[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

说明书

本发明提供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，所述监测传感器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、探针固定板等；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；所述温度补偿电极和每一个所述工作电极均连接有4根所述测试探针；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。本发明提供的监测传感器能够同步在线监测局部腐蚀深度和阴阳极电流、电位分布。

技术领域

本发明涉及自动监测技术领域，具体而言，尤其涉及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。

背景技术

金属结构物的腐蚀问题给国民经济带来了巨大的损失。在国民经济的各个领域内，经常会应用到各种金属结构物，例如：油气运输中采用的钢制管道，船体采用的钢制船壳，钢制石油储油罐，海上风力发电结构的钢桩等，钢混结构中的钢筋，这些金属结构都会遭受不同程度的腐蚀问题。由于金属材质的非均匀性和外部环境的非均匀性，金属结构在自然环境中发生的腐蚀往往是非均匀的，即金属表面不同区域的腐蚀速率具有明显差异，表面存在明显的阴阳极分布，阴阳极之间的腐蚀电流会进一步地加剧腐蚀的非均匀程度。相比于全面腐蚀，非均匀腐蚀造成的危害性要严重的多，非均匀腐蚀更加隐蔽，造成的事故往往是突发性破坏，一般而言，整体金属钢结构物的安全稳定，往往取决于腐蚀最严重区域的腐蚀状态，因此掌握金属结构物的腐蚀状态至关重要。通过放置腐蚀监测传感器可以掌握当前钢结构的腐蚀状态，测量当前的腐蚀速率，从而为防腐方案的制定提供依据，也可以评估当前防腐方案的有效性，根据监测结果及时调整防腐策略，对于维护结构的安全具有重大的意义。

目前，工业上常用的腐蚀监测手段可以分为两类：

第一类是基于环境参数的监测技术，即通过测量与腐蚀相关的环境参数，结合现有的经典腐蚀理论或者腐蚀模型，对当前的腐蚀状态进行评估，常用的技术有：电导率监测、温度监测、溶液氧含量监测、pH值监测、湿度监测、氯离子浓度监测等，由于腐蚀环境复杂多变，影响腐蚀速率的环境因素较多，并且现有的腐蚀理论模型尚不完善，无法通过环境参数评估腐蚀状态，更无法计算腐蚀速率。

第二类是基于腐蚀探针的监测技术，即在被监测物周围放置相同材质的腐蚀探针，通过测试该探针的腐蚀状态，来推测整体结构物的腐蚀状态，常用的腐蚀探针形式有：电阻探针、电化学三电极探针、失重挂片等。由于腐蚀往往具有非均匀的特征，在局部腐蚀发生时，钢材表面不同区域的腐蚀速率具有明显差异，并且表面存在阴阳极分布，阴阳极之间的腐蚀电流会进一步地加剧局部腐蚀程度。而常规的基于腐蚀探针的监测技术只能测量一块区域的平均腐蚀信息，却无法反应局部腐蚀的非均匀程度。

第三类是基于多电极系统的监测技术，即在被监测物周围放置阵列排布的腐蚀探针，通过监测各个电极的电位信息和各个电极之间的电流来判断腐蚀状态。该方法的优点是灵敏度较高，能够获得当前的腐蚀速率，并且能在一定程度上识别腐蚀类型，但是该技术依赖于外部溶液环境提供电连通，在实际工程中使用会存在失效的风险，并不适合于长期监测。

发明内容

针对现有腐蚀监测手段存在的技术问题，本发明提供了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。

本发明采用的技术手段如下：

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，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；