本發(fā)明涉及一種腐蝕感測(cè)傳感器、冷卻裝置、冷卻系統(tǒng)以及車輛用電源系統(tǒng)。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于使用制冷劑、載熱體等傳熱介質(zhì)的熱交換裝置(特別是，使用制冷劑作為傳熱介質(zhì)的冷卻裝置)的腐蝕感測(cè)傳感器以及具備該腐蝕感測(cè)傳感器的冷卻裝置、冷卻系統(tǒng)以及車輛用電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

作為冷卻cpu(centralprocessingunit，中央處理單元)、lsi(largescaleintegration，大規(guī)模集成電路)、逆變器、功率半導(dǎo)體等被冷卻體時(shí)使用的冷卻裝置，一般已知將水等制冷劑用作傳熱介質(zhì)的水冷式冷卻裝置。該冷卻裝置具備被傳遞來(lái)自被冷卻體的熱的降溫裝置、在與降溫裝置之間形成制冷劑的流路的套管以及將降溫裝置與套管之間密封的密封部件。降溫裝置以及套管由熱導(dǎo)率高的金屬材料形成，通過(guò)使制冷劑在流路中流通，高效地對(duì)被冷卻體進(jìn)行冷卻。

在將上述冷卻裝置用于車輛用電源系統(tǒng)時(shí)，將包括雜質(zhì)少的離子交換水、乙二醇等凝固點(diǎn)低的有機(jī)溶劑以及抑制金屬材料的腐蝕的防腐蝕劑的混合液用作制冷劑。制冷劑的更換一般由裝置制造商、汽車制造商、維護(hù)商等來(lái)進(jìn)行，而另一方面，有時(shí)由用戶自己進(jìn)行，此時(shí)，存在使用自來(lái)水代替離子交換水的情況。自來(lái)水中包括氯化物離子、金屬離子、溶解氧等金屬材料的腐蝕因子，所以有時(shí)降溫裝置以及套管發(fā)生腐蝕而形成貫通孔。如果形成貫通孔，則制冷劑從冷卻裝置漏出，所以導(dǎo)致冷卻裝置的性能降低。因此，從防止冷卻裝置的性能降低的觀點(diǎn)出發(fā)，希望開(kāi)發(fā)能夠探測(cè)冷卻裝置中的制冷劑漏出的技術(shù)手段。

因此，在專利文獻(xiàn)1中，提出了如下技術(shù)手段：將貯存制冷劑的集液槽設(shè)置于冷卻裝置，并且通過(guò)使用傳播波測(cè)定貯存于集液槽的制冷劑液面的位置來(lái)探測(cè)制冷劑漏出。

另外，在專利文獻(xiàn)2中，提出了如下技術(shù)手段：通過(guò)在密封部件的外側(cè)設(shè)置具有吸液性的漏液傳感器，并且在密封部件與漏液傳感器之間形成空隙部，從而將從密封部件泄漏的制冷劑臨時(shí)地貯存于空隙部之后，通過(guò)漏液傳感器進(jìn)行吸液并探測(cè)漏液。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第4113700號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2011－198781號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，在專利文獻(xiàn)1中，利用制冷劑漏出前后的集液槽的制冷劑液面位置的變化來(lái)檢測(cè)制冷劑漏出，無(wú)法預(yù)先防止制冷劑漏出。另外，專利文獻(xiàn)2也同樣地，利用制冷劑漏出前后的靜電電容或者電阻的變化來(lái)檢測(cè)制冷劑漏出，無(wú)法預(yù)先防止制冷劑漏出。進(jìn)而，專利文獻(xiàn)1以及2由于需要將集液槽、空隙部等設(shè)置于冷卻裝置，所以冷卻裝置大型化并且還要求復(fù)雜的設(shè)計(jì)。

此外，在上述以使用制冷劑作為傳熱介質(zhì)的冷卻裝置為例進(jìn)行說(shuō)明，而在使用載熱體作為傳熱介質(zhì)的加熱裝置等各種熱交換裝置中，也存在同樣的問(wèn)題。

本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而完成的，其目的在于提供無(wú)需使熱交換裝置大型化或者導(dǎo)入復(fù)雜的設(shè)計(jì)就能夠提早且準(zhǔn)確地檢測(cè)由傳熱介質(zhì)的漏出導(dǎo)致的部件的腐蝕、預(yù)先防止傳熱介質(zhì)的漏出的腐蝕感測(cè)傳感器。另外，本發(fā)明的目的在于提供具備具有該特性的腐蝕感測(cè)傳感器的冷卻裝置、冷卻系統(tǒng)以及車輛用電源系統(tǒng)。

本發(fā)明人們?yōu)榱私鉀Q上述問(wèn)題而進(jìn)行潛心研究，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)：熱交換裝置中的部件的腐蝕以傳熱介質(zhì)流通的流路與密封部件的界面為起點(diǎn)而產(chǎn)生，根據(jù)這樣的見(jiàn)解，通過(guò)設(shè)置具有隔著密封部件與傳熱介質(zhì)接觸的探測(cè)電極和配極的腐蝕感測(cè)傳感器，能夠使腐蝕感測(cè)傳感器存在于與作為腐蝕的起點(diǎn)的該界面近的環(huán)境，然后，通過(guò)考查探測(cè)電極與配極之間的阻抗的變化，能夠提早且準(zhǔn)確地檢測(cè)熱交換裝置中的部件的腐蝕。

即，本發(fā)明是一種腐蝕感測(cè)傳感器，用于由密封部件密封傳熱介質(zhì)流通的流路的一部分的熱交換裝置，其特征在于，所述腐蝕感測(cè)傳感器具備：傳感器部，具有隔著所述密封部件與所述傳熱介質(zhì)接觸的探測(cè)電極和配極以及將交流電壓施加到所述探測(cè)電極與所述配極之間的交流電源；以及控制部，根據(jù)將所述交流電壓施加到所述探測(cè)電極與所述配極之間時(shí)所產(chǎn)生的阻抗的變化，探測(cè)所述流路的腐蝕。

另外，本發(fā)明是一種冷卻裝置，其特征在于，具備所述腐蝕感測(cè)傳感器。

另外，本發(fā)明是一種冷卻系統(tǒng)，其特征在于，具備所述冷卻裝置。

進(jìn)一步地，本發(fā)明是一種車輛用電源系統(tǒng)，其特征在于，具備所述冷卻系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供無(wú)需使熱交換裝置大型化或者導(dǎo)入復(fù)雜的設(shè)計(jì)就能夠提早且準(zhǔn)確地檢測(cè)由傳熱介質(zhì)的漏出導(dǎo)致的部件的腐蝕、預(yù)先防止傳熱介質(zhì)的漏出的腐蝕感測(cè)傳感器。另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供具備具有該特性的腐蝕感測(cè)傳感器的冷卻裝置、冷卻系統(tǒng)以及車輛用電源系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1是示出具有冷卻裝置的冷卻系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖，該冷卻裝置具備實(shí)施方式1的腐蝕感測(cè)傳感器。

圖2是用于說(shuō)明在冷卻裝置中產(chǎn)生的部件的腐蝕的圖。

圖3是冷卻裝置與腐蝕感測(cè)傳感器之間的連接部周邊的放大剖視圖。

圖4是冷卻裝置與腐蝕感測(cè)傳感器之間的連接部周邊的放大剖視圖。

圖5是冷卻裝置與腐蝕感測(cè)傳感器之間的連接部周邊的放大剖視圖。

圖6是模擬腐蝕感測(cè)傳感器的探測(cè)電極表面的反應(yīng)的一般電氣等效電路。

圖7是在探測(cè)電極發(fā)生了腐蝕時(shí)的阻抗的頻率依賴性。

圖8是示出使用腐蝕感測(cè)傳感器測(cè)定出的阻抗的隨時(shí)間變化。

(符號(hào)說(shuō)明)

1冷卻系統(tǒng)；2被冷卻體；3冷卻裝置；4散熱器；5循環(huán)用配管；6循環(huán)泵；7腐蝕感測(cè)傳感器；8傳感器部；9控制部；10探測(cè)電極；11配極；12交流電源；13引線；14電流檢測(cè)部；15施加電壓檢測(cè)部；16運(yùn)算部；17閾值設(shè)定部；18腐蝕判定部；19顯示部；20降溫裝置；21套管；22密封部件；23螺栓；24制冷劑；25電極隔離用間隔物；26確保絕緣用間隔物。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的腐蝕感測(cè)傳感器被用于利用密封部件對(duì)傳熱介質(zhì)流通的流路的一部分進(jìn)行密封的熱交換裝置。該腐蝕感測(cè)傳感器具備：傳感器部，具有隔著密封部件與傳熱介質(zhì)接觸的探測(cè)電極和配極以及將交流電壓施加到探測(cè)電極與配極之間的交流電源；以及控制部，根據(jù)將交流電壓施加到探測(cè)電極與配極之間時(shí)產(chǎn)生的阻抗的變化，探測(cè)流路的腐蝕。

此處，在本說(shuō)明書中，“熱交換裝置”是指通過(guò)在具有溫度差的2個(gè)流體之間進(jìn)行熱能的移動(dòng)以及交換而進(jìn)行高溫流體的冷卻或者低溫流體的加熱的裝置的意思。作為熱交換裝置，沒(méi)有特別限定，可列舉用于冷卻系統(tǒng)等的冷卻裝置、用于供熱水供暖系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等的加熱裝置等。

以下，使用附圖說(shuō)明本發(fā)明的腐蝕感測(cè)傳感器、冷卻裝置以及冷卻系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式。另外，并非通過(guò)以下說(shuō)明的實(shí)施方式來(lái)限定本發(fā)明。特別是，附圖中的各結(jié)構(gòu)部件的大小是為了說(shuō)明以容易理解的方式示出的，有時(shí)與實(shí)際大小不同。另外，以下以使用制冷劑作為傳熱介質(zhì)的冷卻裝置為例進(jìn)行說(shuō)明，但當(dāng)然也能夠應(yīng)用于使用載熱體作為傳熱介質(zhì)的加熱裝置。

實(shí)施方式1

圖1是示出具有具備本實(shí)施方式的腐蝕感測(cè)傳感器的冷卻裝置的冷卻系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。

在圖1中，冷卻系統(tǒng)1具有對(duì)被冷卻體2進(jìn)行冷卻的冷卻裝置3、對(duì)制冷劑進(jìn)行冷卻的散熱器(放熱器)4、連接冷卻裝置3與散熱器4之間的循環(huán)用配管5、使制冷劑在冷卻裝置3與散熱器4之間循環(huán)的循環(huán)泵6以及對(duì)冷卻裝置3設(shè)置的腐蝕感測(cè)傳感器7。此外，在圖1中雖未示出，但將腐蝕感測(cè)傳感器7的探測(cè)電極10以及配極11的前端部裝入冷卻裝置3內(nèi)。

在該冷卻系統(tǒng)1中，通過(guò)循環(huán)泵6的驅(qū)動(dòng)力將由散熱器4冷卻后的制冷劑經(jīng)由循環(huán)用配管5導(dǎo)入到冷卻裝置3。導(dǎo)入到冷卻裝置3的制冷劑通過(guò)與被冷卻體2進(jìn)行熱交換，對(duì)被冷卻體2進(jìn)行冷卻。通過(guò)循環(huán)泵6的驅(qū)動(dòng)力將由于與被冷卻體2的熱交換而被加溫的制冷劑經(jīng)由循環(huán)用配管5導(dǎo)入到散熱器4，并由散熱器4冷卻。這樣，通過(guò)使制冷劑在冷卻裝置3與散熱器4之間循環(huán)，能夠連續(xù)地對(duì)被冷卻體2進(jìn)行冷卻。

此處，冷卻系統(tǒng)1只要是上述的進(jìn)行制冷劑的循環(huán)的系統(tǒng)，則能夠不受特別限定地使用。例如，冷卻系統(tǒng)1能夠用于車輛用電源系統(tǒng)等。

作為被冷卻體2，沒(méi)有特別限定，能夠使用在該技術(shù)領(lǐng)域中公知的放熱元件。作為被冷卻體2的例子，可列舉cpu、lsi、逆變器、功率半導(dǎo)體等電子部件。

一般來(lái)說(shuō)，冷卻系統(tǒng)1運(yùn)行時(shí)的制冷劑的溫度因被冷卻體2的種類的不同等而不同。例如，在車輛用電源系統(tǒng)的情況下，在通常運(yùn)行時(shí)是65℃左右，冷卻裝置3的入口與出口處的制冷劑的溫度差是15℃。具體來(lái)說(shuō)，在冷卻裝置3的入口，制冷劑的溫度是50℃左右，在冷卻裝置3的出口，制冷劑的溫度是80℃左右。并且，在冷卻裝置3內(nèi)的制冷劑的流路中，從上游(入口)側(cè)向下游(出口)側(cè)形成50℃～80℃左右的溫度梯度。

在冷卻裝置3與散熱器4之間循環(huán)的制冷劑有時(shí)包括構(gòu)成制冷劑的流路的部件的腐蝕因子，所以伴隨著使用的經(jīng)過(guò)，該部件發(fā)生腐蝕，引起制冷劑漏出。因此，在該冷卻系統(tǒng)1中，通過(guò)對(duì)冷卻裝置3設(shè)置腐蝕感測(cè)傳感器7，預(yù)先防止制冷劑漏出，所述腐蝕感測(cè)傳感器7能夠探測(cè)作為制冷劑漏出的原因的部件的腐蝕。

此處，構(gòu)成制冷劑的流路的部件的腐蝕因子是指腐蝕金屬材料的成分、例如氯化物離子、溶解氧、鐵離子、銅離子等的意思。

腐蝕感測(cè)傳感器7是利用電化學(xué)阻抗測(cè)定的傳感器。當(dāng)發(fā)生構(gòu)成冷卻裝置3的部件的腐蝕時(shí)，由腐蝕感測(cè)傳感器7檢測(cè)的阻抗發(fā)生變化，所以通過(guò)使用腐蝕感測(cè)傳感器7，能夠探測(cè)構(gòu)成冷卻裝置3的部件的腐蝕。

腐蝕感測(cè)傳感器7具有傳感器部8和控制部9。傳感器部8和控制部9被電連接。

傳感器部8具備探測(cè)電極10、與探測(cè)電極10對(duì)置地配置的配極11、將交流電壓施加到探測(cè)電極10與配極11之間的交流電源12、將探測(cè)電極10和配極11與交流電源12之間連接而形成電路的引線13、檢測(cè)電路內(nèi)的電流的電流檢測(cè)部14以及檢測(cè)電路內(nèi)的施加電壓的施加電壓檢測(cè)部15。

此處，作為探測(cè)電極10，沒(méi)有特別限定，優(yōu)選由與構(gòu)成制冷劑的流路的部件(具體來(lái)說(shuō)，降溫裝置、套管)所使用的材料相同的材料形成。即，探測(cè)電極10優(yōu)選由鋁、銅、不銹鋼等金屬材料形成。

另外，作為配極11，沒(méi)有特別限定，優(yōu)選由化學(xué)穩(wěn)定性高并且即使流過(guò)電流也不易腐蝕的材料形成、或者由與探測(cè)電極10相同的材料形成。作為化學(xué)穩(wěn)定性高并且即使流過(guò)電流也不易腐蝕的材料，可列舉金、鉑、鈦等電化學(xué)方面的貴金屬材料。

作為交流電源12，沒(méi)有特別限定，優(yōu)選是具有逆變器等且能夠改變頻率的電源。

通過(guò)交流電源12施加的交流電壓越高，則電流響應(yīng)的靈敏度越提高，而另一方面，越容易引起電極反應(yīng)(即，探測(cè)電極10的腐蝕)。因此，當(dāng)考慮電流響應(yīng)的靈敏度與電極反應(yīng)的平衡時(shí)，交流電壓優(yōu)選是10mv以上且100mv以下。

控制部9具備：運(yùn)算部16，根據(jù)從電流檢測(cè)部14輸出的電流值以及從施加電壓檢測(cè)部15輸出的電壓值，運(yùn)算阻抗值；閾值設(shè)定部17，設(shè)定判斷為發(fā)生了部件的腐蝕的阻抗值的閾值(以下，稱為“阻抗閾值”)；腐蝕判定部18，對(duì)由運(yùn)算部16運(yùn)算出的阻抗值與由閾值設(shè)定部17設(shè)定的阻抗閾值進(jìn)行比較來(lái)判定是否存在部件的腐蝕；以及顯示部19，顯示腐蝕判定部18的判定結(jié)果。

接下來(lái)，說(shuō)明在冷卻裝置3中產(chǎn)生的部件的腐蝕。

圖2是用于說(shuō)明在冷卻裝置3中產(chǎn)生的部件的腐蝕的圖。冷卻裝置3具備降溫裝置、在與降溫裝置之間形成制冷劑的流路的套管以及將降溫裝置與套管之間密封的密封部件。降溫裝置以及套管一般由鋁(al)等金屬材料形成。因此，在圖2中，將在al材料與密封部件的界面產(chǎn)生的腐蝕列舉為一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明al材料的腐蝕。

在圖2中，當(dāng)在密封部件與al材料的界面發(fā)生al材料的腐蝕時(shí)，生成腐蝕生成物。腐蝕生成物是具有空孔的鋁氧化物，所以制冷劑侵入到空孔內(nèi)。在腐蝕生成物中的密封部件側(cè)的腐蝕生成物(虛線右側(cè)的區(qū)域的腐蝕生成物)處，制冷劑滯留而成為不被供給溶解氧的狀態(tài)，所以變成缺氧區(qū)域。另一方面，在制冷劑側(cè)的腐蝕生成物(虛線左側(cè)的區(qū)域的腐蝕生成物)處，處于由于進(jìn)行循環(huán)的制冷劑而始終被供給溶解氧的狀態(tài)，所以變成富氧區(qū)域。并且，在富氧區(qū)域，由于氧的存在而電位上升，變成陰極，在缺氧區(qū)域，電位降低而變成陽(yáng)極，形成氧濃差電池。

具體來(lái)說(shuō)，在作為陰極的富氧區(qū)域，進(jìn)行以下(a)式所示的還原反應(yīng)，從陽(yáng)極側(cè)接受電子并消耗，生成氫氧離子。

o2+2h2o+4e^－→4oh^－(a)

另一方面，在作為陽(yáng)極的缺氧區(qū)域，進(jìn)行以下(b)式所示的鋁的氧化反應(yīng)，生成電子以及鋁離子，將電子供給到作為陰極的富氧區(qū)域。

al→al³⁺+3e^－(b)

所生成的鋁離子通過(guò)以下(c)式所示的反應(yīng)而與制冷劑中的水發(fā)生反應(yīng)，生成氫氧化鋁以及氫離子。

al³⁺+3h2o→al(oh)3+3h⁺(c)

由于氫離子的生成，空孔內(nèi)的制冷劑的ph降低而變成酸性，所以促進(jìn)鋁的腐蝕。另外，通過(guò)(b)以及(c)的反應(yīng)而生成陽(yáng)離子，所以為了保持制冷劑的電中性，作為相反離子的陰離子從富氧區(qū)域向缺氧區(qū)域遷移。此時(shí)，當(dāng)作為陰離子混入于制冷劑的氯化物離子發(fā)生遷移時(shí)，促進(jìn)鋁的腐蝕。

在冷卻裝置3中產(chǎn)生的部件的腐蝕通過(guò)上述機(jī)制，主要以降溫裝置與密封部件的界面以及套管與密封部件的界面為起點(diǎn)而產(chǎn)生。因此，在考慮了容易引起腐蝕的部分的基礎(chǔ)上，優(yōu)選對(duì)冷卻裝置3設(shè)置腐蝕感測(cè)傳感器7。

一般來(lái)說(shuō)，降溫裝置為了使與制冷劑的接觸面積增大而設(shè)置流路凸片等，所以流路內(nèi)的制冷劑的流速因位置不同而大幅不同。特別是，降溫裝置與密封部件的界面并存著與流速快的制冷劑相接觸的部分以及與流速慢的制冷劑相接觸的部分。并且，在與流速慢的制冷劑相接觸的部分，變成難以被供給制冷劑中的溶解氧的狀態(tài)，所以容易產(chǎn)生缺氧區(qū)域。相反地，在與流速快的制冷劑相接觸的部分，變成容易被供給制冷劑中的溶解氧的狀態(tài)，所以容易產(chǎn)生富氧區(qū)域。并且，在富氧區(qū)域，電位上升而變成陰極，在缺氧區(qū)域，電位降低而變成陽(yáng)極，所以形成氧濃差電池，其結(jié)果，促進(jìn)與流速慢的制冷劑相接觸的部分的腐蝕。因此，為了提早探測(cè)流路內(nèi)的腐蝕，優(yōu)選在制冷劑流通的流路內(nèi)制冷劑的流速最小的位置設(shè)置腐蝕感測(cè)傳感器7。制冷劑流通的流路內(nèi)制冷劑的流速最小的位置能夠通過(guò)在該技術(shù)領(lǐng)域中公知的方法例如通過(guò)流體解析求出流速分布來(lái)決定。在實(shí)際中，制作出在制冷劑流通的流路內(nèi)制冷劑的流速最小的位置設(shè)置有腐蝕感測(cè)傳感器7的冷卻裝置3并使其運(yùn)行，在感測(cè)到腐蝕的時(shí)刻使冷卻裝置3解體，其結(jié)果確認(rèn)出在與密封部件的界面附近的降溫裝置所產(chǎn)生的腐蝕起點(diǎn)也同樣地發(fā)生在設(shè)置于制冷劑的流速最小的位置的腐蝕感測(cè)傳感器7的探測(cè)電極10處。通過(guò)這樣在制冷劑流通的流路內(nèi)制冷劑的流速最小的位置(即，在流路內(nèi)最容易引起腐蝕的位置)設(shè)置腐蝕感測(cè)傳感器7，能夠提早探測(cè)流路內(nèi)的腐蝕，所以腐蝕感測(cè)傳感器7的可靠性提高。

在圖1中，為了容易知道冷卻系統(tǒng)1的整體結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化地示出冷卻裝置3與腐蝕感測(cè)傳感器7之間的連接狀態(tài)，所以在圖3中，示出冷卻裝置3與腐蝕感測(cè)傳感器7之間的連接部周邊的放大剖視圖。

在圖3中，冷卻裝置3具備被傳遞來(lái)自被冷卻體2的熱的降溫裝置20、在與降溫裝置20之間形成制冷劑24的流路的套管21以及將降溫裝置20與套管21之間密封的密封部件22。另外，雖然不是必須的，但在降溫裝置20與套管21之間，從提高密合性的觀點(diǎn)出發(fā)，使用螺栓23來(lái)連結(jié)固定。

降溫裝置20起到進(jìn)行被冷卻體2與流過(guò)流路的制冷劑24的熱交換的作用。雖未圖示，但也可以將流路凸片等設(shè)置于降溫裝置20。通過(guò)設(shè)置流路凸片，能夠使與制冷劑24的接觸面積增大，所以能夠提高熱交換性能。

作為降溫裝置20以及套管21，沒(méi)有特別限定，能夠使用在該技術(shù)領(lǐng)域中公知的部件。一般來(lái)說(shuō)，降溫裝置20以及套管21由鋁、銅、不銹鋼等金屬材料形成。另外，在將流路凸片設(shè)置于降溫裝置20時(shí)，將流路凸片釬焊到降溫裝置20、或者利用切削加工削出流路凸片即可。

作為密封部件22，沒(méi)有特別限定，能夠使用在該技術(shù)領(lǐng)域中公知的部件。一般來(lái)說(shuō)，密封部件22由作為彈性體或者粘附體而能夠與降溫裝置20以及套管21粘接的材料形成。具體來(lái)說(shuō)，能夠使用脫肟型、脫丙酮型、脫醇型等硅系密封劑來(lái)形成。另外，也可以使用含有橡膠等彈性材料的o環(huán)那樣的墊圈。

腐蝕感測(cè)傳感器7將探測(cè)電極10以及配極11以隔著密封部件22而與制冷劑24接觸的方式裝入到冷卻裝置3。具體來(lái)說(shuō)，在將腐蝕感測(cè)傳感器7的探測(cè)電極10以及配極11埋入到密封部件22的內(nèi)部的同時(shí)，使前端從密封部件22露出，從而使得與制冷劑24接觸。通過(guò)這樣將腐蝕感測(cè)傳感器7的探測(cè)電極10以及配極11設(shè)置于冷卻裝置3，能夠使探測(cè)電極10以及配極11處于和降溫裝置20與密封部件22的界面以及套管21與密封部件22的界面近的環(huán)境，所以能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)降溫裝置20以及套管21的腐蝕。

為了提高腐蝕感測(cè)傳感器7的靈敏度，需要將探測(cè)電極10與配極11隔開(kāi)固定間隔地配置，并且，探測(cè)電極10以及配極11與降溫裝置20以及套管21絕緣。特別是，探測(cè)電極10與配極11之間的阻抗根據(jù)探測(cè)電極10與配極11之間的距離的變化而變化，所以在探測(cè)電極10與配極11之間不是固定間隔時(shí)，無(wú)法準(zhǔn)確地檢測(cè)探測(cè)電極10與配極11之間的阻抗。另外，在探測(cè)電極10以及配極11未與降溫裝置20以及套管21絕緣時(shí)，有時(shí)檢測(cè)到探測(cè)電極10與配極11之間的阻抗以外的阻抗、有時(shí)探測(cè)電極10與配極11之間發(fā)生短路。其結(jié)果，無(wú)法準(zhǔn)確地探測(cè)與降溫裝置20以及套管21的腐蝕對(duì)應(yīng)的阻抗。

作為將探測(cè)電極10與配極11隔開(kāi)固定間隔地配置、并且使探測(cè)電極10以及配極11與降溫裝置20以及套管21絕緣的方法，沒(méi)有特別限定，根據(jù)所使用的密封部件22的種類適當(dāng)選擇即可。例如，在使用o環(huán)那樣的固體狀構(gòu)件作為密封部件22時(shí)，使用能夠?qū)⑻綔y(cè)電極10與配極11隔開(kāi)固定間隔地配置的絕緣性的固體狀構(gòu)件即可。具體來(lái)說(shuō)，在降溫裝置20與套管21之間夾持該固體狀構(gòu)件(密封部件22)并用螺栓23連結(jié)固定之后，將探測(cè)電極10以及配極11插入到該固體狀構(gòu)件即可。

另一方面，在使用硅系密封劑那樣的絕緣性的液狀材料來(lái)形成密封部件22時(shí)，難以將探測(cè)電極10以及配極11與降溫裝置20以及套管21絕緣的同時(shí)隔開(kāi)固定間隔地進(jìn)行固定。在該情況下，如圖4所示，在探測(cè)電極10與配極11之間設(shè)置電極隔離用間隔物25，在探測(cè)電極10與降溫裝置20之間以及配極11與套管21之間分別設(shè)置確保絕緣用間隔物26即可。這樣的構(gòu)造能夠通過(guò)在探測(cè)電極10與配極11之間配置電極隔離用間隔物25、并且在探測(cè)電極10與降溫裝置20之間以及配極11與套管21之間分別配置確保絕緣用間隔物26并利用螺栓23連結(jié)固定之后注入絕緣性的液狀材料并使其硬化而形成密封部件22來(lái)得到。此外，在圖4中，將電極隔離用間隔物25以及確保絕緣用間隔物26內(nèi)含于密封部件22，但電極隔離用間隔物25以及確保絕緣用間隔物26也可以不內(nèi)含于密封部件22。

或者，也可以使用硅系粘接劑而隔著確保絕緣用間隔物26將探測(cè)電極10以及配極11固定到降溫裝置20以及套管21上，并且，涂敷絕緣性的液狀材料并使其硬化，從而形成密封部件22，之后以使形成在降溫裝置20以及套管21上的密封部件22彼此相接的方式，用螺栓23進(jìn)行連結(jié)固定。當(dāng)使用該方法時(shí)，如圖5所示，能夠省略探測(cè)電極10與配極11之間的電極隔離用間隔物25，并且能夠使降溫裝置20部分與套管21部分分離，所以在維護(hù)等時(shí)容易分解。此外，在圖5中，將確保絕緣用間隔物26內(nèi)含于密封部件22，但確保絕緣用間隔物26也可以不內(nèi)含于密封部件22。

作為電極隔離用間隔物25以及確保絕緣用間隔物26，只要具有絕緣性則沒(méi)有特別限定。另外，電極隔離用間隔物25以及確保絕緣用間隔物26由于有可能與制冷劑24接觸，所以優(yōu)選針對(duì)制冷劑24具有抗性。具有這樣特性的電極隔離用間隔物25以及確保絕緣用間隔物26能夠使用聚乙烯、聚丙烯等樹(shù)脂、硅橡膠等高彈體來(lái)形成。

腐蝕感測(cè)傳感器7利用電化學(xué)阻抗測(cè)定來(lái)探測(cè)冷卻裝置3的腐蝕。具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)探測(cè)電極10與配極11之間的阻抗的變化來(lái)探測(cè)冷卻裝置3的腐蝕。

在電化學(xué)阻抗測(cè)定中，設(shè)定電氣等效電路，評(píng)價(jià)電極表面的反應(yīng)。圖6是對(duì)腐蝕感測(cè)傳感器7的探測(cè)電極10表面的反應(yīng)進(jìn)行模擬的一般電氣等效電路。該電氣等效電路整體的阻抗ztotal包括c、rs、rct以及zw。此處，c是雙電層電容，rs是溶液電阻，rct是電荷移動(dòng)電阻，zw是瓦爾堡(warburg)阻抗。特別是，c是與蓄積于電極表面的電荷的影響相關(guān)的參數(shù)；rs是與制冷劑24的電阻以及電極的電阻相關(guān)的參數(shù)；rct是與電極反應(yīng)中的電子交換相關(guān)的參數(shù)；zw是與電極反應(yīng)中的物質(zhì)移動(dòng)以及擴(kuò)散移動(dòng)相關(guān)的參數(shù)。

將交流電壓施加到圖6的電氣等效電路，根據(jù)其電流響應(yīng)而檢測(cè)到的阻抗通過(guò)使用式(1)以及(2)，由取決于所施加的交流電壓的角頻率ω的式(3)來(lái)表示。

[式1]

[式2]

[式3]

在上述式(3)中，當(dāng)使角頻率ω變高時(shí)，ztotal接近于rs，當(dāng)使角頻率ω變低時(shí)，ztotal接近于rs+rct+zw。即，在高頻區(qū)域，得到與rs相關(guān)的信息，所施加的交流電壓的極性反轉(zhuǎn)快，所以與電極表面的反應(yīng)無(wú)關(guān)的電阻呈現(xiàn)為阻抗。另外，在中頻區(qū)域，得到與rs、rct、zw以及c相關(guān)的信息。進(jìn)一步地，在低頻區(qū)域，得到與rs、rct、zw相關(guān)的信息，所施加的交流電壓的極性反轉(zhuǎn)慢，所以成為電極表面的反應(yīng)(腐蝕反應(yīng))的指標(biāo)。因此，交流電壓的頻率優(yōu)選低頻區(qū)域。具體來(lái)說(shuō)，交流電壓的頻率優(yōu)選低于2hz，更優(yōu)選為1hz以下。

此處，圖7示出在探測(cè)電極10發(fā)生腐蝕時(shí)的阻抗的頻率依賴性。在圖7中，縱軸的阻抗用將運(yùn)行開(kāi)始時(shí)(腐蝕發(fā)生前)的阻抗設(shè)為100時(shí)的相對(duì)值表示。

如圖7所示，當(dāng)交流電壓的頻率為2hz以上時(shí)，阻抗幾乎沒(méi)有變化，難以探測(cè)腐蝕。與此相對(duì)地，當(dāng)交流電壓的頻率低于2hz時(shí)，阻抗降低，所以能夠探測(cè)腐蝕。交流電壓的頻率越小，阻抗的降低越大，通過(guò)減小交流電壓的頻率，能夠提高腐蝕的探測(cè)精度。另一方面，當(dāng)交流電壓的頻率變小時(shí)，測(cè)量所耗費(fèi)的時(shí)間變長(zhǎng)。因此，當(dāng)考慮探測(cè)精度與測(cè)量時(shí)間的平衡時(shí)，交流電壓的優(yōu)選頻率是0.1hz以上且1hz以下。

由腐蝕感測(cè)傳感器7實(shí)施的測(cè)定既可以在冷卻系統(tǒng)1的運(yùn)行過(guò)程中(制冷劑24的循環(huán)過(guò)程中)連續(xù)地進(jìn)行，也可以考慮冷卻系統(tǒng)1的維護(hù)時(shí)期而定期地進(jìn)行。

此處，圖8示出使用腐蝕感測(cè)傳感器7測(cè)定出的阻抗的隨時(shí)間變化。圖8中，縱軸的阻抗用將運(yùn)行開(kāi)始時(shí)(腐蝕發(fā)生前)的阻抗設(shè)為1時(shí)的相對(duì)值表示。另外，在該測(cè)定中，將交流電壓的頻率設(shè)為低頻區(qū)域。

如圖8所示，剛開(kāi)始運(yùn)行冷卻系統(tǒng)1之后，由于沒(méi)有構(gòu)成冷卻裝置3的部件的腐蝕，所以阻抗幾乎沒(méi)有變化(點(diǎn)a)。隨著冷卻系統(tǒng)1的運(yùn)行持續(xù)進(jìn)行，構(gòu)成制冷劑24的流路的部件開(kāi)始發(fā)生腐蝕，所以阻抗稍微降低(點(diǎn)b)。當(dāng)構(gòu)成制冷劑24的流路的部件的腐蝕進(jìn)一步發(fā)展時(shí)，阻抗進(jìn)一步降低(點(diǎn)c)。

因此，預(yù)先取得點(diǎn)a～c的阻抗，針對(duì)表示發(fā)生了由制冷劑24的漏出導(dǎo)致的部件的腐蝕的阻抗或者其下降率設(shè)定閾值，在冷卻系統(tǒng)1的實(shí)際運(yùn)行時(shí)，由控制部9的運(yùn)算部9始終測(cè)定阻抗，在變成該閾值的階段，停止冷卻系統(tǒng)1的運(yùn)行，更換構(gòu)成制冷劑24的流路的部件，從而能夠檢測(cè)由制冷劑24的漏出導(dǎo)致的部件的腐蝕，預(yù)先防止制冷劑24的漏出。

作為阻抗的下降率的閾值，根據(jù)構(gòu)成制冷劑24的流路的部件的種類等而適當(dāng)設(shè)定即可，沒(méi)有特別限定，相對(duì)于初始值優(yōu)選為5％以上，更優(yōu)選為10％以上。當(dāng)阻抗的下降率的閾值低于5％時(shí)，根據(jù)冷卻系統(tǒng)1的運(yùn)行狀態(tài)，有時(shí)處于阻抗的偏差的范圍內(nèi)。其結(jié)果，難以辨別阻抗的偏差和由制冷劑24的漏出導(dǎo)致的部件的腐蝕，根據(jù)情況，有可能對(duì)腐蝕進(jìn)行誤探測(cè)。

將阻抗或者其下降率的閾值預(yù)先輸入給閾值設(shè)定部17，在腐蝕判定部18中，通過(guò)將這些閾值與實(shí)際運(yùn)行時(shí)測(cè)定出的阻抗進(jìn)行比較，能夠判定是否存在部件的腐蝕。然后，能夠利用顯示部19對(duì)使用者通知其判定結(jié)果。

接下來(lái)，關(guān)于冷卻系統(tǒng)1，進(jìn)行對(duì)車輛用電源系統(tǒng)的運(yùn)行模式中的起動(dòng)停止循環(huán)進(jìn)行模擬的試驗(yàn)，檢證其效果。

在該試驗(yàn)中，實(shí)施2000個(gè)將冷卻系統(tǒng)1的起動(dòng)時(shí)間設(shè)為8小時(shí)、將停止時(shí)間設(shè)為16小時(shí)的起動(dòng)停止循環(huán)，對(duì)使用腐蝕感測(cè)傳感器7的情況與不使用腐蝕感測(cè)傳感器7的情況進(jìn)行比較，從而檢證其效果。關(guān)于使用腐蝕感測(cè)傳感器7的情況，在腐蝕感測(cè)傳感器7探測(cè)到腐蝕時(shí)，作為維護(hù)加入更換密封部件22周邊的材料(降溫裝置20、套管21以及密封部件22)以及制冷劑24的操作。另一方面，關(guān)于不使用腐蝕感測(cè)傳感器7的情況，不進(jìn)行該維護(hù)。另外，作為制冷劑24，使用經(jīng)脫氣的自來(lái)水。

其結(jié)果，關(guān)于不使用腐蝕感測(cè)傳感器7的情況，在起動(dòng)停止循環(huán)超過(guò)750個(gè)循環(huán)的時(shí)刻確認(rèn)出制冷劑24從冷卻系統(tǒng)1的冷卻裝置3漏出。因此，停止冷卻系統(tǒng)1并調(diào)查冷卻裝置3，確認(rèn)出密封部件22周邊的材料發(fā)生腐蝕。

另一方面，關(guān)于使用腐蝕感測(cè)傳感器7的情況，在起動(dòng)停止循環(huán)為620個(gè)循環(huán)、1440個(gè)循環(huán)的時(shí)刻腐蝕感測(cè)傳感器7探測(cè)到腐蝕，所以進(jìn)行維護(hù)。其結(jié)果，確認(rèn)出即使起動(dòng)停止循環(huán)超過(guò)2000個(gè)循環(huán)也沒(méi)有制冷劑24的漏出而繼續(xù)良好的運(yùn)行。因此，通過(guò)使用腐蝕感測(cè)傳感器7，能夠提早且準(zhǔn)確地檢測(cè)出由制冷劑24的漏出導(dǎo)致的部件的腐蝕，預(yù)先防止制冷劑24的漏出。

在將本實(shí)施方式的腐蝕感測(cè)傳感器7用于車輛電源系統(tǒng)時(shí)，有在汽車保養(yǎng)工廠等處通過(guò)設(shè)置于車輛外部的測(cè)定裝置來(lái)測(cè)定的方法以及通過(guò)設(shè)置于車輛內(nèi)部的測(cè)定裝置來(lái)測(cè)定的方法。

在通過(guò)配置于車輛外部的測(cè)定裝置來(lái)測(cè)定的方法的情況下，將腐蝕感測(cè)傳感器7中的至少探測(cè)電極10以及配極11設(shè)置于車輛內(nèi)部，并且將腐蝕感測(cè)傳感器7的除此以外的部件設(shè)置于測(cè)定裝置即可。然后，在車輛的定期檢查等時(shí)，連接這些部件而進(jìn)行測(cè)定，從而能夠判定是否存在構(gòu)成冷卻裝置3的部件的腐蝕。

在通過(guò)設(shè)置于車輛內(nèi)部的測(cè)定裝置來(lái)測(cè)定的方法的情況下，將探測(cè)電極10以及配極11以外的部件設(shè)置于汽車控制部(例如，ipu等控制計(jì)算機(jī))即可。在該情況下，能夠始終判定是否存在構(gòu)成冷卻裝置3的部件的腐蝕，所以通過(guò)設(shè)置將警告顯示示出于運(yùn)行面板部等的顯示部19，能夠進(jìn)行高精度的維護(hù)。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供無(wú)需使熱交換裝置大型化或者導(dǎo)入復(fù)雜的設(shè)計(jì)就能夠提早且準(zhǔn)確地檢測(cè)由傳熱介質(zhì)的漏出導(dǎo)致的部件的腐蝕、預(yù)先防止傳熱介質(zhì)的漏出的腐蝕感測(cè)傳感器7。另外，根據(jù)實(shí)施方式1，能夠提供具備具有該特性的腐蝕感測(cè)傳感器7的冷卻裝置3、冷卻系統(tǒng)1以及車輛用電源系統(tǒng)。

此外，本國(guó)際申請(qǐng)主張基于在2015年3月30日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2015－069153號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并將這些日本專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容援引到本國(guó)際申請(qǐng)。