一种用于检测电偶型大气腐蚀传感器的方法与流程

本发明属于传感器检测方法的
技术领域：
，具体涉及一种用于检测电偶型大气腐蚀传感器的方法。
背景技术：
：电偶型大气腐蚀传感器依据阴阳极材料腐蚀电位的不同，把大气作为腐蚀介质，通过检测阴阳极间的腐蚀电流实现大气腐蚀性的检测，解决了传统曝露试样检测大气腐蚀性周期长、工作量大、数据不连续等问题。电偶型大气腐蚀传感器的结构形式和阴、阳极材料可有多种选择，传感器的灵敏性、精度和一致性对检测结果的影响巨大。目前，国内外相关腐蚀传感器没有统一的规范和检测方法，只能通过与户外曝露腐蚀试样长期的试验结果对比才能够实现对腐蚀传感器的评价，评价周期长，难以满足传感器批量生产工艺要求。腐蚀传感器要求对大气环境变化灵敏、精度高、一致性好，只有满足上述三点的腐蚀传感器才能够正确地对大气腐蚀性做出评价，在不同地区做出的评价才具有可比性。技术实现要素：为解决上述问题，本发明提供了一种电偶型大气腐蚀传感器检测方法，能够对电偶型大气腐蚀传感器进行筛别，对电偶型大气腐蚀传感器的质量做出快速评价。本发明所提供的用于检测电偶型大气腐蚀传感器的方法包括：步骤1)：测量所述电偶型大气腐蚀传感器的阴极与阳极之间的绝缘电阻值，基于所述绝缘电阻值初步判断所述电偶型大气腐蚀传感器是否有效，如果初步判断所述电偶型大气腐蚀性传感器为有效，则继续进行下述步骤2)；步骤2)：在室温和多种湿度条件下，对所述电偶型大气腐蚀传感器进行腐蚀电流值的检测和记录，并判断所检测到的腐蚀电流值是否在预定范围内，如果是，则继续进行下述步骤3)；以及步骤3)：检测和分析所述电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值随湿度变化而变化的情况。优选地，在步骤1)中，在室温、相对湿度10％-50％的条件下使用万用表测量所述绝缘电阻值。优选地，当所述电偶型大气腐蚀传感器的阳极由锌制成时，如果在步骤1)中测量到所述绝缘电阻值大于或等于1kω，则初步判断所述电偶型大气腐蚀传感器为有效。优选地，当所述电偶型大气腐蚀传感器的阳极由锌制成时，如果在步骤1)中，在25℃、30％rh的条件下，测量到所述绝缘电阻值为80mω，则初步判断所述电偶型大气腐蚀传感器为有效。优选地，在步骤2)中，将所述电偶型大气腐蚀传感器连接到精度在0.01na以上的电化学工作站或皮安表，以便能够连续精准地检测和记录所述电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值。优选地，在所述步骤2)中，包括：步骤2a)：在25℃、10％-50％rh的条件下，检测腐蚀电流密度值是否在第一预定范围，如果是，则继续进行下述步骤2b)，否则判定所述电偶型大气腐蚀传感器为不合格；步骤2b)：在25℃、50％rh±3％rh的条件下，检测腐蚀电流密度值是否在第二预定范围，如果是，则继续进行下述步骤2c)，否则判定所述电偶型大气腐蚀传感器为不合格；步骤2c)：在25℃、80％rh±3％rh的条件下，检测腐蚀电流密度值是否在第三预定范围，如果是，则继续进行下述步骤2d)，否则判定所述电偶型大气腐蚀传感器为不合格；以及步骤2d)：在25℃、98％rh±3％rh的条件下，检测腐蚀电流密度值是否在第四预定范围，如果是，则继续进行步骤3)，否则判定所述电偶型大气腐蚀传感器为不合格。优选地，当所述电偶型大气腐蚀传感器的阳极由锌制成时，所述第一预定范围为0.1na/cm2以下，所述第二预定范围为0.1-1na/cm2，所述第三预定范围为5-20na/cm2，所述第四预定范围为300-800na/cm2。优选地，当所述电偶型大气腐蚀传感器的阳极由铝制成时，所述第一预定范围为0.02na/cm2以下，所述第二预定范围为0.02-0.2na/cm2，所述第三预定范围为1-3na/cm2，所述第四预定范围为50-130na/cm2。优选地，当所述电偶型大气腐蚀传感器的阳极由铜制成时，所述第一预定范围为0.05na/cm2以下，所述第二预定范围为0.05-1na/cm2，所述第三预定范围为2-10na/cm2，所述第四预定范围为200-600na/cm2。优选地，当所述电偶型大气腐蚀传感器的阳极由钢制成时，所述第一预定范围为3na/cm2以下，所述第二预定范围为3-25na/cm2，所述第三预定范围为100-500na/cm2，所述第四预定范围为6000-20000na/cm2。优选地，当所述电偶型大气腐蚀传感器的阳极由锌制成时，如果在步骤2)的步骤2b)中，在25℃、50％rh±3％rh的条件下，检测到腐蚀电流密度值为0.5na/cm2，则继续进行步骤2c)，否则判定所述电偶型大气腐蚀传感器为不合格。优选地，当所述电偶型大气腐蚀传感器的阳极由锌制成时，如果在步骤2)的步骤2c)中，在25℃、80％rh±3％rh的条件下，检测到腐蚀电流密度值为10na/cm2，则继续进行步骤2d)，否则判定所述电偶型大气腐蚀传感器为不合格。优选地，当所述电偶型大气腐蚀传感器的阳极由锌制成时，如果在步骤2)的步骤2d)中，在25℃、98％rh±3％rh的条件下，检测到腐蚀电流密度值为400na/cm2，则继续进行步骤3)，否则判定所述电偶型大气腐蚀传感器为不合格。优选地，在步骤2)中，在温湿度交变箱中对所述电偶型大气腐蚀传感器进行腐蚀电流值密度检测，所述温湿度交变箱能提供所要求的多种温度和湿度条件。优选地，所述温湿度交变箱对湿度控制的精度在5％以内，对温度的控制精度在±1.5℃。优选地，在步骤3)中，所检测到的电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值随湿度变化而变化的情况包括所述腐蚀电流值是否随湿度增加而增加或随湿度降低而减小和所述腐蚀电流值对湿度变化的响应是否及时。优选地，在所述步骤3)中，通过紧邻所述电偶型大气腐蚀传感器放置高精度的温湿度传感器，在检测所述电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值的同时同步地进行湿度检测，基于所检测到的腐蚀电流值和湿度对所述电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值随湿度变化而变化的情况进行分析和判断，其中，所述腐蚀电流值与所述湿度的关系为：在25℃下，lgi＝a+(b×rh)，其中，i为电流，单位为na；a和b是与所述电偶型大气腐蚀传感器的阳极所用材料相关的常数，当阳极所用材料为锌、铝、铜或钢时对应的a和b如下表所示，材质ab锌-1.6500.0333铝-4.1250.0625铜-4.3770.0644钢-0.6590.0392；rh为相对湿度的百分数。优选地，当所述电偶型大气腐蚀传感器的阳极材料为锌，腐蚀电流对湿度变化的响应时间不超过1s时，判断为所述电偶型大气腐蚀传感器对湿度变化的响应及时，进而判定所述电偶型大气腐蚀传感器为合格。本发明的有益效果是：可以在受控制的相同条件下快速实现对电偶型大气腐蚀传感器质量的批量检测，确保了腐蚀传感器的灵敏性、精度和一致性，从而进一步保证了利用本申请的电偶型大气腐蚀传感器对大气腐蚀性进行检测时结果的准确可信，满足了在不同地区腐蚀评价结果的可比性要求。附图说明图1是本发明具体实施方式中的一种检测电偶型大气腐蚀传感器的方法的流程图。图2是对本发明一个实施例中的大气腐蚀传感器进行检测的数据结果曲线图。具体实施方式以下结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。本发明的用于检测电偶型大气腐蚀传感器的方法包括：步骤s1：测量电偶型大气腐蚀传感器的阴极与阳极之间的绝缘电阻值，基于绝缘电阻值初步判断电偶型大气腐蚀传感器是否有效，如果初步判断电偶型大气腐蚀性传感器为有效，则继续进行下述步骤s2；步骤s2：在室温和多种湿度条件下，检测和记录电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值，并判断所检测到的腐蚀电流值是否在预定范围内，如果是，则继续进行下述步骤s3；以及步骤s3：检测电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流随湿度变化而变化的情况。图1中示出了本发明具体实施方式中一种用于检测电偶型大气腐蚀传感器的方法的流程图。其中，在步骤s1，在室温、相对湿度10％-50％的条件下使用万用表测量电偶型大气腐蚀传感器的阴极与阳极之间的绝缘电阻值。其中，在步骤s1中，如果电偶型大气腐蚀传感器的阴极与阳极之间的绝缘电阻值大于或等于1kω，则初步判断该电偶型大气腐蚀传感器为有效。优选地，在步骤s1，在25℃、30％rh的条件下，如果电偶型大气腐蚀传感器的阴极与阳极之间的绝缘电阻值为80mω，则初步判断该电偶型大气腐蚀传感器为有效。在步骤s2中，将电偶型大气腐蚀传感器连接到精度在0.01na以上的电化学工作站或皮安表，以便能够连续精准地检测和记录电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值。如图1所示，步骤s2进一步包括步骤s2a、s2b、s2c和s2d，其中：在步骤s2a：在25℃、10％-50％rh的条件下，检测腐蚀电流密度值是否在第一预定范围，如果是，则继续进行下述步骤s2b，否则判定该电偶型大气腐蚀传感器为不合格；步骤s2b：在25℃、50％rh±3％rh的条件下，检测腐蚀电流密度值是否在第二预定范围，如果是，则继续进行下述步骤s2c，否则判定该电偶型大气腐蚀传感器为不合格；步骤s2c：在25℃、80％rh±3％rh的条件下，检测腐蚀电流密度值是否在第三预定范围，如果是，则继续进行下述步骤s2d，否则判定该电偶型大气腐蚀传感器为不合格；步骤s2d：在25℃、98％rh±3％rh的条件下，检测腐蚀电流密度值是否在第四预定范围，如果是，则继续进行步骤s3，否则判定该电偶型大气腐蚀传感器为不合格。当电偶型大气腐蚀传感器的阳极由锌制成时，上述第一预定范围为0.1na/cm2以下，上述第二预定范围为0.1-1na/cm2，上述第三预定范围为5-20na/cm2，上述第四预定范围为300-800na/cm2。当电偶型大气腐蚀传感器的阳极由铝制成时，上述第一预定范围为0.02na/cm2以下，上述第二预定范围为0.02-0.2na/cm2，上述第三预定范围为1-3na/cm2，上述第四预定范围为50-130na/cm2。优选地，在步骤s2的步骤s2b中，在25℃、50％rh±3％rh的条件下，如果检测到腐蚀电流密度值为第一预定值，则继续进行步骤s2c否则判定电偶型大气腐蚀传感器为不合格。优选地，在步骤s2的步骤s2c中，在25℃、80％rh±3％rh的条件下，如果检测到腐蚀电流密度值为第二预定值，则继续进行步骤s2d，否则判定电偶型大气腐蚀传感器为不合格。优选地，在步骤s2的步骤s2d中，在25℃、98％rh±3％rh的条件下，如果检测到腐蚀电流密度值为第三预定值，则继续进行步骤s3，否则判定所述电偶型大气腐蚀传感器为不合格。优选地，在步骤s2中，在温湿度交变箱中对所述电偶型大气腐蚀传感器进行腐蚀电流值密度检测，所述温湿度交变箱能提供所要求的多种温度和湿度条件。优选地，所述温湿度交变箱对湿度的控制精度在5％以内，对温度的控制精度在±1.5℃。优选地，在步骤s3中，所检测到的电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值随湿度变化而变化的情况包括腐蚀电流值是否随湿度增加而增加或者随湿度降低而减小以及腐蚀电流值对湿度变化的响应是否及时。在所述步骤s3中，通过紧邻所述电偶型大气腐蚀传感器放置高精度的温湿度传感器，在检测所述电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值的同时利用所述高精度温湿度传感器同步地检测湿度，基于所检测到的腐蚀电流值和湿度来分析和判断腐蚀电流值随湿度变化而变化的情况。在25℃下，腐蚀电流值与湿度的函数关系为：lgi＝a+(b×rh)，其中，i为电流，单位为na；a和b是与所述电偶型大气腐蚀传感器的阳极所用材料相关的常数，当阳极所用材料为锌、铝、铜或钢时对应的a和b如下表1所示；rh为相对湿度的百分数。表1材质ab锌-1.6500.0333铝-4.1250.0625铜-4.3770.0644钢-0.6590.0392在步骤3)中，当电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值对湿度变化的响应时间不超过1s时，判断为所述电偶型大气腐蚀传感器对湿度变化的响应及时，进而判定所述电偶型大气腐蚀传感器为合格。为了能够快速地对电偶型大气腐蚀传感器进行批量检测，优选在能提供稳定一致的温湿度条件的温湿度交变箱中实施本申请的检测方法。图1示出了在温湿度交变箱提供的湿度条件下检测上述电偶型大气腐蚀传感器的详细流程。如图1所示，首先，对待检测的电偶型大气腐蚀传感器的绝缘电阻值进行检测，基于所检测到的绝缘电阻值初步判断电偶型大气腐蚀传感器是否有效。在实验室环境，即，25℃、30％rh下，使用万用表检测电偶型大气腐蚀传感器的阳极与阴极之间的绝缘电阻。具体地，万用表的正极连接电偶型大气腐蚀传感器的阳极，万用表的的另一极连接电偶型大气腐蚀传感器的阴极，检测到的绝缘电阻值为80mω。接下来，在温湿度交变箱中在不同湿度条件下检测上述电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流。温湿度交变试验箱能产生不同的温湿度环境，用来改变大气腐蚀性。由于相对湿度对大气腐蚀性影响较大，因此，将温湿度交变箱内的温度稳定在25℃，通过调整湿度实现大气腐蚀性的变化。温湿度交变箱一般通过浅水盘、蒸汽或者水喷雾的方式提供湿度条件，箱体内可能会存在湿度不均匀的状态，而电偶型大气腐蚀传感器对环境中的湿度极其灵敏，另外交变试验箱的温湿度精度为5％，所以在紧邻电偶型大气腐蚀传感器的位置处放置精度能到1％的高精度温湿度传感器。将待检测的电偶型大气腐蚀传感器放置在上述温湿度交变箱中，同时电偶型大气腐蚀传感器两极的引线与精度在0.01na以上的高精度电流检测装置诸如电化学工作站或皮安表等连接，待温湿度交变箱开机运行稳定1h以上，优选稳定2h之后即可开始进行腐蚀电流的检测。适用于本申请的电化学工作站优选具有高质量高稳定性、高分辨率、高采样速率，可直接用于超微电极上的稳态电流测量，且与微电流放大器及屏蔽箱连接，可测量1pa或更低的电流。接下来，调整温湿度交变箱内部空间使得湿度在10％-50％rh，待温度和湿度稳定维持半小时之后，检测电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流密度值，如果检测到腐蚀电流密度值在0.1na/cm2以下，则方法继续进行到下一个步骤，否则判断该电偶型大气腐蚀传感器为不合格，检测过程结束。接下来，调升温湿度交变箱内部空间的湿度至50％rh±3％rh，待温度和湿度稳定维持半小时之后，利用电化学工作站或者皮安表检测电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流密度值，如果检测到腐蚀电流密度值在0.1-1na/cm2的范围，则方法继续进行到下一个步骤，否则判定该电偶型大气腐蚀传感器为不合格，检测过程结束。接下来，调升温湿度交变箱内部空间的湿度至80％rh±3％rh，待温度和湿度稳定维持半小时之后，利用电化学工作站或者皮安表检测电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流密度值，如果检测到腐蚀电流密度值在5-20na/cm2，则方法继续进行到下一个步骤，否则判定该电偶型大气腐蚀传感器为不合格，检测过程结束。接下来，调升温湿度交变箱内部空间的湿度至98％rh±3％rh，待温度和湿度稳定维持半小时之后，利用电化学工作站或者皮安表检测电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流密度值，如果检测到腐蚀电流密度值在300-800na/cm2，则方法继续进行到下一个步骤，否则判定该电偶型大气腐蚀传感器为不合格，检测过程结束。如上所述，温湿度交变箱内紧邻待检测电偶型大气腐蚀传感器的位置处放置有高精度温湿度传感器，从而能够在检测和记录电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值的同时，利用高精度温湿度传感器监测和记录电偶型大气腐蚀传感器所处环境的湿度数据。基于所检测和记录到的电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值数据以及高精度温湿度传感器监测和记录到的湿度数据，能够分析和判断电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流随湿度变化而变化的情况以及腐蚀电流对湿度变化的响应情况。理论上，合格的电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值应随着湿度增加而增加，降低而降低，且随动性好，响应速度优选不超过1s。以下通过两个具体实施例来进一步描述本申请的技术方案。实施例1在本实施例中，电偶型大气腐蚀传感器的阳极由金属锌制成，阴极由金属铂制成。该电偶型大气腐蚀传感器的结构为阴极和阳极交替布置的间隔形式，阴极和阳极分别设置有引线。电极面积为10cm2。首先，在25℃、30％rh下，使用万用表检测上述电偶型大气腐蚀传感器的阳极与阴极之间的绝缘电阻。万用表的正极连接电偶型大气腐蚀传感器的阳极，万用表的另一极连接电偶型大气腐蚀传感器的阴极，检测到电阻值为80mω，初步判断该电偶型大气腐蚀传感器为有效。接下来，在上文所描述的温湿度交变箱中对初步判断为有效的电偶型大气腐蚀传感器进行腐蚀电流检测。将上述待检测的电偶型大气腐蚀传感器放入温湿度交变箱中，电偶型大气腐蚀传感器两极的引线与精度在0.01na以上的电化学工作站连接，同时在紧邻电偶型大气腐蚀传感器的位置处放置一个高精度的温湿度传感器。待温湿度交变箱开机运行稳定2h之后开始进行腐蚀电流的检测。接下来检测25℃、10％-50％rh下电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值。调整温湿度交变箱内部空间使得湿度在10％-50％rh，待温度和湿度稳定维持半小时之后，检测电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流密度值，检测到腐蚀电流密度值在0.1na/cm2以下，方法继续进行到下一个步骤。接下来，调升温湿度交变箱内部空间的湿度至50％rh±3％rh，待温度和湿度稳定维持半小时之后，利用电化学工作站检测电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流密度值，检测到腐蚀电流密度值为0.5na/cm2，方法继续进行到下一个步骤。接下来，调升温湿度交变箱内部空间的湿度至80％rh±3％rh，待温度和湿度稳定维持半小时之后，利用电化学工作站检测电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流密度值，检测到腐蚀电流密度值为10na/cm2，方法继续进行到下一个步骤。接下来，调升温湿度交变箱内部空间的湿度至98％rh±3％rh，待温度和湿度稳定维持半小时之后，利用电化学工作站或者皮安表检测电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流密度值，检测到腐蚀电流密度值在400na/cm2，方法继续进行到下一个步骤。在以上各种条件下检测腐蚀电流的同时，放置在温湿度交变箱内部空间的温湿度传感器同步地对湿度进行检测和记录。基于所检测和记录到的电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值数据以及高精度温湿度传感器监测和记录到的湿度数据，分析和判断电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流随湿度变化而变化的情况以及腐蚀电流对湿度变化的响应情况。图2所示的结果表明，本实施例中所检测的电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流随着湿度的增加而增加，且随动性好，在测试过程中腐蚀电流对湿度变化的响应时间不超过1s。在相对湿度50％时，检测到的腐蚀电流值为5na，相应的腐蚀电流密度值为0.5na/cm2，相对湿度80％时的腐蚀电流密度值为10na/cm2，相对湿度98％时的腐蚀电流密度值为400na/cm2，各个湿度条件下检测到腐蚀电流密度值均在预定范围内，因此，判定上述电偶型大气腐蚀传感器为合格。实施例2在本实施例中，电偶型大气腐蚀传感器的阳极由金属铝制成，阴极由金属金制成。该电偶型大气腐蚀传感器的结构为阴极和阳极交替布置的间隔形式，阴极和阳极分别设置有引线。电极面积为10cm2。首先，在25℃、30％rh下，使用万用表检测电偶型大气腐蚀传感器的阳极与阴极之间的绝缘电阻。万用表的正极连接电偶型大气腐蚀传感器的阳极，万用表的另一极连接电偶型大气腐蚀传感器的阴极，检测到电阻值为20mω，初步判断该电偶型大气腐蚀传感器为有效。接下来，在上文所描述的温湿度交变箱中对初步判断为有效的电偶型大气腐蚀传感器进行腐蚀电流检测。将上述待检测的电偶型大气腐蚀传感器放入温湿度交变箱中，电偶型大气腐蚀传感器两极的引线与精度在0.01na以上的电化学工作站连接，同时在紧邻电偶型大气腐蚀传感器的位置处放置一个高精度的温湿度传感器。待温湿度交变箱开机运行稳定2h之后开始进行腐蚀电流的检测。接下来检测25℃、10％-50％rh下电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流。调整温湿度交变箱内部空间使得湿度在10％-50％rh，待温度和湿度稳定维持半小时之后，检测电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流密度值。检测到腐蚀电流密度值在0.02na/cm2以下，方法继续进行到下一个步骤。接下来，调升温湿度交变箱内部空间的湿度至50％rh±3％rh，待温度和湿度稳定维持半小时之后，利用电化学工作站检测电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流密度值，检测到腐蚀电流密度值为0.1na/cm2，方法继续进行到下一个步骤。接下来，调升温湿度交变箱内部空间的湿度至80％rh±3％rh，待温度和湿度稳定维持半小时之后，利用电化学工作站检测电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流密度值，检测到腐蚀电流密度值为2na/cm2，方法继续进行到下一个步骤。接下来，调升温湿度交变箱内部空间的湿度至98％rh±3％rh，待温度和湿度稳定维持半小时之后，利用电化学工作站或者皮安表检测电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流密度值，检测到腐蚀电流密度值在80na/cm2，方法继续进行到下一个步骤。在以上各种条件下检测腐蚀电流的同时，放置在温湿度交变箱内部空间的温湿度传感器同步地对湿度进行检测和记录。基于所检测和记录到的电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流值数据以及高精度温湿度传感器监测和记录到的湿度数据，分析和判断电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流随湿度变化而变化的情况以及腐蚀电流对湿度变化的响应情况。本实施例中所检测的电偶型大气腐蚀传感器的腐蚀电流随着湿度的增加而增加，且随动性好，在测试过程中腐蚀电流对湿度变化的响应时间不超过1s。各相对湿度条件下检测到电流密度值均在预定范围内，因此，判定上述电偶型大气腐蚀传感器为合格。以上结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。当前第1页12