[發(fā)明專利]一種耦合四探針電勢(shì)降測(cè)量與絲束電極技術(shù)的腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器、監(jiān)測(cè)裝置及監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110704648.7
• 申請(qǐng)日: 2021-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN113484396A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高山;李愷強(qiáng);黃一;王濱;徐云澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司;大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/447
• 分類號(hào): G01N27/447;G01N17/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 王思宇;李洪福

1.一種耦合四探針電勢(shì)降測(cè)量與絲束電極技術(shù)的腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于，包括傳感器外殼體以及位于所述傳感器外殼體內(nèi)部的工作電極陣列、溫度補(bǔ)償電極、參比電極、測(cè)試探針、探針固定板、導(dǎo)線和PCB電路板；所述傳感器外殼體內(nèi)部注有環(huán)氧樹脂灌封膠；

所述傳感器外殼體頂部固定安裝有用于連接多芯屏蔽線的耐壓水密連接器；

所述工作電極陣列、所述溫度補(bǔ)償電極和所述參比電極均固定安裝于所述傳感器外殼體底面；所述工作電極陣列包括若干工作電極；所述溫度補(bǔ)償電極的材料和與所述工作電極相同，所述溫度補(bǔ)償電極的下表面噴涂有氧化鉻陶瓷；所述溫度補(bǔ)償電極和每一個(gè)所述工作電極均連接有4根呈正方形布置的所述測(cè)試探針；所述參比電極為圓柱型的固態(tài)參比電極，所述參比電極連接有1根所述測(cè)試探針；

所述測(cè)試探針頂部固定于所述探針固定板，并通過所述導(dǎo)線連接至所述PCB電路板，所述PCB電路板通過所述導(dǎo)線連接至所述耐壓水密連接器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合四探針電勢(shì)降測(cè)量與絲束電極技術(shù)的腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于，所述工作電極陣列由m²個(gè)大小相同的工作電極呈m×m正方形陣列排布，所述工作電極的底面作為工作面，底面的形狀為正方形。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耦合四探針電勢(shì)降測(cè)量與絲束電極技術(shù)的腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于，所述工作電極工作面的邊長(zhǎng)大于所述工作電極厚度的兩倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耦合四探針電勢(shì)降測(cè)量與絲束電極技術(shù)的腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器，其特征在于，所述溫度補(bǔ)償電極和所述工作電極連接的4根所述測(cè)試探針呈正方形排布，所述測(cè)試探針與所述溫度補(bǔ)償電極或所述工作電極的接觸點(diǎn)位于上表面的4個(gè)頂點(diǎn)，其中一側(cè)的2根所述測(cè)試探針為電流探針，另一側(cè)的2根所述測(cè)試探針為電壓探針。

5.一種耦合四探針電勢(shì)降測(cè)量與絲束電極技術(shù)的腐蝕監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括耦合四探針電勢(shì)降測(cè)量與絲束電極技術(shù)的腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器、多通道四探針測(cè)試儀、多通道數(shù)字電壓表、多通道零電阻電流計(jì)、繼電器組A、繼電器組B和繼電器組C；

所述多通道四探針測(cè)試儀的測(cè)量端通過所述繼電器組A與所述腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器中的工作電極陣列和溫度補(bǔ)償電極相連接，用于測(cè)量所述工作電極和所述溫度補(bǔ)償電極的電壓，進(jìn)而根據(jù)電壓得到所述工作電極的壁厚損失；

所述多通道數(shù)字電壓表的測(cè)量端通過所述繼電器組B與所述腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器中的工作電極陣列和參比電極相連接，用于測(cè)量所述工作電極與所述參比電極之間的電勢(shì)差；

所述多通道零電阻電流計(jì)的測(cè)量端通過所述繼電器組C與所述腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器中的工作電極陣列相連接，用于測(cè)量各個(gè)所述工作電極之間的電偶電流。

6.一種耦合四探針電勢(shì)降測(cè)量與絲束電極技術(shù)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，采用權(quán)利要求5所述的耦合四探針電勢(shì)降測(cè)量與絲束電極技術(shù)的腐蝕監(jiān)測(cè)裝置，具體包括以下步驟：

S01：所述腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器表面預(yù)處理：使用所述腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器前需要對(duì)電極表面進(jìn)行預(yù)處理，使用酒精清洗電極表面，并用冷風(fēng)吹干；

S02：安裝所述腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器：將所述腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器放置在需要進(jìn)行腐蝕監(jiān)測(cè)的環(huán)境中，將所述腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器頂部的所述耐壓水密連接器通過多芯屏蔽線接入所述多通道四探針測(cè)試儀、所述多通道數(shù)字電壓表和所述多通道零電阻電流計(jì)；

S03：運(yùn)用四探針技術(shù)測(cè)試電極電壓：控制所述繼電器組A開啟，同時(shí)控制所述多通道四探針測(cè)試儀依次測(cè)試各個(gè)所述工作電極和所述溫度補(bǔ)償電極的電壓，并記錄測(cè)試數(shù)據(jù)；

S04：運(yùn)用絲束電極技術(shù)測(cè)試電極電位：控制所述繼電器組B開啟，同時(shí)控制所述多通道數(shù)字電壓表依次測(cè)試各個(gè)所述工作電極與所述參比電極之間的電勢(shì)差，并記錄測(cè)試數(shù)據(jù)；

S05：運(yùn)用絲束電極技術(shù)測(cè)試電極間電流：控制所述繼電器組C開啟，控制所述多通道零電阻電流計(jì)測(cè)試各個(gè)所述工作電極之間的電偶電流，記錄測(cè)試數(shù)據(jù)；

S06：數(shù)據(jù)處理與分析：基于所述多通道四探針測(cè)試儀測(cè)量的電壓結(jié)果計(jì)算出各個(gè)所述工作電極的壁厚損失，并繪制云圖；基于所述多通道數(shù)字電壓表測(cè)量結(jié)果繪制電位云圖；基于所述多通道零電阻電流計(jì)的電偶電流測(cè)試結(jié)果繪制電流云圖。

7.根據(jù)權(quán)利要6所述的耦合四探針電勢(shì)降測(cè)量與絲束電極技術(shù)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟S06中，根據(jù)所述多通道四探針測(cè)試儀測(cè)量的電極電壓結(jié)果計(jì)算各個(gè)所述工作電極的壁厚損失Δδ的計(jì)算公式為：

其中，U_m表示所述工作電極初始電壓，表示所述工作電極腐蝕后電壓，l_m表示所述工作電極上相鄰所述測(cè)試探針的間距，δ_m表示所述工作電極的初始厚度，U_c表示所述溫度補(bǔ)償電極初始電壓，表示所述溫度補(bǔ)償電極電極腐蝕后電壓，X表示初始狀態(tài)電壓比，X^*表示腐蝕后電壓比。