[發明專利]用于非磁性金屬材料大氣腐蝕檢測的電化學傳感器

在審

• 申請號: 201710004251.0
• 申請日: 2017-01-04
• 公開（公告）號: CN106596388A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 夏大海;王暢;閆瑞鑫;馬晨;溫王鈺杰;劉宇晨
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02;G01N17/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 程毓英

技術領域

本發明涉及一種適用于非磁性金屬材料大氣腐蝕檢測的電化學傳感器，屬于腐蝕監檢測領域。

背景技術

如何評價非磁性金屬材料的大氣腐蝕性能，對合理選擇非磁性金屬材料及其評價構件的使用壽命有著重要的指導意義。傳統的失重實驗法雖然能評價非磁性材料的耐大氣腐蝕性能，卻不能實現大氣腐蝕的實時測量，而且比較費時。

近年來，電化學噪聲技術(electrochemical noise)開始用于研究金屬材料的大氣腐蝕過程。電化學噪聲技術因其具有原位無損無干擾的特點，在測量過程中無需對被測電極施加有可能改變腐蝕電極過程的外界擾動，無需預先建立被測體系的電極過程模型，并可實現非磁性金屬材料腐蝕類型和腐蝕程度的遠距離監測。本發明通過設計腐蝕電化學傳感器中的電極系統和電觸點引線部分，從而使傳感器應用在非磁性金屬大氣腐蝕檢測領域。檢測過程中，操作簡便，抗環境干擾能力強，對待測金屬材料的粘附能力增強，可進一步實現對非磁性金屬材料的長期腐蝕監檢測。

發明內容

本發明提供一種適用于非磁性金屬材料大氣腐蝕檢測的電化學傳感器，可以用來判斷非磁性金屬材料的耐蝕性。本發明的目的通過下述技術方案予以實現：

一種用于非磁性金屬材料大氣腐蝕檢測的電化學傳感器，包括傳感器支座，參比電極2、對電極1、電觸點引線器5和塑料網3，參比電極2和對電極1的下端與非磁性金屬材料表面之間通過塑料網3隔離，其特征在于，傳感器支座為吸附支座4，其下部固定有吸盤6，電觸點引線器5包括導線8、上蓋9、下蓋11、殼體10、固定在殼體10下部的吸盤12和壓縮彈簧13，上蓋9和下蓋11均開設有用于貫穿導線8的開孔，壓縮彈簧13置于上蓋9和下蓋11之間，導線8的前部與壓縮彈簧連接，壓縮彈簧用以使得引線與待測金屬表面緊密接觸。

作為優選實施方式，在吸附支座4的底部還覆蓋有水溶性膠粘7。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：可實現對包括非磁性金屬材料在內的金屬構件(或試片)的現場實時腐蝕的短期監檢測，采用電化學噪聲技術對被測體系無干擾，屬于無損檢測；因水溶性膠粘和為其制作密閉環境的橡膠吸盤結構的存在，實現了傳感器與被測金屬的結合的牢固性，提高了測量的準確性。

附圖說明

圖1為大氣腐蝕電化學噪聲檢測傳感器工作時的示意圖。圖2為吸附支座的局部示意圖，圖3為電觸點引線器結構示意圖。

附圖標記說明如下：1對電極；2參比電極；3塑料網；4吸附支座；5電觸點引線器；6橡膠吸盤；8導線；9上蓋；10殼體；11下蓋；12橡膠吸盤；13壓縮彈簧。

具體實施方式

圖1為本發明的適用于非磁性金屬構件(或試片)的大氣腐蝕電化學噪聲檢測傳感器工作示意圖。大氣腐蝕電化學噪聲檢測傳感器主要包括兩個電極－參比電極2和對電極1(根據測試環境選用不同的參比電極2)，電極距離測試表面的位置可調。傳感器有三個吸附支座4，如圖2所示，其底部覆蓋有水溶性粘膠7，下部外層是橡膠吸盤6，可緊密牢固地吸附在待測非磁性金屬構件表面。

如圖3所示，電觸點引線器5包括導線8、上蓋9、殼體10、下蓋11和壓縮彈簧13，上蓋9和下蓋11開設有用于貫穿導線8的開孔。引線前部伸展后與壓縮彈簧連接，壓縮彈簧用以使得引線與待測金屬表面緊密接觸。

直接與待測金屬材料表面電連通，傳感器參比電極2和對電極1與待測鋼鐵表面之間放一層塑料網3。測試時，調整參比電極2和對電極1的位置，直至壓緊塑料網3，三個吸附支座完全吸附在被測金屬表面。塑料網厚度為500微米，在大氣腐蝕檢測中起著兩方面重要作用：一是避免傳感器與待測金屬表面電聯通，另一方面由于塑料網具有網狀結構并且厚度很薄，主要是為了減小測試時溶液電阻的影響，以利于電化學噪聲測試。

采用上述傳感器實現的金屬構件或試片大氣腐蝕檢測方法，包括下列的步驟：

(1)先在被測金屬構件或試片(可以是非磁性材料的金屬構件或試片)表面放置塑料網3，然后在其上放置傳感器，調節參比電極2和對電極1與塑料網3之間的距離，使所述的兩個電極壓緊塑料網3(此時，水溶性粘膠以及橡膠吸盤已經完全吸附在待測金屬上了；

(2)將電觸點引線器5置于傳感器附近，導線8與待測金屬表面連通；

(3)將參比電極2和對電極1及電觸點引線器5與具有零電阻電路的檢測裝置相連，進行電化學噪聲測試。

利用該傳感器可采集待測金屬材料腐蝕過程的電化學電位噪聲信號和電流噪聲信號。利用噪聲電阻值評價被測金屬的耐腐蝕性能和使用壽命問題。