[发明专利]一种研究土壤腐蚀的装置

说明书

技术领域

本发明涉及土壤腐蚀领域，具体为一种研究土壤腐蚀的装置。

背景技术

土壤是由固、液、气三相组成的复杂的不均匀的介质，金属材料在土壤中的腐蚀虽然其腐蚀机理属电化学腐蚀，但其腐蚀行为比在通常的介质中要复杂得多，因此其研究方法具有某些特殊性和一定的困难。电化学方法是目前研究土壤腐蚀的常用方法，其中极化曲线法和交流阻抗技术是电化学方法中最广泛使用的方法。由于土壤介质的电阻率一般很高，在进行电化学测量时，研究电极和参比电极之间很高的电位(IR)降对测量结果的精度会产生很大的影响，因此人们通常采用增加土壤介质的水分含量来降低参比电极和研究电极之间的介质电阻，或者利用一些电化学仪器本身所具有的电阻补偿土壤介质电阻上的IR降；前一种方法脱离了金属在野外埋藏的真实环境；后一种方法往往会因为仪器本身电化学噪声的影响和外界电磁场的干扰而带来很大的误差，或者因为补偿不当而使仪器出现电流或电位过载等故障。

现有技术中，提到一种评价各种金属和合金在土壤条件下形成有效的差异充气腐蚀电池的倾向的方法，把两个由被研究的金属做成同样的电极放在装着两种土壤的标准试验电解池5中。在一个电极周围是透气良好的疏松的土壤(砂土6)，相反，在另一个电极周围是透气困难的密实的粘土7，粘土7和砂土6之间插有铜-硫酸铜参比电极3。在比较密实的土壤中的电极是阳极1，在比较疏松的土壤中的电极是阴极2，通过毫安表4测量电流。如图1所示，每次实验取一对面积为2×2厘米的同样的电极(由同种金属所做成)。电极间的距离等于10厘米。电极上面的土层厚度为1厘米。用重量浓度为10％的氯化钠溶液把两种土壤都润湿到湿度等于10％。记录电极电位和在所研究的电池线路中建立起来的电流值。经过三个昼夜，在试验终了的时候记下来的稳定电液压值是试验的特征值。在个别情况下，为了核对起见，也可以在断路状态下测定每个电极的电位值。如果用上述方法研究两种不同透气性、紧实程度的土壤腐蚀时，很难把握土壤紧实程度，并且在土壤接触面会发生水分的扩散渗透，影响测量效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种研究土壤腐蚀的装置，解决现有装置功能较少以及受外界影响较大容易产生误差等问题。

本发明技术方案是：

一种研究土壤腐蚀的装置，包括两个试验槽，两个试验槽通过乳胶管连通，乳胶管内装有含2-3％琼脂的饱和KCl凝胶形成离子导电通道；试验槽为PVC管和安装于PVC管底部的PVC板构成，试验槽内装有土壤介质，工作面相对的辅助电极和研究电极按上、下设置于土壤介质中。

所述的辅助电极和研究电极为与PVC管内径相同的圆形板，其中心处开孔，在辅助电极和研究电极背面开有用于铆接导线的未通透的穴。

所述的辅助电极和研究电极与PVC管交接处用环氧树脂涂封。

所述PVC管顶部覆盖塑料薄膜。

所述的研究土壤腐蚀的装置，在辅助电极和研究电极之间的PVC管侧面开有两个铜棒电极插孔。

所述的研究土壤腐蚀的装置，位于研究电极上、下两侧的PVC管上分别开有用于插设参比电极的前插孔和后插孔。

本发明的有益效果是：

1、本发明装置的参比电极和研究电极工作表面之间无电流通过，它们之间由研究电极试片上的小孔中的土壤连接，这部分土壤仪起到盐桥的作用，所以参比电极和研究电极之间的介质电阻上的IR降可降低到非常小的数值，使电化学实验结构不会受到影响。

2、本发明参比电极可插入前插孔或后插孔，进行电化学测试，目的在于将前插法与后插法的实验进行比较。由于整个实验装置在全密闭条件下进行，因此在整实验周期内，土壤中的水分含量基本上不会减少。

3、本发明装置还可以方便的求算土壤的容重和含气率等重要的物理性质。

4、本发明采用独立的两个试验槽通过乳胶管离子通道连通，可以模拟土壤的不同紧实程度，即不同充气状态、不同含水量、不同含盐量等实际情况，土壤之间不发生接触，不会发生水分和盐分的扩散渗透，测量结果准确可靠、误差小。

5、本发明采用的装置既可以进行土壤腐蚀的研究，还可以用于测量土壤电阻率等。

附图说明

图1为现有技术中评价各种金属和合金在土壤条件下形成有效的差异充气腐蚀电池倾向的装置之一示意图。

图2为本发明研究土壤腐蚀装置的示意图。

图3为本发明研究电极或辅助电极背面示意图。