一种腐蚀性检测传感器的制作方法

1.本实用新型涉及一种检测装置，尤其涉及一种腐蚀性检测传感器。


背景技术：

2.环境腐蚀性是影响材料服役安全的重要因素之一，环境腐蚀性受温度、湿度、氯离子、二氧化硫等因素的影响，使得不同区域的腐蚀性差异很大。因此对环境腐蚀的监测非常重要。
3.现场挂片腐蚀试验是传统的基于腐蚀速率评价环境腐蚀性的方法，但该方法测试周期长，且不能获得实时腐蚀监测数据。传统电化学方法，如交流阻抗等，虽然可实现快速获取实时腐蚀监测数据，但由于电极系统复杂、体积较大、监测数据波动较大等特点，而不能在涂膜底层、保温层内部、混凝土中等微环境使用。


技术实现要素：

4.发明目的：本实用新型旨在解决现有技术的上述不足，提供一种腐蚀性检测传感器，解决快速实时检测环境腐蚀性问题，以及在涂膜底层、保温层内部、混凝土中等微环境腐蚀性检测问题。
5.技术方案：本实用新型所述的一种腐蚀性检测传感器，包括电极组和两根导线，所述电极组包括第一电极片、绝缘层和第二电极片，三者依次层叠放置；所述第一根导线与第一电极片相连，第二根导线与第二电极片相连；所述第一电极片设置贯穿的第一工作孔，所述绝缘层设置贯穿的第二工作孔，两者工作孔的位置、直径和数量相同。所述第二电极片为无孔平板片。
6.所述第一电极片和第二电极片电位相差50mv以上，优选相差150mv以上。
7.所述第一电极片为zn、al、mg、sn或碳钢；第二电极片为cu、ni、ti或不锈钢。
8.所述第一电极片厚度为1
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10mm，第二电极片厚度大于1mm。第一电极片厚度小于 1mm增加加工难度，且由于加工精度误差大会增加测试结果误差；厚度超过10mm会增加电极重量，且对测试结果几乎没有影响。
9.所述电极组采用紧固件或粘合剂固定，使第一电极片和绝缘层的工作孔的位置固定。
10.所述导线为低电阻率的铜导线或银导线，两根导线跟高精度电流测试仪相连，将测到的电位差处理、转换和显示。
11.所述绝缘层厚度为0.1mm
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2mm，如果厚度小于0.1mm增加加工难度，且增加了第一电极片和第二电极片短路的风险。
12.有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点为可以在线实时连续监测腐蚀数据。同时本实用新型制造简单、体积小巧，可应用于混凝土、保温层等传统测试方法无法应用的密闭环境中，对使用的环境要求低，应用范围广。
附图说明
13.图1为本实用新型的结构图；
14.图2为本实用新型测得青岛大气环境中腐蚀监测曲线。
具体实施方式
15.下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
16.实施例一
17.由图1可知，一种腐蚀性检测传感器包括由第一电极片1、第二电极片3和绝缘层 2组成的电极组，所述第一电极片1为zn、al、mg、sn或碳钢；第二电极片3为cu、 ni、ti或不锈钢。而且第二电极片3为无孔平板片。所述第一电极片1厚度在1
‑
10mm，厚度小于1mm增加加工难度，且由于加工精度误差大会增加测试结果误差；厚度超过 10mm会增加电极重量，且对测试结果几乎没有影响。第二电极片3厚度没有特别要求，考虑到安装强度因素，厚度大于1mm。第一电极片1和第二电极片3的电位相差50mv 以上，优选相差150mv以上。还包括与第一电极片1连接的低电阻率第一根导线4；与第二电极片3连接的低电阻率第二根导线7。导线是铜导线或银导线。
18.所述绝缘层2为绝缘片，厚度为0.1mm
‑
2mm。绝缘片材料是pvc或其它绝缘高分子。如果厚度小于0.1mm增加加工难度，且增加了第一电极片1和第二电极片3短路的风险。
19.电极片的形状和面积没有特殊要求。第一电极片1和第二电极片3的面积可以一样，考虑到安装便利性也可以不一样。第一电极片1和第二电极片3也可以为标准电极，从而降低电极的成本。第一电极片1、第二电极片3和绝缘层2三者可以通过柳丁或者螺钉固定；也可以通过粘合固定。
20.在第一电极片1钻贯穿的第一工作孔5，绝缘层2钻贯穿的第二工作孔6，两者工作孔位置、直径和数量完全一致，工作孔直径不小于1mm。第一电极的第一工作孔5 的侧面和第二电极片上由绝缘层的第二工作孔6露出的表面构成工作区，这些表面裸露至空气或液体环境，从而可以测量或评价空气或液体环境的腐蚀性。工作孔的位置、直径和数量可根据电极片的直径进行设计，更加提高了电极测试的精度。
21.电极组除工作孔以外的地方用能够固化的树脂或胶全部密封，有利于提高电极传感器的稳定性和测试精度。
22.实施例二
23.在本实施例中，选取厚度2mm、直径40mm的zn圆片作为第一电极片1，在zn 片一个表面放置等大、厚度0.1mm的亚克力绝缘层2；在zn圆片和亚克力上各钻5个直径5mm的贯穿的工作孔；将厚度1.5mm、直径40mm的cu圆片作为第二电极片3， cu第一电极片3、钻有贯穿的工作孔的zn电极片1和亚克力绝缘层2堆叠并压实；在 cu、zn电极片非工作孔区域钻3个3mm螺纹孔并用m3的绝缘尼龙螺丝将两个电极片固定；将cu、zn电极片分别与低电阻率导线连接，然后用防水漆涂覆工作孔以外部分，待防水漆完全固化后得到一种圆盘电极的腐蚀性检测传感器。
24.制作5个相同的圆盘电极。将其中一个圆盘电极的两根导线与高精度电流测试仪相连后暴露在青岛大气环境中得到腐蚀监测曲线如图2，通过曲线趋势反映环境腐蚀性的变化，实现了实时连续的监测大气腐蚀性的变化。
25.将另外4个圆盘电极在模拟海洋环境大气腐蚀的氯化钠溶液中进行周浸加速实验 (加速比1：50)，用高精度电流测试仪测量圆盘电极的电流。计算随时间变化圆盘电极电流较初始电流的变化率，检验圆盘电极稳定性及使用寿命(电流较初始电流变化15％即认定失效)。实验结果如表1所示。结果显示圆盘电极使用寿命超过6年。
26.表1圆盘电极电流随时间变化情况
27.试验时间(d)7142128354249电流变化(％)5.14.97.19.28.58.312.8
28.将圆盘电极的导线和高精度电流测试仪相连，通过高精度电流测试仪连续监测圆盘电极的电流值，通过电流值的变化反映环境腐蚀性的变化从而实现了对环境腐蚀性的连续监测；圆盘电极制造材料易得，加工难度和复杂程度很低，加工过程中的误差较小，圆盘电极的一致性得到了保证；调节绝缘片的厚度、工作孔的直径以及工作孔的数量可以控制圆盘电极测试精度，以适应不同的环境监控的需求，提高圆盘电极的适用性，同时提高了圆盘电极的稳定性，延长了圆盘电极的使用寿命。


技术特征：
1.一种腐蚀性检测传感器，包括电极组和两根导线，所述电极组包括第一电极片(1)、绝缘层(2)和第二电极片(3)，三者依次层叠放置；所述第一根导线(4)与第一电极片(1)相连，第二根导线(7)与第二电极片(3)相连；其特征在于：所述第一电极片设置贯穿的第一工作孔(5)，绝缘层设置贯穿的第二工作孔(6)，两者工作孔的位置、直径和数量相同；所述第二电极片(3)为无孔平板片。2.根据权利要求1所述的一种腐蚀性检测传感器，其特征在于：所述第一电极片(1)和第二电极片(3)电位相差50mv以上。3.根据权利要求1所述的一种腐蚀性检测传感器，其特征在于：所述第一电极片(1)为zn、al、mg、sn或碳钢。4.根据权利要求1所述的一种腐蚀性检测传感器，其特征在于：所述第二电极片(3)为cu、ni、ti或不锈钢。5.根据权利要求1所述的一种腐蚀性检测传感器，其特征在于：所述第一电极片(1)厚度为1
‑
10mm，第二电极片厚度大于1mm。6.根据权利要求1所述的一种腐蚀性检测传感器，其特征在于：所述第一电极片(1)、绝缘层(2)和第二电极片(3)为圆形、方形或三角形。7.根据权利要求1所述的一种腐蚀性检测传感器，其特征在于：所述电极组采用紧固件或粘合剂固定。8.根据权利要求1所述的一种腐蚀性检测传感器，其特征在于：所述导线为铜导线或银导线。9.根据权利要求1所述的一种腐蚀性检测传感器，其特征在于：所述绝缘层(2)厚度为0.1mm
‑
2mm。

技术总结
本实用新型公开一种腐蚀性检测传感器，包括电极组和两根导线，所述电极组包括第一电极片、绝缘层和第二电极片，三者依次层叠放置；所述一根导线与第一电极片相连，一根导线与第二电极片相连；所述第一电极片设置贯穿的工作孔，绝缘层设置贯穿的工作孔，两者工作孔的位置、直径和数量相同。本实用新型实时在线连续监测腐蚀数据；同时制造简单、体积小巧，可应用于混凝土、保温层等传统测试方法无法应用的密闭环境中，对使用的环境要求低，应用范围广。应用范围广。应用范围广。


技术研发人员：范益 代芹芹 蔡佳兴 程学群 马宏驰
受保护的技术使用者：南京钢铁股份有限公司
技术研发日：2020.09.30
技术公布日：2021/10/26