[实用新型]外包AEM的嵌固式混凝土氯离子传感器

说明书

本实用新型公开了一种外包AEM的嵌固式混凝土氯离子传感器，包括基板和铁条层，所述基板包含若干个均匀分布的长条状的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，所述铁条层包含若干个与聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜形状大小相同的铁条，铁条覆盖在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，所有的铁条两端通过两条金线连接，金线与电极连接线连接，基板、铁条层和电极连接线用阴离子交换膜包裹。本实用新型的一种外包AEM的嵌固式混凝土氯离子传感器，利用阴离子交换膜只允许氯离子通过的特性以及保护传感器的优点，并结合传感器在氯离子环境中腐蚀趋势、电响应以及腐蚀速度的规律，从而达到监测高效、结果准确、灵敏度高的目标。

技术领域

本实用新型涉及外包AEM的嵌固式混凝土氯离子传感器，属于涉水工程健康监测领域。

背景技术

钢筋腐蚀是水工混凝土结构典型的病变问题，其主要机理为：随着水工程服役时间的推移，水工混凝土中钢筋原有赋存环境被逐渐改变，虽然碱性环境仍在水工混凝土内部，但是随着氯离子扩散到水工混凝土中，将会在钢筋表面产生电化学电池，若扩散的氯离子超过氯阈值水平，将引发钢筋局部部分氧化层的点腐蚀。而钢筋的点腐蚀是降低水工钢筋混凝土强度和寿命的主要因素。因此，实时监测诱发水工钢筋混凝土内钢筋腐蚀的氯离子含量，对准确诊断水工钢筋混凝土的性能具有极其重要的意义。

目前氯离子含量测定方法主要分为两大类：有损检测和无损监测。有损检测需要破坏混凝土结构，采集样本、磨碎，通过硝酸银滴定法测得氯离子含量，该方法具有破坏原有结构的缺点，而且测得的结果一般都比样本氯离子含量偏高或者偏低，导致检测结果的低效和不准确。无损监测主要是通过在混凝土中嵌入传感器直接监测氯离子含量，具有非破坏性以及精度高的优点。无损监测主要是利用电化学技术，例如嵌入式的电极电位测量、嵌入电极式的计时电位法、电阻和阻抗测量。这些监测方法中，最简单的监测方法是电阻方法。与其他电化学方法相比，电阻传感器相对简单，并且易于制造、价格低廉。此外，电阻传感器还可以显示金属质量和电阻的变化，而且其内的金属电阻可以表示某些特性，如固有电阻率、几何形状、质量和腐蚀速度。

然而实际应用中，电阻传感器有几个限制条件，如金属的质量会随着电阻的增大而减小，这导致了传感器灵敏度低、不可靠；电阻传感器的灵敏度以及寿命均与用作传感器通道的金属的厚度有关，金属厚度愈大则传感器的寿命愈长，但是响应时间也会增加即灵敏度降低。故需研制一种对氯离子含量监测高效、结果准确，灵敏度高的无损监测装置。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种外包AEM的嵌固式混凝土氯离子传感器，利用阴离子交换膜只允许氯离子通过的特性以及保护传感器的优点，并结合传感器在氯离子环境中腐蚀趋势、电响应以及腐蚀速度的规律，从而达到监测高效、结果准确、灵敏度高的目标。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的一种外包AEM的嵌固式混凝土氯离子传感器，包括基板和铁条层，所述基板包含若干个均匀分布的长条状的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，所述铁条层包含若干个与聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜形状大小相同的铁条，铁条覆盖在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，所有的铁条两端通过两条金线连接，金线与电极连接线连接，基板、铁条层和电极连接线用阴离子交换膜包裹。

作为优选，相邻聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的间隙为相邻聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜的间隙为0.8-2mm，优选为1mm，整个基板的水平和垂直方向长分别为30mm和23mm；线之间的间隙为1mm；竖直向线宽为2mm。

作为优选，所述阴离子交换膜是一种由带碱性基团的聚丙烯所构成的氯离子透过性多相膜，阴离子交换膜在PH为0～14之间具有化学稳定性。

作为优选，所述阴离子交换膜在干燥状态下厚度为0.32mm。