[发明专利]高温高压动态电化学测试及pH原位监测实验装置

摘要

本发明高温高压动态电化学测试及pH原位监测实验装置，包括高温高压反应釜、旋转系统、加热保温系统、外接供气系统、三电极系统、第一pH复合电极系统、第二pH复合电极系统、信号传导通路、控制箱、外接电化学工作站、外接pH仪表和计算机。该装置采用陶瓷轴承的耐高温、耐寒、耐磨、耐腐蚀、抗磁电绝缘、无油自润滑、高转速、高强度等特性，可以应用于恶劣腐蚀环境，也提高了旋转工作电极的转速和同心度精度，采用集电环实现两端动静导线的连接，可以测试工作电极高温高压动态下的电化学信号，采用高温高压pH复合电极系统实现原位连续监测并记录旋转工作电极附近溶液和本体溶液的pH变化，可以用于高温高压动态腐蚀行为和机理研究。

主权项

一种高温高压动态电化学测试及pH原位监测装置，其特征在于：该装置包括高温高压反应釜、旋转系统、加热保温系统、外接供气系统、三电极系统、第一pH复合电极系统、第二pH复合电极系统、工作电极信号传导通路、外接控制箱、外接电化学测试仪器、外接pH仪表和计算机；所述高温高压反应釜由高压釜盖（22）、高压釜体（17）、进气管（23）、出气管（15）、压力传感器（27）、压力表（28）及安全阀（29）构成；所述旋转系统由磁力驱动装置（11）、陶瓷轴承（19）、金属轴套（20）和旋转轴（25）组成；所述加热保温系统用于给所述高温高压反应釜加热，该系统由加热保温装置（16）和温度传感器（13）构成；所述外接供气系统用于提供腐蚀性气体；所述三电极系统由旋转工作电极（24）、第一参比电极（21）和辅助电极（32）组成；所述第一pH复合电极系统由第二pH电极（30）与第三参比电极（12）构成；所述第二pH复合电极系统由第一pH电极（31）与第二参比电极（26）构成；所述工作电极信号传导通路由导电压簧（51）、旋转导线（49）、法兰座（38）、集电环（37）、软导线（45）和工作电极导线（42）构成；所述外接电化学测试仪器用于采集和传输旋转工作电极（24）、第一参比电极（21）和辅助电极（32）的电化学信息；所述外接pH仪表用于采集所述第一pH复合电极系统测量试样表面附近溶液中pH值和第二pH复合电极系统采集的远离试样表面的溶液中pH值；所述计算机用于对所述外接电化学测试仪和外接pH仪表采集的数据进行记录、分析处理和输出；其中，所述高压釜盖（22）上设有第一参比电极孔（2）、第二参比电极孔（3）、第一pH电极孔（4）、温度传感器孔（5）、辅助电极孔（6）、第二pH电极孔（7）、旋转工作电极孔（8）、第三参比电极孔（9），所述高压釜盖（22）的两侧面分别设置所述进气管（23）和出气管（15）；所述旋转工作电极孔（8）位于所述高压釜盖（22）的圆心位置，所述压力传感器（27）、压力表（28）和安全阀（29）通过管路与所述出气管（15）联通，所述高压釜盖（22）与高压釜体（17）通过紧固螺栓（14）连接，所述高压釜体（17）的侧壁上设置所述加热保温装置（16），所述外接供气系统与所述进气管（23）联通；所述旋转轴（25）安装在所述旋转工作电极孔（8）上，所述旋转轴（25）的下端插入所述高压釜体（17）内通过背紧螺母（18）与所述聚四氟乙烯夹具（50）固接，所述旋转工作电极（24）镶嵌在所述聚四氟乙烯夹具（50）上，所述金属轴套（20）通过陶瓷轴承（19）安装于所述旋转轴（25）的上端，所述工作电极导线（42）通过螺母（33）和压簧（43）安装在上盖（44）上，所述上盖（44）安装在所述金属轴套（20）的顶端，通过压盖（35）固定，所述磁力驱动装置（11）安装所述金属轴套（20）上，所述旋转导线（49）通过绝缘外壳（41）设置在所述旋转轴（25）内，所述旋转工作电极（24）通过设置在所述聚四氟乙烯夹具（50）内的导电压簧（51）与所述旋转导线（49）一端连接，所述法兰座（38）通过第二紧固螺栓（46）、第一绝缘垫片（39）和绝缘螺栓套（48）安装在所述旋转轴（25）的顶端，所述集电环（37）安装在所述法兰座（38）上，所述集电环（37）下部的转子与所述旋转导线（49）的另一端连接，所述集电环（37）上部的定子通过所述软导线（45）与固定在所述金属轴套（20）顶端的所述工作电极导线（42）的下端连接； 所述温度传感器（13）通过所述温度传感器孔（5）插入到所述高压釜体（17）内，所述第一参比电极（21）安装第一参比电极孔（2）上、所述辅助电极（32）安装辅助电极孔（6）上、所述第二pH电极（30）安装第二pH电极孔（7）上、所述第三参比电极（12）安装第三参比电极孔（9）上、所述第一pH电极（31）安装第一pH电极孔（4）上、所述第二参比电极（26）安装第二参比电极孔（3）上；所述外接控制箱通过导线和所述磁力驱动装置（11）、加热保温装置（16）、温度传感器（13）和压力传感器（27）连接，所述第一pH电极（31）、第二pH电极（30）、第二参比电极（26）和第三参比电极（12）通过导线与所述外接pH仪表连接，所述工作电极导线（42）、第一参比电极（21）和辅助电极（32）通过导线与所述外接电化学测试仪连接，所述外接电化学测试仪和外接pH仪表通过导线与所述计算机连接。