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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024098860
(43)【公開日】2024-07-24
(54)【発明の名称】土中の腐食モニタリング装置
(51)【国際特許分類】
G01N 27/00 20060101AFI20240717BHJP
G01N 27/04 20060101ALI20240717BHJP
【ＦＩ】
G01N27/00 L
G01N27/04 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023002627
(22)【出願日】2023-01-11
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001748
【氏名又は名称】弁理士法人まこと国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】加藤 祐介
(72)【発明者】
【氏名】鹿島 和幸
【テーマコード（参考）】
2G060
【Ｆターム（参考）】
2G060AA10
2G060AD04
2G060AE28
2G060AF07
2G060AG04
2G060EA08
2G060HC02
2G060HC10
(57)【要約】
【課題】土中に埋設される金属片の腐食量を高精度にモニタリング可能な、土中の腐食モニタリング装置を提供する。
【解決手段】土中の腐食モニタリング装置１００は、土中に埋設される金属片１１と、金属片１１に通電することで、金属片１１の電気抵抗値を計測する電気抵抗計測手段２０と、電気抵抗計測手段２０によって計測された金属片１１の電気抵抗値に基づき、金属片の腐食量を算出する演算手段３０と、を備え、金属片の幅が、１１ｍｍ以上である。
【選択図】 図２
【解決手段】土中の腐食モニタリング装置１００は、土中に埋設される金属片１１と、金属片１１に通電することで、金属片１１の電気抵抗値を計測する電気抵抗計測手段２０と、電気抵抗計測手段２０によって計測された金属片１１の電気抵抗値に基づき、金属片の腐食量を算出する演算手段３０と、を備え、金属片の幅が、１１ｍｍ以上である。
【選択図】 図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
土中に埋設される金属片と、
前記金属片に通電することで、前記金属片の電気抵抗値を計測する電気抵抗計測手段と、
前記電気抵抗計測手段によって計測された前記金属片の電気抵抗値に基づき、前記金属片の腐食量を算出する演算手段と、を備え、
前記金属片の幅が、１１ｍｍ以上である、
土中の腐食モニタリング装置。
前記金属片に通電することで、前記金属片の電気抵抗値を計測する電気抵抗計測手段と、
前記電気抵抗計測手段によって計測された前記金属片の電気抵抗値に基づき、前記金属片の腐食量を算出する演算手段と、を備え、
前記金属片の幅が、１１ｍｍ以上である、
土中の腐食モニタリング装置。
【請求項2】
前記金属片の温度を計測する温度計測手段を更に備え、
前記演算手段は、前記電気抵抗計測手段によって計測された前記金属片の電気抵抗値と、前記温度計測手段によって計測された前記金属片の温度とに基づき、前記金属片の腐食量を算出する、
請求項１に記載の土中の腐食モニタリング装置。
前記演算手段は、前記電気抵抗計測手段によって計測された前記金属片の電気抵抗値と、前記温度計測手段によって計測された前記金属片の温度とに基づき、前記金属片の腐食量を算出する、
請求項１に記載の土中の腐食モニタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、土中に埋設される金属片の腐食量を高精度にモニタリング可能な、土中の腐食モニタリング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
土中環境で使用される金属製品（例えば、土中環境で使用される土木建材製品である鋼矢板や鋼管杭等）の寿命予測や維持管理、或いは、耐食性に優れた製品を開発する上で、土中に埋設される金属片の腐食量を高精度にモニタリングできる装置が望まれている。
【0003】
金属片の腐食量をモニタリング可能な手段の一つとして、特許文献１～３に記載のような電気抵抗式の腐食センサが挙げられる。電気抵抗式の腐食センサは、腐食センサを構成する金属片の腐食減肉に伴う電気抵抗値の増加に基づき、金属片の腐食量（腐食減肉量）を測定するものである。この腐食センサは、原理的に、金属片全体の平均的な電気抵抗値、ひいては金属片全体の平均的な腐食量を測定していることになる。
【0004】
しかしながら、特許文献１～３に記載の腐食センサは、大気環境での腐食量を測定することを想定しており、土中環境での腐食量を測定することは考慮されていない。本発明者らがこの腐食センサを土中環境で使用することを検討したところ、精度良く測定できない場合のあることが分かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１７－３３７６号公報
【特許文献2】特開２０１６－１９７１０２号公報
【特許文献3】国際公開第２０２１／２３５４７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、土中に埋設される金属片の腐食量を高精度にモニタリング可能な、土中の腐食モニタリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するため、本発明者らは、土中に埋設された金属片の腐食状況を鋭意調査した。図１は、土中に埋設された金属片の腐食状況を調査した結果の一例を示す図である。図１の丸で囲った部分が腐食した部分であり、図１に示す数値は、腐食の深さを示す。なお、図１は、腐食性の厳しい実土壌中に、金属片として鋼管（材質：ＳＳ４００、外径：２００ｍｍ）を埋設し、１年以上経過後の腐食状況を確認した結果（金属片を部分的に撮像した画像）である。
図１に示すように、土中に埋設された金属片の場合、金属片全体が均等に腐食するのではなく、局部的に腐食する状況になることが分かった。そして、その局部腐食の大きさは５ｍｍ×５ｍｍ程度であり、深さは最大で１ｍｍ程度であることが分かった。また、局部腐食が金属片の幅方向にオーバラップするように生じたとしても、最大で２個程度（すなわち、１０ｍｍ程度）であることが分かった。
図１に示すように、土中に埋設された金属片の場合、金属片全体が均等に腐食するのではなく、局部的に腐食する状況になることが分かった。そして、その局部腐食の大きさは５ｍｍ×５ｍｍ程度であり、深さは最大で１ｍｍ程度であることが分かった。また、局部腐食が金属片の幅方向にオーバラップするように生じたとしても、最大で２個程度（すなわち、１０ｍｍ程度）であることが分かった。
【0008】
本発明者らは、後述の数値解析によって、腐食センサを土中環境で使用した場合に腐食量の測定精度が悪化する原因が局部腐食にあることを見出した。そして、腐食センサが備える金属片の幅を１１ｍｍ以上にすることで、局部腐食が生じる土中環境であっても、測定精度を一定以上に維持できることを、数値解析及び実際の試験によって見出した。
【0009】
本発明は、本発明者らの上記の知見に基づき完成したものである。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、土中に埋設される金属片と、前記金属片に通電することで、前記金属片の電気抵抗値を計測する電気抵抗計測手段と、前記電気抵抗計測手段によって計測された前記金属片の電気抵抗値に基づき、前記金属片の腐食量を算出する演算手段と、を備え、前記金属片の幅が、１１ｍｍ以上である、土中の腐食モニタリング装置を提供する。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、土中に埋設される金属片と、前記金属片に通電することで、前記金属片の電気抵抗値を計測する電気抵抗計測手段と、前記電気抵抗計測手段によって計測された前記金属片の電気抵抗値に基づき、前記金属片の腐食量を算出する演算手段と、を備え、前記金属片の幅が、１１ｍｍ以上である、土中の腐食モニタリング装置を提供する。
【0010】
本発明によれば、金属片の幅が１１ｍｍ以上であるため、本発明者らが知見したように、局部腐食が生じる土中に埋設される金属片であっても、その腐食量を高精度にモニタリング可能である。
なお、金属片の幅は、金属片の通電方向及び金属片の厚み方向に直交する方向の寸法を意味する。金属片の幅は必ずしも一定である必要はなく、１１ｍｍ以上である限りにおいて、通電方向に沿って幅が異なる金属片とすることも可能である。金属片の幅は、１５ｍｍ以上であることが好ましく、２０ｍｍ以上であることがより好ましい。
なお、金属片の幅は、金属片の通電方向及び金属片の厚み方向に直交する方向の寸法を意味する。金属片の幅は必ずしも一定である必要はなく、１１ｍｍ以上である限りにおいて、通電方向に沿って幅が異なる金属片とすることも可能である。金属片の幅は、１５ｍｍ以上であることが好ましく、２０ｍｍ以上であることがより好ましい。
【0011】
金属片の電気抵抗値は、温度依存性を有する。しかしながら、土中環境では、大気環境に比べて直射日光が当たらないので、温度変化が少ない。このため、本発明では、電気抵抗値の温度依存性を必ずしも考慮する必要はない。
しかしながら、金属片の腐食量をより一層精度良く測定するには、電気抵抗値の温度依存性を考慮することが好ましい。
電気抵抗値の温度依存性を考慮する方法としては、特許文献１～３と同様の考え方に基づき、腐食量を測定するための金属片とは別に、腐食が生じないように土壌環境から遮断される参照部を設け、金属片の電気抵抗値と参照部の電気抵抗値とに基づき、金属片の腐食量を測定することも考えられる。具体的には、この方法は、参照部の電気抵抗値の変化が、腐食ではなく温度変化に起因したものであると考え、金属片の電気抵抗値の変化のうち、この温度変化に起因した電気抵抗値の変化を除いたものを腐食に起因した電気抵抗値の変化として算出する方法である。このため、この方法では、金属片の温度と参照部の温度とが同一であることを前提としている。
しかしながら、参照部に腐食が生じないようにするため、例えば、腐食量を測定するための金属片と同一の金属片を防食性塗料等で被覆して参照部を作製すると、この被覆によって、参照部と金属片との温度差が大きくなり、電気抵抗値の温度依存性の影響を十分に低減できない場合も考えられる。
したがって、電気抵抗値の温度依存性を考慮して金属片の腐食量をより一層精度良く測定するには、参照部を設ける代わりに、金属片の温度を直接計測することが好ましい。
しかしながら、金属片の腐食量をより一層精度良く測定するには、電気抵抗値の温度依存性を考慮することが好ましい。
電気抵抗値の温度依存性を考慮する方法としては、特許文献１～３と同様の考え方に基づき、腐食量を測定するための金属片とは別に、腐食が生じないように土壌環境から遮断される参照部を設け、金属片の電気抵抗値と参照部の電気抵抗値とに基づき、金属片の腐食量を測定することも考えられる。具体的には、この方法は、参照部の電気抵抗値の変化が、腐食ではなく温度変化に起因したものであると考え、金属片の電気抵抗値の変化のうち、この温度変化に起因した電気抵抗値の変化を除いたものを腐食に起因した電気抵抗値の変化として算出する方法である。このため、この方法では、金属片の温度と参照部の温度とが同一であることを前提としている。
しかしながら、参照部に腐食が生じないようにするため、例えば、腐食量を測定するための金属片と同一の金属片を防食性塗料等で被覆して参照部を作製すると、この被覆によって、参照部と金属片との温度差が大きくなり、電気抵抗値の温度依存性の影響を十分に低減できない場合も考えられる。
したがって、電気抵抗値の温度依存性を考慮して金属片の腐食量をより一層精度良く測定するには、参照部を設ける代わりに、金属片の温度を直接計測することが好ましい。
【0012】
すなわち、本発明において、前記金属片の温度を計測する温度計測手段を更に備え、前記演算手段は、前記電気抵抗計測手段によって計測された前記金属片の電気抵抗値と、前記温度計測手段によって計測された前記金属片の温度とに基づき、前記金属片の腐食量を算出することが好ましい。
【0013】
上記の好ましい構成によれば、電気抵抗計測手段によって計測された金属片の電気抵抗値に加えて、温度計測手段によって計測された金属片の温度を用いて、金属片の腐食量を算出するため、電気抵抗値の温度依存性を考慮しない（土中に埋設された金属片の温度変化を考慮しない）場合に比べて、金属片の腐食量をより一層精度良く測定可能である。また、特許文献１～３に記載のような参照部を設ける場合に比べても、金属片の腐食量をより一層精度良く測定可能であると共に、参照部を設ける手間やコストを削減可能である。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、土中に埋設される金属片の腐食量を高精度にモニタリング可能である。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】土中に埋設された金属片の腐食状況を調査した結果の一例を示す図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る土中の腐食モニタリング装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図3】数値解析に用いた金属片１１の解析モデルの例を模式的に示す図である。
【図4】数値解析例１の結果を纏めて示す図である。
【図5】数値解析例２の結果を示す図である。
【図6】数値解析例３の結果を示す図である。
【図7】数値解析例３の結果を示す図である。
【図8】数値解析例３の結果を示す図である。
【図9】数値解析例３の結果を示す図である。
【図10】試験の概要及び結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る土中の腐食モニタリング装置の概略構成を模式的に示す図である。図２（ａ）は全体構成を示す図であり、図２（ｂ）及び図２（ｃ）は図２（ａ）に示す金属片の他の例を示す図である。
図２（ａ）に示すように、本実施形態に係るモニタリング装置１００は、土中に埋設される腐食センサ１０と、腐食センサ１０が具備する金属片１１に通電することで、金属片１１の電気抵抗値を計測する電気抵抗計測手段２０と、金属片１１の腐食量を算出する演算手段３０と、を備える。また、本実施形態に係るモニタリング装置１００が備える腐食センサ１０は、金属片１１の温度を計測する温度計測手段４０を具備する。以下、モニタリング装置１００を構成する腐食センサ１０、電気抵抗計測手段２０及び演算手段３０について、順に説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る土中の腐食モニタリング装置の概略構成を模式的に示す図である。図２（ａ）は全体構成を示す図であり、図２（ｂ）及び図２（ｃ）は図２（ａ）に示す金属片の他の例を示す図である。
図２（ａ）に示すように、本実施形態に係るモニタリング装置１００は、土中に埋設される腐食センサ１０と、腐食センサ１０が具備する金属片１１に通電することで、金属片１１の電気抵抗値を計測する電気抵抗計測手段２０と、金属片１１の腐食量を算出する演算手段３０と、を備える。また、本実施形態に係るモニタリング装置１００が備える腐食センサ１０は、金属片１１の温度を計測する温度計測手段４０を具備する。以下、モニタリング装置１００を構成する腐食センサ１０、電気抵抗計測手段２０及び演算手段３０について、順に説明する。
【0017】
＜腐食センサ１０＞
腐食センサ１０は、金属片１１と、金属片１１が上面に配置される基板１２と、温度計測手段４０と、を具備する。
金属片１１は、評価対象とする金属製品（例えば、鋼矢板や鋼管杭等）と同種の金属から形成されている。図２（ａ）に示す例では、金属片１１の形状は平面視矩形であるが、これに限るものではない。例えば、図２（ｂ）に示すように、平面視コ字状の金属片１１Ａであってもよいし、図２（ｃ）に示すように、平面視蛇行状の金属片１１Ｂであってもよい。金属片１１は、その長手方向の端部１１１、１１２がそれぞれ電気抵抗計測手段２０に電気的に接続されている。金属片１１の端部１１１、１１２と電気抵抗計測手段２０とを電気的に接続する配線２１１、２２１は、腐食によって断線しないように、所定の被覆部材１３で被覆しておくことが好ましい。金属片１１Ａ、１１Ｂを用いる場合も同様である。
腐食センサ１０は、金属片１１と、金属片１１が上面に配置される基板１２と、温度計測手段４０と、を具備する。
金属片１１は、評価対象とする金属製品（例えば、鋼矢板や鋼管杭等）と同種の金属から形成されている。図２（ａ）に示す例では、金属片１１の形状は平面視矩形であるが、これに限るものではない。例えば、図２（ｂ）に示すように、平面視コ字状の金属片１１Ａであってもよいし、図２（ｃ）に示すように、平面視蛇行状の金属片１１Ｂであってもよい。金属片１１は、その長手方向の端部１１１、１１２がそれぞれ電気抵抗計測手段２０に電気的に接続されている。金属片１１の端部１１１、１１２と電気抵抗計測手段２０とを電気的に接続する配線２１１、２２１は、腐食によって断線しないように、所定の被覆部材１３で被覆しておくことが好ましい。金属片１１Ａ、１１Ｂを用いる場合も同様である。
【0018】
金属片１１は、土中に暴露される面を有している。すなわち、金属片１１の少なくとも一部は、被覆されずに露出している。図２に示す例では、金属片１１の上面及び側面（正確には、側面のうち被覆部材１３と接する部分以外の部分）が土中に露出している。ただし、本発明はこれ限るものではなく、金属片１１の側面を樹脂等で被覆し、上面のみを露出させる構成を採用することも可能である。金属片１１Ａ、１１Ｂを用いる場合も同様である。
【0019】
基板１２としては、例えば、絶縁体であるプラスチック基板が用いられる。ただし、これに限るものではなく、基板１２として金属等の導体から形成された基板を用いてもよく、この場合には、基板１２と金属片１１との間に絶縁体を配置すればよい。金属片１１Ａ、１１Ｂを用いる場合も同様である。
【0020】
本実施形態では、温度計測手段４０として、金属片１１の温度を計測する熱電対４１を用いている。熱電対４１が腐食によって断線しないように、熱電対４１を所定の被覆部材４２で被覆しておくことが好ましい。図２（ａ）に示す例では、熱電対４１の先端は、絶縁テープ４３によって金属片１１の下面に固定されている。熱電対４１の固定方法は任意であり、例えば、磁石によって固定したり、ねじによって固定する方法を採用することも可能である。また、熱電対４１の固定位置（温度計測位置）は任意である。熱電対４１を複数用いて、金属片１１の複数の位置の温度を計測し、その平均値を後述の演算手段３０で用いる金属片１１の温度としてもよい。金属片１１Ａ、１１Ｂを用いる場合も同様である。
【0021】
なお、温度計測手段４０は、熱電対４１に限るものではなく、土中に埋設された金属片１１の温度を計測できる限りにおいて、電気抵抗式の温度センサなど、任意の構成を採用可能である。また、土中においては直射日光が当たらないため、土中の温度を測定してその値を金属片１１の温度とすることも可能である。さらに、温度計測手段４０による温度計測は、連続的であってもよいし、間欠的であってもよい。金属片１１Ａ、１１Ｂを用いる場合も同様である。
【0022】
＜電気抵抗計測手段２０＞
電気抵抗計測手段２０は、金属片１１の電気抵抗値を計測するために、定電流電源２１と、電圧計２２と、電気抵抗値算出手段２３と、を具備する。
定電流電源２１は、配線２１１によって、金属片１１の端部１１１、１１２と電気的に接続されており、金属片１１の端部１１１から端部１１２に向けて、一定電流を通電する。
電圧計２２は、配線２２１によって、金属片１１の端部１１１、１１２と電気的に接続されており、金属片１１の端部１１１と端部１１２との間の電圧を計測する。
電気抵抗値算出手段２３は、電圧計２２で計測された電圧を、定電流電源２１から通電する電流で除算することにより、金属片１１の電気抵抗値を算出する。
電気抵抗計測手段２０による金属片１１の電気抵抗値の計測は、連続的であってもよいし、間欠的であってもよい。ただし、電気抵抗計測手段２０による金属片１１の電気抵抗値の計測タイミングと、温度計測手段４０による金属片１１の温度の計測タイミングとは、同期されている必要がある。
金属片１１Ａ、１１Ｂを用いる場合も同様である。
電気抵抗計測手段２０は、金属片１１の電気抵抗値を計測するために、定電流電源２１と、電圧計２２と、電気抵抗値算出手段２３と、を具備する。
定電流電源２１は、配線２１１によって、金属片１１の端部１１１、１１２と電気的に接続されており、金属片１１の端部１１１から端部１１２に向けて、一定電流を通電する。
電圧計２２は、配線２２１によって、金属片１１の端部１１１、１１２と電気的に接続されており、金属片１１の端部１１１と端部１１２との間の電圧を計測する。
電気抵抗値算出手段２３は、電圧計２２で計測された電圧を、定電流電源２１から通電する電流で除算することにより、金属片１１の電気抵抗値を算出する。
電気抵抗計測手段２０による金属片１１の電気抵抗値の計測は、連続的であってもよいし、間欠的であってもよい。ただし、電気抵抗計測手段２０による金属片１１の電気抵抗値の計測タイミングと、温度計測手段４０による金属片１１の温度の計測タイミングとは、同期されている必要がある。
金属片１１Ａ、１１Ｂを用いる場合も同様である。
【0023】
なお、金属片１１の電気抵抗値を正確に計測するために、金属片１１の端部１１１と配線２１１、２２１との接続部分と、金属片１１の端部１１２と配線２１１、２２１との接続部分との温度差による熱起電力に起因した計測ノイズを除去する対策を施すことが好ましい。ノイズ除去対策としては、例えば、（１）定電流電源２１から通電する電流を大きくすることで、電圧計２２で計測される電圧を高める、（２）定電流電源２１から通電する電流を止めたときに電圧計２２で計測される電圧を、定電流電源２１から通電したときに電圧計２２で計測される電圧から減算した値を、電気抵抗値を算出する際の電圧として用いる、（３）定電流電源２１から通電する電流の極性を反転させ、各極性の電流を通電したときに計測される電圧の絶対値の平均値を、電気抵抗値を算出する際の電圧として用いる、（４）金属片１１に通電する電流を交流電流（表皮効果を考慮し、１００ｋＨｚ以下の低周波域とすることが好ましい）にする、等が考えられる。
さらに、配線２１１、２２１として、同軸ケーブル又は撚線ケーブルを用いることが好ましい。これにより、配線２１１、２２１によって生じる外部電磁場の影響が低減し、誘導起電力による計測ノイズを低減可能である。
さらに、配線２１１、２２１として、同軸ケーブル又は撚線ケーブルを用いることが好ましい。これにより、配線２１１、２２１によって生じる外部電磁場の影響が低減し、誘導起電力による計測ノイズを低減可能である。
【0024】
電気抵抗計測手段２０としては、以上に説明した構成に限るものではない。例えば、金属片１１の端部１１１と端部１１２との間に一定電圧を印加し、金属片１１の端部１１１から端部１１２に向けて通電する電流を計測することで、金属片１１の電気抵抗値を計測する構成を採用することも可能である。
【0025】
＜演算手段３０＞
演算手段３０は、電気抵抗値算出手段２３によって計測された金属片１１の電気抵抗値と、温度計測手段４０によって計測された金属片１１の温度とに基づき、金属片の腐食量を算出する。
具体的には、演算手段３０には、金属片１１の初期の電気抵抗値Ｒ０と温度Ｔとの関係である温度依存関数Ｒ０（Ｔ）が予め記憶されている。金属片１１の初期の電気抵抗値Ｒ０とは、金属片１１に腐食が生じる前の時点における電気抵抗値であり、換言すれば、金属片１１の全体に腐食が生じる前の初期の厚み（後述のｔｉｎｉ）を有している時点での電気抵抗値である。
演算手段３０は、電気抵抗値算出手段２３によって計測された金属片１１の電気抵抗値と、温度計測手段４０によって計測された金属片１１の温度とに基づき、金属片の腐食量を算出する。
具体的には、演算手段３０には、金属片１１の初期の電気抵抗値Ｒ０と温度Ｔとの関係である温度依存関数Ｒ０（Ｔ）が予め記憶されている。金属片１１の初期の電気抵抗値Ｒ０とは、金属片１１に腐食が生じる前の時点における電気抵抗値であり、換言すれば、金属片１１の全体に腐食が生じる前の初期の厚み（後述のｔｉｎｉ）を有している時点での電気抵抗値である。
【0026】
温度依存関数Ｒ０（Ｔ）は、金属片１１を構成する金属の種類によって異なる。このため、腐食量の測定対象とする金属の種類毎に温度依存関数Ｒ０（Ｔ）を求める必要がある。温度依存関数Ｒ０（Ｔ）は、腐食量を測定する毎に、温度を変更した試験を行って実測して求めてもよいし、過去の測定から得られたものや、データベースに記録されたものを用いてもよい。また、金属の化学組成や組織から理論的に求めたものを用いてもよい。
【0027】
金属片１１の温度依存関数Ｒ０（Ｔ）を実測して求める場合、金属片１１が腐食しない乾燥した環境で測定することが好ましい。土中での温度範囲では、金属の電気抵抗値は、温度と線形に近い関係を示すのが一般的である。このため、例えば、２点以上の温度で金属片１１の初期の電気抵抗値Ｒ０を計測し、その計測結果を直線近似して温度依存関数Ｒ０（Ｔ）とすることが考えられる。ただし、これに限るものではなく、温度依存関数Ｒ０（Ｔ）として、温度Ｔの２次以上の関数を用いてもよいし、初期の電気抵抗値Ｒ０と温度Ｔとの対応関係を記録したテーブル形式で表したものであってもよい。
【0028】
演算手段３０は、以上に説明した温度依存関数Ｒ０（Ｔ）と、電気抵抗値算出手段２３によって計測された金属片１１の電気抵抗値Ｒｔと、温度計測手段４０によって計測された金属片１１の温度Ｔｔとを用いて、金属片１１の腐食量Δｔを算出する。
具体的には、演算手段３０は、温度依存関数Ｒ０（Ｔ）に基づいて、計測された温度Ｔｔにおける金属片１１の初期の電気抵抗値Ｒ０（Ｔｔ）を算出する。次に、演算手段３０は、算出した初期の電気抵抗値Ｒ０（Ｔｔ）と、計測された電気抵抗値Ｒｔとの比であるＲ０（Ｔｔ）／Ｒｔを算出する。次に、演算手段３０は、算出した比Ｒ０（Ｔｔ）／Ｒｔに基づき、以下の式（１）によって、計測時点での金属片１１の残存厚みｔ’を算出する。
ｔ’＝ｔｉｎｉ×Ｒ０（Ｔｔ）／Ｒｔ・・・（１）
上記の式（１）において、ｔｉｎｉは金属片１１の初期の厚みである。
最後に、演算手段３０は、以下の式（２）によって、計測時点での金属片１１の腐食量Δｔを算出する。
Δｔ＝ｔｉｎｉ－ｔ’ ・・・（２）
具体的には、演算手段３０は、温度依存関数Ｒ０（Ｔ）に基づいて、計測された温度Ｔｔにおける金属片１１の初期の電気抵抗値Ｒ０（Ｔｔ）を算出する。次に、演算手段３０は、算出した初期の電気抵抗値Ｒ０（Ｔｔ）と、計測された電気抵抗値Ｒｔとの比であるＲ０（Ｔｔ）／Ｒｔを算出する。次に、演算手段３０は、算出した比Ｒ０（Ｔｔ）／Ｒｔに基づき、以下の式（１）によって、計測時点での金属片１１の残存厚みｔ’を算出する。
ｔ’＝ｔｉｎｉ×Ｒ０（Ｔｔ）／Ｒｔ・・・（１）
上記の式（１）において、ｔｉｎｉは金属片１１の初期の厚みである。
最後に、演算手段３０は、以下の式（２）によって、計測時点での金属片１１の腐食量Δｔを算出する。
Δｔ＝ｔｉｎｉ－ｔ’ ・・・（２）
【0029】
なお、本実施形態では、演算手段３０が、温度計測手段４０によって計測された金属片１１の温度Ｔｔを用いて、金属片１１の腐食量Δｔを算出する構成について説明したが、土中環境では、大気環境に比べて直射日光が当たらず、温度変化が少ないため、電気抵抗値の温度依存性を必ずしも考慮する必要はない。電気抵抗値の温度依存性を考慮しない場合には、上記の式（１）において、Ｒ０（Ｔｔ）として、土中の代表的な温度で計測した初期の電気抵抗値Ｒ０（固定値）を用いればよい。
また、特許文献１～３と同様の考え方に基づき、腐食量を測定するための金属片１１とは別に、腐食が生じないように土壌環境から遮断される参照部を設け、金属片１１の電気抵抗値と参照部の電気抵抗値とに基づき、金属片１１の腐食量を測定する構成を採用することも可能である。この場合、参照部の初期の厚みをｔｒｅｆ＿ｉｎｉ、金属片１１の初期の電気抵抗値をＲｉｎｉ、金属片１１の計測時点における電気抵抗値をＲｔ、参照部の初期の電気抵抗値をＲｒｅｆ＿ｉｎｉ、参照部の計測時点における電気抵抗値をＲｒｅｆ＿ｔとすると、以下の式（３）によって、計測時点での金属片１１の腐食量Δｔを算出可能である。
Δｔ＝ｔｒｅｆ＿ｉｎｉ×（Ｒｒｅｆ＿ｉｎｉ／Ｒｉｎｉ－Ｒｒｅｆ＿ｔ／Ｒｔ） ・・・（３）
また、特許文献１～３と同様の考え方に基づき、腐食量を測定するための金属片１１とは別に、腐食が生じないように土壌環境から遮断される参照部を設け、金属片１１の電気抵抗値と参照部の電気抵抗値とに基づき、金属片１１の腐食量を測定する構成を採用することも可能である。この場合、参照部の初期の厚みをｔｒｅｆ＿ｉｎｉ、金属片１１の初期の電気抵抗値をＲｉｎｉ、金属片１１の計測時点における電気抵抗値をＲｔ、参照部の初期の電気抵抗値をＲｒｅｆ＿ｉｎｉ、参照部の計測時点における電気抵抗値をＲｒｅｆ＿ｔとすると、以下の式（３）によって、計測時点での金属片１１の腐食量Δｔを算出可能である。
Δｔ＝ｔｒｅｆ＿ｉｎｉ×（Ｒｒｅｆ＿ｉｎｉ／Ｒｉｎｉ－Ｒｒｅｆ＿ｔ／Ｒｔ） ・・・（３）
【0030】
以上に説明した構成を有するモニタリング装置１００において、金属片１１の幅Ｗは、１１ｍｍ以上、好ましくは１５ｍｍ以上、より好ましくは２０ｍｍ以上に設定されている。以下、このように設定した理由について説明する。なお、金属片１１の幅Ｗの上限は１３００ｍｍであることが好ましい。また、金属片１１の長さＬは９０ｍｍ～２００００ｍｍ、初期の厚みｔｉｎｉは０．１ｍｍ～１７ｍｍであることが好ましい。さらに、腐食のばらつきを抑制するために、金属片１１の面積（幅Ｗと長さＬとの積）は１０００ｍｍ２以上であることが好ましい。
【0031】
＜数値解析の内容及び結果＞
図３は、数値解析に用いた金属片１１の解析モデルの例を模式的に示す図である。図３（ａ）は局部腐食が生じている平面視矩形の金属片１１の解析モデルであり、図３（ｂ）は、図３（ａ）と総体積が同一である腐食が上面全体に均等に生じている平面視矩形の金属片１１の解析モデルである。図３（ａ）に示すように、長さＤ×幅Ｄ×厚みｄの局部腐食ＬＣが５個生じている場合、腐食の総体積は、５×Ｄ２×ｄとなる。一方、図３（ｂ）に示すように、腐食量（腐食減肉量）がΔｔである腐食が上面全体に均等に生じている場合、腐食の総体積は、金属片の長さＬ×金属片の幅Ｗ×腐食量Δｔとなる。数値解析では、これらの総体積を等しく（すなわち、５×Ｄ２×ｄ＝Ｌ×Ｗ×Δｔ）設定した各解析モデルを用いて数値解析を行い、図３（ａ）の解析モデルについて算出される電気抵抗値が、図３（ｂ）の解析モデルについて算出される電気抵抗値に対して、どの程度の誤差が生じるかを評価した。図３（ａ）の解析モデルについて算出される電気抵抗値に誤差が無ければ、電気抵抗式の腐食センサ１０の原理上、その値は、図３（ｂ）の解析モデルについて算出される電気抵抗値と同一になるはずである。以下、本発明者らが行った数値解析例１～３について、順に説明する。
図３は、数値解析に用いた金属片１１の解析モデルの例を模式的に示す図である。図３（ａ）は局部腐食が生じている平面視矩形の金属片１１の解析モデルであり、図３（ｂ）は、図３（ａ）と総体積が同一である腐食が上面全体に均等に生じている平面視矩形の金属片１１の解析モデルである。図３（ａ）に示すように、長さＤ×幅Ｄ×厚みｄの局部腐食ＬＣが５個生じている場合、腐食の総体積は、５×Ｄ２×ｄとなる。一方、図３（ｂ）に示すように、腐食量（腐食減肉量）がΔｔである腐食が上面全体に均等に生じている場合、腐食の総体積は、金属片の長さＬ×金属片の幅Ｗ×腐食量Δｔとなる。数値解析では、これらの総体積を等しく（すなわち、５×Ｄ２×ｄ＝Ｌ×Ｗ×Δｔ）設定した各解析モデルを用いて数値解析を行い、図３（ａ）の解析モデルについて算出される電気抵抗値が、図３（ｂ）の解析モデルについて算出される電気抵抗値に対して、どの程度の誤差が生じるかを評価した。図３（ａ）の解析モデルについて算出される電気抵抗値に誤差が無ければ、電気抵抗式の腐食センサ１０の原理上、その値は、図３（ｂ）の解析モデルについて算出される電気抵抗値と同一になるはずである。以下、本発明者らが行った数値解析例１～３について、順に説明する。
【0032】
［数値解析例１］
数値解析例１では、図３（ａ）に示す解析モデルとして、金属片１１の長さＬを１００ｍｍ、局部腐食ＬＣの大きさＤ×Ｄを５ｍｍ×５ｍｍ、局部腐食ＬＣの個数を５個に固定した条件で、金属片１１の幅Ｗを５ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１７ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍに変化させ、金属片１１の初期の厚みｔｉｎｉを０．１ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、３．０ｍｍ、６．０ｍｍに変化させ、局部腐食ＬＣの深さｄを局部腐食ＬＣが金属片１１を貫通するまでの種々の値に変化させた条件で、各条件の解析モデルの電気抵抗値Ｒを数値解析で算出した。電気抵抗値Ｒを算出する上で、金属片１１の体積抵抗率ρとしては、１４．２μΩ・ｃｍを用いた。局部腐食ＬＣの大きさＤ×Ｄを５ｍｍ×５ｍｍに設定したのは、図１に示す実際の局部腐食の状況を模擬したためである。
また、図３（ｂ）に示す解析モデルとして、図３（ａ）に示す各解析モデルの局部腐食ＬＣの深さｄに応じた腐食量Δｔを設定した（すなわち、腐食の総体積が図３（ａ）に示す解析モデルと等しくなるように腐食量Δｔを設定した）各解析モデルの電気抵抗値Ｒａｖｅを数値解析で算出した。
なお、図３（ａ）に示す解析モデルの局部腐食ＬＣは、金属片１１の幅方向にオーバラップしない条件とした。また、図３（ａ）に示す解析モデルの電気抵抗値Ｒは、金属片１１の長手方向について、局部腐食ＬＣがある部位と、局部腐食ＬＣが無い部位とに分割し、分割領域毎に電気抵抗値を算出して、これらの分割領域が直列に接続されていると考えて算出した。
数値解析例１では、図３（ａ）に示す解析モデルとして、金属片１１の長さＬを１００ｍｍ、局部腐食ＬＣの大きさＤ×Ｄを５ｍｍ×５ｍｍ、局部腐食ＬＣの個数を５個に固定した条件で、金属片１１の幅Ｗを５ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１７ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍに変化させ、金属片１１の初期の厚みｔｉｎｉを０．１ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、３．０ｍｍ、６．０ｍｍに変化させ、局部腐食ＬＣの深さｄを局部腐食ＬＣが金属片１１を貫通するまでの種々の値に変化させた条件で、各条件の解析モデルの電気抵抗値Ｒを数値解析で算出した。電気抵抗値Ｒを算出する上で、金属片１１の体積抵抗率ρとしては、１４．２μΩ・ｃｍを用いた。局部腐食ＬＣの大きさＤ×Ｄを５ｍｍ×５ｍｍに設定したのは、図１に示す実際の局部腐食の状況を模擬したためである。
また、図３（ｂ）に示す解析モデルとして、図３（ａ）に示す各解析モデルの局部腐食ＬＣの深さｄに応じた腐食量Δｔを設定した（すなわち、腐食の総体積が図３（ａ）に示す解析モデルと等しくなるように腐食量Δｔを設定した）各解析モデルの電気抵抗値Ｒａｖｅを数値解析で算出した。
なお、図３（ａ）に示す解析モデルの局部腐食ＬＣは、金属片１１の幅方向にオーバラップしない条件とした。また、図３（ａ）に示す解析モデルの電気抵抗値Ｒは、金属片１１の長手方向について、局部腐食ＬＣがある部位と、局部腐食ＬＣが無い部位とに分割し、分割領域毎に電気抵抗値を算出して、これらの分割領域が直列に接続されていると考えて算出した。
【0033】
図４は、数値解析例１の結果を纏めて示す図である。図４の横軸は、図３（ａ）に示す解析モデルの局部腐食ＬＣの深さｄを初期の厚みｔｉｎｉで除算した値である。したがって、横軸の値が１のときには、局部腐食ＬＣが金属片１１を貫通している状態であることを意味する。また、図４の縦軸は、図３（ｂ）に示す解析モデルの電気抵抗値Ｒａｖｅを図３（ａ）に示す解析モデルの電気抵抗値Ｒで除算した値である。したがって、縦軸の値が１のときには、図３（ａ）に示すような局部腐食ＬＣが生じる場合であっても正しく電気抵抗値Ｒを計測でき（図３（ｂ）に示す解析モデルの電気抵抗値Ｒａｖｅと等しくなり）、その結果、局部腐食ＬＣが生じている場合であっても、金属片１１全体の平均的な腐食量を正しく測定できていることになる。
図４に示すように、金属片１１の幅Ｗが１１ｍｍ以上である場合には、局部腐食ＬＣの深さｄや金属片１１の初期の厚みｔｉｎｉに関わらず、Ｒａｖｅ／Ｒの値が０．９３以上となり、局部腐食ＬＣが生じている場合であっても、精度良く電気抵抗値Ｒを計測できることが分かる。特に、金属片１１の幅Ｗが２０ｍｍ以上である場合には、Ｒａｖｅ／Ｒの値が０．９８以上となり、十分に精度良く電気抵抗値Ｒを計測できていることが分かる。
図４に示すように、金属片１１の幅Ｗが１１ｍｍ以上である場合には、局部腐食ＬＣの深さｄや金属片１１の初期の厚みｔｉｎｉに関わらず、Ｒａｖｅ／Ｒの値が０．９３以上となり、局部腐食ＬＣが生じている場合であっても、精度良く電気抵抗値Ｒを計測できることが分かる。特に、金属片１１の幅Ｗが２０ｍｍ以上である場合には、Ｒａｖｅ／Ｒの値が０．９８以上となり、十分に精度良く電気抵抗値Ｒを計測できていることが分かる。
【0034】
［数値解析例２］
数値解析例１では、局部腐食ＬＣの個数を５個に固定した条件で数値解析を行ったが、金属片１１の大きさが変われば、発生する局部腐食ＬＣの個数も変化する可能性がある。
そこで、数値解析例２では、図３（ａ）に示す解析モデルとして、局部腐食ＬＣの密度（金属片１１の上面の面積に対する局部腐食ＬＣの個数の割合）を一定の値（０．７５個／ｃｍ２）にし、金属片１１の初期の厚みｔｉｎｉを０．５ｍｍに固定した条件で、金属片１１の幅Ｗを５ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１７ｍｍ、２０ｍｍに変化させ、局部腐食ＬＣの深さｄを局部腐食ＬＣが金属片１１を貫通するまで（すなわち、ｄ＝ｔｉｎｉ＝０．５ｍｍになるまで）の種々の値に変化させた条件で、各条件の解析モデルの電気抵抗値Ｒを数値解析で算出した。その他の条件は、数値解析例１と同一とした。
また、図３（ｂ）に示す解析モデルとして、図３（ａ）に示す各解析モデルの局部腐食ＬＣの深さｄに応じた腐食量Δｔを設定した各解析モデルの電気抵抗値Ｒａｖｅを数値解析で算出した。
数値解析例１では、局部腐食ＬＣの個数を５個に固定した条件で数値解析を行ったが、金属片１１の大きさが変われば、発生する局部腐食ＬＣの個数も変化する可能性がある。
そこで、数値解析例２では、図３（ａ）に示す解析モデルとして、局部腐食ＬＣの密度（金属片１１の上面の面積に対する局部腐食ＬＣの個数の割合）を一定の値（０．７５個／ｃｍ２）にし、金属片１１の初期の厚みｔｉｎｉを０．５ｍｍに固定した条件で、金属片１１の幅Ｗを５ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１７ｍｍ、２０ｍｍに変化させ、局部腐食ＬＣの深さｄを局部腐食ＬＣが金属片１１を貫通するまで（すなわち、ｄ＝ｔｉｎｉ＝０．５ｍｍになるまで）の種々の値に変化させた条件で、各条件の解析モデルの電気抵抗値Ｒを数値解析で算出した。その他の条件は、数値解析例１と同一とした。
また、図３（ｂ）に示す解析モデルとして、図３（ａ）に示す各解析モデルの局部腐食ＬＣの深さｄに応じた腐食量Δｔを設定した各解析モデルの電気抵抗値Ｒａｖｅを数値解析で算出した。
【0035】
図５は、数値解析例２の結果を示す図である。図５の横軸は図３（ａ）に示す解析モデルの局部腐食ＬＣの深さｄである。金属片１１の初期の厚みｔｉｎｉが０．５ｍｍであるため、横軸の値が０．５ｍｍのときには、局部腐食ＬＣが金属片１１を貫通している状態であることを意味する。また、図５の縦軸は、図４の縦軸と同様に、図３（ｂ）に示す解析モデルの電気抵抗値Ｒａｖｅを図３（ａ）に示す解析モデルの電気抵抗値Ｒで除算した値である。なお、図５に示す金属片１１の幅Ｗの数値の右横に括弧書きで示す数値は、局部腐食ＬＣの密度０．７５個／ｃｍ２と、金属片１１の幅Ｗと、金属片１１の長さＬ＝１００ｍｍとから算出される局部腐食ＬＣの個数である。
図５に示すように、金属片１１の幅Ｗが１１ｍｍ以上である場合には、局部腐食ＬＣの深さｄに関わらず、Ｒａｖｅ／Ｒの値が０．９１以上となり、局部腐食ＬＣが生じている場合であっても、精度良く電気抵抗値Ｒを計測できることが分かる。特に、金属片１１の幅Ｗが２０ｍｍ以上である場合には、Ｒａｖｅ／Ｒの値が０．９８以上となり、十分に精度良く電気抵抗値Ｒを計測できていることが分かる。
図５に示すように、金属片１１の幅Ｗが１１ｍｍ以上である場合には、局部腐食ＬＣの深さｄに関わらず、Ｒａｖｅ／Ｒの値が０．９１以上となり、局部腐食ＬＣが生じている場合であっても、精度良く電気抵抗値Ｒを計測できることが分かる。特に、金属片１１の幅Ｗが２０ｍｍ以上である場合には、Ｒａｖｅ／Ｒの値が０．９８以上となり、十分に精度良く電気抵抗値Ｒを計測できていることが分かる。
【0036】
［数値解析例３］
数値解析例１、２では、図３（ａ）に示す解析モデルの局部腐食ＬＣが、金属片１１の幅方向にオーバラップしない条件としたが、図１に示す実際の局部腐食の状況からすれば、最大で２個程度（すなわち、１０ｍｍ程度）の局部腐食が幅方向にオーバラップする可能性がある。
そこで、数値解析例３では、図３（ａ）に示す解析モデルとして、局部腐食ＬＣの個数を１個、金属片１１の初期の厚みｔｉｎｉを０．５ｍｍに固定した条件で、局部腐食ＬＣの大きさＤ×Ｄを５ｍｍ×５ｍｍ、７ｍｍ×７ｍｍ、１０ｍｍ×１０ｍｍに変化させ、金属片１１の幅Ｗを１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１７ｍｍ、２０ｍｍに変化させ、局部腐食ＬＣの深さｄを局部腐食ＬＣが金属片１１を貫通するまで（すなわち、ｄ＝ｔｉｎｉ＝０．５ｍｍになるまで）の種々の値に変化させた条件で、各条件の解析モデルの電気抵抗値Ｒを数値解析で算出した。その他の条件は、数値解析例１と同一とした。
また、図３（ｂ）に示す解析モデルとして、図３（ａ）に示す各解析モデルの局部腐食ＬＣの深さｄに応じた腐食量Δｔを設定した各解析モデルの電気抵抗値Ｒａｖｅを数値解析で算出した。
数値解析例１、２では、図３（ａ）に示す解析モデルの局部腐食ＬＣが、金属片１１の幅方向にオーバラップしない条件としたが、図１に示す実際の局部腐食の状況からすれば、最大で２個程度（すなわち、１０ｍｍ程度）の局部腐食が幅方向にオーバラップする可能性がある。
そこで、数値解析例３では、図３（ａ）に示す解析モデルとして、局部腐食ＬＣの個数を１個、金属片１１の初期の厚みｔｉｎｉを０．５ｍｍに固定した条件で、局部腐食ＬＣの大きさＤ×Ｄを５ｍｍ×５ｍｍ、７ｍｍ×７ｍｍ、１０ｍｍ×１０ｍｍに変化させ、金属片１１の幅Ｗを１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍ、１５ｍｍ、１７ｍｍ、２０ｍｍに変化させ、局部腐食ＬＣの深さｄを局部腐食ＬＣが金属片１１を貫通するまで（すなわち、ｄ＝ｔｉｎｉ＝０．５ｍｍになるまで）の種々の値に変化させた条件で、各条件の解析モデルの電気抵抗値Ｒを数値解析で算出した。その他の条件は、数値解析例１と同一とした。
また、図３（ｂ）に示す解析モデルとして、図３（ａ）に示す各解析モデルの局部腐食ＬＣの深さｄに応じた腐食量Δｔを設定した各解析モデルの電気抵抗値Ｒａｖｅを数値解析で算出した。
【0037】
図６～図９は、数値解析例３の結果を示す図である。図６（ａ）は金属片１１の幅Ｗが１０ｍｍのときの結果を、図６（ｂ）は金属片１１の幅Ｗが１１ｍｍのときの結果を、図７（ａ）は金属片１１の幅Ｗが１２ｍｍのときの結果を、図７（ｂ）は金属片１１の幅Ｗが１４ｍｍのときの結果を、図８（ａ）は金属片１１の幅Ｗが１５ｍｍのときの結果を、図８（ｂ）は金属片１１の幅Ｗが１７ｍｍのときの結果を、図９は金属片１１の幅Ｗが２０ｍｍのときの結果を示す。
図６～図９の横軸は図３（ａ）に示す解析モデルの局部腐食ＬＣの深さｄである。金属片１１の初期の厚みｔｉｎｉが０．５ｍｍであるため、横軸の値が０．５ｍｍのときには、局部腐食ＬＣが金属片１１を貫通している状態であることを意味する。また、図６～図９の縦軸は、図４の縦軸と同様に、図３（ｂ）に示す解析モデルの電気抵抗値Ｒａｖｅを図３（ａ）に示す解析モデルの電気抵抗値Ｒで除算した値である。
図６（ｂ）、図７～図９に示すように、金属片１１の幅Ｗが１１ｍｍ以上である場合には、局部腐食ＬＣの深さｄに関わらず、Ｒａｖｅ／Ｒの値が０．５５以上となり、局部腐食ＬＣが生じ、なお且つ、局部腐食ＬＣが幅方向にオーバラップしている場合であっても、比較的精度良く電気抵抗値Ｒを計測できることが分かる。特に、図９に示すように、金属片１１の幅Ｗが２０ｍｍ以上である場合には、Ｒａｖｅ／Ｒの値が０．９５以上となり、十分に精度良く電気抵抗値Ｒを計測できていることが分かる。
図６～図９の横軸は図３（ａ）に示す解析モデルの局部腐食ＬＣの深さｄである。金属片１１の初期の厚みｔｉｎｉが０．５ｍｍであるため、横軸の値が０．５ｍｍのときには、局部腐食ＬＣが金属片１１を貫通している状態であることを意味する。また、図６～図９の縦軸は、図４の縦軸と同様に、図３（ｂ）に示す解析モデルの電気抵抗値Ｒａｖｅを図３（ａ）に示す解析モデルの電気抵抗値Ｒで除算した値である。
図６（ｂ）、図７～図９に示すように、金属片１１の幅Ｗが１１ｍｍ以上である場合には、局部腐食ＬＣの深さｄに関わらず、Ｒａｖｅ／Ｒの値が０．５５以上となり、局部腐食ＬＣが生じ、なお且つ、局部腐食ＬＣが幅方向にオーバラップしている場合であっても、比較的精度良く電気抵抗値Ｒを計測できることが分かる。特に、図９に示すように、金属片１１の幅Ｗが２０ｍｍ以上である場合には、Ｒａｖｅ／Ｒの値が０．９５以上となり、十分に精度良く電気抵抗値Ｒを計測できていることが分かる。
【0038】
以上に説明した数値解析の結果に基づき、本発明者らは、モニタリング装置１００が具備する金属片１１の幅Ｗを１１ｍｍ以上（好ましくは１５ｍｍ以上、より好ましくは２０ｍｍ以上）に設定することにした。また、実際の試験によって、数値解析の結果の妥当性を評価した。
図１０は、試験の概要及び結果を示す図である。図１０（ａ）は、試験に用いた幅Ｗが２０ｍｍ、初期の厚みｔｉｎｉが０．５ｍｍの金属片（材質：ＳＭ４９０Ａ、６００番研磨）であり、前述の図２（ｂ）に示す平面視コ字状の金属片１１Ａに相当する。図１０（ｂ）は比較例として試験に用いた幅Ｗが１０ｍｍ、初期の厚みｔｉｎｉが０．５ｍｍの金属片１１’（材質：ＳＭ４９０Ａ、６００番研磨）であり、図１０（ａ）に示す金属片１１Ａと同じく、平面視コ字状の金属片である。図１０（ｃ）は、図２に示す腐食モニタリング装置１００の金属片として、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示す金属片１１Ａ、１１’をそれぞれ用いたときに、演算手段３０によって算出された腐食量Δｔを示す。図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）に示す試験日数（試験開始からの経過日数）が９０日のときに、幅Ｗが２０ｍｍの金属片１１Ａ、幅が１０ｍｍの金属片１１’をそれぞれ用いて演算手段３０が算出した（電気抵抗値から算出した）腐食量Δｔと、試験日数が９０日のときに、初期の金属片に対する重量減を実測して算出した（重量減から算出した）腐食量とを比較した結果を示す。
上記の試験は、試験土壌として、山川産業株式会社製の埋設用乾燥砂「フラタリー４０Ｈ」（平均粒径（Ｄ５０）：約０．３ｍｍ、密度ρｓ：２．６４ｇ／ｃｍ３）を含水比２０％として用い、この試験土壌中に、各金属片１１Ａ、１１’を埋設して行った。試験土壌の温度は約４０℃であった。
図１０（ｃ）に示すように、幅Ｗが２０ｍｍの金属片１１Ａを用いた場合と、幅Ｗが１０ｍｍの金属片１１’を用いた場合とでは、算出される腐食量Δｔに差が生じ、試験日数が長くなるほど、その差が拡大していることが分かる。そして、図１０（ｄ）に示すように、幅Ｗが１０ｍｍの金属片１１’を用いた場合、電気抵抗値から算出した腐食量と重量減から算出した腐食量との差が大きいのに対し、幅Ｗが２０ｍｍの金属片１１Ａを用いた場合には、電気抵抗値から算出した腐食量と重量減から算出した腐食量との差が小さく、腐食量を精度良く測定できていることが分かる。
以上に述べたように、実際の試験によっても、金属片の幅Ｗを１１ｍｍ以上に設定することにより、土中に埋設される金属片の腐食量を高精度にモニタリング可能であることが確認できた。
図１０は、試験の概要及び結果を示す図である。図１０（ａ）は、試験に用いた幅Ｗが２０ｍｍ、初期の厚みｔｉｎｉが０．５ｍｍの金属片（材質：ＳＭ４９０Ａ、６００番研磨）であり、前述の図２（ｂ）に示す平面視コ字状の金属片１１Ａに相当する。図１０（ｂ）は比較例として試験に用いた幅Ｗが１０ｍｍ、初期の厚みｔｉｎｉが０．５ｍｍの金属片１１’（材質：ＳＭ４９０Ａ、６００番研磨）であり、図１０（ａ）に示す金属片１１Ａと同じく、平面視コ字状の金属片である。図１０（ｃ）は、図２に示す腐食モニタリング装置１００の金属片として、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示す金属片１１Ａ、１１’をそれぞれ用いたときに、演算手段３０によって算出された腐食量Δｔを示す。図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）に示す試験日数（試験開始からの経過日数）が９０日のときに、幅Ｗが２０ｍｍの金属片１１Ａ、幅が１０ｍｍの金属片１１’をそれぞれ用いて演算手段３０が算出した（電気抵抗値から算出した）腐食量Δｔと、試験日数が９０日のときに、初期の金属片に対する重量減を実測して算出した（重量減から算出した）腐食量とを比較した結果を示す。
上記の試験は、試験土壌として、山川産業株式会社製の埋設用乾燥砂「フラタリー４０Ｈ」（平均粒径（Ｄ５０）：約０．３ｍｍ、密度ρｓ：２．６４ｇ／ｃｍ３）を含水比２０％として用い、この試験土壌中に、各金属片１１Ａ、１１’を埋設して行った。試験土壌の温度は約４０℃であった。
図１０（ｃ）に示すように、幅Ｗが２０ｍｍの金属片１１Ａを用いた場合と、幅Ｗが１０ｍｍの金属片１１’を用いた場合とでは、算出される腐食量Δｔに差が生じ、試験日数が長くなるほど、その差が拡大していることが分かる。そして、図１０（ｄ）に示すように、幅Ｗが１０ｍｍの金属片１１’を用いた場合、電気抵抗値から算出した腐食量と重量減から算出した腐食量との差が大きいのに対し、幅Ｗが２０ｍｍの金属片１１Ａを用いた場合には、電気抵抗値から算出した腐食量と重量減から算出した腐食量との差が小さく、腐食量を精度良く測定できていることが分かる。
以上に述べたように、実際の試験によっても、金属片の幅Ｗを１１ｍｍ以上に設定することにより、土中に埋設される金属片の腐食量を高精度にモニタリング可能であることが確認できた。
【符号の説明】
【0039】
１０・・・腐食センサ
１１、１１Ａ、１１Ｂ・・・金属片
２０・・・電気抵抗計測手段
３０・・・演算手段
１００・・・腐食モニタリング装置
１１、１１Ａ、１１Ｂ・・・金属片
２０・・・電気抵抗計測手段
３０・・・演算手段
１００・・・腐食モニタリング装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】