[发明专利]电位测量设备和方法

说明书

本发明涉及电位测量设备和方法。本发明涉及一种被布置用于测量腐蚀保护系统中的极化电位的值的便携式单元，该腐蚀保护系统包括受保护结构、阳极和参考电极，该便携式单元能够连接到受保护结构以及连接到参考电极。便携式单元被布置为执行电压测量以检测和监控瞬时关断序列，其中腐蚀保护系统在正常操作期间关闭预定时间段(T₁)。如果检测到瞬时关断序列，则执行电压测量以测量瞬时关断序列期间代表腐蚀保护系统的直流电位曲线的电压信号。分析在初始IR降和随后的电压衰减期间在电压信号中检测到的阶跃响应(S)。在阶跃响应的时间处的电压信号的初始值被确定并显示为极化电位(U_p)的值。本发明还涉及一种用于操作该单元的方法。

技术领域

本发明涉及一种便携式极化电位测量设备和用于使用这种便携式单元测量极化电位的方法。

背景技术

放置在腐蚀性环境中的金属部件(诸如船舶推进单元的零件和浸没的或地下金属结构，例如石油钻机或管线)将需要某种形式的阴极保护，以便消除或减少这些零件或结构的腐蚀的影响。

提供腐蚀保护的有效方法是使用一种称为外加电流阴极保护(impressedcurrent cathodic protection，ICCP)的方法。ICCP系统通常用于货物运送船、油轮和大型游艇。KR101066104B1公开了ICCP系统的一般原理，其中金属元件和阳极附接到船舶上并浸没在水中。金属元件连接到负极端子，并且阳极连接到DC电源的正极端子，以通过包括阳极、金属元件和电解质的电路提供电去钝化电流。以这样的方式，阳极为金属零件提供腐蚀保护。通过保持电路中的预定电位，ICCP系统可以为要保护的金属零件提供期望的保护水平。这种ICCP系统也可以用于陆基结构，诸如地下管线。

为了在电路中保持期望的预定电位，有必要获得极化电位的值。测量牺牲阳极腐蚀保护(CP)系统的保护电位相当简单。在CP系统中的阳极和阴极之间的电解质中的欧姆电位降(通常称为IR降)相对较低。因此，当使用普通万用表时的不准确性变得不明显，尤其是在将参考电极保持远离阳极并靠近阴极结构的情况下。IR降是由于溶液电阻引起的电位降。它是移动离子通过电解质所需的电位差。IR降是由离子电解质(像稀酸、盐水、某些类型的土壤等)中的电流流动引起的。IR降是不希望的性质，并且必须将其去除才能获得极化电位的精确测量。

然而，在利用ICCP的情况下，存在电解液中的较大的IR降，这使得实际上不可能获得极化电位的真实电位读数。因此，ICCP系统通常通过以一定时间间隔读取瞬时关断电位来操作，以便确定是否需要调节电流输出来维持适当的电位。瞬时关断电位表示具有IR降补偿的有效导通电位。瞬时关断电位通过短时间段内中断电流并在CP整流器中断后立即测量电位来测量。普通万用表不适合这种测量，因为这种万用表不能显示电流中断后电位中的瞬时变化。

为了对极化电位进行外部测量，或者验证ICCP正确测量电位，或者在不必连接和中断ICCP系统的操作的情况下获得读数，需要使用专用装备，例如这个装备必须连接到计算机，并且需要关于如何从所检测到的振荡电位信号中读出真实电位的训练和知识。这种测量过程复杂、耗时，并且对于在现场进行使用(诸如在较小的海洋船舶上或在偏远地区检查埋地管线时)不太实用。

为了解决上述问题，本发明提供了一种改进的电位测量单元和一种用于测量极化电位的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于测量腐蚀保护系统中的极化电位的装置和方法，当被应用于腐蚀保护系统(诸如外加电流腐蚀保护系统)时，该装置和系统解决了上述问题。

该目的通过根据所附权利要求的一种便携式极化电位测量单元和一种用于执行测量的方法来实现。