[發(fā)明專利]一種用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)耐候鋼銹層腐蝕的電化學(xué)探頭和測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011221727.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN112461745B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫虎元;孫洪斌;姜金鳳;尹貽新;李輝;劉振華;徐少俠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院海洋研究所;山東濰萊高速鐵路有限公司
• 主分類號(hào): G01N17/02
• 分類號(hào): G01N17/02;G01N17/04;G01N17/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

1.一種用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)耐候鋼銹層腐蝕的電化學(xué)探頭，其特征在于：該電化學(xué)探頭包括惰性金屬電極、待測(cè)量金屬電極、參比電極和固化絕緣膠，其中：所述惰性金屬電極布置于所述探頭的外邊緣，待測(cè)量金屬電極設(shè)于探頭中央，所述惰性金屬電極與待測(cè)量金屬電極之間的空間設(shè)置若干參比電極，所述惰性金屬電極、待測(cè)量金屬電極與參比電極之間的空隙填充固化絕緣膠進(jìn)行電信號(hào)隔離；

所述惰性金屬電極為環(huán)形板狀結(jié)構(gòu)，其橫截面為正方形環(huán)狀，內(nèi)框邊長(zhǎng)為d；所述待測(cè)量金屬電極位于所述惰性金屬電極的正中間，所述待測(cè)量金屬電極為圓形結(jié)構(gòu)，其徑向截面半徑為R；所述參比電極為4個(gè)，分別位于所述惰性金屬內(nèi)側(cè)四角與所述待測(cè)量金屬電極外邊緣之間，所述參比電極為圓柱狀，徑向截面半徑為r；三種電極中任意兩種電極的邊緣之間的最短距離都相同；

所述電化學(xué)探頭中各電極尺寸設(shè)計(jì)需要滿足如下的公式（1）：

（1）；

在組裝探頭中各電極時(shí)，參比電極的外緣到惰性電極內(nèi)框直角兩直角邊的最短距離均為x，待測(cè)量金屬電極外緣到惰性電極內(nèi)框的最短距離為x，參比電極的外緣與待測(cè)量金屬電極外緣的最短距離為x，且需要滿足如下的公式（2）：

（2）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)耐候鋼銹層腐蝕的電化學(xué)探頭，其特征在于：所述惰性金屬電極、待測(cè)量金屬電極和參比電極都連接電極引線并從固化絕緣膠下方引出；該電化學(xué)探頭還設(shè)有方筒狀外殼，套裝于所述惰性金屬電極外側(cè)面上，其內(nèi)空隙均由固化絕緣膠封填充。

3.利用權(quán)利要求1或2所述的電化學(xué)探頭進(jìn)行的用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)耐候鋼銹層腐蝕的測(cè)量方法，其特征在于：該測(cè)量方法過程為：將腐蝕電化學(xué)監(jiān)測(cè)儀器與電化學(xué)探頭的各電極連接，通過在待測(cè)量金屬電極與惰性金屬電極之間施加電化學(xué)極化激勵(lì)信號(hào)，測(cè)量在金屬電極相對(duì)于參比電極的極化電位，再測(cè)量金屬電極與惰性金屬電極之間的電化學(xué)極化電流，最后按照Butler-Volmer公式計(jì)算得到待測(cè)量的金屬腐蝕速率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)探頭進(jìn)行的用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)耐候鋼銹層腐蝕的測(cè)量方法，其特征在于：測(cè)量過程中，對(duì)于短期的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)應(yīng)用，電極之間的最短距離x取值在0.2mm至1.0mm之間；對(duì)于按年計(jì)算的長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)應(yīng)用，x取值在0.5mm至5.0mm之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)探頭進(jìn)行的用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)耐候鋼銹層腐蝕的測(cè)量方法，其特征在于：測(cè)量過程中，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)耐候鋼銹層腐蝕的電化學(xué)探頭水平放置，具有較大的水平工作面，便于在電極表面出現(xiàn)能夠引起腐蝕的薄液層。