[發明專利]一種耦合四探針電勢降測量與絲束電極技術的腐蝕監測傳感器、監測裝置及監測方法

在審

• 申請號: 202110704648.7
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113484396A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 高山;李愷強;黃一;王濱;徐云澤
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司;大連理工大學
• 主分類號: G01N27/447
• 分類號: G01N27/447;G01N17/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 王思宇;李洪福

本發明提供一種耦合四探針電勢降測量與絲束電極技術的腐蝕監測傳感器、監測裝置及監測方法，所述監測傳感器包括傳感器外殼體以及位于所述傳感器外殼體內部的工作電極陣列、溫度補償電極、參比電極、測試探針、探針固定板等；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；所述溫度補償電極和每一個所述工作電極均連接有4根所述測試探針；所述參比電極連接有1根所述測試探針；所述測試探針頂部固定于所述探針固定板。本發明提供的監測傳感器能夠同步在線監測局部腐蝕深度和陰陽極電流、電位分布。

技術領域

本發明涉及自動監測技術領域，具體而言，尤其涉及一種耦合四探針電勢降測量與絲束電極技術的腐蝕監測傳感器、監測裝置及監測方法。

背景技術

金屬結構物的腐蝕問題給國民經濟帶來了巨大的損失。在國民經濟的各個領域內，經常會應用到各種金屬結構物，例如：油氣運輸中采用的鋼制管道，船體采用的鋼制船殼，鋼制石油儲油罐，海上風力發電結構的鋼樁等，鋼混結構中的鋼筋，這些金屬結構都會遭受不同程度的腐蝕問題。由于金屬材質的非均勻性和外部環境的非均勻性，金屬結構在自然環境中發生的腐蝕往往是非均勻的，即金屬表面不同區域的腐蝕速率具有明顯差異，表面存在明顯的陰陽極分布，陰陽極之間的腐蝕電流會進一步地加劇腐蝕的非均勻程度。相比于全面腐蝕，非均勻腐蝕造成的危害性要嚴重的多，非均勻腐蝕更加隱蔽，造成的事故往往是突發性破壞，一般而言，整體金屬鋼結構物的安全穩定，往往取決于腐蝕最嚴重區域的腐蝕狀態，因此掌握金屬結構物的腐蝕狀態至關重要。通過放置腐蝕監測傳感器可以掌握當前鋼結構的腐蝕狀態，測量當前的腐蝕速率，從而為防腐方案的制定提供依據，也可以評估當前防腐方案的有效性，根據監測結果及時調整防腐策略，對于維護結構的安全具有重大的意義。

目前，工業上常用的腐蝕監測手段可以分為兩類：

第一類是基于環境參數的監測技術，即通過測量與腐蝕相關的環境參數，結合現有的經典腐蝕理論或者腐蝕模型，對當前的腐蝕狀態進行評估，常用的技術有：電導率監測、溫度監測、溶液氧含量監測、pH值監測、濕度監測、氯離子濃度監測等，由于腐蝕環境復雜多變，影響腐蝕速率的環境因素較多，并且現有的腐蝕理論模型尚不完善，無法通過環境參數評估腐蝕狀態，更無法計算腐蝕速率。

第二類是基于腐蝕探針的監測技術，即在被監測物周圍放置相同材質的腐蝕探針，通過測試該探針的腐蝕狀態，來推測整體結構物的腐蝕狀態，常用的腐蝕探針形式有：電阻探針、電化學三電極探針、失重掛片等。由于腐蝕往往具有非均勻的特征，在局部腐蝕發生時，鋼材表面不同區域的腐蝕速率具有明顯差異，并且表面存在陰陽極分布，陰陽極之間的腐蝕電流會進一步地加劇局部腐蝕程度。而常規的基于腐蝕探針的監測技術只能測量一塊區域的平均腐蝕信息，卻無法反應局部腐蝕的非均勻程度。

第三類是基于多電極系統的監測技術，即在被監測物周圍放置陣列排布的腐蝕探針，通過監測各個電極的電位信息和各個電極之間的電流來判斷腐蝕狀態。該方法的優點是靈敏度較高，能夠獲得當前的腐蝕速率，并且能在一定程度上識別腐蝕類型，但是該技術依賴于外部溶液環境提供電連通，在實際工程中使用會存在失效的風險，并不適合于長期監測。

發明內容

針對現有腐蝕監測手段存在的技術問題，本發明提供了一種耦合四探針電勢降測量與絲束電極技術的腐蝕監測傳感器、監測裝置及監測方法。

本發明采用的技術手段如下：

一種耦合四探針電勢降測量與絲束電極技術的腐蝕監測傳感器，包括傳感器外殼體以及位于所述傳感器外殼體內部的工作電極陣列、溫度補償電極、參比電極、測試探針、探針固定板、導線和PCB電路板；所述傳感器外殼體內部注有環氧樹脂灌封膠；

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；