[發明專利]一種車載大氣腐蝕氫滲透監測傳感器及監測方法

有效

• 申請號: 201810208449.5
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108226024B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 黃彥良;許勇;張琦超;劉相局;楊丹;王文成;路東柱;王秀通
• 申請（專利權）人: 中國科學院海洋研究所
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N17/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎;周秀梅

本發明是涉及大氣腐蝕氫滲透的監測，具體地說是一種車載大氣腐蝕氫滲透監測傳感器及監測方法。傳感器包括發生單元、調節單元和固定單元；傳感器蓋板通過固定裝置安裝在車上，內側單面鍍鎳的圓形鋼片與圓筒形絕緣外殼密封連接圍成密閉空間，該密閉空間中的傳感器蓋板上安裝有金屬氧化物電極，且所述密閉空間內裝有電解液；可調精密電阻器的一段通過第一信號引線與內側單面鍍鎳的圓形鋼片相連，另一端通過第二信號引線與金屬氧化物電極相連，在可調精密電阻器的兩端并聯有電壓數據記錄器。本發明傳感器體積小、重量輕、易于固定于車體表面，適用于在行進中監測大氣腐蝕過程中的氫滲透狀況。

技術領域

本發明是涉及大氣腐蝕氫滲透的監測，具體地說是一種在運動過程中監測車輛經過地區由大氣腐蝕引起的氫滲透狀況的車載大氣腐蝕氫滲透監測傳感器及監測方法。

背景技術

工程建設和產品制造大量使用鋼鐵材料，在使用過程中不可避免地會發生大氣腐蝕。研究表明在大氣腐蝕過程中會有氫滲入材料中。氫會造成敏感材料特別是高強度鋼韌性降低引發氫脆，影響安全服役。由于大氣腐蝕的普遍性，美國曾在523個城市進行為期25年的大氣腐蝕調查,繪制了大氣腐蝕圖。英國、澳大利亞、新西蘭等國均開展過較大范圍的區域大氣腐蝕性調查。我國臺灣省也開展過較詳細的大氣腐蝕性調查。我國大陸在上世紀80年代后期陸續有以大氣腐蝕性為主題的調查工作開展。但對于由于大氣腐蝕引起的氫滲透情況卻幾乎沒有進行過類似的調查。究其原因是沒有方便適用的大氣腐蝕氫滲透監測傳感器，監測腐蝕過程中的氫滲透狀況遠比金屬材料的腐蝕復雜。

為了對不同地區的大氣腐蝕引起的氫滲透狀況進行調查，需要一種可以方便安裝于車輛上的可以在行進過程中測量氫滲透行為的傳感器。研究腐蝕過程中的氫滲透行為一般采用Devanathan-Stachurski雙電解池原理，需要恒電位進行控制氫的氧化電位。用于車載測量需要解決恒電位儀的供電問題。雖然可以考慮使用車輛的電瓶供電，仍較難解決對恒電位儀的不間斷供電。一旦供電中斷，再次供電時雙電解池的背景電流就發生變化，需要較長時間才能恢復到供電中斷前的穩定值，影響了監測。

現有的短路金屬氧化物電池短路電流式氫滲透測量傳感器氫檢測面電位偏高，處于最大值，因此，背景電流偏大、噪聲偏高、在檢測大氣腐蝕過程中微弱氫滲透電流方面尚顯不足。該型傳感器一般使用零阻電流表測量短路電流。零阻電流表的耗電量較小，但仍無法保證不間斷供電，也存在供電中斷導致背景電流變化的問題。

綜上所述，目前沒有合適的用于大氣腐蝕氫滲透監測的車載大氣腐蝕氫滲透監測傳感器及監測方法。

發明內容

為了克服現有傳感器及方法用于大氣腐蝕氫滲透監測方面的不足，本發明的目的是提供一種適用于車載的大氣腐蝕氫滲透監測傳感器及監測方法。

為實現上述目的，本發明采用技術方案為：

一種車載大氣腐蝕氫滲透監測傳感器，傳感器包括發生單元、調節單元和固定單元；其中，發生單元包括圓筒形絕緣外殼、電解液、金屬氧化物電極及內側單面鍍鎳的圓形鋼片；調節單元包括第一信號引線、第二信號引線和可調精密電阻器；固定單元包括傳感器蓋板及固定裝置；傳感器蓋板通過固定裝置安裝在車上，內側單面鍍鎳的圓形鋼片與圓筒形絕緣外殼密封連接圍成密閉空間，該密閉空間中的傳感器蓋板上安裝有金屬氧化物電極，且所述密閉空間內裝有電解液；可調精密電阻器的一段通過第一信號引線與內側單面鍍鎳的圓形鋼片相連，另一端通過第二信號引線與金屬氧化物電極相連，在可調精密電阻器的兩端并聯有電壓數據記錄器。

所述固定裝置包括磁力吸盤、固定螺栓和螺母；磁力吸盤通過固定螺栓安裝在傳感器蓋板上用螺母固定。

所述圓筒形絕緣外殼的一端密封安裝于傳感器蓋板上，內側單面鍍鎳的圓形鋼片密封安裝在圓筒形絕緣外殼的另一端形成密閉空間。

所述電解液(5)為含1.0-30.0％防凍液的0.1-5.0mol/L的NaOH或KOH溶液；可調精密電阻器為10kΩ-1MΩ的電阻器，功率1/32W-1W。