[實用新型]外包AEM的嵌固式混凝土氯離子傳感器

有效

• 申請號: 201721363534.6
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN207439986U
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 蘇懷智;韓彰;陳健;謝威;楊立夫
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

本實用新型公開了一種外包AEM的嵌固式混凝土氯離子傳感器，包括基板和鐵條層，所述基板包含若干個均勻分布的長條狀的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜，所述鐵條層包含若干個與聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜形狀大小相同的鐵條，鐵條覆蓋在聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，所有的鐵條兩端通過兩條金線連接，金線與電極連接線連接，基板、鐵條層和電極連接線用陰離子交換膜包裹。本實用新型的一種外包AEM的嵌固式混凝土氯離子傳感器，利用陰離子交換膜只允許氯離子通過的特性以及保護傳感器的優點，并結合傳感器在氯離子環境中腐蝕趨勢、電響應以及腐蝕速度的規律，從而達到監測高效、結果準確、靈敏度高的目標。

技術領域

本實用新型涉及外包AEM的嵌固式混凝土氯離子傳感器，屬于涉水工程健康監測領域。

背景技術

鋼筋腐蝕是水工混凝土結構典型的病變問題，其主要機理為：隨著水工程服役時間的推移，水工混凝土中鋼筋原有賦存環境被逐漸改變，雖然堿性環境仍在水工混凝土內部，但是隨著氯離子擴散到水工混凝土中，將會在鋼筋表面產生電化學電池，若擴散的氯離子超過氯閾值水平，將引發鋼筋局部部分氧化層的點腐蝕。而鋼筋的點腐蝕是降低水工鋼筋混凝土強度和壽命的主要因素。因此，實時監測誘發水工鋼筋混凝土內鋼筋腐蝕的氯離子含量，對準確診斷水工鋼筋混凝土的性能具有極其重要的意義。

目前氯離子含量測定方法主要分為兩大類：有損檢測和無損監測。有損檢測需要破壞混凝土結構，采集樣本、磨碎，通過硝酸銀滴定法測得氯離子含量，該方法具有破壞原有結構的缺點，而且測得的結果一般都比樣本氯離子含量偏高或者偏低，導致檢測結果的低效和不準確。無損監測主要是通過在混凝土中嵌入傳感器直接監測氯離子含量，具有非破壞性以及精度高的優點。無損監測主要是利用電化學技術，例如嵌入式的電極電位測量、嵌入電極式的計時電位法、電阻和阻抗測量。這些監測方法中，最簡單的監測方法是電阻方法。與其他電化學方法相比，電阻傳感器相對簡單，并且易于制造、價格低廉。此外，電阻傳感器還可以顯示金屬質量和電阻的變化，而且其內的金屬電阻可以表示某些特性，如固有電阻率、幾何形狀、質量和腐蝕速度。

然而實際應用中，電阻傳感器有幾個限制條件，如金屬的質量會隨著電阻的增大而減小，這導致了傳感器靈敏度低、不可靠；電阻傳感器的靈敏度以及壽命均與用作傳感器通道的金屬的厚度有關，金屬厚度愈大則傳感器的壽命愈長，但是響應時間也會增加即靈敏度降低。故需研制一種對氯離子含量監測高效、結果準確，靈敏度高的無損監測裝置。

實用新型內容

實用新型目的：為了克服現有技術中存在的不足，本實用新型提供一種外包AEM的嵌固式混凝土氯離子傳感器，利用陰離子交換膜只允許氯離子通過的特性以及保護傳感器的優點，并結合傳感器在氯離子環境中腐蝕趨勢、電響應以及腐蝕速度的規律，從而達到監測高效、結果準確、靈敏度高的目標。

技術方案：為解決上述技術問題，本實用新型的一種外包AEM的嵌固式混凝土氯離子傳感器，包括基板和鐵條層，所述基板包含若干個均勻分布的長條狀的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜，所述鐵條層包含若干個與聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜形狀大小相同的鐵條，鐵條覆蓋在聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，所有的鐵條兩端通過兩條金線連接，金線與電極連接線連接，基板、鐵條層和電極連接線用陰離子交換膜包裹。

作為優選，相鄰聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜的間隙為相鄰聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜的間隙為0.8-2mm，優選為1mm，整個基板的水平和垂直方向長分別為30mm和23mm；線之間的間隙為1mm；豎直向線寬為2mm。

作為優選，所述陰離子交換膜是一種由帶堿性基團的聚丙烯所構成的氯離子透過性多相膜，陰離子交換膜在PH為0～14之間具有化學穩定性。

作為優選，所述陰離子交換膜在干燥狀態下厚度為0.32mm。