[发明专利]一种钢混结构腐蚀电化学控制用多功能无线节点

说明书

本发明公开了一种钢混结构腐蚀电化学控制用多功能无线节点，所述多功能无线节点包括腐蚀电化学控制输出模块、主控模块、稳压模块、无线通讯模块、直流电源、数字隔离器、隔离稳压器、腐蚀电化学监测模块、探针式腐蚀传感器、阳极材料。该多功能无线节点能够切换恒电位输出、恒压输出和恒流输出三种模式，能够调整输出幅值，以满足阴极保护和电化学除氯及再碱化等多种腐蚀电化学控制的需求；具有内置的腐蚀控制决策模型，能够根据钢筋腐蚀电化学状态自主调整腐蚀电化学控制输出模式与幅值，高效节能地实现钢混结构腐蚀控制；能够接入GPRS网络，实现云服务器对腐蚀电化学控制的实时调整、改写腐蚀控制决策模型、监听腐蚀电化学控制状态。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，涉及一种钢混结构腐蚀控制装置，具体涉及一种钢混结构腐蚀电化学控制用多功能无线节点。

背景技术

目前钢混结构的电化学防腐通常使用恒电位仪对钢筋进行阴极保护，是来源于埋地管线、船舶、化工设备等基于热力学的腐蚀电化学控制技术，根据钢筋开路电位评估腐蚀状态，决定是否施加阴极保护。恒电位仪在钢筋和阳极材料之间通电，将钢筋电位控制在保护电位范围内，减缓或抑止腐蚀的发生。

然而，钢筋所处的混凝土电解质环境与土壤、海水等环境存在显著差异。首先，混凝土中钢筋的开路电位受到混凝土湿度、水泥品种、保护层厚度等因素的影响，仅凭开路电位评估钢筋腐蚀状态具有极大的错误率，需要更精准的电化学测量以获取腐蚀电流密度等更准确的腐蚀电化学信息，进而有效指导腐蚀电化学控制的施加；其次，混凝土碳化和氯离子入侵是造成钢筋腐蚀的主要原因，在碳化或氯盐污染严重的钢混结构中钢筋将处于高速腐蚀状态，仅将钢筋电位控制在保护电位范围的阴极保护技术难以有效地再碱化混凝土和迁出氯离子，一旦结束阴极保护，钢筋将在数天内恢复高速腐蚀，因此恒电位仪和阳极材料需要长期工作，造成高能耗和阳极材料低寿命；最后，粒子在混凝土中的自然扩散是非常缓慢的，但通过阳极材料对钢筋施加高强度的阴极电流能够在短时间内完成混凝土的再碱化和除氯，投放的电场关闭后，钢筋仍然能够在长期内保持极低的腐蚀速率，直到自然碳化或氯离子入侵再次抵达钢筋处。除此之外，混凝土介质环境和钢筋腐蚀状态具有显著的时变性，需要实时调整腐蚀电化学控制模式及强度，对腐蚀速率可忽略的钝化态钢筋不进行电化学控制，对低速腐蚀的钢筋进行阴极保护，对高速腐蚀的钢筋以大电流迅速完成电化学再碱化和除氯，蓬勃发展的物联网技术为远程调整腐蚀电化学控制提供了可能，减少了人工现场调整的成本，提高了调整的实时性。

目前用于钢混结构腐蚀电化学控制的恒电位仪等设备不能根据腐蚀电流密度等钢筋腐蚀电化学状态在阴极保护及电化学再碱化和除氯等不同模式和强度的腐蚀电化学控制方法之间切换，存在有效性低与能耗高等缺点，并且无法接入物联网，不能远程控制，不能实时掌握设备运行状态。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种钢混结构腐蚀电化学控制用多功能无线节点。该多功能无线节点能够切换恒电位输出、恒压输出和恒流输出三种模式，能够调整输出幅值，以满足阴极保护和电化学除氯及再碱化等多种腐蚀电化学控制的需求；具有内置的腐蚀控制决策模型，能够根据钢筋腐蚀电化学状态自主调整腐蚀电化学控制输出模式与幅值，高效节能地实现钢混结构腐蚀控制；能够接入GPRS网络，实现云服务器对腐蚀电化学控制的实时调整、改写腐蚀控制决策模型、监听腐蚀电化学控制状态。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种钢混结构腐蚀电化学控制用多功能无线节点，包括腐蚀电化学控制输出模块、主控模块、稳压模块、无线通讯模块、直流电源、数字隔离器、隔离稳压器、腐蚀电化学监测模块、探针式腐蚀传感器、阳极材料，其中：

所述腐蚀电化学控制输出模块、主控模块、稳压模块、无线通讯模块、直流电源、数字隔离器、隔离稳压器、腐蚀电化学监测模块封装于电磁屏蔽壳内，置于钢混结构外部；

所述探针式腐蚀传感器固定在钢筋上；

所述阳极材料安装在混凝土表面；