[發(fā)明專利]一種金屬結(jié)構(gòu)腐蝕監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110205245.8
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112964629B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張樂;史澤地;陳俊羽;袁明星;邵岑;康健;周天元;陳浩
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: G01N17/02
• 分類號: G01N17/02
• 代理公司: 北京淮海知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 周淑淑

一種金屬結(jié)構(gòu)腐蝕監(jiān)測裝置，包括工作電極導線(2)、對電極(3)、參比電極(4)、中央控制模塊(5)、傳輸線圈(6)、接收線圈(7)、讀寫器模塊(8)、上位機(9)，工作電極導線的一端連接待測金屬(1)，另一端連接中央控制模塊的工作電極端口；對電極、參比電極分別通過磁石吸附在待測金屬的底部外壁上，并分別通過工作電極導線對應連接中央控制模塊的對電極端口、參比電極端口；中央控制模塊與讀寫器模塊通過傳輸線圈、接收線圈的電感耦合效應進行通信；讀寫器模塊將接收到的測試數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機進行信號分析；本發(fā)明能夠?qū)饘俳Y(jié)構(gòu)腐蝕狀態(tài)進行快速實時、準確監(jiān)測，監(jiān)測精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種監(jiān)測裝置，具體是一種金屬結(jié)構(gòu)腐蝕監(jiān)測裝置，屬于金屬大氣腐蝕監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，金屬材料的應用領(lǐng)域得到了極大提升，并且其應用環(huán)境更加復雜多樣。在嚴酷惡劣的運用環(huán)境中，如高溫、高濕、高污染等，金屬及其復合材料構(gòu)件發(fā)生電化學腐蝕的概率大大提升。腐蝕將會破壞建筑金屬材料原有的機械性能，同時還會降低集成電路電子材料的電氣性能，從而造成不必要的安全事故。據(jù)統(tǒng)計，全球每年生產(chǎn)的鋼鐵約有30％遭受腐蝕，10％的鋼鐵將變?yōu)闊o用的鐵銹，且每年腐蝕造成的經(jīng)濟損失約占我國國民生產(chǎn)總值GDP的4％。

為避免金屬腐蝕可能帶來的各方面潛在威脅，采取實時、無損壞的監(jiān)測技術(shù)具有重要的意義，傳統(tǒng)的金屬材料腐蝕監(jiān)測方法主要包括：電化學阻抗譜法(EIS)、電化學噪聲(EN)、線性極化法等，這些監(jiān)測方法局限性較大，難以適應戶外的腐蝕監(jiān)測。

目前，腐蝕監(jiān)測技術(shù)朝著“高”穩(wěn)定性、“高”精準性和“高”適配性的方向快速發(fā)展，中國發(fā)明專利2020年10月23日公開的一種公開號為CN111812019A的“金屬大氣腐蝕監(jiān)測傳感器”，通過金屬基材、導電材料層以及零阻電流表之間的回路測定電荷轉(zhuǎn)移量，實現(xiàn)待測金屬基材腐蝕速率和腐蝕程度的監(jiān)測；中國發(fā)明專利2020年10月23日公開的一種公開號為CN111812018A的“一種金屬大氣腐蝕在線監(jiān)測傳感器及監(jiān)測方法”，其是將薄金層、待測金屬樣品與零阻型微電流表連接，以微電流表的數(shù)據(jù)作為金屬腐蝕速率的評定標準，但是，兩種方法前期制備過程繁瑣，同時測試結(jié)果準確性較差。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種金屬結(jié)構(gòu)腐蝕監(jiān)測裝置，能夠?qū)饘俳Y(jié)構(gòu)腐蝕狀態(tài)進行快速實時、準確監(jiān)測，監(jiān)測精度高。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種金屬結(jié)構(gòu)腐蝕監(jiān)測裝置，工作電極導線的一端連接待測金屬，另一端連接中央控制模塊的工作電極端口；對電極、參比電極分別通過磁石吸附在待測金屬的底部外壁上，并分別通過電極導線對應連接中央控制模塊的對電極端口、參比電極端口；中央控制模塊與讀寫器模塊通過傳輸線圈、接收線圈的電感耦合方式進行通信連接；讀寫器模塊將接收到的測試數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機進行信號分析；

中央控制模塊包括運算放大電路、低通濾波電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，所述的對電極端口直接與運算放大器的反向輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端與運算放大器的輸出端相連；所述的參比電極端口直接與一級運算放大電路的正向輸入端連接，一級放大電路的輸出端與二級放大電路的正向輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端與二級放大電路的輸出端連接；所述的工作電極端口直接連接低通濾波電路的輸入端，中央處理模塊的A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端與低通濾波電路的輸出端相連。

作為本發(fā)明的進一步改進，待測金屬為磁性金屬，工作電極導線的連接端采用夾子結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的進一步改進，對電極包括鉑金電極、絕緣塑料網(wǎng)Ⅰ和磁石Ⅰ，所述的參比電極包括飽和甘汞電極、絕緣塑料網(wǎng)Ⅱ和磁石Ⅱ，在鉑金電極的外表面依次設(shè)有絕緣塑料網(wǎng)Ⅰ、磁石Ⅰ，飽和甘汞電極的外表面依次設(shè)有絕緣塑料網(wǎng)Ⅱ、磁石Ⅱ。

作為本發(fā)明的進一步改進，絕緣塑料網(wǎng)Ⅰ和絕緣塑料網(wǎng)Ⅱ均為絕緣性、吸濕性和微孔性的材料，厚度為0.5-1.5cm。

作為本發(fā)明的進一步改進，鉑金電極外表面的磁石Ⅰ成對稱性分布，飽和甘汞電極外表面的磁石Ⅱ成對稱性分布。