改良計算方法測試結果

圖 4-7 及表 4-8 為一組狀態良好之 180 μm 環氧樹脂塗層試樣量測結果，在 4.1.2 節所用之塗層試樣均表現出電阻特性，即低頻區域之阻抗曲線呈水平線，而 與上述實驗的塗層試樣之不同處在於，此塗層試樣仍處於良好狀態，其表現出的電 化學特性為電容性，從結果得知CID 3.0 在面對接近完好狀態的塗層時，無法準確 地測得其阻抗值，且誤差及標準差相當大，然而此問題可能導致CID 3.0 無法在初 期即時地檢測出塗層劣化，因此本節之實驗將針對此問題提出改的計算方法。

5.

圖 4-7 180 μm 環氧樹脂塗層試樣量測結果 6.

表 4-8 180 μm 環氧樹脂塗層量測數據

單位：ohm*cm² 恆電位儀量測結果

7.81*10⁸

單位：ohm*cm² CID 3.0 量測結果

3.97*10⁹ 4.19*10⁹ 4.55*10⁹ 6.65*10⁹ 9.25*10⁹ 平均 標準差 5.72*10⁹ 2.24*10⁹

阻抗為一複數，可分為兩個部份，分別是實部的電阻及虛部的電抗，其中電抗

樣進行量測與討論，實驗數據包含(1)CID 3.0：使用原始分壓公式計算之結果；

(2)CID 3.1：使用改良分壓公式計算之結果

圖 4-8 及表 4-9 為 CID 3.0 及 CID 3.1 對標準電容進行量測之結果，由結果得 知當待測物為電容性時，電容越大則CID 3.0 之量測誤差越小，此現象應與電容所 產生之虛部阻抗 𝑍₆ = ¹

qrs 有關，電容越大則虛部阻抗越小，則對僅考量實部阻抗 的CID 3.0 在計算時的影響越小，因此 CID 3.0 在電容越大時能夠計算的越準確，

而當電容越小虛部阻抗變大時，CID 3.0 的量測誤差便有明顯的上升；CID 3.1 特別 針對電容所產生的虛部阻抗進行計算改良，因此對標準電容的計算結果得以修正，

而當電容越小時誤差越小，此現象應與虛部阻抗對參考電阻之間的差距所造成。

圖 4-8 標準電容量測結果

表 4-9 標準電容量測數據

圖 4-9 RC 並聯電路量測結果 表 4-10 RC 並聯電路量測數據

Sample (ohm) 100M ohm//0.1 μF 100M ohm//0.01 μF 100M ohm//0.001 μF 恆電位儀 |Z|1Hz 1.59×10⁶ 1.52×10⁷ 8.38×10⁷ CID 3.0 |Z|1Hz 1.75×10⁶ 1.82×10⁷ 9.22×10⁷

誤差(%) 10.5 20.3 10.0

CID 3.1 |Z|1Hz 1.70×10⁶ 1.60×10⁷ 8.56×10⁷

誤差(%) 6.9 5.3 2.1

圖 4-10 RC 串聯電路量測結果 表 4-11 RC 串聯電路量測數據

Sample (ohm) 100M ohm+0.1 μF 100M ohm+0.01 μF 100M ohm+0.001 μF 恆電位儀 |Z|1Hz 9.93×10⁷ 1.01×10⁸ 1.91×10⁸ CID 3.0 |Z|1Hz 1.01×10⁸ 1.02×10⁸ 2.97×10⁸

誤差(%) 1.8 1.0 55.8

CID 3.1 |Z|1Hz 1.01×10⁸ 1.01×10⁸ 1.92×10⁸

誤差(%) 1.7 0.5 0.9

由上述的實驗結果得知，CID 3.1 對電容所產生的虛部阻抗能有良好的計算結 果，以下針對電容性塗層進行CID 3.1 的性能驗證。由於良好塗層初始的電化學特 性以電容性為主，在劣化的過程中因為水分子的浸入，會使得塗層特性逐漸轉變為 電阻性，而 CID 系統之設計初衷是在塗層劣化的初始階段即提供警示，因此塗層 在良好狀態時的阻抗仍是重要的判斷依據，若無法準確測得電容性塗層的阻抗，則 塗層在劣化初期的關鍵阻抗變化將無法被完整的監測。

圖 4-11 為 CID 3.0 及 CID 3.1 對一電容性塗層試樣進行量測，由圖中結果得 知，CID 3.0 無法計算出電容性塗層的阻抗值，其誤差達到 632%，說明此數據為無 效的且不可被採用，因此無法被用於塗層早期的健康狀態監測；CID 3.1 計算出的 結果與恆電位儀曲線相當接近，誤差僅為6%，此結果說明 CID 3.1 能夠有效地被 利用在健康狀態良好的塗層監測，並能提供可信度高且準確度佳的早期塗層阻抗 數據。

圖 4-11 電容性塗層試樣量測結果