一种管道无损金属腐蚀监测探头的制作方法

本实用新型涉及电化学腐蚀监测装置领域，具体而言，涉及一种管道无损金属腐蚀监测探头。

背景技术：

管道运输是油气、水等资源主要的运输方式，通常采用低合金钢等金属材质的管道，在长时间服役过程中，这些金属材料常容易受到周围环境中腐蚀介质的腐蚀，从而降低金属材料的强度和韧性等力学性能，破坏金属材料的电子和光学特性，缩短管道的使用寿命，甚至造成灾难性的事故和巨大的经济损失，因此，采取一定的措施有效监测金属材料的腐蚀状况是至关重要的。

常规的监测手段是在管道中安装一个与管道材质相同的金属棒，记录下金属棒的原始直径，定期安排工作人员查看金属棒的腐蚀程度。在检查时，工作人员将金属棒从管道中取出，测量并记录金属棒当前的直径，将此直径与原始直径比较并除以管道使用的时间即可计算出管道的腐蚀速率，此种监测腐蚀速率的操作过程较为粗糙，通过物理的测量方式获得的金属棒直径变化，其测量精度较低，而且测量的过程不方便，需将被侧的金属棒从管道中取出进行测量。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一在于提供一种金属腐蚀监测探头，通过电化学的监测手段做到实时的、高精度的金属物件腐蚀速率监测。

本实用新型的另一目的在于提供一种管道无损的金属腐蚀监测探头，金属管道与监测探头能够密封连接，防止腐蚀性物置泄漏。

为了解决上述技术问题中的至少一个，本实用新型提供了以下技术方案：

一种金属腐蚀监测探头，包括：探头基体和金属探针；金属探针插接在探头基体的第一端部，金属探针包括参比金属丝和传感金属丝，参比金属丝密封于探头基体内部，传感金属丝位于所述探头基体外部。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，金属探针由参比金属丝与传感金属丝一体成型。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，参比金属丝为直线型，传感金属丝为U型；传感金属丝的两端部穿过探头基体的第一端部，位于所述探头基体内，参比金属丝与传感金属丝的任一端部连接。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，探头基体内填充有环氧树脂，参比金属丝被包裹在所述环氧树脂内。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，探头基体包括第一基体与第二基体，第一基体为中空管状结构，第二基体为圆形盖板，第二基体封堵在第一基体的第一端部，参比金属丝位于第二基体的内侧且插接在第二基体上，传感金属丝位于第二基体的外侧且插接在第二基体上。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，金属腐蚀监测探头还包括防护罩，防护罩连接在探头基体的第一端部上且罩设在传感金属丝周围。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，防护罩表面开设有多个紊流孔，防止油污等附着在U型探针表面。

一种管道无损金属腐蚀监测探头，其适用于监测金属管道的被腐蚀情况，金属管道上开设有通孔，管道无损金属腐蚀监测探头安装在通孔位置，且探头基体的第一端部完全伸入金属管道内，金属探针的材质与被监测的金属管道的材质相同，均为管道钢。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，在探头基体的第一端部与第二端部之间设置有连接部，连接部外表面设置有圆锥管螺纹；金属管道上开设有通孔，通孔内壁开设有同规格的圆锥管螺纹，管道无损金属腐蚀监测探头与金属管道螺纹连接。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，在第一端与连接部之间设置有防脱件；且防脱件的外径大于通孔的孔径。

本实用新型的有益效果包括：本实用新型提供的管道无损金属腐蚀监测探头可以利用设置在探头壳体内的两段式金属探针来监测金属物件内部的被腐蚀情况。其中，金属探针由参比金属丝与传感金属丝串联而成，参比金属丝密封在探头壳体内，传感金属丝在使用时暴露于金属物件的内部(例如管道中)。在监测时，操作人员通过外接仪器测量传感金属丝与参比金属丝的电压比值以实时地监测金属物件内气体或液体对金属探头的腐蚀程度，进而获知金属物件被腐蚀情况。进一步地，本实用新型提供的管道无损金属腐蚀监测探头应用于具有内腔的金属物件能够在不打开金属物件的情况下，获得精确的金属物件腐蚀速率的数据。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施方式提供的金属腐蚀监测探头的爆炸图；

图2是图1所示金属腐蚀监测探头中探头基体的示意图；

图3是图1所示金属腐蚀监测探头中金属探针与插座的安装示意图；

图4是本实用新型实施方式提供的管道无损金属腐蚀监测探头在管道中的安装示意图。

图标：100-金属腐蚀监测探头；110-第一基体；111-第二安装部；112-防脱件；113-圆锥管螺纹；114-第一安装部；120-第二基体；130-金属探针；131-参比金属丝；132-传感金属丝；140-防护罩；200-管道。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“固定”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1所示，本实施例中的金属腐蚀监测探头100包括第一基体110、金属探针130、第二基体120以及防护罩140四个部件，整个第一基体110采用中空管状结构，第一基体110具有相对的第一端与第二端，在第二端设置有第二安装部111，在第一端设置有第一安装部114，第二安装部111与外部的航空插头固定连接，第一安装部114与防护罩140固定连接。金属探针130由参比金属丝131和传感金属丝132串联而成；第二基体120封堵在第一基体110的第一端，第二基体120朝向第一基体110的表面上设置有参比金属丝131，在第二基体120朝向防护罩140的表面上设置有传感金属丝132，前述的航空插头通过导线分别与参比金属丝131、传感金属丝132电性连接。

进一步的，为了防止管道200内的气体或液体透过第二基体120与第一基体110间的缝隙渗入第一基体110中腐蚀参比金属丝131，本金属腐蚀监测探头100的第一基体110中填充了环氧树脂，环氧树脂将参比金属丝131完全包裹，避免了参比金属丝131被管道200内的气体、液体或者气液混合物腐蚀。

进一步的，参照图2所示，金属探针130由一根金属丝通过弯折形成，其中，被弯折着U型的部分即为传感金属丝132，而连接在传感金属丝132一端呈直线型的部分即为参比金属丝131。第二基体120为圆盘状，其形状与第一基体110第一端上的开口相互匹配。第二基体120上开设有两个通孔，传感金属丝132的两个端部分别插接在前述通孔处。参比金属丝131的与传感金属丝132连接的一端也位于通孔处。参比金属丝131整体密封于第一基体110中，传感金属丝132整体位于防护罩140中。

由于金属探针130结构上较为细小，当管道200中水流流速过快时，暴露在管道200中的传感金属丝132在水流的冲击下容易发生弯折变形而影响测量。为此，本金属腐蚀监测探头100在传感金属丝132的周围套设了防护罩140，防护罩140为一圆柱状壳体，在防护罩140的表面上均匀地开设有多个紊流孔，紊流孔可以使流经传感金属丝132的水流产生紊流，减小了传感金属丝132受到的冲击力，能较好地保护传感金属丝132。

进一步的，参照图3所示，航空插头安装在第一基体110的第二安装部111上，航空插头为大体呈圆柱状，在其外表面上设置有外螺纹，在第二安装部111的内壁上开设有内螺纹。操作人员可以通过旋拧的方式将航空插头安装在第二安装部111上。

进一步的，为了实现对参比金属丝131与传感金属丝132的电化学监测，在航空插头与金属探针130之间连接着多条导线，当航空插头外接上监测仪器后，即可监测到金属探针130中传感金属丝132相比于参比金属丝131的被腐蚀程度。

进一步的，在金属探针130的两端连接着电线，电线通过航空插头与外部恒流源连接，恒流源为金属探针130施加恒定大小的电流I。在参比金属丝131与传感金属丝132的两端均连接有测压线，测压线通过航空插头与外部A/D转换器连接，A/D转换器即可测量出参比金属丝131上的电压Vf以及传感金属丝132上的电压Vx，通过公式R＝V/I可知，流经参比金属丝131与传感金属丝132上的电流I相同，则参比金属丝131的电压Vf与传感金属丝132的电压Vx之比等于参比金属丝131的电阻Rf与传感金属丝132的电阻Rx之比。再根据公式R＝ρl/πr²(式中ρ代表金属丝的密度，l代表金属丝的长度，r代表金属丝横截面的半径)可知，传感金属丝132被腐蚀后，其金属丝横截面的半径r会改变，而金属丝的密度ρ与金属丝的长度l均不会改变，即是说，传感金属丝132电阻Rx值的改变仅仅与其横截面的半径r有关。综上所述，参比金属丝131的电阻Rf与传感金属丝132的电阻Rx之比即可代表传感金属丝132被腐蚀的程度大小。

参照图4所示，本实用新型的第一基体110的第一端与第二端之间设置有连接部，在连接部外表面设置有圆锥管螺纹113，在金属管道200上开设有锥形通孔，该锥形通孔内壁上开设有圆锥管螺纹113，本金属腐蚀监测探头100与管道200通过圆锥管螺纹113连接，圆锥管螺纹113能够保证金属腐蚀监测探头100与金属管道200间连接地更紧密，相比于一般的螺纹连接其密封性更好。

进一步的，本金属腐蚀监测探头100使用的金属探针130的材质与被监测的金属管道200的材质相同，均为管道钢。

进一步的，在探头壳体的第一端与连接部之间设置有防脱件112；防脱件112为环状结构，且防脱件112的外径大于通孔的孔径。这样可以防止在安装或更换金属腐蚀监测探头100时，其整体落入金属管道200中。

该金属腐蚀监测探头100利用参比金属丝131与传感金属丝132监测金属管道200的腐蚀程度。在监测时，操作人员通过外接仪器测量传感金属丝132与参比金属丝131的电压比值以实时地监测管道200内气体或液体对金属探头的腐蚀程度。本实用新型提供的金属腐蚀监测探头100能够在不打开管道200的情况下，获得精确的管道200被腐蚀的速率值。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。