CN211471557U - 多方位环绕式极化探头 - Google Patents

Abstract

一种多方位环绕式极化探头，外壳体内部具有环形空腔，外壳体一侧面的中部环向均匀地开设有三个导线导出孔；环形空腔内部由里端到外端依次安装有混凝土模拟凝胶环、保湿剂凝胶环和CuSO₄晶体环；混凝土模拟凝胶环、保湿剂凝胶环和CuSO₄晶体环两两相贴合地设置；三个极化试片均匀地安装在混凝土模拟凝胶体内环面的中部，并通过设置在混凝土模拟凝胶环中的三个盐桥与保湿剂凝胶环连通；三个自腐蚀试片均匀地安装在混凝土模拟凝胶体内环面的中部；铜薄环同心地设置在CuSO₄晶体环的内部。该探头能在保留传统极化探头降低IR降功能的基础上，实现多方位测量，能实现测量点与破损点尽可能同一垂直面的高精度测量。

Description

多方位环绕式极化探头

技术领域

本实用新型属于电化学腐蚀技术领域，具体是一种多方位环绕式极化探头。

背景技术

目前城市轨道交通一般采用直流双边供电，以轨道作为回流通路但由于轨道及地铁附属设备虽采用绝缘安装但由于各种因素并不能实现完全的绝缘，并且随着时间的推移，其绝缘性能会逐渐下降，由此产生的杂散电流会对地铁中的电气设备和设施的正常运行造成不同程度的影响，同时还会对隧道、道床钢筋以及各种埋地金属管道等造成不同程度的危害。

地铁杂散电流作为危害埋地金属的重大隐患，长久以来成为不可忽视的重大问题，针对杂散电流的监测和防护等方法也日渐成为人们关注的焦点。现有的针对埋地金属管道的杂散电流检测方法有：直接测量法(如：地表参比法、近参比法和远参比法等)，间接测量法(如：土壤电压梯度法、辅助电极法和瞬间断电法等)，非常规测量方法(如密间隔电位测量法和极化探头法等)。但由于实际测量中存在IR降等问题，所以极化探头通过绝缘装置将试片与杂散电流隔绝开从而起到消除IR降作用，日益成为备受推崇的方法。

极化测试探头是一种长效、高稳定、消除IR降的埋地金属、管道等电位测量探头，在受杂散电流干扰或者无法同步中断保护电流的管道或者牺牲阳极阴极保护***中，采用极化探头法对埋地金属及管道等腐蚀的极化电位进行检测与监测，其结果更将准确可靠。

极化探头法虽然在测量过程能有效降低IR降的问题，但由于埋地金属管道破损处方位不确定，极化探头检测位置与破损点可能并不在同一垂直面内，进而会导致随检测距离的增加而造成的测量误差。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种多方位环绕式极化探头，该探头能在保留传统极化探头降低IR降功能的基础上，实现多方位测量，能实现测量点与破损点尽可能同一垂直面的高精度测量。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种多方位环绕式极化探头，包括外壳体、三个极化试片、三个自腐蚀试片和圆环形的铜薄环；

所述外壳体内部具有环形空腔，外壳体一侧面的中部环向均匀地开设有三个导线导出孔；

所述环形空腔内部由里端到外端依次安装有混凝土模拟凝胶环、保湿剂凝胶环和CuSO₄晶体环；混凝土模拟凝胶环、保湿剂凝胶环和CuSO₄晶体环两两相贴合地设置；

三个极化试片均匀地安装在混凝土模拟凝胶环内环面的中部，三个极化试片的外表面分别通过径向地设置在混凝土模拟凝胶环中的三个盐桥与保湿剂凝胶环连通；三个极化试片的端部分别通过设置在混凝土模拟凝胶环边缘的三个过线通道A与三个导线导出孔中的第一个出孔连通；三个自腐蚀试片均匀地安装在混凝土模拟凝胶环内环面的中部，三个自腐蚀试片与三个极化试片相互交错地设置，且相邻的自腐蚀试片和极化试片的夹角为60度；三个自腐蚀试片的端部分别通过设置在混凝土模拟凝胶环边缘的三个过线通道B与三个导线导出孔中的第二个出孔连通；

所述铜薄环同心地设置在CuSO₄晶体环的内部，铜薄环通过依次贯穿CuSO₄晶体环和保湿剂凝胶环的过线通道C与三个导线导出孔中的第三个出孔连通；

三根第一导线的一端分别与三个极化试片的一端连接，其另一端在通过过线通道A后由三个导线导出孔中的第一个出孔穿出；

三根第二导线的一端分别与三个自腐蚀试片的一端连接，其另一端在通过过线通道B后由三个导线导出孔中的第二个出孔穿出；

第三导线的一端与铜薄环的一端连接，其另一端在通过过线通道C后由三个导线导出孔中的第三个出孔穿出。

所述外壳体由中部的筒状部和通过螺纹配合连接在筒状部两开口端的端板组成。

第一导线与极化试片焊接，且焊接点通过环氧树脂密封；第二导线与自腐蚀试片焊接，且焊接点通过环氧树脂密封；第三导线与铜薄环焊接，且焊接点通过环氧树脂密封。

所述混凝土模拟凝胶环采用混凝土模拟液制作而成。

本实用新型具有三组等分度分布的极化试片和自腐蚀试片组成的试片组，能实现三个方位等分360°的检测，能尽可能的获取监测点与破损点间最精准的检测值。在数据获取时，可以采取多方位各自独立测量的方式以获取最精准的测量值；在数据处理时，还可以采取对多方位测量值进行均分值的方式来排除偶然误差，进而能有效降低误差。通过使铜薄环埋置于CuSO₄晶体内部，能利用圆环到待测对象之间的等间距传输特性，实现了均匀物质的传输特性；同时铜薄环增大了化学反应的接触面，进而从本质上提高了测量精度。采用固体的CuSO₄晶体取代传统参比电极中饱和的CuSO₄溶液，避免了参比电极内参比溶液泄露等造成的一系列问题；同时，也保障了电化学反应所需离子的供应量。本实用新型结构简单，能实现极化电位的多方位、高精度检测与监测，从环境保护和测量精度稳定性方面较传统的极化探头更有优势。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的剖视图；

图3是本实用新型的立体图；

图4是本实用新型的测量原理图。

图中：1、极化试片，2、自腐蚀试片，3、混凝土模拟凝胶环，4、保湿剂凝胶环，5、铜薄环，6、CuSO₄晶体环，70、外密封壳，8、盐桥，9、导线导出孔，10、过线通道A。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1至图3所示，一种多方位环绕式极化探头，包括外壳体7、三个极化试片1、三个自腐蚀试片2和圆环形的铜薄环5；

所述外壳体7内部具有环形空腔，外壳体7一侧面的中部环向均匀地开设有三个导线导出孔9；

所述环形空腔内部由里端到外端依次安装有混凝土模拟凝胶环3、保湿剂凝胶环4和 CuSO₄晶体环6；混凝土模拟凝胶环3、保湿剂凝胶环4和CuSO₄晶体环6两两相贴合地设置；

三个极化试片1均匀地安装在混凝土模拟凝胶环3内环面的中部，三个极化试片1的外表面分别通过径向地设置在混凝土模拟凝胶环3中的三个盐桥8与保湿剂凝胶环4连通；三个极化试片1的端部分别通过设置在混凝土模拟凝胶环3边缘的三个过线通道A10与三个导线导出孔9中的第一个出孔连通；三个自腐蚀试片2均匀地安装在混凝土模拟凝胶环3内环面的中部，三个自腐蚀试片2与三个极化试片1相互交错地设置，且相邻的自腐蚀试片2和极化试片1的夹角为60度；三个自腐蚀试片2的端部分别通过设置在混凝土模拟凝胶环3边缘的三个过线通道B与三个导线导出孔9中的第二个出孔连通；

所述铜薄环5同心地设置在CuSO₄晶体环6的内部，铜薄环5通过依次贯穿CuSO₄晶体环6和保湿剂凝胶环4的过线通道C与其中一个导线导出孔9中的第三个出孔连通；

三根第一导线的一端分别与三个极化试片1的一端连接，其另一端在通过过线通道A10 后由三个导线导出孔9中的第一个出孔穿出；

三根第二导线的一端分别与三个自腐蚀试片2的一端连接，其另一端在通过过线通道B 后由三个导线导出孔9中的第二个出孔穿出；

第三导线的一端与铜薄环5的一端连接，其另一端在通过过线通道C后由三个导线导出孔9中的第三个出孔穿出。

所述外壳体7由中部的筒状部和通过螺纹配合连接在筒状部两开口端的端板组成。

第一导线与极化试片1焊接，且焊接点通过环氧树脂密封；第二导线与自腐蚀试片2焊接，且焊接点通过环氧树脂密封；第三导线与铜薄环5焊接，且焊接点通过环氧树脂密封。

所述混凝土模拟凝胶环3采用混凝土模拟液制作而成。

本实用新型具有三组等分度分布的极化试片和自腐蚀试片组成的试片组，能实现三个方位等分360°的检测，能尽可能的获取监测点与破损点间最精准的检测值。在数据获取时，可以采取多方位各自独立测量的方式以获取最精准的测量值；在数据处理时，还可以采取对多方位测量值进行均分值的方式来排除偶然误差，进而能有效降低误差。通过使铜薄环埋置于CuSO₄晶体内部，能利用圆环到待测对象之间的等间距传输特性，实现了均匀物质的传输特性；同时铜薄环增大了化学反应的接触面，进而从本质上提高了测量精度。采用固体的CuSO₄晶体取代传统参比电极中饱和的CuSO₄溶液，避免了参比电极内参比溶液泄露等造成的一系列问题；同时，也保障了化学法所需离子的供应量。本实用新型结构简单，能实现极化电位的多方位、高精度检测与监测，从环境保护和测量精度稳定性方面较传统的极化探头更有优势。

使用时，如图4所示，测量开始前要确认极化探头的三个极化试片1(分别记为极化试片01、极化试片02和极化试片03)、三个自腐蚀试片2(分别记为自腐蚀试片01、自腐蚀试片02和自腐蚀试片03)与被测对象已经连通，被测对象和三个极化试片1、三个自腐蚀试片2是充分极化的状态。用直流数字电压表V的正极通过开关S00连接接待测金属，负极分别与开关S10的一端、S20的一端和S30的一端连接，开关S10的另一端分别通过开关S11和 S12与极化试片01和自腐蚀试片01连接，开关S20的另一端分别通过开关S21和S22与极化试片02和自腐蚀试片02连接，开关S30的另一端分别通过开关S31和S32与极化试片03 和自腐蚀试片03连接。在数据获取时，在闭合S00、S10后，闭合S11获取方位一处极化电位；闭合S12获取方位一处自腐蚀电位；在闭合S00、S20后，闭合S21获取方位二处极化电位，闭合S22获取方位二处自腐蚀电位；在闭合S00、S30后，闭合S31获取方位三处极化电位，闭合S32获取方位三处自腐蚀电位。由此采取多方位各自独立测量以获取最精准的测量值。在数据处理时还可以采取对多方位测量值进行均分值方案来排除偶然误差进行误差的降低。

Claims (4)

1.一种多方位环绕式极化探头，包括外壳体（7），其特征在于，还包括三个极化试片（1）、三个自腐蚀试片（2）和圆环形的铜薄环（5）；

所述外壳体（7）内部具有环形空腔，外壳体（7）一侧面的中部环向均匀地开设有三个导线导出孔（9）；

所述环形空腔内部由里端到外端依次安装有混凝土模拟凝胶环（3）、保湿剂凝胶环（4）和CuSO₄晶体环（6）；混凝土模拟凝胶环（3）、保湿剂凝胶环（4）和CuSO₄晶体环（6）两两相贴合地设置；

三个极化试片（1）均匀地安装在混凝土模拟凝胶环（3）内环面的中部，三个极化试片（1）的外表面分别通过径向地设置在混凝土模拟凝胶环（3）中的三个盐桥（8）与保湿剂凝胶环（4）连通；三个极化试片（1）的端部分别通过设置在混凝土模拟凝胶环（3）边缘的三个过线通道A（10）与三个导线导出孔（9）中的第一个出孔连通；三个自腐蚀试片（2）均匀地安装在混凝土模拟凝胶环（3）内环面的中部，三个自腐蚀试片（2）与三个极化试片（1）相互交错地设置，且相邻的自腐蚀试片（2）和极化试片（1）的夹角为60度；三个自腐蚀试片（2）的端部分别通过设置在混凝土模拟凝胶环（3）边缘的三个过线通道B与三个导线导出孔（9）中的第二个出孔连通；

所述铜薄环（5）同心地设置在CuSO₄晶体环（6）的内部, 铜薄环（5）通过依次贯穿CuSO₄晶体环（6）和保湿剂凝胶环（4）的过线通道C与三个导线导出孔（9）中的第三个出孔连通；

三根第一导线的一端分别与三个极化试片（1）的一端连接，其另一端在通过过线通道A（10）后由三个导线导出孔（9）中的第一个出孔穿出；

三根第二导线的一端分别与三个自腐蚀试片（2）的一端连接，其另一端在通过过线通道B后由三个导线导出孔（9）中的第二个出孔穿出；

第三导线的一端与铜薄环（5）的一端连接，其另一端在通过过线通道C后由三个导线导出孔（9）中的第三个出孔穿出。

2.根据权利要求1所述的一种多方位环绕式极化探头，其特征在于，所述外壳体（7）由中部的筒状部和通过螺纹配合连接在筒状部两开口端的端板组成。

3.根据权利要求2所述的一种多方位环绕式极化探头，其特征在于，第一导线与极化试片（1）焊接，且焊接点通过环氧树脂密封；第二导线与自腐蚀试片（2）焊接，且焊接点通过环氧树脂密封；第三导线与铜薄环（5）焊接，且焊接点通过环氧树脂密封。

4.根据权利要求3所述的一种多方位环绕式极化探头，其特征在于，所述混凝土模拟凝胶环（3）采用混凝土模拟液制作而成。

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