[发明专利]一种金属构件土壤腐蚀原位检测传感器

说明书

一种金属构件土壤腐蚀原位检测传感器，壳体通过螺纹紧固件穿过固定孔后安装于待测金属构件上，金属构件连接弹针与待测金属构件形成电连接，回路电极、恒电位电极、金属构件连接弹针、屏蔽板的电极引出线分别与电化学检测设备的导线进行连接，构成四电极体系，通过限制回路电极与壳体高度的比例、增加接地屏蔽板，限制了非检测面积的金属构件激励信号对测量结果的影响，确定了工作电极面积，实现了对大尺寸埋地金属构件材料腐蚀速率的快速、准确检测。

技术领域

本发明涉及腐蚀检测技术领域，具体涉及一种金属构件土壤腐蚀原位检测传感器。

背景技术

金属构件长期埋在地下，受到化学因子、生物因子、杂散电流等腐蚀因素的影响，服役时间越长越易产生锈蚀，轻则影响构件结构耐久性、缩短构件使用寿命；重则导致断裂，引发安全事故。由于埋地材料腐蚀状况不易直观确定，无法及时采取有效防护措施，导致安全隐患增加，经济损失惨重。因此，准确检测金属构件在土壤中的腐蚀情况，及时预测金属腐蚀进程及剩余寿命，对保障电网安全稳定运行具有重大意义。

目前，我国多采用定期开挖检查方法对埋地金属构件进行维护改造。但是开挖过程存在一定的盲目性，且受时间环境等条件的限制，无法及时掌握金属构件的腐蚀情况。近年来，免开挖腐蚀诊断方法得到广泛研究，主要包括分析法、物理分析法和电化学检测法。分析法即通过对待检测对象所处环境的各种因素进行综合分析，如温度、湿度和 pH 值等会影响埋地金属腐蚀进程的因素，然后进行建模，从而实现对金属材料腐蚀的预测。这种方法相对于有损检测来说，优点是成本低，不会造成浪费。但是，该方法存在取样工作量大、分析周期长、不能直接反映金属自身腐蚀速率的缺点。且影响金属土壤腐蚀的因素太多，很难全面考虑所有腐蚀因子，难以准确评估埋地金属土壤腐蚀进程。

电化学腐蚀是埋地金属腐蚀的主要腐蚀形式，因此可以通过测量电化学参数评价金属材料土壤腐蚀进程。在实际测量接地系统腐蚀进程时，待测量的构件并不是一个孤立的电极，以构件作为工作电极时，其面积远大于辅助电极。通过辅助电极施加在导体上的电流并不会局限在被测金属段内，使得被极化金属面积存在不确定性，导致在腐蚀电流密度计算中引入较大误差。中国专利CN104678229A公开了一种变电站接地网腐蚀监测传感器，采用底部开设小孔限流和侧面附加护环屏蔽的方式限制工作电极面积。但是这种传感器在使用时检测结果与传感器与接地网的距离有关，距离越远检测准确性越差，而距离近则导致介质交换困难，造成传感器下接地网腐蚀状况与周围不同；护环屏蔽的本质是增加辅助电极的面积，使辅助电极接收到的极化电流减少，造成假性工作电极面积减小，导致测量结果存在较大误差。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种使介质交换充分，可检测大尺寸金属构件腐蚀速率的金属构件土壤腐蚀原位检测传感器。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种金属构件土壤腐蚀原位检测传感器，包括：

壳体，呈圆柱体形，其上下两端开口，内部形成空腔，壳体下端沿圆周方向设置有若干固定孔；

横担，其水平安装于壳体的空腔中；

回路电极，呈圆片形结构，其安装于横担的下端，所述回路电极上设置有通孔Ⅰ和通孔Ⅱ；

金属构件连接弹针，其呈圆柱形结构，其穿过通孔Ⅰ后固定于横担上；

恒电位电极支柱，其呈圆柱形结构，内部形成空腔，其穿过通孔Ⅱ后固定于横担上，恒电位电极支柱的空腔的下端安装有恒电位电极；以及

环状凹槽，设置于壳体的上端开口处，屏蔽板嵌入固定于环状凹槽中，屏蔽板上排布有若干通孔Ⅲ。

为了提高密封性，还包括沿圆周方向设置于壳体底部的环形槽，密封圈设置于环形槽中。