12とが互いに離れる方向に付勢することができる。これにより、被検体10に張力を付与することができる。
これらの第1部材31、第2部材32、連結部材40、調整機構50により、被検体10に張力を付与する張力付与機構60が構成されている。
本実施形態においては、張力付与機構60により被検体10に付与される張力は、被検体10が塑性領域に達する応力を生じる張力となるように設定されている。

0034

なお、上述した電気抵抗式腐食センサ1の各部は、検査対象である被検体10の腐食面13以外は、被検体10の止めねじを含めて、全て塗装などで防食されている。これにより、腐食による変化は腐食面13にのみ表れ、その変化のみが電気抵抗として検出されるようになっている。

0035

以上のような本実施形態においては、以下に示す効果が得られる。
本実施形態においては、被検体10の腐食面が腐食されることで、被検体10の断面積が減少する。これに伴い、被検体10の第1端部11と第2端部12との間の電気抵抗が増加し、この電気抵抗の変化を電気抵抗検出器20で検出することで、被検体10の腐食測定を行うことができる。

0036

本実施形態においては、張力付与機構60により被検体10に張力Tが付与されている。このため、前述した腐食による被検体10の断面積Sの減少に伴って、張力Tに沿った方向(被検体10の長手方向、断面積Sを与える断面と交差する方向)の応力σ(=張力T/断面積S)が増加する。このような応力σの増加により、張力Tに沿った方向の歪みεが増加し、被検体10の断面積Sは更に減少する。
その結果、断面積Sの更なる減少により電気抵抗R=ρL/S(ρ=電気抵抗率)が更に増加するとともに、張力方向の歪みεにより、被検体10の第1端部11と第2端部12との間の長さLが増加し、この長さLの増加分、電気抵抗R=ρL/Sが増加する。

0037

このように、本実施形態においては、被検体10に張力Tを付与することで、断面積Sの減少を増進させ、かつ長さLを増加させて電気抵抗R=ρL/Sの変化を顕著なものにでき、これらにより検出感度を高めることができる。
このような検出感度の向上は、張力付与機構60により被検体10に張力Tを付与するという簡単な構成で実現することができ、取り扱いも容易である。
従って、本実施形態によれば、検出感度が高くかつ構造が簡素で取り扱いも容易にできる電気抵抗式腐食センサ1を提供することができる。

0038

本実施形態では、被検体10に塑性領域に至る応力を付与しておくことで、腐食により断面積Sが減少して応力σが増加した場合に、弾性領域にある場合よりも、被検体10の歪みεおよび長さLの伸びを大きくできる。その結果、腐食の進行に伴う電気抵抗Rの変化を一層顕著にでき、検出感度を高めることができる。

0039

図3に示すように、被検体10の張力Tが小さく、腐食量Cが小さい場合には、被検体10は弾性領域AEの状態である。この状態では、腐食により断面積Sが減少しても、電気抵抗Rの変化は小さい(図3のグラフの傾きが小さい)。
これに対し、被検体10の張力Tが大きく、腐食量Cが大きく、被検体10が塑性領域APの状態にあれば、腐食により断面積Sが減少することで、電気抵抗Rに大きな変化が現れる(図3のグラフの傾きが大きい)。
このように、被検体10に張力を付与して塑性領域とすることにより、腐食の進行に伴う電気抵抗Rの変化を一層顕著にでき、検出感度を高めることができる。

0040

本実施形態では、第1部材31、第2部材32および連結部材40からなるフレーム30を用いたため、被検体10を支持する構造を簡素化することができる。
さらに、連結部材40のねじ軸41,42およびナット51,52でねじ式の調整機構50を形成し、この調整機構50と連結部材40とで張力付与機構60を構成したため、それぞれ簡単な構造としつつ、十分な機能を得ることができる。

0041

本実施形態では、複数の被検体10が、連結部材40を中心に対称に配置されるようにしたため、複数の被検体10の腐食試験を同時に実施することができるとともに、複数の被検体10の張力バランスを調整することも容易である。
本実施形態では、複数の被検体10を順次直列接続するようにしたため、各被検体10の電気抵抗の変化を累積することができ、電気抵抗検出器20における検出感度を高めることができる。

0042

〔第2実施形態〕
図4および図5には、本発明の第2実施形態としての電気抵抗式腐食センサ1Aが示されている。
電気抵抗式腐食センサ1Aは、被検体10の腐食に伴う電気抵抗の変化を検出することで、腐食の進行を測定するものであり、被検体10の電気抵抗を測定するための電気抵抗検出器20を有するとともに、被検体10を保持するためのフレーム30Aを有する。

0043

本実施形態において、被検体10および電気抵抗検出器20は前述した第1実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
本実施形態のフレーム30Aは、互いに所定間隔をあけて対向配置された第1部材31および第2部材32を有し、各々の間には連結部材40および被検体10が設置されている。

0044

前述した第1実施形態では、中心部に連結部材40が設置され、これを挟んで両側に一対の被検体10が設置されていた。
これに対し、第2実施形態では、中心部に一対の被検体10が設置され、これを挟んで両側に一対の連結部材40が設置されている。

0045

第1部材31および第2部材32には、それぞれ表裏を貫通するスリット33が2つ形成され、これらの間には連結部材40および被検体10が設置される側とは反対側に突出する係止ブロック34が形成されている。
一対の被検体10は、各々の第1端部11および第2端部12を、それぞれスリット33を通して、第1部材31の係止ブロック34および第2部材32の係止ブロック34に係止されている。

0046

一対の連結部材40は、それぞれ前述した第1実施形態と同様なものであり、両端にねじ軸41,42およびナット51,52を有する。そして、ねじ軸41,42が第1部材31および第2部材32の辺縁部の孔に挿通され、ナット51,52が第1部材31および第2部材32に当接されている。

0047

本実施形態においても、前述した第1実施形態と同様に、ねじ軸41,42およびナット51,52により、連結部材40と第1部材31および第2部材32との連結位置を調整する調整機構50が構成されている。
さらに、第1部材31、第2部材32、連結部材40、調整機構50により、被検体10に張力を付与する張力付与機構60が構成されている。
そして、本実施形態においても、張力付与機構60により被検体10に付与される張力は、被検体10が塑性領域に達する応力を生じる張力となるように設定されている。

0048

このような本実施形態においても、前述した第1実施形態と同様な効果を得ることができる。
さらに、張力付与機構60および調整機構50を構成するねじ軸41,42およびナット51,52が、フレーム30Aの外側に沿って配置されるため、ナット51,52を回す操作を簡単に行うことができる。

0049

〔第3実施形態〕
図6および図7には、本発明の第3実施形態としての電気抵抗式腐食センサ1Bが示されている。
電気抵抗式腐食センサ1Bは、被検体10の腐食に伴う電気抵抗の変化を検出することで、腐食の進行を測定するものであり、被検体10の電気抵抗を測定するための電気抵抗検出器20を有するとともに、被検体10を保持するためのフレーム30Bを有する。

0050

本実施形態において、被検体10および電気抵抗検出器20は前述した第1実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
本実施形態のフレーム30Bは、互いに所定間隔をあけて対向配置された第1部材31および第2部材32を有し、各々の間には連結部材40Bおよび被検体10が設置されている。

0051

前述した第1実施形態では、中心部に連結部材40が設置され、これを挟んで両側に一対の被検体10が設置されていた。
これに対し、第3実施形態では、中心部に一対の被検体10が設置され、これを挟んで両側に一対、板状の連結部材40Bが設置されている。
さらに、本実施形態では、連結部材40Bと第1部材31および第2部材32との間には調整機構がなく、代わりに、被検体10と第1部材31および第2部材32との間に調整機構70が設置されている。

0052

連結部材40Bは、鋼板で形成され、第1部材31および第2部材32の対向辺縁に沿って溶接などで固定されている。
第1部材31および第2部材32の中央には、連結部材40Bが固定された側とは反対側からボルト71,72がねじ込まれており、その先端には係止ブロック73,74が螺合されている。

0053

係止ブロック73,74の側面には、一対の被検体10の第1端部11および第2端部12が係止されている。
係止ブロック73,74は、ボルト71,72を締め付けることで、それぞれ最寄りの第1部材31および第2部材32に引きつけることができる。

0054

このように、ボルト71の操作により、被検体10の第1端部11と第1部材31との位置を調整可能であり、ボルト72の操作により、第2端部12と第2部材32との位置を調整可能である。
これらのボルト71,72および係止ブロック73,74により、調整機構70が構成されている。

0055

さらに、調整機構70の操作により、被検体10の第1端部11と第2端部12とを互いに離れる方向に移動させることで、一対の被検体10に張力を付与することができる。
従って、第1部材31、第2部材32、連結部材40B、調整機構70により、被検体10に張力を付与する張力付与機構60Bが構成されている。
そして、本実施形態においても、張力付与機構60Bにより被検体10に付与される張力は、被検体10が塑性領域に達する応力を生じる張力となるように設定されている。

0056

このような本実施形態においても、前述した第1実施形態と同様な効果を得ることができる。
さらに、張力付与機構60および調整機構50を構成するボルト71,72が、フレーム30Bの外側、つまり連結部材40Bや被検体10が設置される側とは反対側に配置されている。このため、ボルト71,72を回す操作の際に、連結部材40Bや被検体10と干渉することがなく、張力の調整を簡単に行うことができる。

0057

〔第4実施形態〕
図8には、本発明の第4実施形態としての電気抵抗式腐食センサ1Cが示されている。
電気抵抗式腐食センサ1Cは、前述した第3実施形態の電気抵抗式腐食センサ1Bを変形したものであり、以下に相違する部分についてのみ説明する。
前述した第3実施形態の電気抵抗式腐食センサ1Bでは、2本の被検体10を設置していたが、第4実施形態の電気抵抗式腐食センサ1Cでは、被検体10は一本だけ設置されている。そして、被検体10に張力を付与するための張力付与機構60Cおよび調整機構70Cの構成が異なるものとされている。

0058

前述した第3実施形態の電気抵抗式腐食センサ1Bでは、被検体10の第1端部11および第2端部12を係止する係止ブロック73,74に、第1部材31および第2部材32を挿通するボルト71,72を螺合させて調整機構70を形成していた。
これに対し、第4実施形態の電気抵抗式腐食センサ1Cでは、フレーム30Cにおいて、第1部材31および第2部材32の外側からボルト75,76を挿通し、反対側に突き出たねじ軸部分にナット77,78を螺合させ、これらのナット77,78の対向する一対の側面にL型の部材を固定して係止ブロック73,74を形成している。
被検体10の第1端部11および第2端部12は、それぞれ係止ブロック73,74に挟まれるように係止される。
従って、ナット77,78ないし係止ブロック73,74を押さえる等して廻り止めした状態で、ボルト75,76を回転させることで、係止ブロック73,74の位置を調整することができる。これにより、調整機構70Cが構成されている。

0059

このような調整機構70Cにより、被検体10の張力を調整することができ、これにより張力付与機構60Cが構成されている。
このような本実施形態においても、前述した第3実施形態と同様な効果を得ることができる。

0060

〔第5実施形態〕
図9には、本発明の第5実施形態としての電気抵抗式腐食センサ1Dが示されている。
前述した第4の実施形態では、フレーム30Cの上下にボルト75,76およびナット77,78を設け、係止ブロック73、74をそれぞれ位置調整可能としていた。
これに対し、第5実施形態の電気抵抗式腐食センサ1Dでは、フレーム30Dの上部のボルト75およびナット77により、係止ブロック73が上下に移動可能である。しかし、フレーム30Cの下部においては、第4実施形態(図8参照)のボルト76およびナット78が省略されており、係止ブロック74は第2部材32に直付けされている。

0061

従って、ナット77ないし係止ブロック73を押さえる等して廻り止めした状態で、ボルト75を回転させることで、係止ブロック73の係止ブロック74に対する相対位置を調整することができる。これにより、調整機構70Dが構成されている。

0062

このような調整機構70Dにより、被検体10の張力を調整することができ、これにより張力付与機構60Dが構成されている。
このような本実施形態においても、前述した第3実施形態と同様な効果を得ることができる。

0063

〔第6実施形態〕
図10には、本発明の第6実施形態としての電気抵抗式腐食センサ1Eが示されている。
前述した第1〜第5の実施形態で説明した電気抵抗式腐食センサ1〜1Dでは、いずれも調整機構50あるいは調整機構70,70C,70Dにより、被検体10の第1端部11および第2端部12の距離を機械的に変化させる張力付与機構60,60B,60C,60Dを構成し、これにより被検体10の張力を付与ないし調整していた。
これに対し、第5実施形態の電気抵抗式腐食センサ1Eでは、重力を利用して被検体10に張力を付与する張力付与機構80を用いている。

0064

電気抵抗式腐食センサ1Eは、第1〜第4の実施形態と同様な電気抵抗検出器20を有するとともに、被検体10を保持するためのフレーム30Eを有する。
フレーム30Eは、第3〜第4の実施形態と同様に、第1部材31および第2部材32を、複数の連結部材40Bで連結して形成されている。
第1部材31の下面には、第4実施形態と同様な係止ブロック73が固定され、係止ブロック73には被検体10の第1端部11が係止されている。
被検体10の第2端部12には係止ブロック74が係止され、係止ブロック74は接続部材81の上面に固定されている。

0065

接続部材81の下面には紐状の吊下部材82が接続され、吊下部材82の下端には錘部材83が接続されている。
錘部材83の重さは、被検体10に付与する張力に応じて選択されている。
この錘部材83にかかる重力が、吊下部材82および接続部材81を介して被検体10に伝達されることで、被検体10には所期の張力が付与される。

0066

第2部材32の上面には、複数のガイド部材84が設置され、これらのガイド部材84は錘部材83の外周面に沿って配置されている。
錘部材83は、吊下部材82、接続部材81および被検体10を介して第1部材31に吊り下げられた状態であるが、これらのガイド部材84により振れ止めがなされている。
これらの接続部材81、吊下部材82、錘部材83およびガイド部材84により、張力付与機構80が構成されている。

0067

このような本実施形態においても、前述した第1実施形態と同様な効果を得ることができる。
さらに、張力付与機構80にいては、常に一定の張力を被検体10に付与することができる。すなわち、第1〜第4の実施形態では、張力付与機構60が機械的な位置選択により被検体10に張力を付与するものであったため、被検体10が腐食に伴って断面積が減少し、試験開始時よりも伸びることで、張力が低下してしまうことがある。これに対し、本実施形態では、重力を利用することで、被検体10が伸びた場合でも、一定の張力を維持することができ、結果として検出感度を高めることができる。

0068

〔第7実施形態〕
図11には、本発明の第7実施形態としての電気抵抗式腐食センサ1Fが示されている。
前述した第6の実施形態では、被検体10、接続部材81、吊下部材82、錘部材83が垂直方向に連なる配置とされていた。
これに対し、第7実施形態では、被検体10、接続部材81および吊下部材82の一部が水平方向に配列されるとともに、吊下部材82を途中で下向きに偏向させ、その先端に錘部材83を吊り下げている。

0069

本実施形態のフレーム30Fは、水平な第2部材32Fと、その一端に起立する第1部材31Fとを有する。第2部材32Fの上面には、ガイド部材84が設置されるとともに、支柱85でプーリ86が支持されている。
被検体10の第1端部11を係止する係止ブロック73は、第2部材32Fに固定されている。

0070

被検体10の第2端部12を係止する係止ブロック74は、接続部材81に固定されている。接続部材81には紐状の吊下部材82が接続され、吊下部材82は水平に引き出されてプーリ86に巻かれ、続く部分が下向きに引き出されている。
吊下部材82の下向きの端部には、錘部材83が吊り下げられている。錘部材83は、ガイド部材84の内側に収容され、昇降自在とされている。
これらの接続部材81、吊下部材82、錘部材83、ガイド部材84およびプーリ86により、張力付与機構80Fが構成されている。

0071

このような本実施形態においても、前述した第6実施形態と同様な効果を得ることができる。

0072

〔他の実施形態〕
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
例えば、前述した各実施形態では、電気抵抗式腐食センサ1〜1Fに、一対の被検体10または一本の被検体10を設置したが、被検体10は3枚以上、あるいは複数対で設置してもよい。
前述した各実施形態では、被検体10の片面だけを腐食面13としたが、被検体10の両面を腐食面13としてもよい。

0073

なお、第3〜第5の実施形態のように、被検体10が垂直方向に沿って1本である場合、加重バランス的にフレーム30C〜30Eの中央部に被検体10が配置される構成が好ましい。ただし、状のフレームを用い、弦に相当する状態で被検体10を張るようにしてもよく、第6実施形態のフレーム30Fのような水平に伸びる配置としてもよい。

0074

前述した各実施形態では、複数の被検体10をケーブル22で直列に接続し、全体の電気抵抗を電気抵抗検出器20で検出したが、被検体10にそれぞれ電気抵抗検出器20を接続し、個々の電気抵抗値を検出してもよい。

0075

前述した第1〜第4の実施形態では、連結部材40,40Bの両端あるいは被検体10の両端に調整機構50,70を設け、それぞれ第1部材31および第2部材32との位置関係を調整した。ただし、これらの調整機構50,70は、図9の第5実施形態のように、連結部材40,40Bあるいは被検体10の一方だけでもよく、他方の端部は固定するとしてもよい。

0076

本発明は、電気抵抗式腐食センサに関し、腐食環境中に曝される金属材料の腐食の進行を測定する腐食センサに利用できる。

0077

1,1A,1B,1C,1D,1E,1F…電気抵抗式腐食センサ、10…被検体、11…第1端部、12…第2端部、13…腐食面、20…電気抵抗検出器、21,22…ケーブル、30,30A,30B,30C,30D,30E,30F…フレーム、31…第1部材、32…第2部材、33…スリット、34…係止ブロック、40,40B…連結部材、41,42…ねじ軸、50,70,70C、70D…調整機構、51,52,77,78…ナット、60,60B,60C,60D…張力付与機構、71,72,75,76…ボルト、73,74…係止ブロック、80,80F…張力付与機構、81…接続部材、82…吊下部材、83…錘部材、84…ガイド部材、85…支柱、86…プーリ。

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