[发明专利]一种电偶电化学噪声腐蚀监测探针

说明书

技术领域

本发明属于电化学领域，涉及电偶电化学噪声腐蚀监测探针，具体涉及利用电偶电化学噪声对金属材料在多相腐蚀环境特别是腐蚀性气相环境中发生局部腐蚀进行监测的探针。

背景技术

目前所见的电化学噪声腐蚀监测技术中，探针多为指状三电极或多电极探针。D.A.Eden于1992年发明的专利就是典型的指状三电极探针。此类探针对于监测金属在溶液相中的腐蚀能够有较好的敏感性，但对监测金属在腐蚀性气相中环境中的腐蚀却不敏感。气相腐蚀，特别是最普遍的大气腐蚀特点是自然环境中金属在其表面形成的液膜下发生的电化学腐蚀。而腐蚀性液膜通常是极薄且在处于腐蚀环境中中的金属表面不均匀分布。在这种情况下，传统的指状电极探针很难检测到金属材料的腐蚀电化学信号。

现有用来监测金属在气相环境中腐蚀的常见技术是ACM(Atmospheric CorrosionMonitor)技术，利用一组相距很近的电偶或一对梳状电偶来监测腐蚀电偶电流，例如采用电极距离很近的梳状电极来获得金属腐蚀电流。这样的设计能够灵敏地检测到金属在极薄液膜下的腐蚀电流，但在某些腐蚀环境中(如含H₂S气体)会由于在电极表面生成导电性的腐蚀产物(如FeS)致使电极短路，探针很快失效。

本发明针对腐蚀监测探针特别是金属在多相环境的腐蚀特点设计了含有控制开关的平面多电极电偶电化学噪声腐蚀监测探针，通过电偶电化学噪声获得金属的局部腐蚀信息。既对金属在极薄液膜下的腐蚀行为有很高的灵敏性，同时又能通过控制开关改变各电极片的短接方式从而延长探针在某些腐蚀环境中的寿命，使得本腐蚀监测探针能够灵敏且长时间地提供金属材料在多相腐蚀环境特别是气相环境中的局部腐蚀信息。

发明内容

本发明的任务是提供一种电偶电化学噪声腐蚀监测探针，使其具有灵敏度高，使用寿命长的特点。本发明提供的这种电偶电化学噪声腐蚀监测探针是一种利用电偶电化学噪声对金属材料在多相腐蚀环境特别是腐蚀性气相环境中发生局部腐蚀进行监测的探针。

实现本发明的技术方案是：

本发明提供的这种电偶电化学噪声腐蚀监测探针，包括用于产生电偶电化学噪声电位和电流信号的平面多电极电偶电化学噪声测试组件(3)和用于控制各电极片的短接方式的控制开关(4)，平面多电极组电偶电化学噪声测试组件(3)包括三组由同种或异种金属材料制成的电极组，分别为a组，b组和c组，三组电极组呈品字型排列且位于平面多电极组电偶电化学噪声测试组件(3)的中央，电极组与电极组之间相邻电极片间的垂直距离为1mm～20mm，优选为8mm；每个电极组由2n+1个电极片构成，其中n为1～4的任意整数；每个电极组中有一个独立电极片，每个电极组中除独立电极片以外的其余电极片呈等间距叠层排列，且相邻电极片间距0.01mm～1.0mm，优选0.1mm；独立电极片与其所属电极组中的其他各电极片垂直放置，间距0.01mm～1.0mm，优选0.1mm；每个电极组连接有3根导线，其中一根导线与独立电极片相连，另一根导线与除独立电极片以外的第奇数项的电极片相连，又一根导线与除独立电极片以外的第偶数项的电极片相连，三个电极组共有九根导线；平面多电极组电偶电化学噪声测试组件(3)的外层为圆形耐蚀金属材料制成的带有螺纹(14)和螺帽(15)的探针壁(12)，电极片与电极片之间以及电极片与探针壁(12)之间的间隙填充有绝缘物质(13)，所述的电极片的前端面和探针壁的前端面及绝缘填充物质表平面在同一个平面上；控制开关(4)设置有9个独立连接点(16)和3个输出端(17、18、19)，9个独立连接点分别与上述平面多电极电偶电化学噪声测试组件(3)中的九根导线相连；3个输出端分别为第一工作电极端(17)，第二工作电极端(18)和参比电极端(19)；控制开关(4)上的9个独立连接点(16)与3个输出端(17、18、19)之间设置成两个档位，第一档位设置方式为：a，b，c电极组各组中与第奇数项的电极片连接的导线短接后接入第一工作电极端(17)；a，b，c电极组各组中与第偶数项的电极片连接的导线短接后接入第二工作电极端(18)，a，b，c电极组各组中与独立电极片连接的导线短接后接入参比电极端(19)；第二档位设置方式为：a组中的3根与电极片连接的导线短接后接入第一工作电极端(17)，b组中的3根与电极片连接的导线短接后接入第二工作电极端(18)，c组中的3根与电极片连接的导线短接后接入参比电极端(19)。