专利名称：一种测定介质在金属表面相对流速的方法及所用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测定介质在金属表面相对流速的方法及所用装置。
背景技术：
介质流速对金属腐蚀速度有极大的影响，测定和评价金属腐蚀速度必须测定介质在金属表面的相对流速。影响金属腐蚀速度的只是介质在几个毫米范围内对于金属表面运动的相对流速，与介质流动方向无关，即需要测定的仅仅是一个标量。但当前广泛使用的介质流速测定仪器都是测定相对于某一固定参照物的介质整体的流速和流向，它不适用于测定金属表面小范围距离内与方向无关的介质流动速度。目前也未见到测定介质在金属表面小范围内相对标量流速的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种测定介质在金属表面相对流速的电化学方法和所用的装置，它能满足一种测定介质在金属表面相对流速的方法，其特征是把流速传感器的外电极放入待测介质中，并用双恒电位仪进行阴极极化，测定不同流速介质中阴极极限电流密度比值id外/id内，并作出流速与电流密比值之间关系的工作曲线，然后根据测定的电流密度比值和该工作曲线得出介质在金属表面的相对流速值。
实施上述方法所用的装置，其特征是由流速传感器和双恒电位仪组成，该流速传感器有外电极和内电极，外电极和内电极均分别由3个圆形或方形的铂片或不锈钢片组成的工作电极、辅助电极和参比电极构成；内电极中的3个电极分别连接双恒电位仪的工作电极输入端子W1、辅助电极输入端子C1和参比电极输入端子R1；外电极中的3个电极分别连接双恒电位仪的工作电极输入端子W2、辅助电极输入端子C2和参比电极输入端子R2。
本发明的优点测定力法简单易行，可靠，结果能够直接用于评价金属腐蚀速度。本方法弥补了评价金属腐蚀速度的重要参数测定方法的空白。
附图1为本发明的装置结构示意图。
附图2为其流速传感器的仰视结构示意图。
附图3为流速与电流密比值之间关系的工作曲线。
具体实施例方式
介质中氧还原反应极限电流密度为
id＝nFDδ-1其中， δ＝f(v)id为氧还原反应极限电流密度；n为氧还原反应电子数；F为法拉第常数；D为氧分子在介质中的扩散系数；δ为扩散层厚度，为流速v的函数。式中n，F，D均为常数，故极限电流密度id仅与扩散层厚度δ有关。由于扩散层厚度δ随介质流速增大而减小，故可通过测定极限电流密度id来计算扩散层厚度δ，进而计算介质表面相对流速。可通过测定介质中铂电极阴极极化曲线获得极限电流密度id。
本发明的测定介质在金属表面相对流速的装置由流速传感器4和双恒电位仪1组成，流速传感器4有外电极2和内电极3，外电极2和内电极3均由圆铂片组成的工作电极、辅助电极和参比电极构成。使用时外电极2直接暴露在流动介质中，其表面状态直接受介质流速影响，而内电极3位于流速传感器4中外电极2附近的圆形深孔底部，其表面介质处于静止状态。内电极3中的3个电极分别连接双恒电位仪1的工作电极输入端子W1，辅助电极输入端子C1和参比电极输入端子R1；外电极2中的3个电极分别连接双恒电位仪1的工作电极输入端子W2，辅助电极输入端子C2和参比电极输入端子R2。如果使用双恒电位仪1对流动介质中的内、外电极3，2进行相同强阴极极化，则其阴极电流密度比值满足下式 由于内电极3表面上的流速为零，因此f’(v内)在测定过程中保持不变为常数。因此，测定的流速传感器4的阴极极限电流密度比值id外/id内与待测定的流速v外存在确定的函数关系。通过预先测定已知流速时流速传感器4的阴极极限电流密度比值id外/id内，并作成阴极极限电流密度比值id外/id内和流速的工作曲线，如附图3所示。
操作时把流速传感器4的外电极放入待测介质水中，使介质平行流过外电极2表面，用双恒电位仪1进行阴极极化，测定不同流速介质中阴极极限电流密度比值id外/id内，然后根据测定的阴极极限电流密度比值和流速之间关系的工作曲线得到介质在金属表面的相对流速值。例如，如果测定的传感器的阴极极限电流密度比值id外/id内为3，从上述工作曲线中查到此时金属表面的相对流速为4米/秒。这个流速则是直接与金属腐蚀速度有密切关系的物理量。
权利要求
1.一种测定介质在金属表面相对流速的方法，其特征是把流速传感器的外电极放入待测介质中，并用双恒电位仪进行阴极极化，测定不同流速介质中阴极极限电流密度比值id外/id内，并作出流速与电流密比值之间关系的工作曲线，然后根据测定的电流密度比值和该工作曲线得出介质在金属表面的相对流速值。
2.实施权利要求1所述方法所用的装置，其特征是由流速传感器(4)和双恒电位仪(1)组成，该流速传感器(4)有外电极(2)和内电极(3)，外电极(2)和内电极(3)均分别由3个圆形或方形的铂片或不锈钢片组成的工作电极、辅助电极和参比电极构成；内电极(3)中的3个电极分别连接双恒电位仪(1)的工作电极输入端子W1、辅助电极输入端子C1和参比电极输入端子R1；外电极(2)中的3个电极分别连接双恒电位仪(1)的工作电极输入端子W2、辅助电极输入端子C2和参比电极输入端子R2。
全文摘要
一种测定介质在金属表面相对流速的方法，其特征是把流速传感器的外电极放入待测介质中，并用双恒电位仪进行阴极极化，测定不同流速介质中阴极极限电流密度比值i
文档编号G01N27/00GK1760661SQ20051004462
公开日2006年4月19日 申请日期2005年9月1日 优先权日2005年9月1日
发明者王佳 申请人:中国海洋大学