CN106610398B - 埋地用抗压防渗、抗拖拽型长寿命铜/硫酸铜参比电极 - Google Patents

埋地用抗压防渗、抗拖拽型长寿命铜/硫酸铜参比电极 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种埋地用抗压防渗、抗拖拽型长寿命铜/硫酸铜参比电极,其特征在于，包括密封函上盖、接线密封填料函、接线铜杆、外护套、内护套和陶瓷罐体，所述的内护套位于外护套的内部，并与外护套同轴设置，该内护套的一端形成缩径，所述的陶瓷罐体镶嵌在内护套缩径处的外围，且陶瓷罐体的底部外露在外部环境介质中；本发明的优点是：1、本发明设计复合抗压结构（外护套、内护套和陶瓷罐体），可显著提升参比电极抗压。2、提升参比电极长期稳定性与准确性等。

Description

埋地用抗压防渗、抗拖拽型长寿命铜/硫酸铜参比电极
技术领域
本发明涉及参比电极技术领域，尤其涉及一种适用于在土壤介质中使用的，具有抗压、防渗、抗拖拽性能的长寿命铜/硫酸铜参比电极。
背景技术
现有长寿命铜/硫酸铜参比电极技术，如专利《长寿命埋地型铜、硫酸铜参比电极CN91229173》、《长效硫酸铜参比电极CN 201120151510》、《铜/饱和硫酸铜凝胶参比电极CN200610068457》所述，其产品结构主要是由陶瓷半透膜材料制作的陶瓷罐、螺旋状铜丝、硫酸铜晶体或者硫酸铜凝胶以及外部填充料构成，其结构具有以下不足：1、结构主要承压结构为单一陶瓷罐体，结构脆性大，承压力差，在实际施工现场使用时，施工中的诸如土壤夯实、施工挖掘等活动极易破坏参比电极结构，导致参比电极失效，对阴极保护工程等项目运行造成损失；2、现有参比电极多采用单腔体结构，即测试电缆与参比电极紫铜丝连接接头并未与紫铜测试体部分隔离，由于铜测试体直接与地下水或水分接触，水分易沿铜丝外壁渗入测试电缆与铜测试体接头处，导致接头处发生渗水短路，导致参比电极测试电位失真；且接头处绝缘保护简单，外部环境水分易渗透至接头处，导致接头处腐蚀甚至断裂，导致参比电极失效；3、测试电缆与参比电极连接方式简单，多采用螺栓连接电缆铜芯与参比电极紫铜丝，未设置防拖拽装置，连接强度低，在实际施工现场使用时，施工中的参比电极电缆拖拽、长期使用时参比电极体沉降移动等活动极易破坏参比电极与电缆接头，导致参比电极失效；4、参比电极的陶瓷半透膜覆盖绝大部分电极体，内部硫酸铜离子渗透流失速度快，造成参比电极寿命下降。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种埋地用抗压防渗、抗拖拽型长寿命铜/硫酸铜参比电极，本发明的技术方案是：
一种埋地用抗压防渗、抗拖拽型长寿命铜/硫酸铜参比电极,包括密封函上盖、接线密封填料函、接线铜杆、外护套、内护套和陶瓷罐体，所述的内护套位于外护套的内部，并与外护套同轴设置，该内护套的一端缩径，所述的陶瓷罐体镶嵌在内护套缩径处的外围，且陶瓷罐体的底部外露在外部环境介质中；所述内护套的另一端螺纹连接接线密封填料函，该接线密封填料函的另一端安装有密封函上盖；在所述的接线密封填料函内填充有密封环氧砂浆，内护套内填充有硫酸铜晶体；所述的接线铜杆穿过接线密封填料函，该接线铜杆的一端位于接线密封填料函的腔体内，并设置有外螺纹，另一端位于内护套的腔体内，并连接有螺旋状测试铜线；在接线铜杆的外螺纹处依次安装有螺母、垫片和接线铜鼻子，在内护套内的接线铜杆上还安装有阻渗铜制垫片，在所述的接线密封填料函的侧壁上安装有格兰头，测试电缆通过格兰头引入接线密封填料函内后安装在接线铜鼻子上。
所述的外护套采用PE、PET、PP、PS或PVC制作而成。
所述的内护套采用玻璃钢制作而成。
所述的外护套与内护套之间、外护套与陶瓷罐体之间以及内护套与陶瓷罐体之间均采用环氧胶粘结密封。
所述的接线密封填料函与密封函上盖之间采用螺纹连接。
所述的接线铜杆与螺旋状测试铜线一体成型。
所述的内护套与接线密封填料函之间、阻渗铜制垫片与接线密封填料函之间以及接线密封填料函与密封函上盖之间均安装有密封橡胶垫片。
本发明的优点是：
1、现有铜/硫酸铜参比电极壳体均采用单一抗压结构，材质多采用脆性陶瓷材质，抗压性能差，本发明设计复合抗压结构（外护套、内护套和陶瓷罐体），可显著提升参比电极抗压。
2、现有铜/硫酸铜参比电极多采用单腔体设计，产品抗渗能力差，易发生测试电位失真或失效。本发明设计双腔体结构（接线密封填料函内的腔体和内护套内的腔体），隔绝了测试电缆与参比螺旋状测试铜线之间的水分渗透，并在连接处采用环氧胶以及密封橡胶垫片，杜绝了水分易沿螺旋状测试铜线外壁渗入测试电缆与螺旋状测试铜线接头处以及外部环境向接头处渗透，提升参比电极长期稳定性与准确性。
3、现有铜/硫酸铜参比电极多未采用电缆防脱拽设计，本发明在参比电极侧面设置有格兰头，通过格兰头锁紧电缆，可实现提升参比电极的电缆防脱拽性能；
4、现有铜/硫酸铜参比电极陶瓷罐体与土壤介质接触面积过大，硫酸铜流失速度快，寿命短，本发明通过合理缩小了与外部环境介质的接触面积，仅保留陶瓷罐体的底部与外部环境截止的接触，减少硫酸铜离子流失速度，提升参比电极寿命。
附图说明
图1是本发明的主体结构示意图。
图2是本发明长期监测试验结果示意图。
图3是现有技术长效铜硫酸铜参比电极抗压实验结果.
图4是本发明参比电极抗压实验结果。
图5是现有技术长效铜硫酸铜参比电极硫酸铜流失速率实验结果。
图6是本发明参比电极硫酸铜流失速率实验结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
参见图1，本发明涉及一种埋地用抗压防渗、抗拖拽型长寿命铜/硫酸铜参比电极,包括密封函上盖1、接线密封填料函4、接线铜杆18、外护套5、内护套6和陶瓷罐体8，所述的内护套6位于外护套5的内部，并与外护套5同轴设置，该内护套6的一端缩径，所述的陶瓷罐体8镶嵌在内护套缩径处的外围，且陶瓷罐体8的底部外露在外部环境介质中；所述内护套6的另一端螺纹连接接线密封填料函4，该接线密封填料函4的另一端安装有密封函上盖1；在所述的接线密封填料函4内填充有密封环氧砂浆12（包括环氧树脂、固化剂和石英砂，上述三种组分依次按照重量比4:1:6进行混合后即得），内护套6内填充有硫酸铜晶体9；所述的接线铜杆18穿过接线密封填料函4，该接线铜杆18的一端位于接线密封填料函4的腔体内，并设置有外螺纹，另一端位于内护套6的腔体内，并连接有螺旋状测试铜线7；在接线铜杆18的外螺纹处依次安装有螺母13、垫片14和接线铜鼻子15，在内护套内的接线铜杆18上还安装有阻渗铜制垫片17，在所述的接线密封填料函4的侧壁上安装有格兰头3，测试电缆2通过格兰头3引入接线密封填料函内后安装在接线铜鼻子15上；格兰头材质可选用不锈钢、铜镀镍，高分子塑料等。
所述的外护套5采用高分子材料制作而成，例如PE、PET、PP、PS或PVC，所述的内护套6采用玻璃钢制作而成，所述的外护套5与内护套6之间、外护套与陶瓷罐体8之间以及内护套6与陶瓷罐体8之间均采用环氧胶粘结密封，外护套5、内护套6和陶瓷罐体8组成复合抗压结构，提升参比电极抗压性能。
所述的接线密封填料函4与密封函上盖1之间采用螺纹连接。
所述的接线铜杆18与螺旋状测试铜线7一体成型。
所述的内护套6与接线密封填料函4之间、阻渗铜制垫片17与接线密封填料函4之间以及接线密封填料函4与密封函上盖1之间均安装有密封橡胶垫片11，以起到良好的密封效果。
本发明各性能试验及指标如下：
如图2所示，在湿润土壤环境下，测试该参比电极电位，测试周期9个月，对甘汞电极的电位值为 70±5mV，符合理论值，具有良好的电位稳定性。
通过图3图4比较可以得知，通过抗压性能试验结果，新型参比电极抗压性能达到56.33kN，现有的参比电极性能为0.63 kN，新型参比电极抗压性能相较于现有产品提升90倍。
通过图5图6比较可以得知，在同等湿润土壤环境下，普通参比电极与本发明参比电极同时放置1年，测试参比电极内部硫酸铜晶体流失速率，发现新型参比电极硫酸铜晶体流失速率远低于普通参比电极，参比电极寿命显著提升。

Claims (3)

1.一种埋地用抗压防渗、抗拖拽型长寿命铜/硫酸铜参比电极,其特征在于，包括密封函上盖、接线密封填料函、接线铜杆、外护套、内护套和陶瓷罐体，所述的内护套位于外护套的内部，并与外护套同轴设置，该内护套的一端缩径，所述的陶瓷罐体镶嵌在内护套缩径处的外围，且陶瓷罐体的底部外露在外部环境介质中；所述内护套的另一端螺纹连接接线密封填料函，该接线密封填料函的另一端安装有密封函上盖；在所述的接线密封填料函内填充有密封环氧砂浆，内护套内填充有硫酸铜晶体；所述的接线铜杆穿过接线密封填料函，该接线铜杆的一端位于接线密封填料函的腔体内，并设置有外螺纹，另一端位于内护套的腔体内，并连接有螺旋状测试铜线；在接线铜杆的外螺纹处依次安装有螺母、垫片和接线铜鼻子，在内护套内的接线铜杆上还安装有阻渗铜制垫片，在所述的接线密封填料函的侧壁上安装有格兰头，测试电缆通过格兰头引入接线密封填料函内后安装在接线铜鼻子上；
所述的外护套采用PE、PET、PP、PS或PVC制作而成；
所述的内护套采用玻璃钢制作而成；
所述的外护套与内护套之间、外护套与陶瓷罐体之间以及内护套与陶瓷罐体之间均采用环氧胶粘结密封；
所述的内护套与接线密封填料函之间、阻渗铜制垫片与接线密封填料函之间以及接线密封填料函与密封函上盖之间均安装有密封橡胶垫片。
2.根据权利要求1所述的埋地用抗压防渗、抗拖拽型长寿命铜/硫酸铜参比电极,其特征在于，所述的接线密封填料函与密封函上盖之间采用螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的埋地用抗压防渗、抗拖拽型长寿命铜/硫酸铜参比电极,其特征在于，所述的接线铜杆与螺旋状测试铜线一体成型。
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