[发明专利]一种钢束腐蚀程度测试装置及其测试方法

权利要求书

1.一种钢束腐蚀程度测试装置，其特征在于，包括测试仪，与所述测试仪通过测试电缆连接的1毫欧标准电阻、10毫欧标准电阻以及被测钢束，与所述测试仪通过数据线连接的用于测量所述1毫欧标准电阻、10毫欧标准电阻以及被测钢束的温度的三个温度传感器，为所述的测试仪提供工作电源的供电电源以及与通过通信电缆接收所述测试仪的数据进行分析处理、计算被测钢束的腐蚀度值，并输出显示的数据处理系统。

2.根据权利要求1所述的钢束腐蚀程度测试装置，其特征在于，所述的供电电源包括备用直流电源、用来为所述测试仪提供主电源以及为所述备用直流电源提供充电的主交流电源。

3.根据权利要求1所述的钢束腐蚀程度测试装置，其特征在于，在所述的被测钢束中部位置设有一段腐蚀区域，在所述腐蚀区域两端设有用抗腐蚀材料覆盖的密封区域。

4.根据权利要求3所述的钢束腐蚀程度测试装置，其特征在于，所述的被测钢束的两端设有用于与夹具紧密接触的固定部。

5.根据权利要求1所述的钢束腐蚀程度测试装置，其特征在于，所述数据处理系统是内置有计算处理程序的计算机，通过RS-232通信电缆接收所述测试仪的数据进行分析处理。

6.根据权利要求1所述的钢束腐蚀程度测试装置，其特征在于，所述测试仪包括一包含中央控制器、检测外部输入电压的电压检测器、参考电流控制器、RS-232接口、数据接口的主控制系统；所述数据接口连接高精度模拟数字转换器输出端，待测电阻切换开关、待测电阻极性控制电路、电压放大滤波电路依次连接后连接所述高精度模拟数字转换器一输入端；所述高精度模拟数字转换器另一输入端连接温度传感器信号调理电路输出端；所述的温度传感器信号调理电路输入端接设温度传感接口；所述电压检测器连接电源稳压模块，所述电源稳压模块输出端经精密参考电压发生器、精密参考电流发生器连接至所述待测电阻切换开关，所述待测电阻切换开关还连接由所述参考电流控制器控制的待测电阻电流通断器；所述待测电阻切换开关择一地与待测钢束电路接口、1毫欧标准电阻接口、10毫欧标准电阻接口连接。

7.根据权利要求1所述的钢束腐蚀程度测试装置，其特征在于，所述温度传感器由铂金属制成，其电阻阻值随温度呈近似线性变化，在0摄氏度阻值为100欧姆。

8.根据权利要求1所述的钢束腐蚀程度测试装置，其特征在于，所述1毫欧标准电阻和10毫欧标准电阻均采用高精度、低温度系数的标准电阻。

9.根据权利要求1所述的钢束腐蚀程度测试装置，其特征在于，所述温度传感器分别安装在所述的1毫欧标准电阻及10毫欧标准电阻内部1厘米范围内以及被测钢束中部1厘米范围内。

10.一种应用权利要求1-9任意一项所述的钢束腐蚀程度测试装置测试钢束腐蚀程度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，标定标准电阻：将1毫欧标准电阻和10毫欧标准电阻送至标准局用高精度仪表标定，得到初始电阻值及温度特性曲线；

由标定结果得到初步的标定公式：                                                

1毫欧电阻与温度关系公式：

当温度t偏离20摄氏度时按下列公式计算

，R₂₀=0.00100002欧姆，α=7.8×10^-6，β=-1.6×10^-6；

10毫欧电阻与温度关系公式：

当温度t偏离20摄氏度时按下列公式计算

， R₂₀=0.0100002欧姆，α=6.3×10^-6，β=-1.8×10^-6；

步骤二，标定钢束温度系数：截取一段钢束放入恒温箱，测量在恒定温度下的电阻率，测量温度范围从零下20摄氏度到55摄氏度，测量温度步进0.5摄氏度，对测量数据进行拟合得到钢束阻值与温度关系公式，以0摄氏度的电阻率为基准，得到阻值与温度关系表格供后续步骤查询；

步骤三，将测试电缆的激励电流输入输出线缆焊接至被测钢束两端，将测试电缆的电压电缆焊接至所述的腐蚀裸露区域的两边界处；放置好湿度传感器与温度传感器，将测试仪与所述湿度传感器与温度传感器通过数据线连接，与数据处理系统用通信电缆连接；

步骤四，开启测试仪，测试1毫欧标准电阻以及10毫欧标准电阻表面温度，根据对应的阻值-温度公式计算得到1毫欧标准电阻在当前温度下的实际阻值R₁以及 10毫欧标准电阻在当前温度下的实际阻值R₂；

步骤五，用测试仪分别测试1毫欧标准电阻和10毫欧标准电阻的相应输出电压y₁、y₂，根据方程和，得到测试仪的增益误差修正值k和偏置误差修正值b； 

步骤六，测试被测钢束当前温度下输出电压y₃，根据方程 计算得到被测钢束阻值R₃；调转测试电缆电流方向，测试被测钢束当前温度下输出电压y₄，根据方程 计算得到被测钢束的阻值R₄；(R₃+R₄)/2即为当前温度下的被测钢束的实际阻值；

步骤七，计算被测钢束在当前温度下的温度系数，即首先测量被测钢束当前的表面温度，然后查阅步骤二中生成的阻值与温度关系表格，得到相对于0摄氏度时钢束的电阻率的比例，从而消除钢束温度系数的影响；

步骤八，随着被测钢束发生腐蚀，被测钢束阻值R₀发生变化值，数据处理系统根据被测阻值变化值计算得到被测钢束腐蚀速率，计算公式为：

，其中，是腐蚀前钢束的直径。