专利名称：一种模拟酸雨腐蚀的原位电化学测试装置的制作方法
技术领域：
本发明属于金属腐蚀技术领域，涉及一种模拟酸雨腐蚀的原位电化学测试装置。
背景技术：
自二十世纪七十年代以来，酸雨已逐渐成为世界性的公害。在中国的西南、华中、华南，超过国土面积三分之一的地区酸雨污染严重，降雨PH值小于4. 5。由于酸雨引起的户外金属设施及装置腐蚀给国民经济造成重大损失，因此研究酸雨腐蚀具有重要的现实意义。目前，研究酸雨腐蚀的方法主要有户外挂片法、雨水浸溃法、干湿循环法、S02( 二氧化硫)腐蚀试验箱法，其中户外挂片法是最常见的研究酸雨腐蚀速率的方法，是获得现场酸雨腐蚀数据的最好方法，但周期较长，一般长达数年；而雨水浸溃法、干湿循环法、SO2腐蚀试验箱法是室内加速腐蚀方法，常用于实验室研究，但是，使用这些方法所获得的是宏观的平均腐蚀速率，对酸雨腐蚀的微观过程及瞬时腐蚀速率却无能为力，究其原因，与缺少研究酸雨腐蚀的原位测试装置大有关系。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的落后状况，为解决酸雨腐蚀研究实验的技术难题，提供一种模拟酸雨腐蚀的原位电化学测试装置，用以获得酸雨腐蚀的微观过程及瞬时腐蚀速率。本发明的技术解决方案是，所提供的这一种模拟酸雨腐蚀的原位电化学测试装置，参见图1，它如图I所示，由一个带有多孔喷嘴3的储液罐I、一个带有废液回收桶5的环境模拟箱4、一个内置有继电器2、湿控器10和温控器11的控制柜12以及一个电化学工作柜8、一台电脑9串联组成。其中，所述环境模拟箱4内的下底板上，还设置有一用于装置电极6的支架7。所述储液罐I的作为酸雨喷淋器的多孔喷嘴3由上而下伸入所述环境模拟箱4内的支架7的上方。所述电化学工作柜8的输入端伸入所述环境模拟箱4内的支架7的上方。所述电化学工作柜8的输出端与所述电脑9的输入端连接。而上述控制柜12的继电器2连接上述储液罐I与该储液罐I的多孔喷嘴3的连线，控制柜12的湿控器10和温控器11对应上述多孔喷嘴3伸入所述环境模拟箱4内的支架7的上方。由以上构成的本发明的这样一种模拟酸雨腐蚀的原位电化学测试装置使用时，将至少两个送测试样作为电极6平行放置于所述支架7之上，两个送测试样之间间隔I 2mm，用环氧树脂密封除正面以外的试样的其它表面，且在试样的背面分别焊接导线，由该导线分别与上述电化学工作柜8伸入所述环境模拟箱4内支架7上的输入端连接，即可由此实施原位电化学测试，而电化学数据则由电脑9采集和处理。所述控制柜12由其单片机实现对喷淋酸雨的多孔喷嘴3以及湿控器10和温控器11的控制，以确保环境模拟箱4内的酸雨量以及温度和湿度的恒定。然后通过控制柜12设置多孔喷嘴3喷淋酸雨的时间、间 隔及流量，实现连续地或者干湿交替地向电极6的表面喷淋酸雨模拟液。本装置使用时由所述温控器11实现环境模拟箱4内的温度控制，在控制柜12上设定温度值，当温度低于设定温度吋，控制柜12启动温控器11给环境模拟箱4增温；而当温度高于设定温度时，控制柜12启动温控器11给环境模拟箱4降温。与此同时，本装置使用时由所述湿控器10实现环境模拟箱4内的湿度控制，在控制柜12上设定湿度值，当湿度低于设定湿度值时，控制柜12启动湿控器10增加环境模拟箱4内的湿度；而当湿度高于设定湿度值时，控制柜12启动湿控器10降低环境模拟箱4内的湿度。本发明的有益效果是(I)、可利用本装置通过电化学的方法获得酸雨腐蚀的微观过程及瞬时腐蚀速率，实现酸雨腐蚀的原位测试；(2)、可通过控制温度、湿度、喷淋时间、喷淋间隔及喷淋流量模拟各种条件下的酸雨腐蚀过程；
(3)、可实现连续酸雨环境下的腐蚀实验或干湿交替酸雨环境下的腐蚀实验；(4)、结构简单、成本低廉、操作方便、维护容易。
图I为本发明的结构框图，图中标示为I-储液罐，2-继电器，3-多孔喷嘴，4-环境模拟箱，5-废液回收桶，6-电极，7-支架，8-电化学工作柜，9-电脑，10-湿控器，11-温控器，12-控制柜。图2为模拟酸雨腐蚀的原位电化学测试所测得的电化学极化曲线參考图；图3为模拟酸雨腐蚀的原位电化学测试所测得的交流阻抗曲线參考图。
具体实施例方式參见图1，图I所示为本发明一种模拟酸雨腐蚀的原位电化学测试装置ー个具体的实施例，该实施例的储液罐I采用深圳市雅克有机玻璃有限公司生产的规格为0500mmX 800mm的有机玻璃储液罐，该储液罐I带有ー个多孔喷嘴3，而该多孔喷嘴3采用ー个市售普通莲蓬式多孔喷嘴即可；本实施例的环境模拟箱4采用湖南汇粹电カ技术有限公司生产的规格为500mmX400mmX 1200mm的内衬有机玻璃的钢制环境模拟箱，该环境模拟箱4带有ー个废液回收桶5 ;本实施例的控制柜12采用湖南省汇粹电力科技有限公司生产的规格为400mmX 300mmX 200mm的钢制控制柜，继电器2、湿控器10、温控器11三个控制元件设置在该钢制控制柜12柜内。其中继电器2采用市售JS型继电器；湿控器10采用市售功率为6W的STI-HT型湿控器；温控器11采用市售功率为4W的P906型温控器，。本实施例的电化学工作柜8采用德国Zahner公司生产的頂6ex型电化学工作柜，而电脑9则采用一台市售联想牌普通电脑即可。上述储液罐I、环境模拟箱4、控制柜12及电化学工作柜8、电脑9按上述技术方案串联。其中，电化学工作柜8的输入端伸入所述环境模拟箱4内的支架7的上方。电化学工作柜8的输出端与电脑9的输入端连接。控制柜12的继电器2电连接储液罐I与该储液罐I的多孔喷嘴3的连线。支架7，取材不锈钢型材裁制，固定装置在环境模拟箱4的下底板上方便支撑作为电极6的送测试样。而储液罐I的作为酸雨喷淋器的多孔喷嘴3由上而下伸入该环境模拟箱4内的支架7的上方。控制柜12的湿控器10和温控器11对应上述多孔喷嘴3伸入环境模拟箱4内的支架7的上方。 由以上构成的本实施例的这一种模拟酸雨腐蚀的原位电化学测试装置经试制试用被证明效果良好、安全可靠且使用方便、完全达到设计要求。下面是通过该实施例的这种模拟酸雨腐蚀的原位电化学测试装置，参见图2 3，使用常规方法进行的模拟酸雨腐蚀的原位电化学测试中，所截获的两份实验图表，即上述图2和图3。其中，图2为所测得的电化学极化曲线图供参考；图3为所测得的交流阻抗曲线图供参考。据图2显示的光滑的曲线说明，模拟液在电极表面分布比较均匀；PH值为3的模拟液下极化曲线较pH值为5的曲线明显右移，说明PH值越低，电极材料腐蚀越严重，由此亦显示了本装置的优秀的灵敏度。而据图3显示的交流阻抗曲线亦表明，pH值为3. 5的模拟液下阻抗值较pH值为4. 5的阻抗值小，同样也说明PH值越低，电极材料腐蚀越严重，与图2显示的电化学极化曲线显示的实验结果完全相吻合。
权利要求
1. 一种模拟酸雨腐蚀的原位电化学测试装置，其特征在于，它由一个带有多孔喷嘴(3)的储液罐(I)、ー个带有废液回收桶(5)的环境模拟箱(4)、一个内置有继电器(2)、湿控器(10)和温控器(11)的控制柜(12)以及ー个电化学工作柜(8)、一台电脑(9)串联组成，其中，所述环境模拟箱(4)内的下底板上，还设置有一支架(7)，所述储液罐(I)的多孔喷嘴(3)由上而下伸入所述环境模拟箱(4)内的支架(7)的上方，所述电化学工作柜(8)的输入端伸入所述环境模拟箱(4)内的支架(7)的上方,所述电化学工作柜(8)的输出端与所述电脑(9)的输入端连接，而上述控制柜(12)的继电器⑵连接上述储液罐⑴与该储液罐⑴的多孔喷嘴⑶的连线，控制柜(12)的湿控器(10)和温控器(11)对应上述多孔喷嘴(3)伸入所述环境模拟箱(4)内的支架(7)的上方。
全文摘要
本发明介绍了一种模拟酸雨腐蚀的原位电化学测试装置，由储液罐(1)、环境模拟箱(4)、控制柜(12)及电化学工作柜(8)、电脑(9)串联组成。储液罐(1)的多孔喷嘴(3)伸入环境模拟箱(4)内的支架(7)上方。电化学工作柜(8)的输入端伸入环境模拟箱(4)内支架(7)上方，输出端与电脑(9)连接。使用时，将至少两个送测试样作为电极(6)分别与电化学工作柜(8)的输入端连接即可实施原位电化学测试。本发明(1)可获得酸雨瞬时腐蚀速率；(2)可模拟各种酸雨腐蚀过程；(3)可实现酸雨环境下的腐蚀实验；(4)结构简单、成本低廉、操作方便、维护容易。
文档编号G01N17/02GK102645400SQ20121012223
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者何铁祥, 冯兵, 刘凯, 张玉福, 徐松, 王凌, 胡波涛, 袁新民, 郭新茹 申请人:湖南省湘电试研技术有限公司, 湖南省电力公司科学研究院