特許 7549868 電流・電位計測装置及び電極

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-04

(45)【発行日】2024-09-12

(54)【発明の名称】電流・電位計測装置及び電極

(51)【国際特許分類】

   C23F 13/22 20060101AFI20240905BHJP

   C23F 13/02 20060101ALI20240905BHJP

   G01N 27/00 20060101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

C23F13/22

C23F13/02 H

C23F13/02 B

C23F13/02 A

G01N27/00 L

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020164676

(22)【出願日】2020-09-30

(65)【公開番号】P2022056755

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2023-07-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000232759

【氏名又は名称】日本防蝕工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100163496

【弁理士】

【氏名又は名称】荒 則彦

(72)【発明者】

【氏名】近藤 充浩

(72)【発明者】

【氏名】小泉 文人

【審査官】▲辻▼ 弘輔

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００４／０６３７３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０００－１９２２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２８３９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０２６３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－１６９８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２２７５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３０２７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１８５８００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｆ１３／００－１３／２２

Ｇ０１Ｎ１７／００－１９／１０

Ｅ０１Ｄ１／００－２４／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

犠牲陽極により防食された防食対象物の防食状態及び前記犠牲陽極の消耗度合いを把握する電流・電位計測装置であって、
前記防食対象物と電気的に接続される筒状のプローブ電極と、前記プローブ電極に電気的に絶縁され、且つ、前記プローブ電極の一端側に連結され前記プローブ電極と棒状に一体に形成された非可逆系の照合電極とを備え、前記防食対象物と略同一の腐食環境に配置される電極部と、
前記犠牲陽極と前記プローブ電極との間に流れる電流を測定すると共に、前記プローブ電極の電位を前記照合電極によって測定する測定部と、を備える、
電流・電位計測装置。

【請求項2】

前記プローブ電極は、前記防食対象物と略同一の素材により棒状に形成され、表面側において絶縁材料により覆われた絶縁部と、前記素材が露出した露出部と、が形成されている、
請求項１に記載の電流・電位計測装置。

【請求項3】

前記露出部は、所定面積を有するように形成されている、
請求項２に記載の電流・電位計測装置。

【請求項4】

前記電極部において前記プローブ電極と前記照合電極とが棒状に一体に形成され、
前記プローブ電極において、一端側に前記露出部が形成されると共に、前記照合電極が電気的に絶縁されて連結されている、
請求項２又は３に記載の電流・電位計測装置。

【請求項5】

前記電極部は、前記照合電極に連結して貫入部材が設けられ、前記照合電極及び前記露出部は、土中に埋設される、
請求項２から４のうちいずれか１項に記載の電流・電位計測装置。

【請求項6】

前記照合電極及び前記露出部は、水中又は土中に設置される、
請求項２から４のうちいずれか１項に記載の電流・電位計測装置。

【請求項7】

犠牲陽極により防食された防食対象物の防食状態及び前記犠牲陽極の消耗度合いを把握する電流・電位計測装置であって、
前記防食対象物と電気的に接続されるプローブ電極と、前記プローブ電極に電気的に絶縁され、且つ、前記プローブ電極に連結された照合電極とを備え、前記防食対象物と略同一の腐食環境に配置される電極部と、
前記犠牲陽極と前記プローブ電極との間に流れる電流を測定すると共に、前記プローブ電極の電位を前記照合電極によって測定する測定部と、を備え、
土中に埋設される前記電極部と、
水中に設置される他の前記電極部と、を備える、
電流・電位計測装置。

【請求項8】

前記測定部は、前記電極部の測定結果に基づいて前記防食対象物の防食状態を判定する、
請求項１から７のうちいずれか１項に記載の電流・電位計測装置。

【請求項9】

外部電源方式の陽極により防食された防食対象物の防食状態及び陽極から通電される電流を把握する電流・電位計測装置であって、
前記防食対象物と電気的に接続される筒状のプローブ電極と、前記プローブ電極に電気的に絶縁され、且つ、前記プローブ電極の一端側に連結され前記プローブ電極と棒状に一体に形成された非可逆系の照合電極とを備え、前記防食対象物と略同一の腐食環境に配置される電極部と、
前記陽極と前記プローブ電極との間に流れる電流を測定すると共に、前記プローブ電極の電位を前記照合電極によって測定する測定部と、を備える、
電流・電位計測装置。

【請求項10】

犠牲陽極により防食された防食対象物の防食状態及び前記犠牲陽極の消耗度合いを把握する電流・電位計測装置に備えられる電極であって、
前記防食対象物と電気的に接続される筒状のプローブ電極と、
前記プローブ電極に電気的に絶縁され、且つ、前記プローブ電極の一端側に連結され前記プローブ電極と棒状に一体に形成された非可逆系の照合電極と、を備え、前記防食対象物と略同一の腐食環境に配置される、電極。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気防食された金属部材の防食状態、及び防食材の寿命を把握するためのパーマネント型の電流・電位計測装置及び電極に関する。

【背景技術】

【0002】

水中や土中に設置される鋼製の構造物の腐食を防止するために、一般的に犠牲陽極等を用いた電気防食が行われている。犠牲陽極には、鋼材よりも電気化学的にイオン化傾向が大きいアルミニウム、亜鉛、マグネシウム等の金属やそれらの合金が使用される。犠牲陽極が構造物に取り付けられると、犠牲陽極から構造物に防食電流が流れて犠牲陽極自体が腐食することで、構造物の腐食を防止する。犠牲陽極は、経時的に消耗する性質があるため定期的に更新する必要がある。防食対象物の防食状態及び犠牲陽極の消耗度合いを把握するため、防食対象物の電位や犠牲陽極から発生する電流の計測が行われている。

【0003】

土中における犠牲陽極による防食対象物の防食状態は、例えば、土中において電位の基準点を与える照合電極を設置し、防食対象物の電位を照合電極で測定することで判定される。照合電極には、例えば、測定器のマイナス端子が接続され、防食対象物には、測定器のプラス端子が接続される。

【0004】

土中における防食状態の電位測定においては、土中の電解質の電気抵抗が測定値に影響を与える。防食対象物の電位を照合電極で測定すると、測定された電位にはＩＲドロップ（おもに防食電流と電解質の電気抵抗との積）が含まれる。ＩＲドロップによる測定誤差を低減するために、構造物と同素材により形成されたプローブと呼ばれる電極が用いられる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術によれば、防食された土中の防食対象物に電気的に接続されたプローブと照合電極と、測定部とを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平１０－１８５８００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

桟橋等の水上構造物を支持する橋脚に複数の鋼管杭が用いられる。鋼管杭は犠牲陽極により防食されている。桟橋においては、複数の鋼管杭は、陸側の奥まった場所に設けられているため、防食状態を把握することが困難である。そのため、桟橋の海側の前面に沿った鋼管杭が防食状態を把握するための測定対象となっており、他の鋼管杭の防食状態は把握しきれていないのが実状である。

【0007】

また、照合電極やプローブの配線は、煩雑な作業を伴う。鋼管杭の土中部の防食状態を把握するために照合電極等を土中等へ埋設する必要があり、定期的な交換及びメンテナンスの際には、設置場所を事前に掘削する必要がある。特許文献１に記載された方法を桟橋等の鋼管杭に適用しようとすると、照合電極やプローブの設置や交換がしにくく、鋼管杭の防食状態の把握が困難となる虞がある。

【0008】

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、防食対象物の防食状態及び犠牲陽極の消耗度合いを把握するための電流・電位計測装置及び電極の施工性及び利便性を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成するため、本発明は、犠牲陽極により防食された防食対象物の防食状態及び前記犠牲陽極の消耗度合いを把握するための電流・電位計測装置であって、前記防食対象物と略同一の腐食環境に配置され前記防食対象物と電気的に接続されるプローブ電極と、前記プローブ電極に電気的に絶縁され、且つ、前記プローブ電極に連結された照合電極とを備える電極部と、前記犠牲陽極と前記プローブ電極との間に流れる電流を測定すると共に、前記プローブ電極の電位を前記照合電極によって測定する測定部と、を備えることを特徴としている。

【0010】

本発明によれば、電流・電位計測装置における電極部においてプローブ電極と照合電極とが一体に形成されているため、防食対象物と略同一の腐食環境への電極部の設置を容易にし、長期にわたって電流・電位の計測を容易にすることができる。

【0011】

本発明の前記プローブ電極は、前記防食対象物と略同一の素材により棒状に形成され、表面側において絶縁材料により覆われた絶縁部と、前記素材が露出した露出部と、が形成されていてもよい。

【0012】

本発明によれば、電極部において棒状の防食対象物と略同一の素材によりプローブ電極が形成されているため、装置構成を簡略化できる。

【0013】

本発明の前記露出部は、所定面積を有するように形成されていてもよい。

【0014】

本発明によれば、プローブ電極における露出部が所定面積に形成されていることにより、プローブ電極に流入する電流に基づいて防食電流密度を算出できる。

【0015】

本発明は、前記電極部において前記プローブ電極と前記照合電極とが棒状に一体に形成され、前記プローブ電極において、一端側に前記露出部が形成されると共に、前記照合電極が電気的に絶縁されて連結されていてもよい。

【0016】

本発明によれば、電極部においてプローブ電極と照合電極が棒状に一体に形成されているため、防食対象物と略同一の腐食環境への電極部の設置を容易にできる。

【0017】

本発明の前記電極部は、前記照合電極に連結して貫入部材が設けられ、前記照合電極及び前記露出部は、土中に埋設されてもよい。

【0018】

本発明によれば、照合電極に貫入部材が設けられていることにより、電極部を土中に容易に埋設することができる。

【0019】

本発明の前記照合電極及び前記露出部は、水中又は土中に設置されてもよい。

【0020】

本発明によれば、照合電極及びプローブ電極を水中だけでなく、土中にも容易に設置できる。

【0021】

本発明は、土中に埋設される前記電極部と、水中に設置される他の前記電極部と、を備えていてもよい。

【0022】

本発明によれば、水中と土中に電極部を簡便に設置できる。

【0023】

本発明の前記測定部は、前記電極部の測定結果に基づいて前記防食対象物の防食状態を判定してもよい。

【0024】

本発明によれば、電極部を用いた測定結果を用いて防食対象物の防食状態を判定できる。

【0025】

本発明は、前記犠牲陽極に代えて外部電源方式の陽極が接続されていてもよい。

【0026】

本発明によれば、電流・電位計測装置は、外部電源方式により電気防食された防食対象物の防食状態及び陽極（不溶性タイプ）から通電される電流を把握するために適用することができる。

【0027】

本発明は、犠牲陽極により防食された防食対象物の防食状態を及び犠牲陽極の消耗度合いを把握するための電極であって、前記防食対象物と略同一の腐食環境に配置され前記防食対象物と電気的に接続されるプローブ電極と、前記プローブ電極に電気的に絶縁され、且つ、前記プローブ電極に連結された照合電極と、を備える電極である。

【0028】

本発明によれば、防食対象物の防食状態及び犠牲陽極の消耗度合いを把握するための電極部においてプローブ電極と照合電極とが一体に形成されているため、防食対象物と略同一の腐食環境への電極部の設置を容易にし、電流・電位の計測を容易にすることができる。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、防食対象物の防食状態及び犠牲陽極の消耗度合いを把握するための電流・電位計測装置及び電極の施工性及び利便性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】従来行われていた防食対象物への電気防食の構成を示す図である。

【図2】防食状態判定基準の一例を示す図である。

【図3】電流・電位計測装置の構成を示す断面図である。

【図4】測定部の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、図面を参照しつつ、本発明の電流・電位計測装置の実施形態について説明する。電流・電位計測装置は、犠牲陽極により電気防食された防食対象物の防食状態及び犠牲陽極の消耗度合いを把握判定するパーマネント型の装置である。先ず、電流・電位計測装置の原理を説明する。

【0032】

図１に示されるように、防食対象物Ｇは、例えば、杭式の桟橋等の構造物における橋脚である。防食対象物Ｇは、例えば、鋼管により構築された鋼管杭である。防食対象物Ｇは、下端部が海底Ｂより深い土中（海土中）に打設され、上端部において床版Ｄを支持している。

【0033】

防食対象物Ｇは、土中及び水中（海水中）に暴露されている。防食対象物Ｇには、防食用の犠牲陽極Ｐが設置されている。防食対象物Ｇは、海底の高さが異なるので、打設される位置により土中及び水中に暴露されている領域（面積）が異なる。防食対象物Ｇの防食状態は、防食対象物Ｇの土中での電位、防食対象物Ｇの水中での電位を照合電極Ｍで測定することにより判定される。

【0034】

水中における犠牲陽極Ｐによる防食対象物Ｇの防食状態は、例えば、水中において電位の基準点を与える照合電極Ｍを設置し、防食対象物Ｇの電位を照合電極Ｍで測定することで判定される。照合電極Ｍには、例えば、測定器Ｓのマイナス端子が接続され、防食対象物Ｇには、測定器Ｓのプラス端子が接続される。

【0035】

土中における犠牲陽極Ｐによる防食対象物Ｇの防食状態も同様に、土中において電位の基準点を与える照合電極Ｍを埋設し、防食対象物Ｇの電位を照合電極Ｍで測定することで判定される。

【0036】

図２に示されるように、防食対象物Ｇが鋼材で形成されており、犠牲陽極Ｐにより防食状態にある場合、防食対象物Ｇの電位を照合電極Ｍで計測し、海水銀・塩化銀照合電極基準に換算すると、例えば、－７８０（ｍＶ ｖｓ．Ａｇ／ＡｇＣｌ［ｓｗ］）以下の値が示される。

【0037】

桟橋においては、複数の防食対象物Ｇが陸側の奥まった場所に設置されているため、床版Ｄの前面（着船側）に沿って配置された防食対象物Ｇ以外の他の防食対象物Ｇに対しては、前記照合電極Ｍで電位を計測しにくい。そのため、以下に記載する電流・電位計測装置が桟橋に適用される。

【0038】

図３に示されるように、電流・電位計測装置１は、棒状に形成された電極部１０と、電極部１０を用いて防食対象物Ｇの防食状態を判定する測定部５０と、を備える。電極部１０は、床版Ｄに予め設けられた開口部Ｈに挿入される。

【0039】

電極部１０は、防食対象物Ｇと略同一の腐食環境に設置される。ここに、防食対象物Ｇと略同一の腐食環境とは、防食対象物Ｇの近傍でなくても、防食対象物Ｇが設置された環境と比較して、例えば、水中であるなら、ｐＨ、塩化物イオン濃度、抵抗率、温度、溶存酸素濃度、流速、水深、陸からの距離等の環境に関連するパラメータが略同一とみなせる位置を示す。本実施例においては、防食対象物は鋼管杭であって、桟橋の前面（着船側）からの距離が同じである位置を、防食対象物Ｇと略同一の腐食環境として設定している。

【0040】

電極部１０は、土中用の電極部１１と、水中用の電極部１２とを備える。土中用の電極部１１は、海底Ｂより深い土中に貫入されて使用される。土中用の電極部１１は、防食対象物と電気的に接続されるプローブ電極１１Ａと、プローブ電極に連結された照合電極１１Ｇとを備える。

【0041】

プローブ電極１１Ａは、円形断面を有する筒状に形成されている。プローブ電極１１Ａは、防食対象物Ｇと略同一の素材により形成されている。防食対象物Ｇが鋼材にて形成された鋼管杭である場合には、プローブ電極１１Ａは、略同一の鋼材によって形成される。

【0042】

プローブ電極１１Ａは、表面側において絶縁材料により覆われた絶縁部１１Ｂが形成されている。絶縁部１１Ｂは、例えば、炭素繊維入り強化無機系重防食材料等の高耐久性の無機系被覆材料によりコーティングされて形成されている。絶縁材料は、前記材料の他に、セラミックであってもよい。有機系材料であっても、例えば、長期使用に耐え得る実績があれば、パテ材等であってもよい。長期的に鋼材を絶縁被覆できる材料であれば、どのような材質でもよい。プローブ電極１１Ａは、下端側に鋼材が露出した露出部１１Ｃが形成されている。露出部１１Ｃは、所定面積を有するように形成されている。露出部１１Ｃは、海底Ｂより深い土中に埋設される。プローブ電極１１Ａの上端（他端）側には、プローブ電極１１Ａと電気的に導通する端子１１Ｄが設けられている。端子１１Ｄは、測定部５０に接続されている。

【0043】

プローブ電極１１Ａの下端（一端）側には、照合電極１１Ｇが電気的に絶縁されて連結されている。照合電極１１Ｇは、プローブ電極１１Ａと同径の円柱状に形成されている。照合電極１１Ｇは、例えば、亜鉛もしくは亜鉛合金により形成されている。照合電極１１Ｇは、プローブ電極１１Ａと同心に連結されている。照合電極１１Ｇの上端とプローブ電極１１Ａの下端との間には、絶縁体となるセラミック及びシリコン製のワッシャ１１Ｈが設けられている。ワッシャ１１Ｈは、例えば、一対のシリコン製のワッシャと、一対のシリコン製のワッシャの間に配置されたセラミック製のワッシャとにより構成されている。

【0044】

照合電極１１Ｇの上端には、導体１１Ｋが連結されている。導体１１Ｋは、例えば、銅製の円形断面を有する棒状体に形成されている。導体１１Ｋの下端には、雄ネジが形成されており、照合電極１１Ｇの上面に形成された雌ネジ穴に螺入されている。これにより、照合電極１１Ｇと導体１１Ｋとは、電気的に接続されている。導体１１Ｋは、プローブ電極１１Ａの内部に挿通されている。導体１１Ｋとプローブ電極１１Ａとの間には、例えば、ガラス管１１Ｌが挿通されている。これにより、導体１１Ｋとプローブ電極１１Ａとは電気的に絶縁されている。

【0045】

導体１１Ｋの上端は、プローブ電極１１Ａの上端から突出している。導体１１Ｋの上端には、雄ネジが形成されている。導体１１Ｋの上端は、絶縁体となるセラミック及びシリコン製のワッシャ１１Ｈを介してナット１１Ｍが締め込まれている。これにより、プローブ電極１１Ａは、上端のナット１１Ｍと下端の照合電極１１Ｇとに挟持され、照合電極１１Ｇと確実に連結される。導体１１Ｋの上端は、金属地が剥き出しになっており端子として機能する。導体１１Ｋの上端は、測定部５０に接続されている。

【0046】

照合電極１１Ｇの下端には、土中に打ち込むための金具１１Ｉ（貫入部材）が連結されている。金具１１Ｉは、例えば、金属により形成されている。金具１１Ｉの上端と照合電極１１Ｇの下端とが連結されている。金具１１Ｉの上端と照合電極１１Ｇの下端との間には、絶縁体となるセラミック及びシリコン製のワッシャ１１Ｈが設けられている。

【0047】

金具１１Ｉの上端と照合電極１１Ｇの下端とは、例えば、絶縁体となるセラミック製の棒ボルト１１Ｊにより固定されている。これにより、金具１１Ｉと照合電極１１Ｇとは電気的に絶縁されている。金具１１Ｉは、下端に向かうほど断面が減少するテーパ形状に形成されている。金具１１Ｉは、例えば、海底Ｂから土中に貫入しやすくなるように下端が尖って円錐状に形成されている。金具１１Ｉは、円錐の他に、三角錐、四角錐を含む角錐の他、掘削することなく土中に貫入できるように形成されていればどのような形状であってもよい。また、硬質で、貫入部材として機能するものであれば、非金属であってもよく、例えば、硬質塩化ビニル樹脂等が挙げられる。

【0048】

次に水中用の電極部１２について説明する。水中用の電極部１２は、土中用の電極部１１と基本的に同じ構造を備える。以下、土中用の電極部１１と重複する説明については適宜省略する。水中用の電極部１２は、土中用の電極部１１より短く形成されている。水中用の電極部１２は、プローブ電極１２Ａと、照合電極１２Ｇとを備える。

【0049】

プローブ電極１２Ａは、円形断面を有する筒状に形成されている。プローブ電極１２Ａは、防食対象物Ｇと略同一の素材により形成されている。プローブ電極１２Ａは、表面側において絶縁材料により覆われた絶縁部１２Ｂが形成されている。プローブ電極１２Ａは、下端側に防食対象物Ｇと略同一の素材が露出した露出部１２Ｃが形成されている。水中での使用を想定した時の露出部１２Ｃの面積は、例えば１００ｃｍ^２程度であり、防食対象物の面積と比較すると極めて小さいため、比較的短期間でエレクトロコーティングが形成され、流入する電流は低減し、防食対象物Ｇと同程度の防食電流密度に達する。

【0050】

露出部１２Ｃは、所定面積を有するように形成されている。露出部１２Ｃは、水中に暴露される。プローブ電極１２Ａの上端（他端）側には、プローブ電極１２Ａと電気的に導通する端子１２Ｄが設けられている。端子１２Ｄは、測定部５０に接続されている。

【0051】

プローブ電極１２Ａの下端（一端）側には、照合電極１２Ｇが電気的に絶縁されて連結されている。照合電極１２Ｇは、例えば、亜鉛もしくは亜鉛合金により形成されている。照合電極１２Ｇは、亜鉛や亜鉛合金以外に、ヒステリシスが無い、交換電流密度が大きい等、照合電極としての要件を備えていれば、他の材料の中から選定してもよい。照合電極１２Ｇの上端とプローブ電極１２Ａの下端との間には、絶縁体となるセラミック及びシリコン製のワッシャ１２Ｈが設けられている。

【0052】

照合電極１２Ｇの上端には、導体１２Ｋが連結されている。照合電極１２Ｇと導体１２Ｋとは、電気的に接続されている。導体１２Ｋは、プローブ電極１２Ａの内部に挿通されている。導体１２Ｋとプローブ電極１２Ａとの間には、ガラス管１２Ｌが挿通されている。導体１２Ｋの上端は、プローブ電極１２Ａの上端から突出している。

【0053】

導体１２Ｋの上端には、雄ネジが形成されている。導体１２Ｋの上端は、絶縁体となるセラミック及びシリコン製のワッシャ１２Ｈを介してナット１２Ｍが締め込まれている。導体１２Ｋの上端は、金属地が剥き出しになっており端子として機能する。導体１２Ｋの上端は、測定部５０に接続されている。

【0054】

測定部５０は、犠牲陽極Ｐとプローブ電極１１Ａ、１２Ａとの間に流れる電流を測定すると共に、プローブ電極１１Ａ、１２Ａの電位を照合電極１１Ｇによって測定する。測定部５０は、犠牲陽極Ｐとプローブ電極１１Ａ、１２Ａとの間に流れる電流を測定する電流計５１と、照合電極１１Ｇで防食対象物Ｇの電位を測定する電圧計５２と、照合電極１２Ｇで防食対象物Ｇの電位を測定する電圧計５３と、を備える。電流計５１、電圧計５２、及び電圧計５３とは、一体の装置であってもよい。

【0055】

図４に示されるように、測定部５０は、電流計５１、電圧計５２，５３による電極部１０の測定結果に基づいて、防食対象物Ｇの防食状態を判定する演算部５４と、演算部５４の判定結果を表示する表示部５５と、各種データを記憶する記憶部５６とを更に備えてもよい。

【0056】

演算部５４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。これらの各機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。

【0057】

演算部５４は、例えば、予め定められた基準と測定結果とを比較して、犠牲陽極Ｐの消耗度合い、交換の必要性、防食対象物Ｇの防食状態を判定する。

【0058】

表示部５５は、演算部５４の判定結果に基づいて、所定の表示を行う。表示部５５は、判定結果に基づいて犠牲陽極Ｐの交換、防食対象物Ｇの修理等を促す表示画像を画面上に表示する。表示部５５は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイ等の表示装置である。

【0059】

記憶部５６は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置である。演算部５４、表示部５５、及び記憶部５６は、パーソナルコンピュータ、タブレット型端末、スマートフォン等の情報処理端末により実現されてもよい。情報処理端末は、ネットワークに接続されていてもよく、ネットワークにより送信された電極部１０の測定結果により判定結果を出力してもよい。

【0060】

次に、電流・電位計測装置１の使用方法について説明する。ユーザは、棒状の電極部１０を床版Ｄに形成された開口部Ｈから挿入する（図３参照）。ユーザは、土中用の電極部１１を海中に沈め、土中用の電極部１１の金具１１Ｉが海底Ｂに到達した後、電極部１１の頂部を下方向に押し込み、所定距離沈下させて照合電極１１Ｇと露出部１１Ｃを土中に埋設する。

【0061】

ユーザは、電極部１１のスイッチ５１Ａを閉じて犠牲陽極Ｐとプローブ電極１１Ａとを導通させ、電流計５１によりプローブ電流を測定する。プローブ電極１１Ａの露出部１１Ｃは、一定の面積に形成されている。露出部１１Ｃに流入する電流に基づいて、演算部５４は、電気防食の設計や寿命予測に必要な防食電流密度を算出する。ユーザは、電圧計５２によりプローブ電極１１ＡのＯＦＦ電位を測定する。

【0062】

ユーザは、スイッチ５１Ａを開いてプローブ電極１１Ａと犠牲陽極Ｐとを電気的にオフ状態にする。演算部５４は、オフ状態になった後にＩＲドロップが直ちに消失するので、ＩＲドロップが消失した時点の電位をプローブ電極１１ＡのＯＦＦ電位として算出する。ユーザは、同様に水中用の他の電極部１２を水中に配置し、照合電極１２Ｇと露出部１２Ｃを水中に暴露させる。

【0063】

ユーザは、電極部１２のスイッチ５１Ｂを閉じて犠牲陽極Ｐとプローブ電極１２Ａとを導通させ、電流計５１によりプローブ電流を測定する。演算部５４は、プローブ電極１２Ａの露出部１２Ｃに流入する電流と、露出部１２Ｃの面積とに基づいて、電気防食の設計や寿命予測に必要な防食電流密度を算出する。

【0064】

ユーザは、電圧計５３によりプローブ電極１２ＡのＯＦＦ電位を測定する。ユーザは、スイッチ５１Ｂを開いてプローブ電極１２Ａと犠牲陽極Ｐとを電気的にオフ状態にする。演算部５４は、オフ状態になった時点の電位をプローブ電極１２ＡのＯＦＦ電位として算出する。演算部５４は、測定結果に基づいて防食対象物Ｇの防食状態を判定し、表示部５５に判定結果が表示される。

【0065】

前述したように電流・電位計測装置１によれば、プローブ電極の絶縁部は、所定の被覆材等により高耐久絶縁されているため、メンテナンスコストを低減できる。電流・電位計測装置１によれば、装置の構造および構成材が加工性やメンテナンス性を考慮し棒、管、ネジ類のみによる単純な構造により構成されているため、施工性、利便性およびメンテナンス性が向上する。

【0066】

電流・電位計測装置１によれば、電極部１０が棒状に形成されているため、床版Ｄに形成された開口部Ｈから電極部１０を設置でき、陸側の奥まった場所に設置された鋼管杭等の防食対象物Ｇの防食状態及び犠牲陽極の消耗度合いを容易に把握することができる。

【0067】

電流・電位計測装置１によれば、照合電極１１Ｇが土中に挿入されるように形成されているため、設置時の施工性を改善できる。電流・電位計測装置１によれば、照合電極１１Ｇに金具１１Ｉが設けられていることにより、土中への挿入を容易に行うことができる。

【0068】

電流・電位計測装置１によれば、電極部１０に照合電極とプローブ電極が一体に設けられていることにより、測定時における電極部１０の設置を容易に行うことができる。電流・電位計測装置１によれば、プローブ電極１１Ａ、１２Ａにおいて露出部１１Ｃ、１２Ｃに犠牲陽極Ｐから電流が流れ込む電極として機能する。電流・電位計測装置１によれば、露出部１１Ｃ、１２Ｃは、所定面積に形成されているため、露出部１１Ｃ、１２Ｃに流入する電流から、電気防食の設計や寿命予測に必要な防食電流密度を算出できる。

【0069】

電流・電位計測装置１によれば、プローブ電極１１Ａ、１２Ａにおいて露出部１１Ｃ、１２Ｃ以外の絶縁部１１Ｂ、１２Ｂは、絶縁被覆が剥離して露出部分が増加すると、流入電流が変化し、防食電流密度の精度が落ちるため、炭素繊維入り強化無機系重防食材料等の被覆材により高耐久絶縁被覆が施されている。電流・電位計測装置１によれば、照合電極１１Ｇ、１２Ｇとプローブ電極１１Ａ、１２Ａとが各々近傍に取り付けられているため、ＩＲドロップによる誤差の影響を小さくすることができる。前記実施形態では、電流・電位計測装置１は電極部１１及び電極部１２の２本の電極部を用いて防食対象物Ｇの防食状態及び犠牲陽極の消耗度合いを把握したが、これに限らず複数本の電極部を組み合わせて使用すれば水深ごとに更に多くのデータを取得できる。また、土中と水中の各々に対する電流・電位計測装置１を一体に形成してもよい。更に、照合電極１１Ｇ、１２Ｇとプローブ電極１１Ａ、１２Ａの露出部１１Ｃ、１２Ｃの位置関係を上下反対にしてもよく、金具１１Ｉ（貫入部材）自体を照合電極１１Ｇ、１２Ｇもしくはプローブ電極１１Ａ、１２Ａの露出部１１Ｃ、１２Ｃとして形成してもよい。このとき、電極部１０内部の電気的接続はやや複雑になるが、耐久性を持った材料により構成することで、依然として施工性、利便性およびメンテナンス性を向上させることができる。

【0070】

次に、電流・電位計測装置１の他の用途について述べる。土中に埋設された構造物である埋設配管は、一般に絶縁材によって全体が被覆されている。絶縁材により形成された塗膜が健全であれば、埋設配管は腐食しない。しかしながら、経年的に塗膜が劣化し、埋設配管の金属素地が露出すると、配管は腐食する。よって、被覆された埋設配管は、電気防食されることが望ましい。電気防食された被覆配管は、照合電極によって定期的に防食状態が確認され、維持管理がなされる。

【0071】

埋設配管が犠牲陽極方式によって電気防食され、埋設配管の被覆が完全な状態であり、且つ、金属素地が露出していない場合、犠牲陽極から防食電流は流れない。但し、施工時の損傷や経年劣化等により、塗膜に欠陥が生じた場合は、犠牲陽極と埋設配管との電位差、土壌抵抗率等に応じた防食電流が金属素地部に流入し、電気防食が行われる。電流・電位計測装置１は、埋設配管の防食状態及び犠牲陽極の消耗度合いを把握する際にも適用される。例えば、埋設配管と犠牲陽極との間の距離が長いほど防食電流は流れにくくなる。

【0072】

そのため、防食電流が到達し難い箇所、すなわち、隣り合う犠牲陽極と犠牲陽極の中間点であって、犠牲陽極から最も離れた埋設配管の近傍に、電流・電位計測装置１の電極部１０が埋設配管の中心と同じ深度に達するように差し込まれる。その結果、電流・電位計測装置１によって、その地点における所要防食電流（防食電流密度）および電位を確認することができ、防食対象物の防食状態を適正に把握することができる。土中の被覆された埋設配管に対する使用を想定した時の露出部１１Ｃの面積は、例えば１０ｃｍ^２程度としてもよい。

【0073】

実施例に係る電流・電位計測装置１によれば、鋼管杭もしくは埋設配管に対して計測された電流から防食電流密度を算出できる。前述した防食電流密度を電気防食の設計時に想定した電流密度と比較することによって、犠牲陽極の消耗が、設計時に想定された消耗度合いに比して早いか否かが把握される。例えば、犠牲陽極の消耗が、設計時に想定された消耗度合いに比して早い場合、犠牲陽極の実際の寿命は設計寿命より短くなる。犠牲陽極の消耗が、設計時に想定された消耗度合いに比して遅い場合、犠牲陽極の実際の寿命は設計寿命より長くなる。

【0074】

なお、上述した実施形態における測定部５０が備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

【0075】

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。

【0076】

また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

【0077】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記実施形態においては、電流・電位計測装置１において電極部１０は、床版Ｄに予め設けられた開口部Ｈに挿入されるものを例示したが、開口部Ｈは、既存の床版Ｄに後から形成して既存の防食対象物Ｇの防食状態及び犠牲陽極の消耗度合いを判定してもよい。また、上記実施形態においては、犠牲陽極Ｐによる防食を例示したが、本発明は、犠牲陽極に代えて外部電源方式の陽極が接続されて防食された防食対象物の防食状態及び陽極（不溶性タイプ）から通電される電流を把握するために適用してもよい。

【符号の説明】

【0078】

１ 電流・電位計測装置、１０、１１、１２ 電極部、１１Ａ、１２Ａ プローブ電極、１１Ｂ、１２Ｂ 絶縁部、１１Ｃ、１２Ｃ 露出部、１１Ｄ、１２Ｄ 端子、１１Ｇ、１２Ｇ 照合電極、１１Ｈ、１２Ｈ ワッシャ、１１Ｉ 金具、１１Ｊ 棒ボルト、１１Ｋ、１２Ｋ 導体、１１Ｌ、１２Ｌ ガラス管、１１Ｍ、１２Ｍ ナット、５０ 測定部、５１ 電流計、５１Ａ、５１Ｂ スイッチ、５２、５３ 電圧計、５４ 演算部、５５ 表示部、５６ 記憶部、Ｂ 海底、Ｄ 床版、Ｇ 防食対象物、Ｈ 開口部、Ｍ 照合電極、Ｐ 犠牲陽極、Ｓ 測定器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】