專利名稱：：一種電化學(xué)測(cè)量探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及電化學(xué)測(cè)量
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種電化學(xué)測(cè)量探頭。
背景技術(shù)：
：目前鍋爐酸洗時(shí)采用的傳統(tǒng)的腐蝕速度測(cè)定方法是在系統(tǒng)內(nèi)掛指示片，該方法是待酸洗結(jié)束后，通過(guò)失重測(cè)量確定基體金屬的腐蝕速度。鍋爐酸洗時(shí)對(duì)鈍化效果的評(píng)價(jià)主要是目測(cè)法和鈍化后取鍋爐管樣采用硫酸銅點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)法。目前采用的這些檢測(cè)方法都是對(duì)酸洗結(jié)果的評(píng)價(jià)方法，其局限性在于無(wú)法提供酸洗過(guò)程中所清洗設(shè)備的腐蝕速度、鈍化狀態(tài)等與腐蝕相關(guān)的實(shí)時(shí)參數(shù)。采用同材料三電極體系的腐蝕電化學(xué)線性極化技術(shù)(是利用腐蝕電位附近極化電位與極化電流呈線性關(guān)系來(lái)測(cè)定金屬腐蝕速度的方法)可以瞬間測(cè)量金屬腐蝕過(guò)程中的瞬時(shí)腐蝕速度。所謂同材料三電極體系，是由相同材料的三個(gè)電極在電解池中構(gòu)成三電極體系，參比電極、輔助電極、工作電極均由研究電極充當(dāng)。由于是三個(gè)同種材料制成的電極，故在相同條件下的腐蝕情況應(yīng)基本相同，因此用其中一個(gè)試樣作為參比電極來(lái)對(duì)另一試樣的電位進(jìn)行監(jiān)測(cè)就會(huì)相對(duì)減少使用傳統(tǒng)參比電極所帶來(lái)的誤差，并且三組試樣可以提供更豐富的參考數(shù)據(jù)，使得獲得數(shù)據(jù)既準(zhǔn)確，又不破壞試樣的腐蝕進(jìn)程。相同材料的三個(gè)電極可以均勻安裝在一個(gè)測(cè)量探頭上，各電極的引線從探頭的尾部穿出，從而可以接電化學(xué)測(cè)量裝置，進(jìn)行電化學(xué)相關(guān)參數(shù)的測(cè)量。采用安裝有三個(gè)同材料電極的測(cè)量探頭可以監(jiān)測(cè)金屬腐蝕過(guò)程中的極化電阻，從而測(cè)量腐蝕速度。但酸洗過(guò)程中不僅需要測(cè)量酸洗過(guò)程中基體金屬的腐蝕速度，還需要監(jiān)測(cè)鈍化過(guò)程中金屬的電極電位，若要進(jìn)一步監(jiān)測(cè)鈍化過(guò)程中金屬的電極電位，還需要在電解池中另外安裝一個(gè)參比電極或另外安裝一個(gè)設(shè)置有參比電極的探頭。這樣無(wú)疑會(huì)給測(cè)量操作帶來(lái)很大的不便。
實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種電化學(xué)測(cè)量探頭，以同時(shí)安裝有三個(gè)同材料電極和一個(gè)參比電極，從而可以方便的實(shí)現(xiàn)在酸洗過(guò)程中金屬腐蝕速度及電極電位的測(cè)量。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例的一種電化學(xué)測(cè)量探頭包括電極設(shè)置部，位于所述電化學(xué)測(cè)量探頭的測(cè)量端，該電極設(shè)置部上設(shè)置有三個(gè)同材料電極和一個(gè)參比電極，同材料電極和參比電極位于圓內(nèi)接正四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)位置上；引線引出管，接合于所述電極設(shè)置部的電極引線連接端，電極設(shè)置部上各電極的引線從該引線引出管中引出。在進(jìn)行線性極化測(cè)量時(shí)，與所述參比電極鄰近的兩個(gè)同材料電極分別作為極化測(cè)量的參比電極和輔助電極，另一同材料電極作為極化測(cè)量工作電極。3[0010]在進(jìn)行電極電位測(cè)量時(shí)，與所述參比電極鄰近的任一個(gè)同材料電極作為電位測(cè)量工作電極。所述電極設(shè)置部與所述參比電極螺紋連接。所述參比電極為銀/氯化銀參比電極。所述電化學(xué)測(cè)量探頭還可包括封堵塞，接合于所述引線引出管的遠(yuǎn)離電極設(shè)置部的一端，用于封堵所述引線引出管的管口并露出所述引線。本實(shí)用新型采用如上的電化學(xué)測(cè)量探頭能夠方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)酸洗過(guò)程中金屬腐蝕速度及電極電位等參數(shù)的測(cè)量。此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限定。在附圖中圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的電化學(xué)測(cè)量探頭立體示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的電化學(xué)測(cè)量探頭中三個(gè)同材料電極與參比電極的位置關(guān)系示意圖；圖3為沿圖2中AA'線的電化學(xué)測(cè)量探頭的剖面示意圖；[0019]圖4為本實(shí)用新型提供的電化學(xué)電解池的示意圖。具體實(shí)施方式為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在此，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。本實(shí)用新型針對(duì)鍋爐酸洗過(guò)程中需要同時(shí)檢測(cè)金屬的腐蝕速度和電極電位的要求，設(shè)計(jì)了一種四電極電化學(xué)測(cè)量探頭，將傳統(tǒng)的同材料三電極和參比電極合理設(shè)計(jì)安裝在同一個(gè)探頭上，該探頭既可以完成線性極化電阻測(cè)量，又可以監(jiān)測(cè)電極的腐蝕電位，無(wú)需在測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)安裝兩個(gè)測(cè)量探頭。圖1所示為本實(shí)用新型實(shí)施例的電化學(xué)測(cè)量探頭的立體圖，圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的探頭中同材料三電極及參比電極的位置關(guān)系示意圖，圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的探頭的剖面示意圖。如圖1圖3所示，本實(shí)施例的電化學(xué)測(cè)量探頭包括[0023]電極設(shè)置部100，或稱電極基座，位于該電化學(xué)測(cè)量探頭的測(cè)量端，即接觸電解液的一端，該電極設(shè)置部上設(shè)置有三個(gè)同材料電極101103和一個(gè)參比電極104。同材料三電極體系用于測(cè)量酸洗過(guò)程中碳鋼電極的極化電阻和腐蝕速度，陶瓷參比電極用于測(cè)量酸洗過(guò)程中碳鋼電極的腐蝕電位。本實(shí)施例中，三個(gè)同材料電極可為碳鋼電極、金、銀、銅、鉑等材料，參比電極為Ag/Agcl陶瓷參比電極。本實(shí)施例中，對(duì)三個(gè)同材料電極及參比電極的形狀沒(méi)有限制，可以為柱狀、針狀、片狀等等。引線引出管IIO，接合于所述電極設(shè)置部100的電極引線連接端，電極設(shè)置部上各電極的引線從該引線引出管中引出。引出的各引線可包在一根線纜中。本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述參比電極104和所述三個(gè)同材料電極分別1011034分別位于圓內(nèi)接正四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)位置上，相鄰兩電極之間的夾角為90度，如圖2所示。其中，所述圓內(nèi)接正四邊形的頂點(diǎn)位置允許一定的誤差，或者說(shuō)，允許一定的偏移，例如，允許參比電極和同材料電極沿正四邊形頂點(diǎn)的中心位置偏移對(duì)角線長(zhǎng)度的10%。在此僅為舉例，并非用于限定本實(shí)用新型。進(jìn)行同材料三電極系統(tǒng)測(cè)量時(shí)，與陶瓷參比電極104相鄰近的兩個(gè)碳鋼電極101和102分別為參比電極和輔助電極，與陶瓷參比電極相對(duì)的碳鋼電極103為工作電極，如圖2所示。本實(shí)用新型實(shí)施例的電化學(xué)四電極探頭，在結(jié)構(gòu)上優(yōu)于傳統(tǒng)的同材料三電極探頭，因?yàn)樵谶M(jìn)行三電極體系的線性極化測(cè)量時(shí)，其工作電極103距輔助電極101和參比電極102的距離都小于傳統(tǒng)的同材料三電極探頭上的對(duì)應(yīng)距離，因此降低了溶液的IR降，提高了工作電極的極化電位。另外，在進(jìn)行腐蝕過(guò)程中電極電位測(cè)量時(shí)，可以測(cè)量同材料三電極中與陶瓷參比電極104相鄰近的電極101或102的電位，即以電極101或102作為工作電極，這樣測(cè)得的電位與酸洗設(shè)備內(nèi)表面的電位更接近。如果測(cè)量工作電極103的電位，可能會(huì)引起較大的誤差，因?yàn)榫€性極化測(cè)量中的工作電極表面狀態(tài)由于施加極化電壓會(huì)有所改變?？蛇x地，本實(shí)用新型的電化學(xué)探頭還可包括封堵塞130，接合于所述引線引出管的遠(yuǎn)離電極設(shè)置部的一端，用于封堵所述引線引出管的管口并露出所述引線。本發(fā)明另一實(shí)施例中，所述電極設(shè)置部與所述參比電極104螺紋連接，即所述電極設(shè)置部上可以設(shè)置有帶外螺紋的螺柱，參比電極104上設(shè)置有帶內(nèi)螺紋的螺孔，或者，電極設(shè)置部上設(shè)置有帶內(nèi)螺紋的螺孔，參比電極104上設(shè)置有帶外螺紋的螺柱，通過(guò)螺紋連接參比電極可以方便地安裝在電極設(shè)置部上，并便于更換。所述電極設(shè)置部與三個(gè)同材料電極101103也可以螺紋連接。本實(shí)用新型實(shí)施例的電化學(xué)四電極探頭可以應(yīng)用于各種電化學(xué)電解池，例如，可以應(yīng)用于本實(shí)施例提供的如圖4所示的電化學(xué)電解池，該電解池包括[0030]電極杯400，其底部設(shè)置有入口管401，其側(cè)壁設(shè)置有至少兩個(gè)均勻分布的第一排液孔402;固定裝置420，位于所述電極杯400的上部，用于固定安裝有電極441的測(cè)量探頭440于電極杯內(nèi)；以及儲(chǔ)液箱460，容納所述電極杯及從電極杯的第一排液孔排除的測(cè)量介質(zhì)，該儲(chǔ)液箱底部設(shè)置有第二排液孔。本實(shí)施例中，所述入口管401設(shè)置在所述電極杯的底部中心，以保證酸洗介質(zhì)均勻流入電極杯內(nèi)，該入口管用于接入酸洗系統(tǒng)，例如，該入口管401可以通過(guò)一段乳膠管或其它耐酸蝕的軟管接在酸洗系統(tǒng)中酸洗清洗泵出口的取樣管口上或酸洗回液取液管口上，即將乳膠管或其它軟管的一端套在電極杯的入口管上，另一端套在酸洗清洗泵出口的取樣管口上或酸洗回液取液管口上，這樣就把電解池連入酸洗系統(tǒng)的入口或出口位置上。[0034]所述第一排液孔402用于排出電極杯中的被測(cè)液體(測(cè)量介質(zhì))。這樣，電極杯中的被測(cè)液體可以從入口管流入，由第一排液孔排出，這樣，就能夠檢測(cè)酸洗系統(tǒng)出口或入口位置的酸洗液的實(shí)時(shí)的腐蝕速度及電極電位等電化學(xué)參數(shù)，從而能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)控酸洗過(guò)程中的腐蝕過(guò)程及鈍化過(guò)程。本實(shí)施例中，所述第一排液孔至少為兩個(gè)或兩個(gè)以上，其均勻設(shè)置在電極杯側(cè)壁同一高度的頂端位置上，該頂端位置的高度高于電極441的位置。[0035]本實(shí)施例中，所述固定裝置420可以被設(shè)計(jì)為不同的形狀，只要其能將測(cè)量探頭固定地安裝在電極杯內(nèi)。例如，該固定裝置可通過(guò)旋緊螺絲來(lái)固定測(cè)量探頭。所述固定裝置可以包括帶孔的杯蓋422，測(cè)量探頭經(jīng)過(guò)杯蓋的孔伸入到電極杯內(nèi)。對(duì)于具有揮發(fā)性的酸洗液，如雙氧水，所述杯蓋422和電極杯400之間、杯蓋422和測(cè)量探頭440之間形成密封式結(jié)構(gòu)，以保證酸洗介質(zhì)中的有害揮發(fā)性氣體和腐蝕性介質(zhì)不危害檢測(cè)人員的身體健康。本實(shí)施例中，電極杯中排出的介質(zhì)通過(guò)儲(chǔ)液箱的第二排液孔集中排走，如果沒(méi)有儲(chǔ)液箱，第一排液孔中排出的酸洗液至少需要兩個(gè)排液管將其排走，另外，儲(chǔ)液箱容納并固定了電極杯，方便了電化學(xué)電解池在現(xiàn)場(chǎng)的安裝和測(cè)量。本實(shí)施例中，所述第二排液孔設(shè)置在儲(chǔ)液箱的底部，并可設(shè)置有孔塞。所述儲(chǔ)液箱可以不設(shè)置蓋，也可以設(shè)置蓋。在所述儲(chǔ)液箱上設(shè)置有蓋462時(shí)，可以有效防止儲(chǔ)液箱的酸洗液中的有害揮發(fā)性氣體和腐蝕性介質(zhì)揮發(fā)出來(lái)而危害檢測(cè)人員的身體健康。所述儲(chǔ)液箱的蓋462上還可以設(shè)置有小孔463，以使電極的引線442從該小孔463中伸出。如上電化學(xué)測(cè)量探頭和電解池實(shí)現(xiàn)了鍋爐酸洗過(guò)程中腐蝕電化學(xué)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，由于能實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)酸洗過(guò)程中基體金屬的腐蝕速度或鈍化效果，酸洗技術(shù)人員可以根據(jù)在線監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整酸洗或鈍化工藝，保證了酸洗效果，防止了鍋爐受熱面因腐蝕和結(jié)垢引起事故，同時(shí)也是提高鍋爐熱效率、改善機(jī)組水汽品質(zhì)，保證機(jī)組啟動(dòng)后水汽品質(zhì)盡快合格。如下表1所示為利用圖1所示的電化學(xué)探頭對(duì)鍋爐酸洗過(guò)程的實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)。表l.鍋爐酸清洗電化學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種電化學(xué)測(cè)量探頭，其特征在于，包括電極設(shè)置部，位于所述電化學(xué)測(cè)量探頭的測(cè)量端，該電極設(shè)置部上設(shè)置有三個(gè)同材料電極和一個(gè)參比電極，同材料電極和參比電極位于圓內(nèi)接正四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)位置上；引線引出管，接合于所述電極設(shè)置部的電極引線連接端，電極設(shè)置部上各電極的引線從該引線引出管中引出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)測(cè)量探頭，其特征在于在進(jìn)行線性極化測(cè)量時(shí)，與所述參比電極鄰近的兩個(gè)同材料電極分別作為極化測(cè)量的參比電極和輔助電極，另一同材料電極作為極化測(cè)量工作電極。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)測(cè)量探頭，其特征在于在進(jìn)行電極電位測(cè)量時(shí)，與所述參比電極鄰近的任一個(gè)同材料電極作為電位測(cè)量工作電極。4.根據(jù)權(quán)利要求13中任意一項(xiàng)所述的電化學(xué)測(cè)量探頭，其特征在于所述電極設(shè)置部與所述參比電極螺紋連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)測(cè)量探頭，其特征在于，還包括封堵塞，接合于所述引線引出管的遠(yuǎn)離電極設(shè)置部的一端，用于封堵所述引線引出管的管口并露出所述引線。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)測(cè)量探頭，其特征在于所述參比電極為銀/氯化銀參比電極。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)測(cè)量探頭，其特征在于所述圓內(nèi)接正四邊形的頂點(diǎn)位置允許特定的誤差，該誤差為沿正四邊形頂點(diǎn)的中心位置偏移對(duì)角線長(zhǎng)度的10%。專利摘要本實(shí)用新型提供一種電化學(xué)測(cè)量探頭包括電極設(shè)置部，位于所述電化學(xué)測(cè)量探頭的測(cè)量端，該電極設(shè)置部上設(shè)置有三個(gè)同材料電極和一個(gè)參比電極，同材料電極和參比電極位于圓內(nèi)接正四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)位置上；引線引出管，接合于所述電極設(shè)置部的電極引線連接端，電極設(shè)置部上各電極的引線從該引線引出管中引出。本實(shí)用新型采用如上的電化學(xué)測(cè)量探頭能夠方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)酸洗過(guò)程中金屬腐蝕速度及電極電位等參數(shù)的測(cè)量。文檔編號(hào)G01N27/48GK201440134SQ20092010723公開(kāi)日2010年4月21日申請(qǐng)日期2009年4月21日優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日發(fā)明者吳華成,張秀麗,李永立,李賀全,楊妮,王應(yīng)高,龔麗華申請(qǐng)人:華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司