專利名稱：一種電位檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自然環(huán)境中金屬材料腐蝕控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種電位檢
測裝置，能消除IR降，實時測量腐蝕控制過程中保護電位。
背景技術(shù)：
通過改變金屬結(jié)構(gòu)物在環(huán)境介質(zhì)(水環(huán)境或土壤環(huán)境)中的電位可以有效控制材 料的腐蝕過程。電位既是腐蝕控制效果的表征，也是腐蝕控制過程自反饋依據(jù)的重要參 數(shù)。 通常采用的電位測量方法在參比電極和被測結(jié)構(gòu)物之間有一定距離，它們之間 的環(huán)境介質(zhì)具有一定的電阻率。根據(jù)歐姆定律，電流流動會在環(huán)境介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生一定的電 壓降，這個電壓降稱為IR降，IR降包含在測量數(shù)據(jù)中。環(huán)境介質(zhì)中的雜散電流或腐蝕 控制過程中施加的電流都會產(chǎn)生IR降。 結(jié)構(gòu)物不同狀態(tài)下的電位具有不同的內(nèi)涵。沒有施加腐蝕控制措施時測得的電 位稱為自然電位；施加腐蝕控制措施但沒有消除IR降時測得的電位稱為通電電位；施加 腐蝕控制措施且消除了腐蝕控制過程中施加電流所產(chǎn)生的IR降時測得的電位稱為斷電電 位；施加腐蝕控制措施且消除了全部IR降時測得的電位稱為保護電位，也就是將通電電 位扣除IR降時的電位。保護電位是腐蝕控制效果判定的依據(jù)，也是腐蝕控制過程中依據(jù)
的自反饋參數(shù)。 腐蝕控制過程是通過施加一定的極化電流來改變結(jié)構(gòu)物的電位，且將結(jié)構(gòu)物的 保護電位恒定在一個預(yù)先設(shè)置的數(shù)值，也就是將結(jié)構(gòu)物的電位由自然電位極化到保護電 位的過程?？刂七^程中需要將保護電位數(shù)值實時反饋到系統(tǒng)控制部分，并據(jù)此自動調(diào)整 施加的極化電流，電流的改變又會導(dǎo)致保護電位的改變，由此形成保護電位和施加極化 電流的自反饋過程。 施加電流產(chǎn)生的IR降可以采用斷電測量消除，但雜散電流產(chǎn)生的IR降無法采用 斷電法消除。在腐蝕控制過程中，施加電流是不能斷開的，所以在此狀態(tài)下通常方法測 得的電位實際是通電電位。相對于保護電位而言，此時的IR降是一種偏差，這種偏差具 有不確定性。 不確定性的偏差在自反饋過程中逐漸放大，最終可能導(dǎo)致腐蝕控制失敗。同時 這種偏差也會導(dǎo)致腐蝕控制效果的誤判。 對于電位測量過程中IR降的消除這個問題，國內(nèi)外研究很多，解決的方法可以 分為兩類 一種是無限減小參比電極與被測結(jié)構(gòu)物之間的距離，但現(xiàn)場難以實施；另一 種是采用極化探頭的方法。 極化探頭是由試片和傳統(tǒng)微孔陶瓷硫酸銅參比電極放在一個結(jié)構(gòu)合適的探頭內(nèi) 組成，可以滿足保護電位測量的要求，但由于仍然需要斷電測量，所以無法滿足腐蝕控 制過程中自反饋信號實時在線的要求。 另外，銅離子的滲出是影響傳統(tǒng)微孔陶瓷硫酸銅參比電極使用壽命的重要因素，作為極化探頭使用的參比電極，滲出的銅離子還會與試片(鐵)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改變 試片表面化學(xué)成分，影響電化學(xué)性能，進而導(dǎo)致極化探頭數(shù)據(jù)錯誤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電位檢測裝置，克服了現(xiàn)有技術(shù)中銅離子滲出降低
壽命、污染試片的缺點，腐蝕控制過程中不需要斷電但可以消除IR降的電位測量，滿足 保護電位在線實時測量并提供腐蝕控制過程自反饋信號。 本發(fā)明包括測試片、離子選擇透過膜、凝膠、PVC管、純銅絲、硫酸銅飽和溶 液、測量電纜。兩片測試片被平行固定并分別引出測量電纜，測試片與離子選擇透過膜 靠近但不接觸。兩個離子選擇透過膜把PVC管分為兩個腔體，離子選擇透過膜與PVC管 密封，兩個離子選擇透過膜之間的腔體填充凝膠，凝膠中充滿陰陽離子遷移速度相同的 電解質(zhì)。離子選擇透過膜與PVC管盲端形成的腔體由純銅絲和硫酸銅飽和溶液組成參比 半電對。 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)總體是一端固定有兩片平行設(shè)置測試片、另一端引出3根電纜、 內(nèi)部被分隔為兩個腔體的管狀物。結(jié)構(gòu)主體可以分為三個部分一是由螺旋狀純銅絲 與硫酸銅飽和溶液密封在PVC管和離子選擇透過膜組成的密閉腔體中形成的電位參考電 對，離子選擇透過膜只允許陰離子單向遷移，阻止了了銅離子的滲出，純銅絲末端穿出 PVC管端部的密封蓋并引出一根測試電纜；二是消除液接電位的電解質(zhì)腔體，是由兩個 離子選擇透過膜和PVC管組成的密閉空間，電解質(zhì)由凝膠固定；三是測試片，是被測金 屬結(jié)構(gòu)物的替代物，兩片測試片平行設(shè)置并分別引出一根測試電纜， 一片用來測量保護 電位，另一片用來測量自然電位，測試片與離子選擇透過膜靠近但不接觸。
本發(fā)明的優(yōu)點是測試回路的電流小(一般不超過5iiA/cm2)， IR降可以忽略不 計；兩片測試片互為備用，提高裝置的可靠性；離子選擇透過膜只允許離子單向通過減 小了電解質(zhì)溶液的滲透，壽命長且不會對測試片造成污染。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，測試片l、離子選擇透過膜2、凝膠3、 PVC 管4、純銅絲5、硫酸銅飽和溶液6、測量電纜7。 圖2為圖A-A向的剖視圖。其中，測試片1、離子選擇透過膜2、 PVC管4、 測量電纜7。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明包括測試片l、離子選擇透過膜2、凝膠3、 PVC管4、純 銅絲5、硫酸銅飽和溶液6、測量電纜7。兩片測試片被平行固定并分別引出測量電纜， 測試片與離子選擇透過膜靠近但不接觸。兩個離子選擇透過膜把PVC管分為兩個腔體， 離子選擇透過膜與PVC管密封，兩個離子選擇透過膜之間的腔體充滿陰陽離子遷移速度 相同的電解質(zhì)，并用凝膠固定。離子選擇透過膜與PVC管盲端形成的腔體由純銅絲和硫 酸銅飽和溶液組成參比半電對。 使用時將該裝置靠近被測結(jié)構(gòu)物，測試片測量電纜與被測結(jié)構(gòu)物相連，測量測試片的電位即可c
權(quán)利要求
一種電位檢測裝置，其特征在于，該裝置包括測試片(1)、離子選擇透過膜(2)、凝膠(3)、PVC管(4)、純銅絲(5)、硫酸銅飽和溶液(6)、測量電纜(7)；兩片測試片(1)被平行固定并分別引出測量電纜(7)，測試片(1)與離子選擇透過膜(2)靠近但不接觸；兩個離子選擇透過膜(2)把PVC管(4)分為兩個腔體，離子選擇透過膜(2)與PVC管(4)密封；離子選擇透過膜(2)與PVC管(4)盲端形成的腔體由純銅絲(5)和硫酸銅飽和溶液(6)組成參比半電對。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，腔體由離子選擇透過膜(2)分隔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，離子選擇透過膜(2)之間充滿陰陽 離子遷移速度相同的電解質(zhì)。
全文摘要
一種電位檢測裝置，屬于自然環(huán)境中金屬材料腐蝕控制技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括測試片(1)、離子選擇透過膜(2)、凝膠(3)、PVC管(4)、純銅絲(5)、硫酸銅飽和溶液(6)、測量電纜(7)；兩片測試片(1)被平行固定并分別引出測量電纜(7)，測試片(1)與離子選擇透過膜(2)靠近但不接觸；兩個離子選擇透過膜(2)把PVC管(4)分為兩個腔體，離子選擇透過膜(2)與PVC管(4)密封；離子選擇透過膜(2)與PVC管(4)盲端形成的腔體由純銅絲(5)和硫酸銅飽和溶液(6)組成參比半電對。優(yōu)點在于，是測試回路的電流小，IR降可以忽略不計；兩片測試片互為備用，提高裝置的可靠性；離子選擇透過膜只允許離子單向通過減小了電解質(zhì)溶液的滲透，壽命長且不會對測試片造成污染。
文檔編號C23F13/00GK101691661SQ200910235769
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者丁繼峰, 楊朝暉, 陳學(xué)政, 隋景堂 申請人:鋼鐵研究總院青島海洋腐蝕研究所