一体式在线检测电偶腐蚀敏感性的无损检测装置的制作方法

本实用新型涉及无损检测技技术领域，特别是涉及一体式在线检测电偶腐蚀敏感性的无损检测装置。

背景技术：

电偶腐蚀(也称接触腐蚀)，是指当两种或两种以上不同金属在导电介质中接触后，由于各自电极电位不同而构成腐蚀原电池。自腐蚀电位较正的金属为阴极，发生阴极反应，导致其腐蚀过程受到抑制；而电位较负的金属为阳极，发生阳极反应，导致其腐蚀过程加速，特别是当阳极面积较小时会形成小阳极大阴极的电偶对，腐蚀加剧。目前航标中依据电偶电流大小来判断电偶腐蚀敏感程度。

利用多通道电极探头进行电偶腐蚀敏感性检测是一种有效方法，现有技术中，大都通过自组装的方式进行在线无损检测，无相关的固定设备，而测试过程中，需要多通道电极探头与样品表面紧密贴合，多通道电极探头与待测试样品间不能发生相对移动，这是有效测试的前提。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一体式在线检测电偶腐蚀敏感性的无损检测装置，可适应多种尺寸样品，可对样品进行有效定位，提高测试结果的可靠性。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

本实用新型的一体式在线检测电偶腐蚀敏感性的无损检测装置，包括检测盒，所述检测盒内被隔板分隔成两个液体样品室和一个固体样品室，所述固体样品室的侧壁上设有供导线穿入的条形开口；

所述液体样品室对称设置在所述固体样品室的左右两侧，所述液体样品室内均设置电解质存放盒，所述电解质存放盒的顶端设有定位凸缘，所述定位凸缘的外沿突出于所述的检测盒的盒壁或所述的隔板，便于将电解质存放盒从液体样品室内取出，经存放在其内的电解质液倾倒出来，并对其进行清洗；

所述固体样品室内设有受驱动夹紧机构驱动的夹板，所述夹板用于固定将待测焊接接头试样，所述驱动夹紧机构包括固定在隔板上的内套杆和与所述内套杆滑动连接的外套筒，所述外套筒内设有一供内套杆插入的空腔，所述空腔内设有压紧弹簧；驱动夹紧机构的设置，可用于固定待测焊接接头试样，在压紧弹簧的作用下，本装置可适用于不同宽度的待测焊接接头试样，便于检测作业的进行；

所述检测盒的顶端设有导通膜，所述导通膜的中部与所述待测焊接接头试样贴合，所述导通膜的左端浸入左侧的电解质存放盒的电解质溶液内，所述导通膜的右端浸入右侧的电解质存放盒的电解质溶液内；

所述导通膜的顶端设有与其紧密贴合的多通道电极探头，其中一个电解质存放盒内的电解质溶液内设有参比电极，所述参比电极通过盐桥放置在电解质溶液中，所述多通道电极探头、所述参比电极以及待测焊接接头试样上的焊接接头焊缝区的底面分别通过导线与电化学测量装置的信号采集端、标定参比电极端和接地端相连接，所述电化学测量装置的信号输出端与计算机相连。

在上述技术方案中，所述检测盒的一侧设有支架，所述支架的中部设有与其转动连接的第一夹持杆，所述支架的顶端设有与其转动连接的第二夹持杆，所述第一夹持杆的末端设有用于固定参比电极的第一固定夹，所述第二夹持杆的末端设有用于固定多通道电极探头的第二固定夹。

在上述技术方案中，所述参比电极为饱和甘汞电极。

在上述技术方案中，所述导通膜为海绵、木材、滤纸或竹子。

在上述技术方案中，所述多通道电极探头的金属电极棒材质为Q235型号的碳钢，其中多通道电极探头由9-64根Q235型号的碳钢棒等间距固定在酚醛树脂中，成3-8行3-8列。

在上述技术方案中，所述电解质溶液为3.5％NaCl溶液。

在上述技术方案中，所述金属电极棒的直径为1.0mm-1.2mm。

本实用新型的另一方面，在线监检测金属焊接接头电偶腐蚀敏感性的无损检测方法通过步骤实现：

步骤1：根据焊缝区域表面形状和材料选取合适的电极探头束和调整探头束曲面，焊缝区域较小居于中间，表面与母材平行，将待测焊接接头试样固定在两个夹板之间。

步骤2：根据电解质溶液选取合适的参比电极和盐桥，将电解质溶液溶液置入到电解质存放盒4内，并将电解质存放盒放入到液体样品室内；

步骤3：采用合适装置将探头束和参比电极固定，其中电极探头束通过离子导通膜与测试试样接触，参比电极通过盐桥放置在电解质溶液中，离子导通膜浸润在电解质溶液中，参比电极通过盐桥放置在3.5％NaCl电解质溶液中，最后采用固定装置将探头束和参比电极固定。

步骤4：采用具有零电阻电路的装置采集电流信号，其中电极探头束与电化学测量装置工作端连接，测试试样与电化学测试装置接地端连接，参比电极与电化学测试设备仪器参比电极端连接。

步骤5：每一根探头分别按位置与待测材料组成电偶对，根据材料的特点确定采样时刻，采样结束后，换下一根探头，直到所有探头采样结束。

步骤6：对采集的电位和电流信号进行分析处理，输出电位和电流分布图，确定试样表面的阴阳极区域并判断焊接接头各部位的电偶腐蚀敏感性强弱。

在上述技术方案中，电解质溶液为3.5％NaCl，参比电极选用饱和甘汞电极加盐桥。

在上述技术方案中，所述步骤6中采集后的电流和电位数据采用Matlab自编差值程序进行处理绘图。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、驱动夹紧机构的设置，使得本装置可固定不同宽度的待测焊接接头试样，适用范围广泛,而且可对待测试样品进行有效定位，防止在测试过程中多通道电极探头与待测试试样发生相对移动，提高测试结果的可靠性。

2、液体的电解质溶液和固定的待测试样分别固定，并且盛装电解质溶液的电解质存放盒便于取放，便于清洗，使用方便快捷。

3、多通道电极探头和参比电极可分别定位，无需手持，使得整个检测过程更加省时省力。

4、与传统的无损检测焊接接头部位电偶腐蚀敏感性的方法相比，此方法能够更加直观清晰地观察到金属焊接接头部位表面的电偶腐蚀情况，具有操作简单、测量精度高、准确性高，生产效率高，方便易用、实时性高的优点，特别适合现场金属焊接接头部位电偶腐蚀敏感性的在线监检测。

附图说明

图1所示为本实用新型的实施例1的侧视图示意图。

图2所示为本实用新型实施例1的剖面图示意图。

图3所示为本实用新型实施例2的结构示意图。

其中：1-检测盒，2-液体样品室，3-固体样品室，4-电解质存放盒，5-定位凸缘，6-内套杆，7-外套筒，8-压紧弹簧，9-夹板，10-待测焊接接头试样，11-焊接接头焊缝区，12- 导通膜，13-电极探头，14-电化学测量装置，15-计算机，16-支架，17-第一夹持杆，18-第一固定夹，19-参比电极，20-条形开口，21-第二夹持杆，22-第二固定夹。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

本实用新型的一体式在线检测电偶腐蚀敏感性的无损检测装置，包括检测盒1，所述检测盒1内被隔板分隔成两个液体样品室2和一个固体样品室3，所述固体样品室3的侧壁上设有供导线穿入的条形开口20；

所述液体样品室2对称设置在所述固体样品室3的左右两侧，所述液体样品室2内均设置电解质存放盒4，所述电解质存放盒4的顶端设有定位凸缘5，所述定位凸缘5的外沿突出于所述的检测盒1的盒壁或所述的隔板，便于将电解质存放盒4从液体样品室2内取出，经存放在其内的电解质液倾倒出来，并对其进行清洗；

所述固体样品室3内设有受驱动夹紧机构驱动的夹板9，所述夹板9用于固定将待测焊接接头试样10，所述驱动夹紧机构包括固定在隔板上的内套杆6和与所述内套杆6滑动连接的外套筒7，所述外套筒7内设有一供内套杆6插入的空腔，所述空腔内设有压紧弹簧8；驱动夹紧机构的设置，可用于固定待测焊接接头试样10，在压紧弹簧8的作用下，本装置可适用于不同宽度的待测焊接接头试样10，便于检测作业的进行；

所述检测盒1的顶端设有导通膜12，所述导通膜12的中部与所述待测焊接接头试样10 贴合，所述导通膜12的左端浸入左侧的电解质存放盒4的电解质溶液内，所述导通膜12的右端浸入右侧的电解质存放盒4的电解质溶液内；

所述导通膜12的顶端设有与其紧密贴合的多通道电极探头13，其中一个电解质存放盒4 内的电解质溶液内设有参比电极19，所述参比电极19通过盐桥放置在电解质溶液中，所述多通道电极探头13、所述参比电极19以及待测焊接接头试样10上的焊接接头焊缝区11的底面分别通过导线与电化学测量装置14的信号采集端、标定参比电极端和接地端相连接，所述电化学测量装置14的信号输出端与计算机15相连。

在本实施例中，所述导通膜采用滤纸，所述参比电极采用饱和甘汞电极，所述电解质存放盒4内均存放有3.5％的NaCl溶液，多通道电极探头的金属电极棒材质为Q235型号的碳钢，其中多通道电极探头由16根Q235型号的碳钢棒等间距固定在酚醛树脂中，成4行4列，等间隔0.8mm排列于酚醛树脂中，Q235型号的碳钢棒的直径为1.0mm。电化学测量装置的信号采集端包括16个信号采集接点，多通道电极探头的顶端与电化学测量装置的信号采集端的具体连接方式为：多通道电极探头的16根金属电极棒通过16根导线分别与电化学测量装置的信号采集端的16个信号采集接点连接。电化学测量装置由嵌入其中的单片机控制，根据 16根金属电极棒的位置，依次顺序采集16个信号采集点的电流信号。

在线监检测金属焊接接头电偶腐蚀敏感性的无损检测方法通过步骤实现：

步骤1：根据焊缝区域表面形状和材料选取合适的电极探头束和调整探头束曲面。本实施例中测试试样为Q235钢的焊接接头，焊缝区域较小居于中间，表面与母材平行。将将待测焊接接头试样10固定在两个夹板9之间，整个焊接接头部分的表面面积为8*8mm，探针材料采用Q235碳钢，4*4平行阵列排列，探针直径1.0mm，间距为0.8mm。

步骤2：根据电解质溶液选取合适的参比电极和盐桥。将3.5％的NaCl溶液置入到电解质存放盒4内，并将电解质存放盒4放入到液体样品室2内，电解质溶液为3.5％NaCl，因此参比电极选用饱和甘汞电极加盐桥。

步骤3：采用合适装置将探头束和参比电极固定，其中电极探头束通过离子导通膜与测试试样接触，参比电极通过盐桥放置在电解质溶液中，离子导通膜浸润在电解质溶液中。本实施例中采用如图1所示装置测量焊接接头表面的腐蚀电位和电流。离子导通膜两端浸润在电解质溶液中，电极探头束放置于焊接接头上方通过离子导通膜与测试试样接触，参比电极通过盐桥放置在3.5％NaCl电解质溶液中，最后采用固定装置将探头束和参比电极固定。

步骤4：采用具有零电阻电路的装置采集电流信号，其中电极探头束与电化学测量装置工作端连接，测试试样与电化学测试装置接地端连接，参比电极(加盐桥)与电化学测试设备仪器参比电极端连接。

步骤5：每一根探头分别按位置与待测材料组成电偶对，根据材料的特点确定采样时刻，采样结束后，换下一根探头，直到所有探头采样结束。

步骤6：对采集的电位和电流信号进行分析处理，输出电位和电流分布图，确定试样表面的阴阳极区域并判断焊接接头各部位的电偶腐蚀敏感性强弱。本实施例中采集后的电流和电位数据采用Matlab自编差值程序进行处理绘图。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上进行改进，如图2所示，所述检测盒1的一侧设有支架16，所述支架16的中部设有与其转动连接的第一夹持杆17，所述支架16的顶端设有与其转动连接的第二夹持杆21，所述第一夹持杆17的末端设有用于固定参比电极19的第一固定夹18，所述第二夹持杆21的末端设有用于固定多通道电极探头13的第二固定夹22。

如此可以对多通道电极探头13、参比电极19进行有效定位，便于数据的检测，无需手持探头或电极，与所述支架16转动连接的第一夹持杆17、第二夹持杆21，便于转动第一固定夹18、第二固定夹22的方向，在铺设导通膜12时，将其转至检测盒1的一侧，当铺设好导通膜后，将其转至检测盒1的正上方，并对多通道电极探头13和参比电极19进行固定，方便定位的同时不妨碍试验材料的放置。

在本实施例中，所述导通膜采用滤纸，所述参比电极采用饱和甘汞电极，所述电解质存放盒4内均存放有3.5％的NaCl溶液，多通道电极探头的金属电极棒材质为Q235型号的碳钢，其中多通道电极探头由36根Q235型号的碳钢棒等间距固定在酚醛树脂中，成6行6列，等间隔0.9mm排列于酚醛树脂中，Q235型号的碳钢棒的直径为1.1mm。电化学测量装置的信号采集端包括36个信号采集接点，多通道电极探头的顶端与电化学测量装置的信号采集端的具体连接方式为：多通道电极探头的36根金属电极棒通过36根导线分别与电化学测量装置的信号采集端的36个信号采集接点连接。电化学测量装置由嵌入其中的单片机控制，根据 36根金属电极棒的位置，依次顺序采集36个信号采集点的电流信号。

在线监检测金属焊接接头电偶腐蚀敏感性的无损检测方法通过步骤实现：

步骤1：根据焊缝区域表面形状和材料选取合适的电极探头束和调整探头束曲面。本实施例中测试试样为Q235钢的焊接接头，焊缝区域较小居于中间，表面与母材平行。将将待测焊接接头试样10固定在两个夹板9之间，整个焊接接头部分的表面面积为10*10mm，探针材料采用Q235碳钢，6*6平行阵列排列，探针直径1.1mm，间距为0.9mm。

步骤2：根据电解质溶液选取合适的参比电极和盐桥。将3.5％的NaCl溶液置入到电解质存放盒4内，并将电解质存放盒4放入到液体样品室2内，电解质溶液为3.5％NaCl，因此参比电极选用饱和甘汞电极加盐桥。

步骤3：采用合适装置将探头束和参比电极固定，将探头束和参比电极分别固定在第一固定夹18和第二固定夹22上，其中电极探头束通过离子导通膜与测试试样接触，参比电极通过盐桥放置在电解质溶液中，离子导通膜浸润在电解质溶液中。本实施例中采用如图1所示装置测量焊接接头表面的腐蚀电位和电流。离子导通膜两端浸润在电解质溶液中，电极探头束放置于焊接接头上方通过离子导通膜与测试试样接触，参比电极通过盐桥放置在3.5％ NaCl电解质溶液中，最后采用固定装置将探头束和参比电极固定。

步骤4：采用具有零电阻电路的装置采集电流信号，其中电极探头束与电化学测量装置工作端连接，测试试样与电化学测试装置接地端连接，参比电极(加盐桥)与电化学测试设备仪器参比电极端连接。

步骤5：每一根探头分别按位置与待测材料组成电偶对，根据材料的特点确定采样时刻，采样结束后，换下一根探头，直到所有探头采样结束。

步骤6：对采集的电位和电流信号进行分析处理，输出电位和电流分布图，确定试样表面的阴阳极区域并判断焊接接头各部位的电偶腐蚀敏感性强弱。本实施例中采集后的电流和电位数据采用Matlab自编差值程序进行处理绘图。

实施例3

本实施例的无损检测装置同实施例2，在本实施例中，所述导通膜采用滤纸，所述参比电极采用饱和甘汞电极，所述电解质存放盒4内均存放有3.5％的NaCl溶液，多通道电极探头的金属电极棒材质为Q235型号的碳钢，其中多通道电极探头由64根Q235型号的碳钢棒等间距固定在酚醛树脂中，成8行8列，等间隔1.0mm排列于酚醛树脂中，Q235型号的碳钢棒的直径为1.2mm。电化学测量装置的信号采集端包括64个信号采集接点，多通道电极探头的顶端与电化学测量装置的信号采集端的具体连接方式为：多通道电极探头的64根金属电极棒通过64根导线分别与电化学测量装置的信号采集端的64个信号采集接点连接。电化学测量装置由嵌入其中的单片机控制，根据64根金属电极棒的位置，依次顺序采集64个信号采集点的电流信号。

在线监检测金属焊接接头电偶腐蚀敏感性的无损检测方法通过步骤实现：

步骤1：根据焊缝区域表面形状和材料选取合适的电极探头束和调整探头束曲面。本实施例中测试试样为Q235钢的焊接接头，焊缝区域较小居于中间，表面与母材平行。将将待测焊接接头试样10固定在两个夹板9之间，整个焊接接头部分的表面面积为13*13mm，探针材料采用Q235碳钢，8*8平行阵列排列，探针直径1.2mm，间距为1.0mm。

步骤2：根据电解质溶液选取合适的参比电极和盐桥。将3.5％的NaCl溶液置入到电解质存放盒4内，并将电解质存放盒4放入到液体样品室2内，电解质溶液为3.5％NaCl，因此参比电极选用饱和甘汞电极加盐桥。

步骤3：采用合适装置将探头束和参比电极固定，将探头束和参比电极分别固定在第一固定夹18和第二固定夹22上，其中电极探头束通过离子导通膜与测试试样接触，参比电极通过盐桥放置在电解质溶液中，离子导通膜浸润在电解质溶液中。本实施例中采用如图1所示装置测量焊接接头表面的腐蚀电位和电流。离子导通膜两端浸润在电解质溶液中，电极探头束放置于焊接接头上方通过离子导通膜与测试试样接触，参比电极通过盐桥放置在3.5％ NaCl电解质溶液中，最后采用固定装置将探头束和参比电极固定。

步骤4：采用具有零电阻电路的装置采集电流信号，其中电极探头束与电化学测量装置工作端连接，测试试样与电化学测试装置接地端连接，参比电极(加盐桥)与电化学测试设备仪器参比电极端连接。

步骤5：每一根探头分别按位置与待测材料组成电偶对，根据材料的特点确定采样时刻，采样结束后，换下一根探头，直到所有探头采样结束。

步骤6：对采集的电位和电流信号进行分析处理，输出电位和电流分布图，确定试样表面的阴阳极区域并判断焊接接头各部位的电偶腐蚀敏感性强弱。本实施例中采集后的电流和电位数据采用Matlab自编差值程序进行处理绘图。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。