一种土壤环境中极化曲线便携式测量装置的制作方法

本实用新型涉及电化学腐蚀测量技术领域，特别是涉及一种土壤环境中极化曲线便携式测量装置。

背景技术：

在土壤中埋设的金属设备与设施等基础构件，由于土壤腐蚀影响会造成设施毁坏、设备泄露等问题，进而造成经济损失和产生安全隐患。如能对土壤中的金属构件进行有效的防护及监测，对生产安全性有着重要意义。

极化曲线为极化电位与极化电流密度之间的关系曲线，是一种开展腐蚀、阴极保护及杂散电流干扰研究的重要电化学测量项之一。

目前极化曲线测量技术在溶液环境下的室内测量中比较常见，在现场土壤环境中的测量面临三个问题：测量设备多为220V交流供电，现场多不具备供电条件；土壤电阻率通常较溶液电阻率大，在土壤环境下由于测量电流的存在，会在参比电极与工作电极之间形成较大的IR降误差，导致测量的通电电位偏离极化电位。

IR降即电流在介质中流动所形成的电阻压降，其对电位测量结果造成误差，通常都在几十mV到几百mV之间，当电阻率很高时可达几千mV。IR降在电位测量过程中难以避免，常采用瞬间断电法消除IR降。断电瞬间I＝0，从而IR＝0，而去极化需要一定的时间，读取断电瞬间的电位称为断电电位，即为消除IR降后的极化电位。

近年来也有该领域的单位提供了测量电极极化曲线的实验装置。如公告号为CN201974995U的《典型阳极极化曲线测量仪》，该实用新型专利虽然是测量极化曲线的实验装置，考虑了测量的便携性，但该装置是为实验教学而设计的，并未考虑实际现场土壤环境中的IR降问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种土壤环境中极化曲线便携式测量装置，主要解决土壤环境下极化曲线测定中便携性和IR降消除两大需求，综合了具有高精度电流测量功能的便携式升压可调电压装置、通/断电电位数据记录仪和试片(或称检查片)实现了现场土壤环境中极化曲线的测量。

本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种土壤环境中极化曲线便携式测量装置，包括电位记录仪、升压测量装置、试片(或称检查片)、参比电极、辅助电极和电源，所述电位记录仪具有通/断电功能，用于记录测试通/断电电位值及测量时间；所述升压测量装置具有高精度电流测量功能；所述试片、参比电极和辅助电极埋于土壤中，其余组件放于土壤外并用导线连接，其中，试片通过导线连接至电位记录仪的工作电极端口E，参比电极通过导线连接至电位记录仪的参比电极端口R，辅助电极通过导线连接至升压测量装置的输出正极端口，电位记录仪的结构物端口S通过导线连接至升压测量装置的输出负极端口，所述电源分别连接电位记录仪和升压测量装置的电源输入接口，使所述试片、电位记录仪和参比电极形成测量回路，所述试片、电位记录仪、升压测量装置和辅助电极形成电流回路。

其中，电位记录仪带有中断控制控制的通/断电功能，为消除土壤环境中的IR降，试片、参比电极与电位记录仪组成回路，带有中断控制功能的通/断电电位记录仪使用瞬间断电法测量通/断电电位(断电电位即所需的极化电位)。通/断电电位记录仪使用导线再连接具有高精度电流测量功能的便携式可调升压测量装置和辅助电极，组成的电流回路可精确测量弱极化电流和输出电压。

进一步，所述升压测量装置具有升压模块和调压模块，所述升压模块用于将5V电压升至60V，调压模块的调压范围为0-60V。

进一步，所述升压测量装置还包括具有对数放大电流测量功能的电流测量模块，可精确测量较大范围的弱电流，电流测量范围为10pA-3mA。

进一步，所述电位记录仪具有数值存储功能和USB接口，所述USB接口外接存储设备，存储多条数值。外接的存储设备可采用U盘，通过在USB接口插入U盘存储记录测试通/断电电位值及测量时间，通/断电功能则可进行瞬间断电测量断电电位。

进一步，具有高精度电流测量功能的便携式升压测量装置具有数值存储功能、USB接口、电源输入端口、输出端口以及电压调节旋钮，所述USB接口外接存储设备，存储多条数值。外接的存储设备可采用U盘，在USB接口可插入U盘记录测量的高精度电流值和输出电压值，电源输入端口采用5V电源接口，手动调节电压测量极化电流则使用电压调节旋钮。

具体的，所述电源为5V电源，满足便携式测量要求，该5V电源，市售的手机移动电源或移动设备的电源都可使用。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种土壤环境中极化曲线便携式测量装置，该装置使用便携式测量装置取代较高昂贵的电化学工作站进行测量和数据记录，较为简易，且具有便携性，节约了投资成本。该便携式测量装置还考虑了测量电位时的IR降问题，结合带有瞬间中断测量功能的数据记录仪，通过瞬间断电法消除IR降，使测量结果更准确。电源升压模块与高精度电流测量模块的整合，极大地提高了整套装置的测试准确性、便携性与易用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型最佳实施例的结构示意图。

图中：1-参比电极，2-试片，3-辅助电极，4-电位记录仪，5-升压测量装置，6-电源，7-导线。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，本实用新型的一种土壤环境中极化曲线便携式测量装置，包括电位记录仪4、升压测量装置5、试片2(或称检查片)、参比电极1、辅助电极3和电源6，所述电位记录仪4具有通/断电功能，用于记录测试通/断电电位值及测量时间；所述升压测量装置5具有高精度电流测量功能；所述试片2、参比电极1和辅助电极3埋于土壤中，其余组件放于土壤外并用导线7连接，其中，试片2通过导线7连接至电位记录仪4的工作电极端口E，参比电极1通过导线7连接至电位记录仪4的参比电极端口R，辅助电极3通过导线7连接至升压测量装置5的输出正极端口，电位记录仪4的结构物端口S通过导线7连接至升压测量装置5的输出负极端口，所述电源6分别连接电位记录仪4和升压测量装置5的电源输入接口，使所述试片2、电位记录仪4和参比电极1形成测量回路，所述试片2、电位记录仪4、升压测量装置5和辅助电极3形成电流回路。

其中，电位记录仪4带有中断控制的通/断电功能，以消除实际现场土壤环境中的IR降；并有电源输入接口，由5V电源为电位记录仪4供电。

升压测量装置5采用具有高精度电流测量功能的便携式可调升压测量装置5，由升压模块、调压模块、高精度电流测量模块及电压测量模块组成，具有电源6供电和数据测量记录的功能。其中，供电电源6为5V电源，通过装置的电源输入接口接入，装置内的升压模块使5V电源升压至60V，保证装置能够输出较大电压；对于电压测量模块，电压值测量精度可达0.01V，电流值测量范围可达10pA-3mA，并且为克服实际现场中电流数值范围较大的问题，可采用对数放大的方法记录电流值，获得更精确的电流值。升压测量装置5还具有与调压模块连接的电压调节旋钮，实现手动电压调节。

电位记录仪4和升压测量装置5均设置USB接口，USB接口外接存储设备，外接的存储设备可采用U盘，储存多条电流、电压与电位数值。

该装置使用手调电压来进行测量不同极化水平下的极化电流，这是由于土壤中达成稳态极化常需要一定时间，无需装置自动调节电压，手动调节既能满足测量需求，且造价低，性价比高。

本装置的测量过程为：各组件用导线7连接好后，将试片2(或称检查片)、参比电极1和辅助电极3埋于土壤相应位置；调节具有高精度电流测量功能的便携式升压可调电压装置5上的电压旋钮设定不同的电位值，使用具有高精度电流测量功能的便携式升压可调电压装置5测量整个回路的电流值和输入电压值；电位记录仪4周期性通/断电，测量通/断电电位；导出数据，绘制断电电位与极化电流密度(等于极化电流/已知试片2的面积)构成极化曲线图。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。