参比电极组合体及采用其的参比电极系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种参比电极组合体，包括A参比电极、B参比电极、内壳体、外壳体和端盖；内壳体设置于A参比电极和B参比电极之间而构成一整体，外壳体固设于上述整体之外；内壳体和外壳体上分别引出A参比电极和B参比电极的一端部位于同一侧并罩设有端盖，A参比电极和B参比电极通过导线引出端盖而与恒电位仪相连接。一种采用上述参比电极组合体的参比电极系统，包括参比电极组合体以及单片机；参比电极组合体与单片机的输入端相连接，单片机的输出模块与恒电位仪相连接。上述参比电极组合体结构简单紧凑，安装方便。上述参比电极系统，采用双参比电极配合单片机的结构，以达到自校准的功能。
【专利说明】参比电极组合体及采用其的参比电极系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于腐蚀与防护的阴极保护领域，涉及一种阴极保护系统中使用的参比电极组合体以及采用该参比电极组合体的参比电极系统。
【背景技术】
[0002]阴极保护系统作为有效的金属构件防腐蚀系统被广泛应用，其通过将浸没在电解液体系中(如海水、土壤、淡水等)的金属构筑物通过施加负电子的方式，使得金属结构相对参比电极的电位处于一定范围，从而达到防腐目的。在外加电流阴极保护系统中，参比电极在该系统中扮演参考基准的角色，一旦参比电极自身电位偏离正常值，所反馈给阴极保护系统的恒电位仪的信号将是错误信号，会导致整个系统失效，从而影响阴极保护系统的防腐功能，更糟糕的是可能引起过保护导致防腐层破损及材料本体氢损伤。
[0003]对于现有的单个参比电极的阴极保护系统，其运行程序中多数都有要求参比电极校准工作，但该工作只能定期执行，参比电极的真实工作状态无法实时获取，一般只能在系统错误运行一定时间后才能发现参比电极电位偏离正常值。特别是容器内、管道内及埋地参比电极，无法直接进行校准，运行期间即便通过专业技术人员经验发现参比电极异常，也无法对其进行维护或者修正。为解决该问题，需要发明一种具有自校准、自修正功能的智能参比电极系统，并且需要设计其中参比电极的具体形式。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种参比电极组合体以及采用该参比电极组合体而具有自校准功能的参比电极系统。
[0005]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0006]一种参比电极组合体，应用于阴极保护系统中，所述的参比电极组合体包括A参比电极、B参比电极、内壳体、外壳体和端盖；
[0007]所述的内壳体设置于所述的A参比电极和所述的B参比电极之间而将二者相隔离，所述的外壳体固设于所述的A参比电极、所述的内壳体和所述的B参比电极所构成的整体之外；
[0008]所述的A参比电极的一端部由所述的内壳体的一端引出，所述的B参比电极的一端部由所述的外壳体的一端引出；所述的内壳体和所述的外壳体上分别引出所述的A参比电极和所述的B参比电极的一端部位于同一侧并罩设有所述的端盖，所述的A参比电极和所述的B参比电极通过导线引出所述的端盖而与所述的恒电位仪相连接。
[0009]优选的，所述的内壳体呈空心圆柱形，其一个端面上开设有若干个通孔，而另一个端面上开设有一贯通孔，所述的A参比电极固设于所述的内壳体中且其一端通过所述的贯通孔而延伸至所述的内壳体之外；所述的B参比电极包括套设于所述的内壳体的侧面的圆柱部分。
[0010]优选的，所述的A参比电极上具有凸缘，所述的凸缘抵在所述的内壳体上的贯通孔的内沿上，且所述的凸缘与所述的贯通孔的内沿之间设置有密封圈。
[0011]优选的，所述的B参比电极还包括形成于所述的圆柱部分的一端的凸台，所述的凸台抵在所述的内壳体上的贯通孔的外沿上。
[0012]优选的，所述的外壳体包括绕设于所述的A参比电极、所述的内壳体和所述的B参比电极所构成的整体的外周的侧部和位于所述的整体的一端的底部，所述的B参比电极通过穿设于所述的底部上的螺栓而引出所述的外壳体。
[0013]优选的，所述的端盖具有凸出的外缘，所述的外壳体外设置有法兰，所述的法兰的一端部与所述的端盖的外缘相对并开设有螺栓孔，所述的法兰和所述的端盖通过设置于所述的螺栓孔中的紧固螺栓相固定连接；所述的参比电极组合体通过所述的法兰而固定安装于其安装位置。
[0014]优选的，所述的法兰与所述的外壳体之间设置有密封垫。
[0015]一种采用上述参比电极组合体的参比电极系统，应用于阴极保护系统中并与其中的恒电位仪相连接，所述的参比电极系统包括所述的参比电极组合体以及单片机；所述的参比电极组合体与所述的单片机的输入端相连接，所述的单片机的输出模块与所述的恒电位仪相连接。
[0016]由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点:1、本实用新型的参比电极组合体结构简单紧凑，安装方便，满足阴极保护系统的参比电极的需求，其所配备的双参比电极结构，可以使阴极保护系统中的恒电位仪获得准确的电位值，从而保证阴极保护系统的运行。2、本实用新型的参比电极系统，其采用双参比电极配合单片机的结构，可以通过单片机程序达到自校准的功能，相对于现有的单个参比电极，具有显著的进止/J/ O
【专利附图】
【附图说明】
[0017]附图1为本实用新型的参比电极组合体的结构半剖示意图。
[0018]附图2为本实用新型的参比电极系统的结构原理示意图。
[0019]附图3为本实用新型的参比电极系统的的工作原理逻辑图。
[0020]以上附图中:1、A参比电极；2、B参比电极；3、单片机；4、报警指示模块；5、显示屏；6、外部存储器；7、通信模块；8、输出模块；9、恒电位仪；10、内壳体；11、外壳体；12、端盖；13、密封圈；14、导线；15、本体；16、盖体；17、紧固螺栓；18、密封垫；19、安装位置(或保护设备)。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
[0022]实施例一:参见附图1所示，一种设置于阴极保护系统中并与其中的恒电位仪9相连接的参比电极组合体，包括A参比电极1、B参比电极2、内壳体10、外壳体11和端盖12。
[0023]内壳体10呈空心圆柱形，其一个端面上开设有若干个通孔，而另一个端面上开设有一贯通孔，该贯通孔的朝向内壳体10的内侧空心的边缘称之为贯通孔的内沿，而与内沿相对的，贯通孔的朝向内壳体10外侧的边缘称之为贯通孔的外沿。A参比电极I固设于内壳体10中，A参比电极I的一端通过贯通孔而延伸至内壳体10之外，从而使得A参比电极I的一端部由内壳体10的一端引出。A参比电极I上位于内壳体10中的部分具有凸缘，凸缘抵在内壳体10上的贯通孔的内沿上，且凸缘与贯通孔的内沿之间设置有密封圈13。A参比电极I引出内壳体10后，通过一螺栓连接其引出导线14。
[0024]B参比电极2包括套设于内壳体10的侧面的圆柱部分以及形成于圆柱部分的一端的凸台，凸台抵在内壳体10上的贯通孔的外沿上，从而B参比电极2设置于内壳体10之夕卜，使得内壳体10位于A参比电极I和B参比电极2之间而将二者相隔离。
[0025]A参比电极1、内壳体10和B参比电极2构成一个整体，外壳体11套设于B参比电极2之外从而固设于该整体之外。外壳体11包括绕设于由A参比电极1、内壳体10和B参比电极2所构成的整体的外周的侧部和位于整体的一端的底部，外壳体11的长度短于B参比电极2的长度使得B参比电极2的一端裸露。而B参比电极2的另一端则通过穿设于底部上的螺栓而引出外壳体11的一端并连接其导线14。
[0026]A参比电极I引出内壳体10的一端与B参比电极2引出外壳体11的一端位于同一侧，内壳体10和外壳体11上分别引出A参比电极I和B参比电极2的那一侧罩设有端盖12。端盖12与外壳体11和内壳体10之间形成一空腔，端盖12包括呈圆柱形并具有凸出的外缘和一开口的本体15和通过螺丝固定于本体15的开口上而将开口覆盖的盖体16。A参比电极I所连接的导线14和B参比电极2所连接的导线14于空腔中经由端盖12的本体15上的开孔而引出。
[0027]上述参比电极组合体通过法兰而安装于其所需保护的设备上，即其安装位置19。法兰套设于外壳体11之外，其一端部与端盖12的外缘相对，且二者之间对应开设有螺栓孔，法兰和端盖12通过设置于螺栓孔中的紧固螺栓17而固定连接。法兰与外壳体11之间设置有密封垫18。而法兰的端部焊接连接于参比电极组合体的安装位置19上。
[0028]上述方案中，两个参比电极可自由选择种类，选择后需据此修改单片机3程序。优选的，A参比电极I选择精确度高的参比电极，如网状热浸溃Ag/AgCl参比电极、Cu/CuS04参比电极等，B参比电极2选择稳定性高参比电极，可稍降低精确度要求，如高纯锌参比电极等。但两个参比电极不局限于列出的类型。两参比电极中间的内壳体10为聚丙烯或聚氯乙烯材质，外壳体11为尼龙材质，具有机械强度，作为电极的支撑。法兰和端盖12为低合金钢。
[0029]实施例二:参见附图2所示，一种应用于阴极保护系统中并与其中的恒电位仪9相连接的参比电极系统，采用上述参比电极组合体，该参比电极系统包括参比电极组合体以及单片机3。参比电极组合体与单片机3的输入端相连接，即其中的A参比电极I和B参比电极2所引出的导线14分别与单片机3相连接,单片机3的输出模块8与恒电位仪9相连接。单片机3及其输出所连接的各个模块部分可独立使用，也可集成到恒电位仪9内使用。
[0030]该参比电极系统的工作原理如附图3所示:两个不同类型的参比电极的电位值输入单片机3中，A参比电极I作为工作参比电极，B参比电极2作为比较参比电极。被保护物相对于两个参比电极的电位值通过比较运算得到差，如果两个电位值之差在两只标准同类型参比电极电位差值范围之内，则两个参比电极均正常，此时，将被保护物相对于A参比电极I的电位值作为需要向恒电位仪9输出的电位值，单片机3将该电位值送给恒电位仪
9。如果两个电位值之差超出两只标准同类型参比电极电位差值范围，单片机3将被保护物相对于B参比电极2的电位值与两只标准同类型参比电极电位差值范围的上下限的平均值之和作为需要向恒电位仪9输出的电位值，单片机3将该电位值送给恒电位仪9。
[0031]上述参比电极系统还可以包括与单片机3相连接的报警指示模块4、显示屏5、外部存储器6和通信模块7。当两个电位值之差超出两只标准同类型参比电极电位差值范围时，单片机3还向报警指示模块4输出报警信号，报警指示模块4根据报警信号进行声光报警。显示屏5用于显示两只参比电极分别测量到的电位、两只参比电极的电位之差和单片机3输出到恒电位仪9的输出电位值，同时这些信息还将输出至外部存储器6中进行存储，以供技术人员评估系统运行情况。单片机3连所连接的通信模块7，预留有与阴极保护系统的上位机通信的接口，以备阴极保护系统工控机获取信息。
[0032]上述参比电极系统采用双参比电极配合单片机3，辅助以程序，可以实现自校准、自修正功能。
[0033]以所处环境为海水环境的碳钢管道阴极保护系统为例，A参比电极I采用Ag/AgCl参比电极，B参比电极2采用高纯锌参比电极，被保护物，即管道相对于A参比电极I和B参比电极2的电位分别输入到单片机3中，单片机3根据逻辑图进行工作。本实施例中，两只标准同类型参比电极电位差值范围的上下限分别为:AEmin为-1.02V，AEmax为-1.06V。当管道相对于A参比电极I和B参比电极2的电位值之差在-1.02至-1.06V之间时，将管道相对于A参比电极I的电位值通过输出模块8传输给恒电位仪9。当管道相对于A参比电极I和B参比电极2的电位值之差不在-1.02至-1.06V之间时，将管道相对于B参比电极2的电位值加上-1.04V (即Λ Emin和Λ Emax的均值)通过输出模块8传输给恒电位仪9，同时激活报警指示模块4，并将管道相对于A参比电极I的电位值、管道相对于B参比电极2的电位值、二者的差值、输出到恒电位仪9的电位值显示到显示屏5，并将这些数据及采集时间传送到外部存储器6中存储起来。单片机3预先连接通信模块7，供需要时与上位机通信。系统中，被保护物(管道)作为系统接地。
[0034]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种参比电极组合体，应用于阴极保护系统中，其特征在于:所述的参比电极组合体包括A参比电极、B参比电极、内壳体、外壳体和端盖； 所述的内壳体设置于所述的A参比电极和所述的B参比电极之间而将二者相隔离，所述的外壳体固设于所述的A参比电极、所述的内壳体和所述的B参比电极所构成的整体之外； 所述的A参比电极的一端部由所述的内壳体的一端引出，所述的B参比电极的一端部由所述的外壳体的一端引出；所述的内壳体和所述的外壳体上分别引出所述的A参比电极和所述的B参比电极的一端部位于同一侧并罩设有所述的端盖，所述的A参比电极和所述的B参比电极通过导线引出所述的端盖而与所述的恒电位仪相连接。
2.根据权利要求1所述的参比电极组合体，其特征在于:所述的内壳体呈空心圆柱形，其一个端面上开设有若干个通孔，而另一个端面上开设有一贯通孔，所述的A参比电极固设于所述的内壳体中且其一端通过所述的贯通孔而延伸至所述的内壳体之外；所述的B参比电极包括套设于所述的内壳体的侧面的圆柱部分。
3.根据权利要求2所述的参比电极组合体，其特征在于:所述的A参比电极上具有凸缘，所述的凸缘抵在所述的内壳体上的贯通孔的内沿上，且所述的凸缘与所述的贯通孔的内沿之间设置有密封圈。
4.根据权利要求2或3所述的参比电极组合体，其特征在于:所述的B参比电极还包括形成于所述的圆柱部分的一端的凸台，所述的凸台抵在所述的内壳体上的贯通孔的外沿上。
5.根据权利要求1所述的参比电极组合体，其特征在于:所述的外壳体包括绕设于所述的A参比电极、所述的内壳体和所述的B参比电极所构成的整体的外周的侧部和位于所述的整体的一端的底部，所述的B参比电极通过穿设于所述的底部上的螺栓而引出所述的外壳体。
6.根据权利要求1所述的参比电极组合体，其特征在于:所述的端盖具有凸出的外缘，所述的外壳体外设置有法兰，所述的法兰的一端部与所述的端盖的外缘相对并开设有螺栓孔，所述的法兰和所述的端盖通过设置于所述的螺栓孔中的紧固螺栓相固定连接；所述的参比电极组合体通过所述的法兰而固定安装于其安装位置。
7.根据权利要求6所述的参比电极组合体，其特征在于:所述的法兰与所述的外壳体之间设置有密封垫。
8.一种采用如权利要求1所述的参比电极组合体的参比电极系统，应用于阴极保护系统中并与其中的恒电位仪相连接，其特征在于:所述的参比电极系统包括所述的参比电极组合体以及单片机；所述的参比电极组合体与所述的单片机的输入端相连接，所述的单片机的输出模块与所述的恒电位仪相连接。
【文档编号】C23F13/06GK203960336SQ201420410081
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】刘晓军, 费克勋, 孙永亮, 姜媛媛 申请人:苏州热工研究院有限公司, 中国广核集团有限公司