防腐性能劣化探測(cè)傳感器以及供給熱水供暖系統(tǒng)以及設(shè)備儀器的制造方法
【專利摘要】一種防腐性能劣化探測(cè)傳感器(7)，探測(cè)添加有抑制防腐對(duì)象材料的腐蝕的腐蝕抑制劑的溶劑中所包含的腐蝕抑制劑的濃度變化，具備：探測(cè)電極(1)，與在溶劑中溶解的腐蝕抑制劑進(jìn)行反應(yīng)，在表面形成抑制腐蝕的電極表面被膜；對(duì)極(2)，從探測(cè)電極(1)隔著規(guī)定的間隔而相向配置；以及交流電源(3)，對(duì)探測(cè)電極(1)與對(duì)極(2)之間，施加規(guī)定頻率以及規(guī)定電壓的交流電壓，其中，根據(jù)在對(duì)探測(cè)電極(1)與對(duì)極(2)之間施加了規(guī)定頻率以及規(guī)定電壓的交流電壓時(shí)的、形成于探測(cè)電極(1)表面的電極表面被膜的阻抗的變化，探測(cè)溶劑中的腐蝕抑制劑的濃度變化。
【專利說明】防腐性能劣化探測(cè)傳感器以及供給熱水供暖系統(tǒng)以及設(shè)備儀器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及對(duì)添加了抑制在包含水分的氛圍中使用的防腐對(duì)象材料的腐蝕的腐蝕抑制劑的冷卻液(溶劑)的防腐性能劣化進(jìn)行探測(cè)的防腐性能劣化探測(cè)傳感器以及供給熱水供暖系統(tǒng)以及設(shè)備儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]提案有如下供給熱水供暖系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等設(shè)備儀器:為了抑制構(gòu)成系統(tǒng)的配管等金屬材料的腐蝕，通過在冷卻液中添加腐蝕抑制劑來抑制了腐蝕。但是，該設(shè)備儀器在由于長期使用等而腐蝕抑制劑的濃度降低時(shí)，冷卻液的防腐性能會(huì)劣化，金屬材料的腐蝕會(huì)進(jìn)展。而且，當(dāng)金屬材料的腐蝕進(jìn)展時(shí)，在金屬材料中產(chǎn)生會(huì)造成貫通孔的點(diǎn)腐蝕，作為結(jié)果，有時(shí)由于冷卻液泄漏而熱交換性能會(huì)顯著降低。
[0003]因此，為了防止這樣的設(shè)備儀器中的因冷卻液泄漏導(dǎo)致的熱交換性能的降低，需要適當(dāng)?shù)乜刂聘g抑制劑的濃度，以抑制構(gòu)成系統(tǒng)的配管等金屬材料的腐蝕、或者避免冷卻液的防腐性能降低。
[0004]因此，提案有如下腐蝕監(jiān)視裝置:為了抑制包含水分的氛圍中的構(gòu)成電子儀器的金屬材料的腐蝕，設(shè)置由與電子儀器材料相同的材料構(gòu)成的模擬電極，并通過其阻抗測(cè)量來測(cè)量模擬電極的腐蝕速度，監(jiān)視電子儀器的腐蝕狀況(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0005]另外，提案有如下腐蝕環(huán)境定量裝置:為了抑制使用了高電氣絕緣性制冷劑的冷卻裝置的電子儀器中所使用的金屬材料的腐蝕，通過對(duì)設(shè)置在制冷劑循環(huán)路徑中的電子儀器基板上的電極的阻抗進(jìn)行測(cè)量來對(duì)冷卻裝置的腐蝕環(huán)境進(jìn)行定量化，容易且高精度高靈敏度地對(duì)制冷劑的液體質(zhì)量進(jìn)行定量化(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開平2-291952號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求1、第3頁下段左欄?第4頁下段左欄、第I圖)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開平5-126776號(hào)公報(bào)(段落[0019]?[0025])

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在專利文獻(xiàn)I中記載的技術(shù)中，通過對(duì)對(duì)象電極進(jìn)行電氣化學(xué)阻抗測(cè)量來評(píng)價(jià)腐蝕速度。在該專利文獻(xiàn)I中記載的技術(shù)中，為了用電極的反應(yīng)電阻的大小來探測(cè)并掌握，需要在電極表面上進(jìn)展一定量的反應(yīng)，即需要被腐蝕。特別是，在腐蝕速度大的系統(tǒng)中，腐蝕損傷量也會(huì)變大，所以不能通過再添加腐蝕抑制劑來應(yīng)對(duì)，不能將系統(tǒng)的腐蝕抑制于未然。
[0009]在專利文獻(xiàn)2中記載的技術(shù)中，電阻大的高電氣絕緣性制冷劑中的防腐性能降低以電阻減少的形式而大幅變化，所以能夠探測(cè)到防腐性能的降低。但是，在專利文獻(xiàn)2中記載的技術(shù)中，在被添加腐蝕抑制劑、防凍液成分而電阻變小的冷卻液中，與腐蝕抑制劑的濃度降低對(duì)應(yīng)的電阻值的變化也變小，所以難以探測(cè)防腐性能降低。
[0010]另外，被添加了腐蝕抑制劑等鹽的冷卻液的電阻值具有溫度依賴性。具體而言，即使是相同濃度的冷卻液，當(dāng)溫度上升時(shí)冷卻液的電阻減少，當(dāng)溫度降低時(shí)電阻增加。因此，在邊探測(cè)冷卻液的電阻變化邊管理防腐性能的情況下，需要另行設(shè)置與冷卻液的溫度對(duì)應(yīng)的電阻補(bǔ)償功能，必須考慮伴隨設(shè)置的成本、設(shè)置空間等。
[0011]本發(fā)明是為了解決上述那樣的課題的至少一個(gè)而作成的，其第一目的在于，提供以電極表面被膜的阻抗變化來高精度以及高靈敏度地探測(cè)腐蝕抑制劑的劣化(濃度的減少)的防腐性能劣化探測(cè)傳感器。
[0012]另外，第二目的在于，提供具備恰當(dāng)?shù)乜刂圃诶鋮s液中添加腐蝕抑制劑的時(shí)期并將配管的腐蝕抑制于未然的防腐性能劣化探測(cè)傳感器的供給熱水供暖系統(tǒng)以及設(shè)備儀器。
[0013]本發(fā)明所涉及的防腐性能劣化探測(cè)傳感器，探測(cè)添加有抑制防腐對(duì)象材料的腐蝕的腐蝕抑制劑的溶劑中所包含的所述腐蝕抑制劑的濃度變化，具備:探測(cè)電極，與在所述溶劑中溶解的所述腐蝕抑制劑進(jìn)行反應(yīng)，在表面形成抑制腐蝕的電極表面被膜；對(duì)極，從所述探測(cè)電極隔著規(guī)定的間隔而相向配置；交流電源，對(duì)所述探測(cè)電極與所述對(duì)極之間施加規(guī)定頻率以及規(guī)定電壓的交流電壓，所述防腐性能劣化探測(cè)傳感器根據(jù)在對(duì)所述探測(cè)電極與所述對(duì)極之間施加了規(guī)定頻率以及規(guī)定電壓的交流電壓時(shí)的、形成于所述探測(cè)電極的表面的所述電極表面被膜的阻抗的變化，探測(cè)所述溶劑中的所述腐蝕抑制劑的濃度變化。
[0014]本發(fā)明根據(jù)形成于探測(cè)電極表面的電極表面被膜的阻抗的變化來探測(cè)溶劑中的腐蝕抑制劑的濃度變化，所以能夠高精度以及高靈敏度地探測(cè)腐蝕抑制劑的劣化(濃度的減少)。
[0015]另外，能夠恰當(dāng)?shù)乜刂圃诶鋮s液中添加腐蝕抑制劑的時(shí)期，能夠?qū)?gòu)成供給熱水供暖系統(tǒng)以及設(shè)備儀器的配管的腐蝕抑制于未然。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的具備防腐性能劣化探測(cè)傳感器的供給熱水供暖系統(tǒng)100的概要結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0017]圖2是示出圖1所示的防腐性能劣化探測(cè)傳感器以及控制器的概要結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0018]圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的表示電極表面的電氣性等價(jià)電路的圖。
[0019]圖4是以簡易的模型示出本實(shí)施方式I的形成于電極表面的電極表面被膜的圖。
[0020]圖5是示出相對(duì)于圖2所示的防腐性能劣化探測(cè)傳感器的探測(cè)電極的被膜形態(tài)的阻抗響應(yīng)的圖。
[0021]圖6是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式3的防腐性能劣化探測(cè)傳感器中，阻抗相對(duì)于所施加的交流電壓的頻率依賴性的圖。
[0022]圖7是示出在本發(fā)明的實(shí)施方式4的防腐性能劣化探測(cè)傳感器中，相對(duì)于所施加的交流電壓的阻抗響應(yīng)的圖。
[0023]圖8是示出相對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式5的防腐性能劣化探測(cè)傳感器的電極大小的電極表面被膜的電阻值的圖。
[0024]圖9是示出相對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式6的防腐性能劣化探測(cè)傳感器的電極間距離的阻抗響應(yīng)的圖。
[0025]圖10是示出本發(fā)明的實(shí)施方式7的防腐性能劣化探測(cè)傳感器的概要結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0026]符號(hào)說明
[0027]1:探測(cè)電極；2:對(duì)極；3:交流電源；4:引線；5:冷卻液；6:框體；7:防腐性能劣化探測(cè)傳感器；8:循環(huán)栗；9:循環(huán)路徑；10:芳路路徑；11:芳路路徑；12:控制器；13:腐蝕抑制劑投放控制部；14:送液泵；15:冷卻對(duì)象材料；22:電極；23:施加電壓檢測(cè)部；24:電流檢測(cè)部；25:運(yùn)算部；26:閾值設(shè)定部；27:控制部；28:顯示部；29:0N/0FF控制輸出；100:供給熱水供暖系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下，基于圖面說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0029]實(shí)施方式1.[0030]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的具備防腐性能劣化探測(cè)傳感器7的供給熱水供暖系統(tǒng)100的概要結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖2是示出圖1所示的防腐性能劣化探測(cè)傳感器以及控制器的概要結(jié)構(gòu)的一例的圖。此外，圖2中的用虛線包圍的部分對(duì)應(yīng)于圖1所示的防腐性能劣化探測(cè)傳感器7，用點(diǎn)劃線包圍的部分對(duì)應(yīng)于圖1所示的控制器12。
[0031]防腐性能劣化探測(cè)傳感器7是在例如供給熱水供暖系統(tǒng)100這樣的設(shè)備儀器中具備的傳感器。而且是對(duì)在該設(shè)備儀器的配管進(jìn)行循環(huán)的冷卻液5 (溶劑)中所包含的腐蝕抑制劑的濃度進(jìn)行探測(cè)的傳感器。
[0032][供給熱水供暖系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)]
[0033]供給熱水供暖系統(tǒng)100是指，能夠利用在熱源機(jī)中生成的熱，例如對(duì)浴室、洗手間以及廚房等供給熱水、進(jìn)行房間的供暖等。
[0034]如圖1所示，供給熱水供暖系統(tǒng)100具有:由熱交換器等構(gòu)成的冷卻對(duì)象材料15、輸送冷卻液5的循環(huán)泵8、探測(cè)包含于冷卻液5中的腐蝕抑制劑的濃度的防腐性能劣化探測(cè)傳感器7、冷卻液5所循環(huán)的循環(huán)路徑9、旁通循環(huán)路徑9的一部分而連接于防腐性能劣化探測(cè)傳感器7的旁路路徑10以及旁路路徑11、從防腐性能劣化探測(cè)傳感器7接受與冷卻液5的防腐性能有關(guān)的信息的控制器12、以及向后述的送液泵14供給腐蝕抑制劑的腐蝕抑制劑投放控制部13、向循環(huán)路徑9供給腐蝕抑制劑的送液泵14。這些之中，構(gòu)成冷卻液5的循環(huán)回路的循環(huán)泵8、循環(huán)路徑9、旁路路徑10、11以及冷卻對(duì)象材料15是防腐對(duì)象物(防腐對(duì)象材料)。即，有可能與冷卻液5接觸的是防腐對(duì)象物。
[0035]此外，防腐性能與包含于冷卻液5中的腐蝕抑制劑的濃度相對(duì)應(yīng)。
[0036]冷卻對(duì)象材料15對(duì)應(yīng)于在溫度高的物體與低的物體之間高效地使熱轉(zhuǎn)移的室內(nèi)外的熱交換器、調(diào)整溫度、濕度并通過送風(fēng)機(jī)向空氣調(diào)節(jié)場(chǎng)所進(jìn)行送風(fēng)的風(fēng)機(jī)盤管、使所發(fā)生的過剩的熱發(fā)散的散熱器、以及將循環(huán)供給用的冷卻液5進(jìn)行貯存的供給熱水罐等。冷卻對(duì)象材料15的一方被連接于循環(huán)泵8的吸引側(cè)，另一方經(jīng)由循環(huán)泵8的吐出側(cè)以及旁路路徑11連接于防腐性能劣化探測(cè)傳感器7。
[0037]循環(huán)泵8使在循環(huán)路徑9、旁路路徑10以及旁路路徑11中流動(dòng)的冷卻液5循環(huán)。循環(huán)泵8的吸引側(cè)被連接于冷卻對(duì)象材料15的流出側(cè)，其吐出側(cè)連接于冷卻對(duì)象材料15的流入側(cè)以及經(jīng)由旁路路徑10連接于防腐性能劣化探測(cè)傳感器7。該循環(huán)泵8由例如能夠進(jìn)行容量控制的泵等來構(gòu)成就可以。[0038]防腐性能劣化探測(cè)傳感器7利用電氣化學(xué)阻抗測(cè)量，探測(cè)與防腐性能劣化相伴的在后述的探測(cè)電極I中形成的電極表面被膜的狀態(tài)的變化，探測(cè)冷卻液5中包含的腐蝕抑制劑的濃度。防腐性能劣化探測(cè)傳感器7的一方經(jīng)由旁路路徑10連接于循環(huán)泵8的吐出偵牝另一方經(jīng)由旁路路徑11連接于冷卻對(duì)象材料15的流入側(cè)。關(guān)于防腐性能劣化探測(cè)傳感器7的詳細(xì)內(nèi)容，在后述的[防腐性能劣化探測(cè)傳感器7以及控制器12的結(jié)構(gòu)]中記載。
[0039]循環(huán)路徑9是連接各種儀器的配管。該循環(huán)路徑9經(jīng)由旁路路徑10以及旁路路徑11連接于防腐性能劣化探測(cè)傳感器7，而且連接于送液泵14。進(jìn)而，在循環(huán)路徑9上連接有冷卻對(duì)象材料15以及送液泵14。
[0040]旁路路徑10以及旁路路徑11的一方連接于循環(huán)路徑9，另一方連接于防腐性能劣化探測(cè)傳感器7，是旁通循環(huán)路徑9的一部分的配管。
[0041]而且，后述的防腐性能劣化探測(cè)傳感器7的探測(cè)電極I用與在構(gòu)成上述防腐對(duì)象物的配管等中所使用的金屬材料相同的材料來構(gòu)成。作為這些防腐對(duì)象物的金屬材料，采用例如銅、鋁、不銹鋼等就可以。
[0042]控制器12從防腐性能劣化探測(cè)傳感器7接受與冷卻液5的防腐性能有關(guān)的信息，并且根據(jù)該與防腐性能有關(guān)的信息，控制送液泵14的動(dòng)作(運(yùn)轉(zhuǎn)或者停止)。與控制有關(guān)的詳細(xì)的說明記載于后述的[防腐性能劣化探測(cè)傳感器7以及控制器12的結(jié)構(gòu)]中。
[0043]腐蝕抑制劑投放控制部13經(jīng)由送液泵14連接于循環(huán)路徑9，對(duì)在循環(huán)路徑9內(nèi)流動(dòng)的溶劑(冷卻液5)供給腐蝕抑制劑。此外，關(guān)于控制器12和腐蝕抑制劑投放控制部13，如圖1所圖示那樣作為分別獨(dú)立的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行了說明，但也可以設(shè)為某一方兼?zhèn)鋬煞降慕Y(jié)構(gòu)。
[0044]送液泵14連接于循環(huán)路徑9，將從腐蝕抑制劑投放控制部13供給的腐蝕抑制劑供給(添加)到循環(huán)路徑9。該送液泵14的運(yùn)轉(zhuǎn)是通過控制器12來控制的。
[0045][防腐性能劣化探測(cè)傳感器7以及控制器12的結(jié)構(gòu)]
[0046]如圖2所示，防腐性能劣化探測(cè)傳感器7具有:交流電源3 ;將交流電源3與電極22進(jìn)行連接的引線4 ;以及收納電極22和引線4的一部分的框體6。該防腐性能劣化探測(cè)傳感器7具有一對(duì)電極22，被設(shè)為能夠流入在供給熱水供暖系統(tǒng)100的循環(huán)路徑9中流動(dòng)的冷卻液5。而且，防腐性能劣化探測(cè)傳感器7利用對(duì)該電極22施加交流電壓并根據(jù)其電流響應(yīng)抽取電阻分量(阻抗)的電氣化學(xué)阻抗測(cè)量，探測(cè)與防腐性能劣化相伴的電極表面被膜的狀態(tài)的變化。通過探測(cè)該電極表面被膜的狀態(tài)的變化，防腐性能劣化探測(cè)傳感器7能夠探測(cè)腐蝕抑制劑的濃度。
[0047]電極22是測(cè)量包含自身的電極間的阻抗的電極。電極22具有:由與供給熱水供暖系統(tǒng)100的循環(huán)路徑9相同的材料構(gòu)成的探測(cè)電極I ;以及向探測(cè)電極I進(jìn)行通電的對(duì)極2。
[0048]探測(cè)電極I由與在供給熱水供暖系統(tǒng)100的構(gòu)成冷卻液5的循環(huán)回路(防腐對(duì)象物)的配管中所使用的金屬材料相同的材料構(gòu)成。探測(cè)電極I與在構(gòu)成冷卻液5的循環(huán)回路的配管中所使用的金屬材料相應(yīng)地，用銅、鋁、不銹鋼等來構(gòu)成就可以。探測(cè)電極I浸在添加了腐蝕抑制劑的冷卻液5中，從而表面被厚度為幾十nm至幾百nm左右的電極表面被膜(電極表面被膜)所覆蓋。
[0049]對(duì)極2是用于使電流經(jīng)由冷卻液5流向探測(cè)電極I的電極。該對(duì)極2從探測(cè)電極I隔著規(guī)定的間隔而相向配置。另外，對(duì)極2由化學(xué)穩(wěn)定性高且即使流過電流也不易腐蝕的金屬構(gòu)成。具體而言，對(duì)極2用金、白金、鈦、銅、不銹鋼等在電氣化學(xué)性上不發(fā)生作用的(自身不易引起化學(xué)反應(yīng)的)金屬構(gòu)成就可以。
[0050] 交流電源3針對(duì)電極22施加交流電壓。該交流電源3經(jīng)由引線4連接于電極22。關(guān)于所施加的交流電壓的值，電壓越高電流響應(yīng)的靈敏度越良好，但另一方面，電極反應(yīng)越容易進(jìn)展，所以需要進(jìn)行最佳化。為了兼顧電流響應(yīng)靈敏度和電極反應(yīng)進(jìn)展的抑制，施加電壓優(yōu)選地是IOmV以上且IOOmV以下。
[0051 ] 引線4將交流電源3和電極22進(jìn)行連接。
[0052]框體6通過收納電極22和引線4的一部分，且保持密閉空間，從而避免從周圍滲透二氧化碳導(dǎo)致的導(dǎo)電率上升等、干擾因素的進(jìn)入。由此，防腐性能劣化探測(cè)傳感器7能夠進(jìn)行更準(zhǔn)確的阻抗測(cè)量。
[0053]如圖2所示，控制器12具有施加電壓檢測(cè)部23、電流檢測(cè)部24、運(yùn)算部25、閾值設(shè)定部26、控制部27以及顯示部28。
[0054]施加電壓檢測(cè)部23檢測(cè)交流電源3施加給電極22的交流電壓，將其電壓值發(fā)送給運(yùn)算部25。
[0055]電流檢測(cè)部24檢測(cè)針對(duì)交流電壓的電流響應(yīng)，將其電流值發(fā)送給運(yùn)算部25。
[0056]運(yùn)算部25使用從施加電壓檢測(cè)部23以及電流檢測(cè)部24發(fā)送的電壓值以及電流值，導(dǎo)出電極22的阻抗。
[0057]閾值設(shè)定部26設(shè)定上限值以及下限值作為與防腐性能劣化有關(guān)的阻抗閾值。關(guān)于與防腐性能劣化有關(guān)的閾值，在后述的[防腐性能劣化探測(cè)傳感器7以及控制器12的動(dòng)作說明]中記載。
[0058]控制部27將由運(yùn)算部25導(dǎo)出的阻抗和從閾值設(shè)定部26發(fā)送的與防腐性能劣化有關(guān)的阻抗閾值進(jìn)行比較判斷，并將與比較結(jié)果對(duì)應(yīng)的0N/0FF控制輸出29發(fā)送給泵14。即，控制部27在阻抗低于閾值時(shí)，作為0N/0FF控制輸出29將ON輸出發(fā)送給泵14，在阻抗超過了閾值時(shí)，作為0N/0FF控制輸出29將OFF輸出發(fā)送給泵14。由此，控制部27控制來自腐蝕抑制劑投放控制部13的腐蝕抑制劑的投放停止機(jī)會(huì)。
[0059]顯示部28顯示由運(yùn)算部25導(dǎo)出的阻抗的值。此外，也可以省略顯示部28。
[0060]此外，在本實(shí)施方式中，由控制部27判斷腐蝕抑制劑的投放時(shí)期，但也能夠通過手動(dòng)來應(yīng)對(duì)。即，由于從運(yùn)算部25輸出的阻抗的值被顯示于顯示部28，所以根據(jù)該顯示將與防腐性能劣化有關(guān)的阻抗閾值和所導(dǎo)出的阻抗值進(jìn)行比較，在所導(dǎo)出的阻抗值低于閾值時(shí)通過手動(dòng)將泵14設(shè)為0N，在超過了閾值時(shí)通過手動(dòng)將泵14設(shè)為OFF即可。
[0061][供給熱水供暖系統(tǒng)100的動(dòng)作說明]
[0062]在供給熱水供暖系統(tǒng)100中，如上所述，在用于使冷卻液5流動(dòng)的循環(huán)路徑(配管)即循環(huán)路徑9中連接有循環(huán)泵8，循環(huán)著冷卻液5。從循環(huán)泵8的吐出側(cè)送入的冷卻液5的一部分經(jīng)由旁路路徑10流入到旁通循環(huán)路徑9的一部分而連接的防腐性能劣化探測(cè)傳感器7，之后經(jīng)由旁路路徑11再次流入到循環(huán)路徑9。另外，其它一部分流經(jīng)循環(huán)路徑9，與從旁路路徑11流入的冷卻液5合流。
[0063]防腐性能劣化探測(cè)傳感器7根據(jù)阻抗測(cè)量來檢測(cè)經(jīng)由該旁路路徑10流入的冷卻液5的防腐性能。關(guān)于該阻抗測(cè)量的詳細(xì)內(nèi)容，在后述的[防腐性能劣化探測(cè)傳感器7的動(dòng)作說明]中記載。
[0064]由控制器12接受防腐性能劣化探測(cè)傳感器7的檢測(cè)結(jié)果。然后，控制器12基于該檢測(cè)結(jié)果，控制送液泵14的運(yùn)轉(zhuǎn)。在此，該控制器12基于防腐性能劣化探測(cè)傳感器7檢測(cè)出的電阻值(阻抗)的上限值以及下限值，控制送液泵14的運(yùn)轉(zhuǎn)(運(yùn)轉(zhuǎn)或者停止)。
[0065]即，如果冷卻液5的防腐性能降低，在防腐性能劣化探測(cè)傳感器7的探測(cè)電極I上所形成的電極表面被膜被破壞，則電解液(冷卻液5)滲透到該破壞部位。
[0066]由此，將電阻(阻抗)減少時(shí)的電阻值作為電阻下限值(阻抗下限值)。在成為該下限值時(shí)，控制器12使送液泵14運(yùn)轉(zhuǎn)，以將腐蝕抑制劑供給到冷卻液5中。
[0067]另外，通過腐蝕抑制劑被供給到冷卻液5而電極表面被膜破壞部位被修復(fù)，防腐性能劣化探測(cè)傳感器7所檢測(cè)到的電阻上升。該電阻上升持續(xù)至電極表面被膜被完全修復(fù)為止，所以將電阻上升停止時(shí)的電阻值作為電阻上限值(阻抗上限值)。在超過電阻上限值時(shí)，控制器12使送液泵14停止，以停止向冷卻液5供給腐蝕抑制劑。
[0068]從送液泵14被供給腐蝕抑制劑而被控制為適當(dāng)?shù)姆栏阅艿睦鋮s液5流經(jīng)循環(huán)路徑9而流入到冷卻對(duì)象材料15。然后，流過了冷卻對(duì)象材料15的冷卻液5被送入到循環(huán)泵8的吸引側(cè)。
[0069]通過以上的周期，供給熱水供暖系統(tǒng)100能夠根據(jù)防腐性能劣化探測(cè)傳感器7的電極22的阻抗響應(yīng)，適當(dāng)?shù)毓芾砝鋮s液5中的腐蝕抑制劑的濃度，并維持防腐性能。
[0070][防腐性能劣化探測(cè)傳感器7以及控制器12的動(dòng)作說明]
[0071]防腐性能劣化探測(cè)傳感器7通過針對(duì)探測(cè)電極I以及其對(duì)極2施加交流電壓，根據(jù)其電流響應(yīng)抽取電阻分量來測(cè)量電氣化學(xué)阻抗，根據(jù)該測(cè)量結(jié)果探測(cè)與防腐性能劣化相伴的電極表面被膜的狀態(tài)的變化。即，通過探測(cè)電極表面的狀態(tài)的變化，防腐性能劣化探測(cè)傳感器7能夠探測(cè)腐蝕抑制劑的濃度。
[0072]根據(jù)電流響應(yīng)抽取的電阻分量的大小根據(jù)其施加的交流電壓的頻率的高低而發(fā)生變化。在此所說的高頻率區(qū)域是指比IkHz高的區(qū)域，低頻率區(qū)域表示小于1Hz，中頻率區(qū)域表示它們之間。關(guān)于根據(jù)高頻率區(qū)域中的電流響應(yīng)抽取的電阻分量，被檢測(cè)到不伴隨電子傳遞的電氣性電阻分量(溶液電阻)。
[0073]另一方面，隨著過渡到低頻率區(qū)域，作為根據(jù)電流響應(yīng)抽取的電阻分量，呈現(xiàn)伴隨電子傳遞的電極反應(yīng)的電阻分量(電荷轉(zhuǎn)移電阻)、依賴于到達(dá)電極表面的反應(yīng)物質(zhì)的擴(kuò)散的化學(xué)反應(yīng)的電阻分量(瓦布格阻抗)。
[0074]本實(shí)施方式I的防腐性能劣化探測(cè)傳感器7為了以電阻變化來檢測(cè)電極表面被膜的劣化，將規(guī)定頻率的電壓施加到電極22。與所施加的交流電壓的頻率高的量相應(yīng)地抑制在電極22表面上產(chǎn)生腐蝕反應(yīng)等電極反應(yīng)，所以能夠檢測(cè)電極表面被膜的電氣性的電阻，但同時(shí)還需要考慮溶液電阻的影響。因此，關(guān)于頻率，需要設(shè)定其最佳值。
[0075]關(guān)于該頻率與電阻變化的關(guān)系，在后述的[關(guān)于檢測(cè)阻抗的頻率依賴性]中記載。
[0076]此外，交流電源3如前所述將其電壓值設(shè)為規(guī)定的值。通過將交流電壓的施加頻率以及交流電壓設(shè)為規(guī)定的值，所抽取的電阻值對(duì)應(yīng)于電極表面的狀態(tài)。
[0077]S卩，在腐蝕抑制劑保持為適當(dāng)?shù)臐舛惹倚纬捎幸种铺綔y(cè)電極I的芯材的腐蝕的電極表面被膜的時(shí)期(腐蝕抑制時(shí)期)，其電阻值變高。
[0078]另一方面，在腐蝕抑制劑濃度降低且電極表面被膜漸漸被破壞、且冷卻液5侵入到破壞部位的階段(點(diǎn)腐蝕萌芽時(shí)期，點(diǎn)腐蝕萌芽狀態(tài))，電阻比溶液電阻大的電極表面被膜被破壞，所以與腐蝕抑制時(shí)期比較時(shí)電阻值減少。關(guān)于電極表面被膜的劣化導(dǎo)致的電阻減少，在后述的[關(guān)于電極表面被膜劣化導(dǎo)致的阻抗減少]中記載。
[0079]進(jìn)而，在電極表面被膜的破壞進(jìn)展且點(diǎn)腐蝕生成的階段(腐蝕區(qū)域)，探測(cè)電極I的電極表面被膜下的芯材與冷卻液5相接觸,所以由于電阻比冷卻液5小的金屬芯材的電阻的影響，與點(diǎn)腐蝕萌芽時(shí)期相比較時(shí)電阻值進(jìn)一步減少。
[0080]但是，如果成為電極表面被膜被破壞且點(diǎn)腐蝕發(fā)生的腐蝕區(qū)域，則即便供給腐蝕抑制劑來將冷卻液5中所包含的腐蝕抑制劑的濃度控制為適當(dāng)?shù)闹?，電極表面被膜也不被修復(fù)而腐蝕會(huì)進(jìn)展。其理由如下那樣。在點(diǎn)腐蝕萌芽時(shí)期，雖然電極表面被膜被破壞但由于與冷卻液5相接觸，所以如果冷卻液5的防腐性能適當(dāng)則破壞部位將被修復(fù)。相對(duì)于此，一旦形成點(diǎn)腐蝕，在點(diǎn)腐蝕內(nèi)部不會(huì)到達(dá)包含腐蝕抑制劑的冷卻液5而陽極反應(yīng)進(jìn)展，由于通過水的水解而生成的氫離子而在酸性條件下腐蝕反應(yīng)進(jìn)展，所以即便添加腐蝕抑制劑也不能夠抑制點(diǎn)腐蝕發(fā)生。
[0081]因此，控制器12將防腐性能降低的探測(cè)點(diǎn)設(shè)為點(diǎn)腐蝕萌芽時(shí)期。即，控制器12將電極表面被膜處于點(diǎn)腐蝕萌芽時(shí)期(點(diǎn)腐蝕萌芽狀態(tài))下的電阻值(阻抗)作為下限值而預(yù)先獲取，當(dāng)防腐性能劣化探測(cè)傳感器7所探測(cè)的電阻值(阻抗)低于下限值時(shí)，使送液泵14運(yùn)轉(zhuǎn)，以將腐蝕抑制劑供給到冷卻液5。即，供給熱水供暖系統(tǒng)100能夠恰當(dāng)?shù)乜刂圃诶鋮s液5中添加腐蝕抑制劑的時(shí)期，所以能夠?qū)⑸鲜龇栏瘜?duì)象物的腐蝕抑制于未然。
[0082]另外，控制器12將防腐性能完全恢復(fù)的探測(cè)點(diǎn)設(shè)為電阻上升停止時(shí)。即，控制器12將在送液泵運(yùn)轉(zhuǎn)而腐蝕抑制劑的供給持續(xù)的狀態(tài)下電極表面被膜的電阻(阻抗)上升的飽和值作為上限值而預(yù)先獲取。然后，控制器12在防腐性能劣化探測(cè)傳感器7所探測(cè)的電阻值成為上限值時(shí)，使送液泵14停止，以停止向冷卻液5供給腐蝕抑制劑。即，供給熱水供暖系統(tǒng)100能夠抑制腐蝕抑制劑被過量地添加到冷卻液5中。
[0083]此外，在本實(shí)施方式中說明了根據(jù)上述的上限值以及下限值控制送液泵14的情況，但考慮送液泵14的響應(yīng)時(shí)間、腐蝕抑制劑的濃度變化的時(shí)間滯后等，也可以在電阻值低于下限值之前開始送液泵14的運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以在達(dá)到上限值之前停止送液泵14的運(yùn)轉(zhuǎn)?？偠灾瑢⒎栏阅芙档偷奶綔y(cè)點(diǎn)設(shè)為點(diǎn)腐蝕萌芽時(shí)期來控制冷卻液5中所包含的腐蝕抑制劑的濃度以避免成為電極表面被膜被破壞且點(diǎn)腐蝕發(fā)生的腐蝕區(qū)域即可。
[0084][關(guān)于檢測(cè)阻抗的頻率依賴性]
[0085]在電氣化學(xué)阻抗測(cè)量中，構(gòu)造模擬了電極界面的電氣性等價(jià)電路模型而評(píng)價(jià)電極的表面狀態(tài)、電極反應(yīng)。圖3示出模擬了電極表面中的電極反應(yīng)的一般性的電氣性等價(jià)電路。圖3中的電氣性等價(jià)電路整體的阻抗Ztotal包括下面說明的C、Rs、Ret、Zw。C是與電氣雙層形成有關(guān)的電容，考慮了表面被膜上所蓄積的電荷的影響。Rs是溶液電阻，考慮了電解液電阻、銅電極電阻以及表面被膜電阻。Rct是電荷轉(zhuǎn)移電阻，是與電極反應(yīng)中的電子傳遞有關(guān)的電阻分量。Zw是瓦布格阻抗，是與電極反應(yīng)中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散轉(zhuǎn)移有關(guān)的電阻分量。針對(duì)圖3的電氣性等價(jià)電路施加交流電壓，根據(jù)其電流響應(yīng)檢測(cè)阻抗。關(guān)于該檢測(cè)到的阻抗，依賴于所施加的角頻率ω的以下的式成立。
[0086]【數(shù)I】
【權(quán)利要求】
1.一種防腐性能劣化探測(cè)傳感器，探測(cè)添加有抑制防腐對(duì)象材料的腐蝕的腐蝕抑制劑的溶劑中所包含的所述腐蝕抑制劑的濃度變化，其特征在于，具備: 探測(cè)電極，與在所述溶劑中溶解的所述腐蝕抑制劑進(jìn)行反應(yīng)，在表面形成抑制腐蝕的電極表面被膜； 對(duì)極，從所述探測(cè)電極隔著規(guī)定的間隔而相向配置；以及 交流電源，對(duì)所述探測(cè)電極與所述對(duì)極之間，施加規(guī)定頻率以及規(guī)定電壓的交流電壓，根據(jù)在對(duì)所述探測(cè)電極與所述對(duì)極之間施加了規(guī)定頻率以及規(guī)定電壓的交流電壓時(shí)的、形成于所述探測(cè)電極的表面的所述電極表面被膜的阻抗的變化，探測(cè)所述溶劑中的所述腐蝕抑制劑的濃度變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防腐性能劣化探測(cè)傳感器，其特征在于， 所述交流電壓的規(guī)定頻率是將上限設(shè)為1kHz、且將下限設(shè)為IHz的范圍內(nèi)的頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的防腐性能劣化探測(cè)傳感器，其特征在于， 所述交流電壓的規(guī)定電壓是將上限設(shè)為lOOmV、且將下限設(shè)為ImV的范圍內(nèi)的電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3所述的防腐性能劣化探測(cè)傳感器，其特征在于， 所述探測(cè)電極構(gòu)成為其表面積比所述對(duì)極的表面積小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防腐性能劣化探測(cè)傳感器，其特征在于， 所述探測(cè)電極構(gòu)成為其表面積成為所述對(duì)極的表面積的95%以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任一項(xiàng)所述的防腐性能劣化探測(cè)傳感器，其特征在于， 所述探測(cè)電極與所述對(duì)極的電極間距離比用下式表示的所述探測(cè)電極的相當(dāng)直徑De短，
De = 4A/Lp 在此，A是所述探測(cè)電極的表面積，Lp是所述探測(cè)電極的電極周長。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防腐性能劣化探測(cè)傳感器，其特征在于， 將所述探測(cè)電極與所述對(duì)極的電極間距離設(shè)為所述探測(cè)電極的相當(dāng)直徑De的95%以下。
8.一種供給熱水供暖系統(tǒng)，其特征在于，具備: 權(quán)利要求1~7中的任一項(xiàng)所記載的防腐性能劣化探測(cè)傳感器； 冷卻對(duì)象材料，通過溶劑被加熱或者冷卻； 循環(huán)泵，使所述溶劑循環(huán)； 循環(huán)路徑，連接有所述冷卻對(duì)象材料和所述循環(huán)泵，所述溶劑進(jìn)行循環(huán)； 旁路路徑，旁通所述循環(huán)路徑的一部分而連接于所述防腐性能劣化探測(cè)傳感器；送液泵，將抑制構(gòu)成所述循環(huán)路徑以及所述旁路路徑的防腐對(duì)象材料的腐蝕的腐蝕抑制劑供給到所述循環(huán)路徑；以及 控制器，根據(jù)所述防腐性能劣化探測(cè)傳感器的探測(cè)結(jié)果，控制所述送液泵的動(dòng)作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的供給熱水供暖系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制器將所述探測(cè)電極的電極表面被膜處于點(diǎn)腐蝕萌芽狀態(tài)下的阻抗作為下限值而預(yù)先獲取，當(dāng)在對(duì)所述探測(cè)電極與所述對(duì)極之間施加了規(guī)定頻率以及規(guī)定電壓的交流電壓時(shí)的、形成于所述探測(cè)電極的表面的所述電極表面被膜的阻抗低于所述下限值時(shí)，使所述送液泵運(yùn)轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的供給熱水供暖系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制器將所述送液泵處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的所述探測(cè)電極的電極表面被膜的阻抗上升的飽和值作為上限值而預(yù)先獲取，當(dāng)在對(duì)所述探測(cè)電極與所述對(duì)極之間施加了規(guī)定頻率以及規(guī)定電壓的交流電壓時(shí)的、形成于所述探測(cè)電極的表面的所述電極表面被膜的阻抗達(dá)到所述上限值時(shí)，使所述送液泵停止。
11.根據(jù)權(quán)利要求8~10中的任一項(xiàng)所述的供給熱水供暖系統(tǒng)，其特征在于， 所述對(duì)極由所述旁路路徑的配管的一部分構(gòu)成， 所述探測(cè)電極配置于所述配管內(nèi)的中央。
12.—種設(shè)備儀器，其特征在于， 具備權(quán)利要求1~7中的任一項(xiàng)所記載的防腐性能劣化探測(cè)傳感器。
13.一種設(shè)備儀器，其特征在于，具備: 循環(huán)路徑，溶劑進(jìn)行循環(huán)； 送液泵，將抑制構(gòu)成所述循環(huán)路徑的防腐對(duì)象材料的腐蝕的腐蝕抑制劑供給到所述循環(huán)路徑； 探測(cè)電極，與在所述溶劑中溶解的所述腐蝕抑制劑進(jìn)行反應(yīng)，在表面形成抑制腐蝕的電極表面被膜； 對(duì)極，從所述探測(cè)電極隔著規(guī)定的間隔而相向配置； 交流電源，對(duì)所述探測(cè)電極與所述對(duì)極之間，施加規(guī)定頻率以及規(guī)定電壓的交流電壓； 控制器，根據(jù)在對(duì)所述探測(cè)電極與所述對(duì)極之間施加了規(guī)定頻率以及規(guī)定電壓的交流電壓時(shí)的、形成于所述探測(cè)電極的表面的所述電極表面被膜的阻抗的變化，控制所述送液泵的動(dòng)作。
【文檔編號(hào)】F24H1/00GK103917863SQ201280053461
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月2日
【發(fā)明者】栗木宏徳, 森村英幸, 宮一普, 古川誠司 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社