CN104264159B - 一种牺牲阳极阴极保护电流监测的传感器 - Google Patents

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本发明属于涉海电化学传感器的制备领域，包括标准电阻、电流探头外壳、电流传感器外壳、环氧树脂、电流探头盖子、电流传感器盖子、用于测试数据的引出导线及用于连接阳极的引出导线，其中电流传感器外壳的一端为敞开式，所述电流探头外壳设置于电流传感器外壳内，标准电阻设置于电流探头外壳内，电流探头外壳的两端设有电流探头盖子，所述电流传感器外壳的敞口端设有电流传感器盖子，用于测试数据的引出导线及用于连接阳极的引出导线的一端均与标准电阻连接，用于测试数据的引出导线和用于连接阳极的引出导线的另一端由电流探头外壳两侧的通孔引出，电流探头外壳和电流传感器外壳之间灌注环氧树脂密封。本发明适用于海洋环境牺牲阳极阴极保护体系中的阳极输出电流的测定，制备工艺简单，操作简便，性能可靠。

Description

一种牺牲阳极阴极保护电流监测的传感器
技术领域
本发明属于涉海电化学传感器的制备领域，具体地说是一种牺牲阳极阴极保护电流监测的传感器。
背景技术
海水是一种强腐蚀性天然介质，金属材料在海水介质中的腐蚀破坏，对构筑物的安全运行构成严重的威胁。阴极保护是控制海洋水下金属结构腐蚀的主要措施，研究海洋阴极保护腐蚀监测技术，应用于重大海洋工程设施，能够降低防腐蚀成本；能够及早发现腐蚀危险，避免灾害性事故的发生，减少因事故所带来的巨大的经济与生命损失。而为了对阳极的性能进行评价，也需要了解阳极的发生电流。因此，研制先进的现场监测技术和测试仪器，不仅可保证重大结构工程长期服役的可靠性和安全性，还可为海洋工程结构腐蚀测试标准方法的建立提供理论依据。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种牺牲阳极阴极保护电流监测的传感器。该传感器适用于海洋环境牺牲阳极阴极保护体系中的阳极输出电流的测定，可应用于跨海大桥、钢柱码头、石油平台等金属结构物的阴极保护实时监测技术。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种牺牲阳极阴极保护电流监测的传感器，包括标准电阻、电流探头外壳、电流传感器外壳、环氧树脂、电流探头盖子、电流传感器盖子、用于测试数据的引出导线及用于连接阳极的引出导线，其中电流传感器外壳的一端为敞开式，所述电流探头外壳设置于电流传感器外壳内，所述电流探头外壳的两端设有电流探头盖子，所述标准电阻设置于电流探头外壳内，所述电流传感器外壳的敞口端设有电流传感器盖子，所述用于测试数据的引出导线及用于连接阳极的引出导线的一端均与标准电阻连接，所述用于测试数据的引出导线的另一端由电流探头外壳一端的电流探头盖子和电流传感器盖子上设有的通孔引出，所述用于连接阳极的引出导线的另一端由电流探头外壳另一侧的电流探头盖子和电流传感器外壳上设有的通孔引出，所述电流探头外壳和电流传感器外壳之间灌注环氧树脂密封。
所述标准电阻上设有第一固定标准铜片的螺丝、第一用于连接测试导线的螺丝、第二用于连接测试导线的螺丝及第二固定标准铜片的螺丝，其中第一固定标准铜片的螺丝通过穿过电流探头外壳上通孔的导线与电流传感器外壳连接，所述第二固定标准铜片的螺丝与用于连接阳极的引出导线的一端连接，所述第一用于连接测试导线的螺丝和第二用于连接测试导线的螺丝分别与一根用于测试数据的引出导线的一端连接。
所述电流探头外壳的材质采用聚四氟乙烯材料，所述电流传感器外壳的材质采用金属。所述电流传感器外壳的材质采用Q235或不锈钢。所述标准电阻通过用于固定标准电阻的螺丝与电流探头外壳连接。
本发明的优点及有益效果是：
1.本发明的金属外壳采用了Q235钢，或不锈钢等其他金属材质，内部采用了聚四氟乙烯材料，具备良好的耐压耐海水能力和较强的抗震、抗干扰能力。
2.本发明优良的外壳设计，主要是保证探头的密封问题，探头的耐压问题，以及探头在海水中的稳定性等，从而使本电流传感器具有良好的稳定性和寿命长等优点。
3.本发明制备工艺简单，操作简便，性能可靠。
附图说明
图1为本发明电流传感器电极的整体示意图；
图2为图1的左视图；
图3为本发明内部标准电阻的结构示意图；
图4为图3的俯视图。
其中：1为标准电阻，101为第一固定标准铜片的螺丝，102为第一用于连接测试导线的螺丝，103为第二用于连接测试导线的螺丝，104为第二固定标准铜片的螺丝，105为用于固定标准电阻的螺丝，2为电流探头外壳，3为电流传感器外壳，4为环氧树脂，5为电流探头的盖子，6为电流传感器外部盖子，7为用于测试数据的引出导线，8为用于连接阳极的引出导线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1、图2所示，本发明包括标准电阻1、电流探头外壳2、电流传感器外壳3、环氧树脂4、电流探头盖子5、电流传感器盖子6、用于测试数据的引出导线7及用于连接阳极的引出导线8，其中电流传感器外壳3的一端为敞开式，所述电流探头外壳2设置于电流传感器外壳3内，所述标准电阻1设置于电流探头外壳2内，所述电流探头外壳2的两端设有电流探头盖子5，所述电流传感器外壳3的敞口端设有电流传感器盖子6。所述用于测试数据的引出导线7及用于连接阳极的引出导线8的一端均与标准电阻1连接，所述用于测试数据的引出导线7的另一端由电流探头外壳2一端的电流探头盖子5和电流传感器盖子6上设有的通孔引出，用于与水上的数据采集器相连接，进行数据的采集。所述用于连接阳极的引出导线8的另一端由电流探头外壳2另一侧的电流探头盖子5和电流传感器外壳3上设有的通孔引出，所述电流探头外壳2和电流传感器外壳3之间灌注环氧树脂4密封。
如图3、图4所示，所述标准电阻1上设有第一固定标准铜片的螺丝101、第一用于连接测试导线的螺丝102、第二用于连接测试导线的螺丝103及第二固定标准铜片的螺丝104，其中第一固定标准铜片的螺丝101通过穿过电流探头外壳2上通孔的导线与电流传感器外壳3连接，所述第二固定标准铜片的螺丝104与用于连接阳极的引出导线8的一端连接，所述第一用于连接测试导线的螺丝102和第二用于连接测试导线的螺丝103分别与一根用于测试数据的引出导线7的一端连接。
所述电流探头外壳2的材质采用聚四氟乙烯材料，保证电流传感器稳定运行，避免海水的反复冲击。既可以与金属外壳绝缘防止短路，又可以防止的灌注的环氧树脂4影响电流传感器的性能。所述电流传感器外壳的材质采用金属，如采用Q235或不锈钢。外部金属材质外壳采用跟阴极保护施加对象相一致的材质钢板外壳，对电流传感器起到了很好的保护作用。所述标准电阻1的阻值为5mΩ(15A，75mV)。
本发明的制作过程是：
a.按照质量要求和尺寸设计加工相应电流传感器金属外壳(电流传感器外壳3)和聚四氟乙烯内部保护壳(电流探头外壳2)。
b.先将5mΩ的标准电阻(15A，75mV)中的第一用于连接测试导线的螺丝102和第二用于连接测试导线的螺丝103分别与两根用于测试数据的引出导线7连接，两根用于测试数据的引出导线7从左侧电流探头盖子5中间孔中引出备用；将第一固定标准铜片的螺丝101连接导线，从电流探头盖子5中间孔中引出，与电流传感器外壳3固定焊接；将第二固定标准铜片的螺丝104连接用于连接阳极的引出导线8，用于连接阳极的引出导线8从右侧电流探头盖子5中间孔中引出备用。
C.将标准电阻1与电流探头外壳2通过用于固定标准电阻的螺丝105固定。然后将电流探头外壳2放入电流传感器外壳3内，里面空隙通过灌注环氧树脂4，对电流传感器进行固定和密封。
之前连接第一用于连接测试导线的螺丝102和第二用于连接测试导线的螺丝103的两根备用导线(用于测试数据的引出导线7)，在现场测试时候需与水上的数据采集器相连接，进行数据的采集；连接第二固定标准铜片的螺丝104的用于连接阳极的引出导线8，在现场测试时候需与外部金属构筑物上的牺牲阳极(经过绝缘法兰处理)连接。
e.电流传感器安装完毕后进行电流传感器精确度测试。使用直流稳压电源提供电流，电路中接入电流表和滑动电阻，电流表读数表示电路中实际通过的电流；用高精度外用表测试电流传感器测试导线两端电压，根据电流探头中的分流器阻值计算电流传感器测试得到的电路电流；比较两个电流，确定电流传感器的精确度。测量结果证明电流传感器误差很小，能够达到正确测量的目的，可以满足工程要求。
f.电流传感器加工完成后，通过加压实验，测试电流传感器在水压影响下是否损坏以及能否准确测试数据。使用方法如下：对传感器施加25个大气压的水压，持续时间超过72小时。取出传感器后，检查传感器外观是否有损坏；进行电流测试，判断传感器是否能够正常工作；纵向剖开传感器，检查标准电阻及其外壳PVC管是否有损坏。通过测试，传感器外观无损坏；电流测试正常；剖开传感器后，PVC管壁无损坏，标准电阻无损坏。证明传感器在要求的水压下可以正常工作。
本发明内部的外壳以及其他辅助材料均选用耐压耐海水的聚四氟乙烯材料，电流传感器外部的金属外壳采用Q235钢材质，或不锈钢等其他金属材质，同时采用了传感器的防水技术，密封技术；传感器的耐压技术；传感器在海水中的稳定性技术等，使本电流传感器具有良好的稳定性和寿命长等优点。

Claims (4)

1.一种牺牲阳极阴极保护电流监测的传感器，其特征在于：包括标准电阻(1)、电流探头外壳(2)、电流传感器外壳(3)、环氧树脂(4)、电流探头盖子(5)、电流传感器盖子(6)、用于测试数据的引出导线(7)及用于连接阳极的引出导线(8)，其中电流传感器外壳(3)的一端为敞开式，所述电流探头外壳(2)设置于电流传感器外壳(3)内，所述电流探头外壳(2)的两端设有电流探头盖子(5)，所述标准电阻(1)设置于电流探头外壳(2)内，所述电流传感器外壳(3)的敞口端设有电流传感器盖子(6)，所述用于测试数据的引出导线(7)及用于连接阳极的引出导线(8)的一端均与标准电阻(1)连接，所述用于测试数据的引出导线(7)的另一端由电流探头外壳(2)一端的电流探头盖子(5)和电流传感器盖子(6)上设有的通孔引出，所述用于连接阳极的引出导线(8)的另一端由电流探头外壳(2)另一侧的电流探头盖子(5)和电流传感器外壳(3)上设有的通孔引出，所述电流探头外壳(2)和电流传感器外壳(3)之间灌注环氧树脂(4)密封；
所述标准电阻(1)上设有第一固定标准铜片的螺丝(101)、第一用于连接测试导线的螺丝(102)、第二用于连接测试导线的螺丝(103)及第二固定标准铜片的螺丝(104)，其中第一固定标准铜片的螺丝(101)通过穿过电流探头外壳(2)上通孔的导线与电流传感器外壳(3)连接，所述第二固定标准铜片的螺丝(104)与用于连接阳极的引出导线(8)的一端连接，所述第一用于连接测试导线的螺丝(102)和第二用于连接测试导线的螺丝(103)分别与一根用于测试数据的引出导线(7)的一端连接。
2.按权利要求1所述的牺牲阳极阴极保护电流监测的传感器，其特征在于：所述电流探头外壳(2)的材质采用聚四氟乙烯材料，所述电流传感器外壳的材质采用金属。
3.按权利要求2所述的牺牲阳极阴极保护电流监测的传感器，其特征在于：所述电流传感器外壳的材质采用Q235或不锈钢。
4.按权利要求1所述的牺牲阳极阴极保护电流监测的传感器，其特征在于：所述标准电阻(1)通过用于固定标准电阻的螺丝(105)与电流探头外壳(2)连接。
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