[发明专利]一种耦合四探针电势降测量与丝束电极技术的腐蚀监测传感器、监测装置及监测方法

权利要求书

1.一种耦合四探针电势降测量与丝束电极技术的腐蚀监测传感器，其特征在于，包括传感器外壳体以及位于所述传感器外壳体内部的工作电极阵列、温度补偿电极、参比电极、测试探针、探针固定板、导线和PCB电路板；所述传感器外壳体内部注有环氧树脂灌封胶；

所述传感器外壳体顶部固定安装有用于连接多芯屏蔽线的耐压水密连接器；

所述工作电极阵列、所述温度补偿电极和所述参比电极均固定安装于所述传感器外壳体底面；所述工作电极阵列包括若干工作电极；所述温度补偿电极的材料和与所述工作电极相同，所述温度补偿电极的下表面喷涂有氧化铬陶瓷；所述温度补偿电极和每一个所述工作电极均连接有4根呈正方形布置的所述测试探针；所述参比电极为圆柱型的固态参比电极，所述参比电极连接有1根所述测试探针；

所述测试探针顶部固定于所述探针固定板，并通过所述导线连接至所述PCB电路板，所述PCB电路板通过所述导线连接至所述耐压水密连接器。

2.根据权利要求1所述的耦合四探针电势降测量与丝束电极技术的腐蚀监测传感器，其特征在于，所述工作电极阵列由m²个大小相同的工作电极呈m×m正方形阵列排布，所述工作电极的底面作为工作面，底面的形状为正方形。

3.根据权利要求2所述的耦合四探针电势降测量与丝束电极技术的腐蚀监测传感器，其特征在于，所述工作电极工作面的边长大于所述工作电极厚度的两倍。

4.根据权利要求1所述的耦合四探针电势降测量与丝束电极技术的腐蚀监测传感器，其特征在于，所述温度补偿电极和所述工作电极连接的4根所述测试探针呈正方形排布，所述测试探针与所述温度补偿电极或所述工作电极的接触点位于上表面的4个顶点，其中一侧的2根所述测试探针为电流探针，另一侧的2根所述测试探针为电压探针。

5.一种耦合四探针电势降测量与丝束电极技术的腐蚀监测装置，其特征在于，包括耦合四探针电势降测量与丝束电极技术的腐蚀监测传感器、多通道四探针测试仪、多通道数字电压表、多通道零电阻电流计、继电器组A、继电器组B和继电器组C；

所述多通道四探针测试仪的测量端通过所述继电器组A与所述腐蚀监测传感器中的工作电极阵列和温度补偿电极相连接，用于测量所述工作电极和所述温度补偿电极的电压，进而根据电压得到所述工作电极的壁厚损失；

所述多通道数字电压表的测量端通过所述继电器组B与所述腐蚀监测传感器中的工作电极阵列和参比电极相连接，用于测量所述工作电极与所述参比电极之间的电势差；

所述多通道零电阻电流计的测量端通过所述继电器组C与所述腐蚀监测传感器中的工作电极阵列相连接，用于测量各个所述工作电极之间的电偶电流。

6.一种耦合四探针电势降测量与丝束电极技术的监测方法，其特征在于，采用权利要求5所述的耦合四探针电势降测量与丝束电极技术的腐蚀监测装置，具体包括以下步骤：

S01：所述腐蚀监测传感器表面预处理：使用所述腐蚀监测传感器前需要对电极表面进行预处理，使用酒精清洗电极表面，并用冷风吹干；

S02：安装所述腐蚀监测传感器：将所述腐蚀监测传感器放置在需要进行腐蚀监测的环境中，将所述腐蚀监测传感器顶部的所述耐压水密连接器通过多芯屏蔽线接入所述多通道四探针测试仪、所述多通道数字电压表和所述多通道零电阻电流计；

S03：运用四探针技术测试电极电压：控制所述继电器组A开启，同时控制所述多通道四探针测试仪依次测试各个所述工作电极和所述温度补偿电极的电压，并记录测试数据；

S04：运用丝束电极技术测试电极电位：控制所述继电器组B开启，同时控制所述多通道数字电压表依次测试各个所述工作电极与所述参比电极之间的电势差，并记录测试数据；

S05：运用丝束电极技术测试电极间电流：控制所述继电器组C开启，控制所述多通道零电阻电流计测试各个所述工作电极之间的电偶电流，记录测试数据；

S06：数据处理与分析：基于所述多通道四探针测试仪测量的电压结果计算出各个所述工作电极的壁厚损失，并绘制云图；基于所述多通道数字电压表测量结果绘制电位云图；基于所述多通道零电阻电流计的电偶电流测试结果绘制电流云图。

7.根据权利要6所述的耦合四探针电势降测量与丝束电极技术的监测方法，其特征在于，步骤S06中，根据所述多通道四探针测试仪测量的电极电压结果计算各个所述工作电极的壁厚损失Δδ的计算公式为：

其中，U_m表示所述工作电极初始电压，表示所述工作电极腐蚀后电压，l_m表示所述工作电极上相邻所述测试探针的间距，δ_m表示所述工作电极的初始厚度，U_c表示所述温度补偿电极初始电压，表示所述温度补偿电极电极腐蚀后电压，X表示初始状态电压比，X^*表示腐蚀后电压比。