CN201440134U - 一种电化学测量探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电化学测量探头包括：电极设置部，位于所述电化学测量探头的测量端，该电极设置部上设置有三个同材料电极和一个参比电极，同材料电极和参比电极位于圆内接正四边形的四个顶点位置上；引线引出管，接合于所述电极设置部的电极引线连接端，电极设置部上各电极的引线从该引线引出管中引出。本实用新型采用如上的电化学测量探头能够方便地实现对酸洗过程中金属腐蚀速度及电极电位等参数的测量。

Description

一种电化学测量探头

技术领域

本实用新型涉及电化学测量技术领域，尤其涉及一种电化学测量探头。

背景技术

目前锅炉酸洗时采用的传统的腐蚀速度测定方法是在系统内挂指示片，该方法是待酸洗结束后，通过失重测量确定基体金属的腐蚀速度。锅炉酸洗时对钝化效果的评价主要是目测法和钝化后取锅炉管样采用硫酸铜点滴实验法。目前采用的这些检测方法都是对酸洗结果的评价方法，其局限性在于无法提供酸洗过程中所清洗设备的腐蚀速度、钝化状态等与腐蚀相关的实时参数。

采用同材料三电极体系的腐蚀电化学线性极化技术(是利用腐蚀电位附近极化电位与极化电流呈线性关系来测定金属腐蚀速度的方法)可以瞬间测量金属腐蚀过程中的瞬时腐蚀速度。所谓同材料三电极体系，是由相同材料的三个电极在电解池中构成三电极体系，参比电极、辅助电极、工作电极均由研究电极充当。由于是三个同种材料制成的电极，故在相同条件下的腐蚀情况应基本相同，因此用其中一个试样作为参比电极来对另一试样的电位进行监测就会相对减少使用传统参比电极所带来的误差，并且三组试样可以提供更丰富的参考数据，使得获得数据既准确，又不破坏试样的腐蚀进程。相同材料的三个电极可以均匀安装在一个测量探头上，各电极的引线从探头的尾部穿出，从而可以接电化学测量装置，进行电化学相关参数的测量。

采用安装有三个同材料电极的测量探头可以监测金属腐蚀过程中的极化电阻，从而测量腐蚀速度。但酸洗过程中不仅需要测量酸洗过程中基体金属的腐蚀速度，还需要监测钝化过程中金属的电极电位，若要进一步监测钝化过程中金属的电极电位，还需要在电解池中另外安装一个参比电极或另外安装一个设置有参比电极的探头。这样无疑会给测量操作带来很大的不便。

实用新型内容

有鉴于现有技术中的问题，本实用新型的主要目的在于提供一种电化学测量探头，以同时安装有三个同材料电极和一个参比电极，从而可以方便的实现在酸洗过程中金属腐蚀速度及电极电位的测量。

为了实现上述目的，本实用新型实施例的一种电化学测量探头包括：

电极设置部，位于所述电化学测量探头的测量端，该电极设置部上设置有三个同材料电极和一个参比电极，同材料电极和参比电极位于圆内接正四边形的四个顶点位置上；

引线引出管，接合于所述电极设置部的电极引线连接端，电极设置部上各电极的引线从该引线引出管中引出。

在进行线性极化测量时，与所述参比电极邻近的两个同材料电极分别作为极化测量的参比电极和辅助电极，另一同材料电极作为极化测量工作电极。

在进行电极电位测量时，与所述参比电极邻近的任一个同材料电极作为电位测量工作电极。

所述电极设置部与所述参比电极螺纹连接。所述参比电极为银/氯化银参比电极。

所述电化学测量探头还可包括：

封堵塞，接合于所述引线引出管的远离电极设置部的一端，用于封堵所述引线引出管的管口并露出所述引线。

本实用新型采用如上的电化学测量探头能够方便地实现对酸洗过程中金属腐蚀速度及电极电位等参数的测量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中：

图1为本实用新型一实施例的电化学测量探头立体示意图；

图2为本实用新型实施例的电化学测量探头中三个同材料电极与参比电极的位置关系示意图；

图3为沿图2中AA’线的电化学测量探头的剖面示意图；

图4为本实用新型提供的电化学电解池的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

本实用新型针对锅炉酸洗过程中需要同时检测金属的腐蚀速度和电极电位的要求，设计了一种四电极电化学测量探头，将传统的同材料三电极和参比电极合理设计安装在同一个探头上，该探头既可以完成线性极化电阻测量，又可以监测电极的腐蚀电位，无需在测量系统内安装两个测量探头。

图1所示为本实用新型实施例的电化学测量探头的立体图，图2为本实用新型实施例的探头中同材料三电极及参比电极的位置关系示意图，图3为本实用新型实施例的探头的剖面示意图。如图1～图3所示，本实施例的电化学测量探头包括：

电极设置部100，或称电极基座，位于该电化学测量探头的测量端，即接触电解液的一端，该电极设置部上设置有三个同材料电极101～103和一个参比电极104。同材料三电极体系用于测量酸洗过程中碳钢电极的极化电阻和腐蚀速度，陶瓷参比电极用于测量酸洗过程中碳钢电极的腐蚀电位。本实施例中，三个同材料电极可为碳钢电极、金、银、铜、铂等材料，参比电极为Ag/Agcl陶瓷参比电极。本实施例中，对三个同材料电极及参比电极的形状没有限制，可以为柱状、针状、片状等等。

引线引出管110，接合于所述电极设置部100的电极引线连接端，电极设置部上各电极的引线从该引线引出管中引出。引出的各引线可包在一根线缆中。

本实用新型实施例中，所述参比电极104和所述三个同材料电极分别101～103分别位于圆内接正四边形的四个顶点位置上，相邻两电极之间的夹角为90度，如图2所示。其中，所述圆内接正四边形的顶点位置允许一定的误差，或者说，允许一定的偏移，例如，允许参比电极和同材料电极沿正四边形顶点的中心位置偏移对角线长度的10％。在此仅为举例，并非用于限定本实用新型。进行同材料三电极系统测量时，与陶瓷参比电极104相邻近的两个碳钢电极101和102分别为参比电极和辅助电极，与陶瓷参比电极相对的碳钢电极103为工作电极，如图2所示。

本实用新型实施例的电化学四电极探头，在结构上优于传统的同材料三电极探头，因为在进行三电极体系的线性极化测量时，其工作电极103距辅助电极101和参比电极102的距离都小于传统的同材料三电极探头上的对应距离，因此降低了溶液的IR降，提高了工作电极的极化电位。另外，在进行腐蚀过程中电极电位测量时，可以测量同材料三电极中与陶瓷参比电极104相邻近的电极101或102的电位，即以电极101或102作为工作电极，这样测得的电位与酸洗设备内表面的电位更接近。如果测量工作电极103的电位，可能会引起较大的误差，因为线性极化测量中的工作电极表面状态由于施加极化电压会有所改变。

可选地，本实用新型的电化学探头还可包括封堵塞130，接合于所述引线引出管的远离电极设置部的一端，用于封堵所述引线引出管的管口并露出所述引线。

本发明另一实施例中，所述电极设置部与所述参比电极104螺纹连接，即所述电极设置部上可以设置有带外螺纹的螺柱，参比电极104上设置有带内螺纹的螺孔，或者，电极设置部上设置有带内螺纹的螺孔，参比电极104上设置有带外螺纹的螺柱，通过螺纹连接参比电极可以方便地安装在电极设置部上，并便于更换。所述电极设置部与三个同材料电极101～103也可以螺纹连接。

本实用新型实施例的电化学四电极探头可以应用于各种电化学电解池，例如，可以应用于本实施例提供的如图4所示的电化学电解池，该电解池包括：

电极杯400，其底部设置有入口管401，其侧壁设置有至少两个均匀分布的第一排液孔402；

固定装置420，位于所述电极杯400的上部，用于固定安装有电极441的测量探头440于电极杯内；以及

储液箱460，容纳所述电极杯及从电极杯的第一排液孔排除的测量介质，该储液箱底部设置有第二排液孔。

本实施例中，所述入口管401设置在所述电极杯的底部中心，以保证酸洗介质均匀流入电极杯内，该入口管用于接入酸洗系统，例如，该入口管401可以通过一段乳胶管或其它耐酸蚀的软管接在酸洗系统中酸洗清洗泵出口的取样管口上或酸洗回液取液管口上，即将乳胶管或其它软管的一端套在电极杯的入口管上，另一端套在酸洗清洗泵出口的取样管口上或酸洗回液取液管口上，这样就把电解池连入酸洗系统的入口或出口位置上。

所述第一排液孔402用于排出电极杯中的被测液体(测量介质)。这样，电极杯中的被测液体可以从入口管流入，由第一排液孔排出，这样，就能够检测酸洗系统出口或入口位置的酸洗液的实时的腐蚀速度及电极电位等电化学参数，从而能够实时的监控酸洗过程中的腐蚀过程及钝化过程。本实施例中，所述第一排液孔至少为两个或两个以上，其均匀设置在电极杯侧壁同一高度的顶端位置上，该顶端位置的高度高于电极441的位置。

本实施例中，所述固定装置420可以被设计为不同的形状，只要其能将测量探头固定地安装在电极杯内。例如，该固定装置可通过旋紧螺丝来固定测量探头。所述固定装置可以包括带孔的杯盖422，测量探头经过杯盖的孔伸入到电极杯内。

对于具有挥发性的酸洗液，如双氧水，所述杯盖422和电极杯400之间、杯盖422和测量探头440之间形成密封式结构，以保证酸洗介质中的有害挥发性气体和腐蚀性介质不危害检测人员的身体健康。

本实施例中，电极杯中排出的介质通过储液箱的第二排液孔集中排走，如果没有储液箱，第一排液孔中排出的酸洗液至少需要两个排液管将其排走，另外，储液箱容纳并固定了电极杯，方便了电化学电解池在现场的安装和测量。本实施例中，所述第二排液孔设置在储液箱的底部，并可设置有孔塞。

所述储液箱可以不设置盖，也可以设置盖。在所述储液箱上设置有盖462时，可以有效防止储液箱的酸洗液中的有害挥发性气体和腐蚀性介质挥发出来而危害检测人员的身体健康。所述储液箱的盖462上还可以设置有小孔463，以使电极的引线442从该小孔463中伸出。

如上电化学测量探头和电解池实现了锅炉酸洗过程中腐蚀电化学在线监测技术的应用，由于能实时在线监测酸洗过程中基体金属的腐蚀速度或钝化效果，酸洗技术人员可以根据在线监测结果及时调整酸洗或钝化工艺，保证了酸洗效果，防止了锅炉受热面因腐蚀和结垢引起事故，同时也是提高锅炉热效率、改善机组水汽品质，保证机组启动后水汽品质尽快合格。

如下表1所示为利用图1所示的电化学探头对锅炉酸洗过程的实时测量数据。

表1.锅炉酸清洗电化学测量数据

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电化学测量探头，其特征在于，包括：

电极设置部，位于所述电化学测量探头的测量端，该电极设置部上设置有三个同材料电极和一个参比电极，同材料电极和参比电极位于圆内接正四边形的四个顶点位置上；

引线引出管，接合于所述电极设置部的电极引线连接端，电极设置部上各电极的引线从该引线引出管中引出。

2.根据权利要求1所述的电化学测量探头，其特征在于：

在进行线性极化测量时，与所述参比电极邻近的两个同材料电极分别作为极化测量的参比电极和辅助电极，另一同材料电极作为极化测量工作电极。

3.根据权利要求1所述的电化学测量探头，其特征在于：

在进行电极电位测量时，与所述参比电极邻近的任一个同材料电极作为电位测量工作电极。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的电化学测量探头，其特征在于：

所述电极设置部与所述参比电极螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的电化学测量探头，其特征在于，还包括：

封堵塞，接合于所述引线引出管的远离电极设置部的一端，用于封堵所述引线引出管的管口并露出所述引线。

6.根据权利要求1所述的电化学测量探头，其特征在于：

所述参比电极为银/氯化银参比电极。

7.根据权利要求1所述的电化学测量探头，其特征在于：

所述圆内接正四边形的顶点位置允许特定的误差，该误差为沿正四边形顶点的中心位置偏移对角线长度的10％。

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