[發明專利]四電極土壤腐蝕檢測探頭

在審

• 申請號: 201410576616.3
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104390907A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 楊大寧;胡家秀;符傳福;趙健;張奇偉;雙凱波;張帆;韓恩厚
• 申請（專利權）人: 海南電力技術研究院;中國科學院金屬研究所;沈陽中科腐蝕控制工程技術中心
• 主分類號: G01N17/04
• 分類號: G01N17/04
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及一種土壤腐蝕檢測裝置，具體的說是一種四電極土壤腐蝕檢測探頭。

背景技術

變電站接地網對電力系統的安全運行至關重要。由于銅材價格昂貴，在中國以及許多其他國家，鋼接地網被廣泛采用。接地網長期處于地下，腐蝕不可避免，這種腐蝕屬于典型的電化學腐蝕。雖然鍍鋅扁鋼被用來減緩接地網腐蝕，但目前由于接地體腐蝕造成的接地網事故屢有發生，不僅造成巨大的經濟損失，還成為電力系統安全運行的隱患。隨著我國電力容量的增大和電壓等級的升高，這一問題也更為突出。因此研究接地網的腐蝕狀況，評估接地網的腐蝕程度，一直是電力系統的重點工作。然而接地網深埋地下，則很難直觀地檢查其腐蝕情況。只有耗費大量的人力物力，挖出土壤，才能進行檢查，可是這樣會給實際工作帶來很大困難。目前另一種方法是評價土壤對接地網的腐蝕方式，一種是埋片法，借以計算腐蝕速率。使用這種方法計算的腐蝕速率比較可信，但是實驗所需的時間少則1-2年，多則10余年，周期過長；另一種方法是提取土壤溶液，在實驗室用三電極系統的電化學方法研究土壤腐蝕，周期短，但實驗數據往往和實際差別較大。因此有人設想，能否在現場利用電化學等方法直接測量土壤腐蝕相關數據，不僅周期會短，而且數據可信。但電化學技術在土壤腐蝕性測定中也有很多難點，需測定參數多，工作量大，涉及儀器及測試電極較多，電極易破碎，不便攜帶等。

其中，電化學測試技術的運用為研究金屬材料在土壤中的腐蝕行為開辟了新的領域，不少學者直接采用線性極化電阻的方法來評估土壤介質對金屬材料的腐蝕性。土壤介質的電阻率一般很高，在進行電化學測量時，工作電極和參比電極之間很高的IR降對測量結果的精度產生很大的影響，尤其是用來反映埋地金屬陰極化程度和保護效果時，IR降誤差有時高達數百上千毫伏，致使陰極保護測量電位完全失真，影響陰極保護有效性。一般通常采用增加土壤介質的水分含量來降低參比電極與研究電極之間的介質電阻，或者利用一些電化學儀器本身所具有的電阻補償功能來補償土壤介質電阻上的IR降。前一種方法脫離了金屬在野外埋藏的真實環境；后一種方法往往會因為儀器本身電化學噪聲的影響和外界電磁場的干擾而帶來很大的誤差，或者因為補償不當而使儀器出現電流或電位過載等故障。另外，國外還有人提出運用斷電流技術來補償IR降(即由于I(電流)和R(電阻)所引起的偏差)的影響，但是這種方法須用到較多的儀器和設備，實驗手段比較復雜，在條件不具備的情況下，難以實現這種做法。

發明內容

針對現有技術中土壤腐蝕檢測裝置功能較為單一、測量結果誤差大，易出現過載故障以及實驗手段復雜，難以滿足實際應用需要等不足，本發明要解決的技術問題是提供一種結構設計合理、測量手段簡單、快速準確而且方便攜帶、可減少IR降對測量影響的電極土壤腐蝕測量探頭。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明四電極土壤腐蝕檢測探頭包括四電極以及主桿管，其中四電極共同嵌入電極座中固定，四電極的導線經主桿管接至多功能土壤腐蝕測量儀；電極座與主桿管通過航空插頭進行插接。

所述電極座為兩種，一種電極座插入的四電極分別為參比硫酸銅電極、工作電極、鉑電極和溫度電極；其中工作電極材質與待測金屬材質相同。

另一種電極座插入的四電極均為銅電極。

參比硫酸銅電極采用后置式，即參比硫酸銅電極設于工作電極工作面背后。

本發明還設有導線盒，四電極的導線經主桿管從導線盒連接、穿出后引至多功能土壤腐蝕測量儀。

所述導線盒具有收放線結構，四電極導線盤繞在導線盒內。

本發明還具有探頭蓋，扣合于電極座上部，四電極容置于電極座及探頭蓋形成的空間內。

所述主桿管壁上設孔，電極導線經主桿管壁上的孔引出至多功能土壤腐蝕測量儀。

本發明具有以下有益效果及優點：

1.本發明具有多種檢測功能，實現了對土壤溫度、電阻率、氧化還原電位及土壤腐蝕率的現場測量，若體系內已施加陰極保護措施，該探頭還可測量被保護金屬的陰極保護電位及陰極保護電流密度。

2.本發明共有兩個可更換探頭，電極座通過底部的航空插頭與主桿管端口的插座連接，轉換方便，分別對不同的土壤理化指標進行測量。

3.本發明采用內置一體化電極，有效地降低了土壤IR降對電化學測量的影響，提高了測得數據即金屬的腐蝕速度的可靠性。

4.本發明設計了導線盒，可根據測量位置自如地收放測量電線。

5.本發明采用一體化設計，結構合理，其使用及攜帶都很方便，應用范圍廣，可用于各種土壤體系的檢測和材料的壽命預測。