JP2005315864A - インピーダンス測定方法および配管腐食状態診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 導電性の測定対象回路におけるインピーダンスの測定にあたり、周辺電磁波や周囲温度等の外部環境の影響を低減したインピーダンス測定方法を提供すること。
【解決手段】 外磁コイルユニット１０と電流測定手段１２０とを、抵抗値を変更可能にした抵抗部３１が取り付けられた測定対象回路１５０とは別の模擬回路１３０に設け、抵抗部３１の抵抗値を変更することにより、外磁コイルユニット１０に印加した設定電圧と、電流測定手段１２０で測定した模擬回路１３０を流れる電流値と、抵抗部３１の抵抗値との間の相関関係を求める相関関係導出ステップを実行し、相関関係導出ステップで求めた相関関係に基づいて、設定電圧と電流値とから求めた導出インピーダンスを、測定ステップで測定したインピーダンスとする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、導電性の測定対象回路に外磁コイルユニットと電流測定手段とを取り付け、当該測定対象回路のインピーダンスを測定するインピーダンス測定方法、および建物に取り付けられた配管の地下埋設部分における腐食状態を診断する配管腐食状態診断方法に関する。

導電性の回路において、その回路のインピーダンスを正確に把握し、適切に管理することが重要である。その理由は、回路のインピーダンスの変化をモニタリングすることにより、その回路に接続されている部材の劣化や、漏電等の異常状態を的確に知ることができるからである。

従来、導電性回路のインピーダンスの測定は、電磁誘導によって回路に電位差を付与する外磁コイルユニットと、回路に流れる電流を測定するクランプ電流計等の電流測定手段とを用いて行われることがあった。このような外磁コイルユニットやクランプ電流計は、回路に対して外側から取り囲むようにして取り付けることができるので、回路の一部を切断するなどの必要がない。従って、このような方法によるインピーダンス測定は、例えば、以下に説明するような埋設配管の腐食状態の診断に利用することができる。

地中には水やガスなどのユーティリティを消費者が生活する建物内へ供給するための様々な種類の配管が埋設されている。このような配管は、道路の下などに埋設された本支管（外管）を介して各建物の敷地内へ内管として引き込まれ、建物内部へ至る。そのような配管において腐食が発生した場合、その腐食部分から水漏れやガス漏れといった問題が発生するため、そのような問題を避けるために様々な防食方法が行われており、また配管の腐食の有無を検査する方法も提案されている。但し、配管が道路の下などの地中に埋設されている場合、建物の地下の地中に埋設されている場合、建物内部のコンクリート中及び建物の地下に埋設されている場合等には、配管を掘り出すこと無しに配管の腐食の有無を検査することが要求される。

ここで、埋設されている配管には、ポリエチレン管のように腐食が発生しない配管や、金属管の表面にプラスチックライニングを施した配管など様々な配管があるため、すべての種類の配管に対して同じ腐食検査方法を適用することはできない。

従来、例えば、プラスチックライニング管のような塗覆装が施された配管については、外磁コイルを用いて塗覆装管の周囲を取り囲む磁界を形成することによって配管に電位差を付与し、塗覆装管から発生する環状の磁界を検出コイルにより測定する方法が行われていた。

この方法では、外磁コイルおよび検出コイルが共に配管の立ち上がり部分に取り付けられる。電磁誘導により外磁コイルに磁界を発生させると、この立ち上がり部より下流側において配管が建物の鉄筋等と接触し、上流側の配管埋設部に被覆損傷がある場合、配管、鉄筋、および土壌との間に電流が流れてループが形成され、配管埋設部においてマクロセル腐食が発生する。このとき、検出コイルは、配管に流れる電流によって生じた磁界を検出し、これをもって配管がマクロセル腐食状態にあると判断する。

ところが、実際の測定現場では、配管の腐食状態を診断するために配管電流等の測定を行うとき、種々の原因で測定誤差が生じる場合がある。例えば、電流測定は、配管周りの磁界強度をクランプ電流計が検知することによって行っているため、クランプ電流計の設置位置によっては電流測定値が外磁コイルユニットからの磁界に影響されて正確な値を示さないことがある。また、電流測定時における外部環境（例えば、測定温度）の状態によっても、電流測定値にばらつきが生じる場合がある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、導電性の測定対象回路におけるインピーダンスの測定にあたり、周辺電磁波や周囲温度等の外部環境の影響を低減したインピーダンス測定方法を提供すること、およびこのようなインピーダンス測定方法を利用して配管の地下埋設部における腐食状態を正確に診断することを可能にする配管腐食状態診断方法を提供することにある。

本発明に係るインピーダンス測定方法の特徴構成は、導電性の測定対象回路に、設定電圧を印加して電磁誘導により前記測定対象回路に電位差を付与する外磁コイルユニットと、前記測定対象回路を流れる回路電流を回路電流値として測定する電流測定手段とを設け、前記設定電圧と前記回路電流値とを用いて、前記測定対象回路のインピーダンスを測定する測定ステップを実行するインピーダンス測定方法であって、前記外磁コイルユニットと前記電流測定手段とを、抵抗値を変更可能にした抵抗部が取り付けられた前記測定対象回路とは別の模擬回路に設け、前記抵抗部の抵抗値を変更することにより、前記外磁コイルユニットに印加した前記設定電圧と、前記電流測定手段で測定した前記模擬回路を流れる模擬回路電流値と、前記抵抗部の抵抗値との間の相関関係を求める相関関係導出ステップを実行し、前記相関関係導出ステップで求めた前記相関関係に基づいて、前記設定電圧と前記回路電流値とから求めた導出インピーダンスを、前記測定ステップで測定した前記インピーダンスとする点にある。

本構成のインピーダンス測定方法では、測定対象回路のインピーダンスを求めるにあたり、抵抗値を変更可能にした抵抗部が取り付けられた測定対象回路とは別の模擬回路に外磁コイルユニットと電流測定手段とを設け、外磁コイルユニットに印加した設定電圧と、電流測定手段で測定した模擬回路を流れる電流値と、抵抗部の抵抗値との間の相関関係を求め、この相関関係に基づいて、設定電圧と模擬回路電流値とから求めた導出インピーダンスを前記インピーダンスとしている。そして、この相関関係は、測定対象回路と同じ環境の下で導出されるものであるから、周辺電磁波や周辺温度等の外部環境の影響を考慮したものとなっている。従って、設定電圧と模擬回路電流値とから求められた導出インピーダンスは、外部環境の影響を差し引いた正味のインピーダンスとすることができる

本発明のインピーダンス測定方法においては、前記抵抗部を、切替え可能な少なくとも２つの抵抗体から構成することも可能である。

本構成のインピーダンス測定方法では、抵抗部を構成する抵抗体を切替え、異なる抵抗値を有する抵抗体で測定を繰り返すことにより、外磁コイルユニットに印加した設定電圧と、電流測定手段で測定した模擬回路を流れる模擬回路電流値と、抵抗部の抵抗値との間の相関関係を求めることが可能となる。この場合では、複雑な操作や演算等を行う必要がないので、インピーダンスを容易に求めることができる。

本発明のインピーダンス測定方法においては、前記測定対象回路は導電性の埋設配管を含み、前記インピーダンスを前記埋設配管の接地抵抗として測定することも可能である。

本構成のインピーダンス測定方法では、特に、導電性の埋設配管の接地抵抗の測定に利用することができるので、このようなインピーダンス測定方法を用いれば、配管の地下埋設部の腐食状態の判定を精度よく行うことが可能となる。

本発明に係る配管腐食状態診断方法の特徴構成は、建物内から地下に渡って配設される導電性の配管に、設定電圧を印加して電磁誘導により前記配管に配管電位差を付与する外磁コイルユニットと、前記配管を流れる配管電流を配管電流値として測定する配管電流測定手段とを設け、前記設定電圧と前記配管電流値とを用いて、前記配管の地下埋設部分における配管側接地抵抗値を測定する測定ステップと、前記配管側接地抵抗値に基づいて、前記配管の地下埋設部分が腐食状態にあるか否かを判定する判定ステップとを包含する配管腐食状態診断方法であって、前記外磁コイルユニットと前記配管電流測定手段とを、抵抗値を変更可能にした抵抗部が取り付けられた前記配管とは別の環状導電体に設け、前記抵抗部の抵抗値を変更することにより、前記外磁コイルユニットに印加した前記設定電圧と、前記配管電流測定手段で測定した前記環状導電体を流れる電流値と、前記抵抗部の抵抗値との間の相関関係を求める相関関係導出ステップを実行し、前記相関関係導出ステップで求めた前記相関関係に基づいて、前記設定電圧と前記配管電流値とから求めた導出抵抗値を、前記測定ステップで測定した前記配管側接地抵抗値とする点にある。

本構成の配管腐食状態診断方法では、配管の地下埋設部分における配管側接地抵抗を求めるにあたり、抵抗値を変更可能にした抵抗部が取り付けられた配管とは別の環状導電体に外磁コイルユニットと配管電流測定手段とを設け、外磁コイルユニットに印加した設定電圧と、配管電流測定手段で測定した環状導電体を流れる電流値と、抵抗部の抵抗値との間の相関関係を求め、この相関関係に基づいて、設定電圧と配管電流値とから求めた導出抵抗値を配管側接地抵抗値としている。そして、この相関関係は、測定対象の配管と同じ環境の下で導出されるものであるから、周辺電磁波や周辺温度等の外部環境の影響を考慮したものとなっている。従って、設定電圧と配管電流値とから求められた導出抵抗値は、外部環境の影響を差し引いた正味の配管側接地抵抗値とすることができるので、配管の地下埋設部の腐食状態の判定を精度よく行うことが可能となる。

本発明の配管腐食状態診断方法においては、前記抵抗部は、切替え可能な少なくとも２つの抵抗体から構成することも可能である。

本構成の配管腐食状態診断方法であれば、抵抗部を構成する抵抗体を切替え、異なる抵抗値を有する抵抗体で測定を繰り返すことにより、外磁コイルユニットに印加した設定電圧と、配管電流測定手段で測定した環状導電体を流れる電流値と、抵抗部の抵抗値との間の相関関係を求めることが可能となる。この場合では、複雑な操作や演算等を行う必要がないので、配管の地下埋設部の腐食状態の判定を精度よく行うために必要な配管側接地抵抗値を容易に求めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施の形態および図面に記載される構成に限定されるものではない。

［インピーダンス測定システム］
先ず、本発明のインピーダンス測定方法を実施するために用いるインピーダンス測定システムについて説明する。図３は、インピーダンス測定システム２００の構成を示した概略図である。インピーダンス測定システム２００は、外磁コイルユニット１０、電流測定手段１２０、および模擬回路１３０を備えている。以下、インピーダンス測定システム２００の各構成要素について詳しく説明する。

外磁コイルユニット１０は、環状コイル１１、および電源手段１２を含む。環状コイル１１は、鉄などの金属材料からなる環状コア１６に導線１７を巻回して形成されている。環状コア１６に対する導線１７の巻回数は、設計に応じて任意に変更することが可能である。なお、環状コイル１１は、外部にノイズが漏洩しないように、電磁波遮蔽材料等によって表面をシールドしておくことが好ましい。環状コイル１１の形状は、例えば、図４（ａ）に示すように、一部を切欠いて、この切欠き部分から測定対象回路１５０を出し入れ可能にした形状や、図４（ｂ）に示すように、環状コイル１１を開閉可能にして、測定対象回路１５０を受け入れる形状とすることができる。また、環状コイル１１の環状コア１６は、図示したような方形の環状コアだけでなく、円形の環状コアを使用することも勿論可能である。

電源手段１２は、環状コイル１１に電力を供給し、環状コイル１１に電磁誘導を引き起こすための手段である。具体的には、外磁コイルユニット１０が測定対象回路１５０に取り付けられ、電源手段１２より外磁コイルユニット１０の環状コイル１１に設定電圧が印加されると、電磁誘導により測定対象回路１５０に電位差を印加することができる。電源手段１２は、例えば、周波数が１ｋＨｚの交流電源を使用し、測定対象回路１５０に印加する電位差が１００〜２００ｍＶとなるように調整したものを用いることができる。

電流測定手段１２０は、測定対象回路５０を流れる回路電流を回路電流値として測定することができる。また、電流測定手段１２０は、測定対象回路１５０を外囲して取り付け可能な構成とされており、例えば、公知のクランプ電流計１２０を用いることができる。クランプ電流計１２０で測定した回路電流は、電気信号としてプリアンプ２１で増幅され、バンドパスフィルタ２２を通って電流メータ２３に表示される。

模擬回路１３０は、測定対象回路１５０とは別に設けられ、測定対象回路１５０と同じ環境の下に配置することができる。そして、この環境において、模擬回路１３０は、外磁コイルユニット１０および電流測定手段（クランプ電流計）２０の環内に挿入され、測定対象回路１５０を模擬する回路として機能することができる。

また、模擬回路１３０には、抵抗部３１が取り付けられている。この抵抗部３１は、外磁コイルユニット１０の電磁誘導による誘導対象となるものであり、模擬回路１３０の両端の電位差が、この抵抗部３１にかかる電圧として電位差計３２で測定される。また、抵抗部３１は、抵抗値が変更可能に構成されている。図３の例では、１ｋΩ、５ｋΩ、１０ｋΩの３つの抵抗体がスイッチ３３によって切替え可能に並列接続されている。しかし、抵抗部３１はこのような構成に限定されず、例えば、この抵抗部３１は、少なくとも２つの抵抗体から構成されていればよい。あるいは、抵抗部３１は、抵抗値を連続的に変化させることが可能な可変抵抗であってもよい。

［インピーダンス測定方法］
次に、本発明のインピーダンス測定方法について説明する。本発明のインピーダンス測定方法では、測定対象回路１５０のインピーダンスを測定する測定ステップを実行する。

インピーダンスは、測定対象回路１５０に外磁コイルユニット１０とクランプ電流計１２０とを設け、外磁コイルユニット１０に印加する設定電圧とクランプ電流計１２０で測定した回路電流とを用いて求められる。

ところが、測定対象回路１５０の周辺は、ノイズ源となる電磁波や温度のばらつき等が存在する。このため、測定対象回路１５０にクランプ電流計１２０を取り付けたとき、その環境の温度や、クランプ電流計１２０と外磁コイルユニット１０との位置関係（距離）は常に一定ではない。従って、これらの要因は、外磁コイルユニット１０の加電圧やクランプ電流計１２０による回路電流の測定結果に影響し、最終的に求めたインピーダンスの値に誤差やばらつきが生じることがある。そこで、測定対象回路１５０の正確なインピーダンスを得るためには、上記阻害要因の影響を取り除く必要があり、本方法では、次に説明する相関関係導出ステップを行っている。

まず、外磁コイルユニット１０およびクランプ電流計１２０を、測定対象回路１５０とは別の模擬回路１３０に設ける。この模擬回路１３０には、上述した通り抵抗値を変更可能にした抵抗部３１が取り付けられている。そして、この抵抗部３１の抵抗値を変更することによりクランプ電流計１２０で測定した電流値Ｉ_２と模擬回路１３０を流れる電流の電流値Ｉ_１との相関関係、および、外磁コイルユニット１０にかかる電圧Ｖ_２と模擬回路１３０にかかる電圧Ｖ_１との相関関係を導出する。この導出ステップの例を、以下に説明する。

模擬回路１３０に流れる電流の電流値Ｉ_１とクランプ電流計１２０に流れる電流の電流値Ｉ_２とは、一次的な関係があり、
Ｉ_１＝ａ×Ｉ_２＋ｂ （１）
ａ：周囲温度によって定まる定数
ｂ：周辺電磁波によるノイズによって定まる定数
と表すことができる。

ここで、式（１）のａおよびｂを求めるにあたって、初めに、例えば、抵抗部３１の各抵抗体を断続するスイッチ３３を、１ｋΩの抵抗体に接続し、模擬回路１３０（抵抗部３１）に流れる電流の電流値Ｉ_１と電流測定手段１２０に流れる電流の電流値Ｉ_２とを求める。次に、スイッチ３３を５ｋΩの抵抗体に接続し、模擬回路１３０（抵抗部３１）に流れる電流の電流値Ｉ_１と電流測定手段１２０に流れる電流の電流値Ｉ_２とを求める。そして、それぞれの抵抗体に接続した場合について求めたＩ_１およびＩ_２を式（１）に代入することにより、定数ａおよびｂが求められ、上記相関関係式（１）が完成する。

また、模擬回路１３０にかかる電圧Ｖ_１と外磁コイルユニット１０にかかる電圧Ｖ_２とは、一次的な関係があり、電流と電圧とは比例関係にあるので、式（１）は、模擬回路１３０にかかる電圧Ｖ_１と外磁コイルユニット１０にかかる電圧Ｖ_２との関係式として、
Ｖ_１＝ａ’×Ｖ_２＋ｂ’ （２）
ａ’：周囲温度によって定まる定数
ｂ’：周辺電磁波によるノイズによって定まる定数
と表すことができる。

ここで、式（２）のａ’およびｂ’を求めるにあたって、初めに、例えば、抵抗部３１の各抵抗体を断続するスイッチ３３を、１ｋΩの抵抗体に接続し、模擬回路１３０（抵抗部３１）にかかる電圧Ｖ_１と外磁コイルユニット１０にかかる電圧Ｖ_２とを求める。次に、スイッチ３３を５ｋΩの抵抗体に接続し、模擬回路１３０（抵抗部３１）にかかる電圧Ｖ_１と外磁コイルユニット１０にかかる電圧Ｖ_２とを求める。そして、それぞれの抵抗体に接続した場合について求めたＶ_１およびＶ_２を式（２）に代入することにより、定数ａ’およびｂ’が求められ、上記相関関係式（２）が完成する。

このような相関関係式を考慮すると、前記設定電圧と前記回路電流値とから測定対象回路１５０のインピーダンスを導出することができる。そして、この導出インピーダンスは、外部環境による阻害要因の影響を取り除いた測定対象回路１５０の正味のインピーダンスとなる。

このように、本発明では、インピーダンス測定方法を実行するに際し、外磁コイルユニット１０に印加した設定電圧と、クランプ電流計１２０で測定した回路電流値と、抵抗部３１の抵抗値との間の相関関係を導出することができる。そしてこの相関関係は、測定対象回路１５０と同じ環境の下で導出されるものであるから、周辺電磁波や周辺温度等の外部環境の影響を考慮したものとなっている。

また、前述のように、本発明では、抵抗部３１を切替え可能な少なくとも２つの抵抗体から構成することも可能であり、この場合、抵抗部３１の抵抗体を切替えて、異なる抵抗値を有する抵抗体で測定を繰り返すことにより、外磁コイルユニット１０に印加した設定電圧と、クランプ電流計１２０で測定した模擬回路１３０を流れる電流値と、抵抗部３１の抵抗値との間の相関関係を求めることが可能となる。この場合では、複雑な操作や演算等を行う必要がないので、インピーダンスを容易に求めることができる。

ところで、上記実施形態では、相関関係導出ステップで求めた相関関係に基づいて、外磁コイルユニット１０に印加した設定電圧と測定対象回路１５０の回路電流値とから求めた導出インピーダンスを測定ステップで測定したインピーダンスとしているが、上記導出インピーダンスをさらに校正することにより、より適切な測定結果を得ることができる。

校正方法の一つとして、例えば、上記導出インピーダンスの値を最小自乗法で近似した近似直線を用いる方法が挙げられる。図５は、環境温度毎に求めた測定対象回路１５０のインピーダンスと、模擬回路１３０のインピーダンスとの関係を示すグラフである。図５のグラフ中、（ａ）は環境温度６℃における測定対象回路１５０のインピーダンスと模擬回路１３０のインピーダンス（抵抗値）との関係、（ｂ）同１０℃における関係、（ｃ）同２０℃における関係、（ｄ）同３０℃における関係をそれぞれ示し、（ｅ）は測定対象回路１５０と模擬回路１３０とが全く同一のインピーダンスを有していると仮定した場合の関係（基準線）である。また、図６は、図５の（ｄ）について最小自乗法を用いて近似した近似直線（ｆ）を示す。

この図６において、例えば基準抵抗値が５ｋΩである場合で見ると、実際の測定値（ｄ）と基準線（ｅ）との誤差は約２２％（約１４００Ω）であるのに対し、実際の測定値（ｄ）と近似直線（ｆ）との誤差は約９％（約６００Ω）である。また、基準抵抗値が１０ｋΩである場合で見ると、実際の測定値（ｄ）と基準線（ｅ）との誤差は約３２％（約４８００Ω）であるのに対し、実際の測定値（ｄ）と近似直線（ｆ）との誤差はほとんど見られない。このように、近似直線（ｆ）によって測定値の校正を行えば、基準線（ｅ）を用いる場合と比較して小さい誤差でインピーダンスを求めることができるので、より信頼性の高い測定を行うことができる。

一方、導出インピーダンスのばらつきは、クランプ電流計１２０と外磁コイルユニット１０との位置関係に起因する磁界強度の差異によっても生じ得るが、このような磁界強度についても最小自乗法で近似した近似直線を用いる校正を行うことができる。図７は、クランプ電流計１２０と外磁コイルユニット１０との位置関係毎に求めた測定対象回路１５０のインピーダンスと、模擬回路１３０のインピーダンスとの関係を示すグラフである。

ここで、上記位置関係について、図８を用いて説明する。図８は、模擬回路１３０に外磁コイルユニット１０とクランプ電流計１２０とを取り付けた状態を示す模式図である。図８に示す水平距離ａおよび垂直距離ｂによって、クランプ電流計１２０と外磁コイルユニット１０との位置関係が決定される。本実施形態では、ａおよびｂをそれぞれ２通りに設定した合計４通りの組み合わせについて検討している。具体的には、図４のグラフ中、（ａ）はａ＝１０ｃｍ、ｂ＝３０ｃｍにおける測定対象回路１５０のインピーダンスと模擬回路１３０のインピーダンス（抵抗値）との関係、（ｂ）同ａ＝２０ｃｍ、ｂ＝３０ｃｍにおける関係、（ｃ）ａ＝１０ｃｍ、ｂ＝５０ｃｍにおける関係、（ｄ）ａ＝２０ｃｍ、ｂ＝５０ｃｍにおける関係をそれぞれ示し、（ｅ）は測定対象回路１５０と模擬回路１３０とが全く同一のインピーダンスを有していると仮定した場合の関係（基準線）である。そして、図示はしないが、図４の（ａ）〜（ｄ）について最小自乗法を用いて図６と同様の近似直線をそれぞれ求め、そこから基準抵抗値５ｋΩにおける基準線と実際の測定値との誤差（校正前の誤差）、および、近似直線と実際の測定値との誤差（校正後の誤差）を求めた。

結果は、基準抵抗値が５ｋΩにおいて、校正前の誤差：校正後の誤差は、（ａ）３．０％：１．１％、（ｂ）１０．７％：５．５％、（ｃ）７．６％：４．０％、（ｄ）１．９％：１．５％となり、いずれも校正後の誤差が校正前の誤差よりも小さくなる結果となった。このように、本実施形態においても、近似直線を使用すれば、基準線（ｅ）を用いる場合と比較して小さい誤差でインピーダンスを求めることができるので、より信頼性の高い測定を行うことができる。

上記実施形態のインピーダンス測定方法において、測定対象回路が導電性の埋設配管を含み、インピーダンスを埋設配管の接地抵抗した場合、以下に説明する配管腐食状態診断システムとして利用することができる。この場合、特に、導電性の埋設配管の接地抵抗の測定に利用することができるので、配管の地下埋設部の腐食状態の判定を精度よく行うことが可能となる。

［配管腐食状態診断システム］
本発明の配管腐食状態診断方法を実施するために用いる配管腐食状態診断システムについて説明する、図１は、配管腐食状態診断システム１００の構成を示した概略図である。配管腐食状態診断システム１００は、外磁コイルユニット１０、配管電流測定手段２０、および環状導電体３０を備えている。ここで、配管電流測定手段２０、および環状導電体３０は、先に説明したインピーダンス測定システム１００における電流測定手段１２０、および模擬回路１３０に対応するものである。

外磁コイルユニット１０は、環状コイル１１、および電源手段１２を含み、この点は、上記配管腐食状態診断システム１００の外磁コイルユニット１０と同様である。環状コイル１１は、検査対象である建物４０内から地下に渡って配設される導電性の配管５０を外囲可能な形状に形成されている。ここで、「導電性」とは、配管５０自身が導電性であることを意味する。従って、塩化ビニル配管等は導電性の配管ではないが、金属製の配管に絶縁性の塗覆装が施されている塗覆層管は導電性の配管として分類される。

環状コイル１１の具体例としては、図２（ａ）に示すように、環状コイル１１の一部を切欠いて、この切欠き部分から配管５０を出し入れ可能にした構成や、図２（ｂ）に示すように、環状コイル１１を開閉可能にして、配管５０を受け入れる構成が挙げられる。また、図１および図２では、方形の環状コア１６が示されており、この環状コア１６の寸法は、配管５０を受け入れるのに十分な大きさとすることができる。環状コア１６の具体例として、測定現場での使用を考慮すると、１３０（±５）×１１０（±５）ｍｍ、８０（±５）×７０（±５）ｍｍのサイズの環状コア１６を採用することが好ましい。なお、図示したような方形の環状コアではなく、円形の環状コアを有する環状コイルを使用することも勿論可能である。

環状導電体３０には、抵抗部３１が取り付けられている。この抵抗部３１は、外磁コイルユニット１０の電磁誘導による誘導対象となるものであり、模擬配管としての環状導電体１３０の両端の電位差が、この抵抗部３１にかかる電圧として電位差計３２で測定される。また、抵抗部３１は、抵抗値が変更可能に構成されている。図１の例では、１００Ω、１ｋΩ、１０ｋΩの３つの抵抗体がスイッチ３３によって切替え可能に並列接続されている。しかし、抵抗部３１はこのような構成に限定されず、例えば、この抵抗部３１は、少なくとも２つの抵抗体から構成されていればよい。あるいは、抵抗部３１は、抵抗値を連続的に変化させることが可能な可変抵抗であってもよい。

配管腐食状態診断システム１００の他の構成は、先に説明したインピーダンス測定システム１００の構成と同様とすることができる。

［配管腐食状態診断方法］
次に、本発明の配管腐食状態診断方法について説明する。本発明の配管腐食診断方法は、配管５０の地下埋設部分５０ｂにおける配管側接地抵抗値を測定する測定ステップと、この測定した配管側接地抵抗値に基づいて、配管５０の地下埋設部分５０ｂが腐食状態にあるか否かを判定する判定ステップとを包含するものである。

配管腐食状態診断方法における測定ステップは、上述のインピーダンス測定方法における測定ステップと実質的に同じであるので、ここでは説明を省略する。

相関関係導出ステップでは、先に説明したインピーダンス測定方法と同様に相関関係式を求め、この相関関係式を考慮し、外磁コイルユニット１０が印加する設定電圧と配管５０を流れる電流の配管電流値とから配管５０の抵抗値を導出することができる。この抵抗値は、外部環境による阻害要因の影響を取り除いた配管５０の地下埋設部分における正味の配管側接地抵抗値となる。そしてこのようにして求めた配管側接地抵抗値を、所定の閾値と比較することにより、配管５０の地下埋設部分５０ｂが腐食状態にあるか否かを判定することが可能となる。例えば、配管側接地抵抗値が１０ｋΩ以下では、腐食なしと診断し、１〜１０ｋΩでは腐食小、１ｋΩ以下では腐食大として診断することができる。

以上より、本発明の配管腐食状態診断方法では、この方法を実行するに際し、外磁コイルユニット１０に印加した設定電圧と、配管電流測定手段１２０で測定した電流値と、抵抗部３１の抵抗値との間の相関関係を導出することができる。そしてこの相関関係は、測定対象の配管５０と同じ環境の下で導出されるものであるから、周辺電磁波や周辺温度等の外部環境の影響を考慮したものとなっている。

このように、設定電圧と配管電流値とから求められた導出抵抗値は、外部環境の影響を差し引いた正味の配管側接地抵抗値とすることができるので、配管５０の地下埋設部５０ｂの腐食状態の判定を精度よく行うことが可能となる。

また、本発明では、抵抗部３１を切替え可能な少なくとも２つの抵抗体から構成することも可能であり、この場合、抵抗部３１の抵抗体を切替えて、異なる抵抗値を有する抵抗体で測定を繰り返すことにより、外磁コイルユニット１０に印加した設定電圧と、配管電流測定手段２０で測定した環状導電体３０を流れる電流値と、抵抗部３１の抵抗値との間の相関関係を求めることが可能となる。この場合では、複雑な操作や演算等を行う必要がないので、配管５０の地下埋設部５０ｂの腐食状態の判定を精度よく行うために必要な配管側接地抵抗値を容易に求めることができる。

本発明では、上記式（１）、および式（２）より、配管電流測定手段２０で測定した電流、および外磁コイルユニット１０によって配管５０に付与される電圧の、外部環境等に起因するばらつきを補正することが可能となる。そのばらつきの程度は、実際の測定現場での測定例として、電流について標準偏差（Ｓ_Ｉ）、電圧について標準偏差（Ｓ_Ｖ）が、１００Ωで測定の場合では（Ｓ_Ｉ，Ｓ_Ｖ）＝（０．３６，５．１１）、１ｋΩで測定の場合では（Ｓ_Ｉ，Ｓ_Ｖ）＝（２．２６，５．１１）、１０ｋΩで測定の場合では（Ｓ_Ｉ，Ｓ_Ｖ）＝（２１．６３，５．１１）であった。本発明の配管腐食状態診断方法を用いれば、この程度のばらつきにおいても十分に補正可能であった。

本発明の配管腐食状態診断方法を実施するために用いる配管腐食状態診断システムの構成を示した概略図 環状コイルの具体例を示す図 本発明のインピーダンス測定システムの構成を示した概略図 環状コイルの具体例を示す図 環境温度毎に求めた測定対象回路のインピーダンスと、模擬回路のインピーダンスとの関係を示すグラフ 最小自乗法を用いて近似した近似直線を示すグラフ クランプ電流計と外磁コイルユニットとの位置関係毎に求めた測定対象回路のインピーダンスと、模擬回路のインピーダンスとの関係を示すグラフ 模擬回路に外磁コイルユニットとクランプ電流計とを取り付けた状態を示す模式図

符号の説明

１０ 外磁コイルユニット
１１ 環状コイル
１２ 電源手段
１６ 環状コア
１７ 導線
２０ 配管電流測定手段
２１ プリアンプ
２２ バンドパスフィルタ
２３ 電流メータ
３０ 環状導電体
３１ 抵抗部
３２ 電位差計
３３ スイッチ
４０ 建物
５０ 配管
１２０ 電流測定手段
１３０ 模擬回路
１５０ 測定対象回路

Claims (5)

1. 導電性の測定対象回路に、設定電圧を印加して電磁誘導により前記測定対象回路に電位差を付与する外磁コイルユニットと、前記測定対象回路を流れる回路電流を回路電流値として測定する電流測定手段とを設け、前記設定電圧と前記回路電流値とを用いて、前記測定対象回路のインピーダンスを測定する測定ステップを実行するインピーダンス測定方法であって、
   前記外磁コイルユニットと前記電流測定手段とを、抵抗値を変更可能にした抵抗部が取り付けられた前記測定対象回路とは別の模擬回路に設け、前記抵抗部の抵抗値を変更することにより、前記外磁コイルユニットに印加した前記設定電圧と、前記電流測定手段で測定した前記模擬回路を流れる模擬回路電流値と、前記抵抗部の抵抗値との間の相関関係を求める相関関係導出ステップを実行し、
   前記相関関係導出ステップで求めた前記相関関係に基づいて、前記設定電圧と前記回路電流値とから求めた導出インピーダンスを、前記測定ステップで測定した前記インピーダンスとするインピーダンス測定方法。
2. 前記抵抗部は、切替え可能な少なくとも２つの抵抗体から構成される請求項１に記載のインピーダンス測定方法。
3. 前記測定対象回路は導電性の埋設配管を含み、前記インピーダンスを前記埋設配管の接地抵抗として測定する請求項１または２に記載のインピーダンス測定方法。
4. 建物内から地下に渡って配設される導電性の配管に、設定電圧を印加して電磁誘導により前記配管に配管電位差を付与する外磁コイルユニットと、前記配管を流れる配管電流を配管電流値として測定する配管電流測定手段とを設け、前記設定電圧と前記配管電流値とを用いて、前記配管の地下埋設部分における配管側接地抵抗値を測定する測定ステップと、
   前記配管側接地抵抗値に基づいて、前記配管の地下埋設部分が腐食状態にあるか否かを判定する判定ステップと
   を包含する配管腐食状態診断方法であって、
   前記外磁コイルユニットと前記配管電流測定手段とを、抵抗値を変更可能にした抵抗部が取り付けられた前記配管とは別の環状導電体に設け、前記抵抗部の抵抗値を変更することにより、前記外磁コイルユニットに印加した前記設定電圧と、前記配管電流測定手段で測定した前記環状導電体を流れる電流値と、前記抵抗部の抵抗値との間の相関関係を求める相関関係導出ステップを実行し、
   前記相関関係導出ステップで求めた前記相関関係に基づいて、前記設定電圧と前記配管電流値とから求めた導出抵抗値を、前記測定ステップで測定した前記配管側接地抵抗値とする配管腐食状態診断方法。
5. 前記抵抗部は、切替え可能な少なくとも２つの抵抗体から構成される請求項４に記載の配管腐食状態診断方法。

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