Датчик электрохимического потенциала

 

Изобретение относится к электрохимической защите подземных сооружений от коррозии. Цель изобретения - снижение капитальных затрат на изготовление датчика путем увеличения внутренней проводимости датчика и снижения металлоемкости. Датчик содержит два изолированных между собой металлических электрода 2, 3 различной площади, один из которых выполнен из меди. Электроды 2, 3 соединены с одного конца с выводным кабалем 4 и выполнены в виде пластин из плазменно напыленного металлического порошка из соответствующего материала на подложке 1 из пористой керамики, пропитанной водным раствором электролита. На каждой поверхности подложки разноименные металлические пластины чередуются с интервалом между ними и расположены на обеих поверхностях подложки так, чтобы каждой пластине одного материала на одной поверхности подложки соответствовала на противоположной поверхности металлическая пластина из другого материала. Место контакта выводного кабеля и электродов залито компаундом 5. Металлоемкость датчика при плазменном напылении электродов уменьшается в 10 - 15 раз. Экономическая эффективность от его использования обеспечивается за счет снижения расхода металла на его изготовление. 2 з. п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электрохимической защите подземных металлических сооружений от коррозии и предназначено для измерения электрохимического потенциала сооружения. Цель изобретения - снижение капитальных затрат на изготовление датчика путем увеличения внутренней проводимости и снижения металлоемкости. На фиг. 1 приведена конструкция датчика с прямоугольными электродами на плоской прямоугольной подложке из пористой керамики, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сзади; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - конструкция датчика с трапецеидальными электродами на плоской прямоугольной подложке, разрез; на фиг. 5 - то же, вид спереди; на фиг. 6 - конструкция датчика с секторными электродами на плоской круглой подложке, разрез; на фиг. 7 - то же, вид спереди. Датчик электрохимического потенциала содержит подложку 1, пропитанную водным раствором электролита из пористой керамики с плазменно напыленными на каждой поверхности металлическими электродами 2, 3 из меди и никеля (или титана). На одной торцовой поверхности подложки 1 припаян (или приварен) к электродам 2,3 выводной кабель 4. Место контакта выводного кабеля и электродов залито изоляционным компаундом 5. Металлические электроды расположены на поверхностях подложки так, что электроду из одного материала (меди) на одной поверхности подложки 1 соответствует на другой поверхности подложки 1 металлический электрод из другого материала (титана или никеля). При работе датчика в высокоомных грунтах внутренняя проводимость датчика определяет точность измерения электрохимического потенциала. Причем, чем выше внутренняя проводимость датчика, тем выше точность измерения электрохимического потенциала. Для увеличения внутренней проводимости датчика подложка 1 выполнена из пористой керамики, пропитанной водным раствором электролита. В качестве электролита может быть использован водный раствор NaCl ˙КСl с концентрацией 5-20% . Пористая керамика обладает свойством длительного удержания влаги (электролита) в своих микропорах, что приводит к поддержанию высокого значения внутренней проводимости датчика в различных группах. Внутренняя проводимость датчика при введении пропитки подложки увеличивается в 5-10 раз по сравнению с проводимостью при отсутствии пропитки. В тех случаях, когда не требуется большая проводимость датчика (для низкоомных грунтов), в качестве материала для подложки может быть использовано стекло, стеклотекстолит или другие аналогичные изоляционные материалы, которые могут выдержать технологию плазменного напыления металла. Кроме того, при высыхании грунта соли, содержащиеся в растворе, кристаллизуются на внутренней поверхности пор керамики (т. е. не выходят за пределы подложки). Это приводит к тому, что для образования электропроводящих цепочек через тело подложки достаточно иметь влажность воздуха в грунте 5-10% , что характерно для песчаных грунтов в пустынных зонах. Взаимное расположение на поверхностях подложки разноименных электродов вследствие различия в величинах стационарных потенциалов способствует протеканию тока между указанными электродами через электропроводящие цепочки в микропорах подложки, что исключает коррозионный износ материала электрода. Нанесение металлических электродов на предварительно подготовленную керамическую подложку осуществляют методом плазменного напыления с помощью специальных шаблонов. При этом обеспечивает минимальный расход металла (толщина электродов 0,1-0,2 мм), а соответствующая подготовка поверхности (например, пескоструйная обработка) подложки обеспечивает требуемую адгезию электродов. Материал электрода, состоящий из 95+2% никеля и 5±2% алюминия, обладает повышенной адгезией к керамике. Незначительная примесь алюминия не сказывается на величине и временной стабильности стационарного потенциала датчика. Электрод из металлического порошка титана плазменно напыляют в вакууме или в среде инертных газов (аргон, гелий). Технология плазменного напыления электрода из титана сложнее и дороже, чем изготовление электродов из никеля или смеси никеля с алюминием. Однако титановый электрод более коррозионно стоек и долговечен. Металлоемкость датчика при плазменном напылении электродов уменьшается в 10-15 раз по сравнению с традиционным изготовлением электродов штамповкой или резанием. Выводной кабель 4 припаивают и приваривают к одной из торцовых поверхностей подложки 1 в месте электрического соединения обоих электродов. Для обеспечения надежного и долговечного электрического контакта выводного кабеля с электродами датчика место пайки заливают изолирующим компаундом. Предложенный датчик не требует периодического обслуживания. Экономическая эффективность от использования предложенного датчика обеспечивается за счет снижения расхода металла на его изготовление. (56) Патент Японии N 52-110243, кл. С 23 F 13/00, 1976. Авторское свидетельство СССР N 1192408, кл. С 23 F 13/00, 1984.

Формула изобретения

1. ДАТЧИК ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА для устройства электрохимической защиты подземных сооружений от коррозии, содержащий два изолированных между собой металлических электрода разной площади, первый из которых выполнен из меди, соединенных с одного конца между собой и с выводным кабелем, отличающийся тем, что, с целью снижения капитальных затрат на изготовление датчика путем увеличения внутренней проводимости и снижения металлоемкости, изолирующий элемент выполнен в виде подложки из пористой керамики, пропитанной водным раствором электролита, электроды - в виде пластин, причем на каждой поверхности подложки разнородные пластины чередуются с зазором между ними и укреплены так, что каждой пластине одного материала на одной поверхности соответствует на противоположной поверхности пластина из другого материала. 2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что металлические электроды выполнены из порошкового материала методом плазменного напыления. 3. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что второй электрод выполнен из никеля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7