CN113970516A - 一种金属材料腐蚀监测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属材料腐蚀监测系统和方法，该系统包括：信号激励单元，用于通过电化学阻抗监测仪向两个电化学阻抗探针施加正弦交流激励信号；信号接收单元，用于通过电化学阻抗监测仪基于正弦交流激励信号得到瞬时响应信号；电信号参数获取单元，用于根据瞬时响应信号获取到分别连接两个电化学阻抗探针的两根导线之间的等效电路的等效阻抗；数据分析单元，用于根据等效阻抗来计算腐蚀电流密度和腐蚀速率，以实现对金属材料的腐蚀监测。通过本发明提供的技术方案，可以得到金属材料在各个腐蚀阶段中的腐蚀速率，从而实现了实时、快速地测量金属材料的瞬时腐蚀速率。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料腐蚀监测技术，特别地，涉及一种金属材料腐蚀监测系统和方法。
背景技术
金属材料在大气环境中的腐蚀是一种普遍现象，由于大气腐蚀而损失的金属材料占腐蚀所造成的总损失量的50％以上，因此，为了研究和预防金属材料的大气腐蚀，目前普遍采用在定点试验站开展金属材料的自然暴露试验。传统的利用腐蚀失重(增重)法表征金属材料的腐蚀动力学存在取样数量少、测量误差大等问题，且采用传统方法测量到的金属材料腐蚀速率是整个腐蚀期间的平均腐蚀速率，无法直接表征金属材料在腐蚀期间某一时刻的瞬时腐蚀速率。然而，金属材料的腐蚀速率是随时间变化的，不同腐蚀阶段中的腐蚀速率也不相同。
随着新材料、新技术的不断发展，各行各业对金属材料的大气耐腐蚀性能的快速评价提出了新的要求，因此，对金属材料的腐蚀速率的实时监测也越来越重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属材料腐蚀监测系统和方法，用以解决对金属材料腐蚀速率的实时监测的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种金属材料腐蚀监测系统，将金属材料加工成两个金属电极以分别作为两个电化学阻抗探针，并分别用两根导线将所述两个电化学阻抗探针与电化学阻抗监测仪连接，该系统包括：信号激励单元，用于通过所述电化学阻抗监测仪向所述两个电化学阻抗探针施加正弦交流激励信号；信号接收单元，用于通过所述电化学阻抗监测仪基于所述正弦交流激励信号得到瞬时响应信号；电信号参数获取单元，用于根据所述瞬时响应信号获取到分别连接所述两个电化学阻抗探针的两根导线之间的等效电路的等效阻抗；以及数据分析单元，用于根据所述等效阻抗来计算腐蚀电流密度和腐蚀速率，以实现对所述金属材料的腐蚀监测。
优选地，所述信号激励单元还用于通过所述电化学阻抗监测仪向所述两个电化学阻抗探针施加高频激励信号和低频激励信号，其中，所述正弦交流激励信号包括所述高频激励信号和所述低频激励信号；所述信号接收单元还用于通过所述电化学阻抗监测仪基于所述高频激励信号得到高频响应信号，并基于所述低频激励信号得到低频响应信号，其中，所述瞬时响应信号包括所述高频响应信号和所述低频响应信号；所述电信号参数获取单元还用于根据所述高频响应信号和所述低频响应信号，得到所述等效电路的高频阻抗和低频阻抗；以及所述数据分析单元还用于根据所述高频阻抗和所述低频阻抗来计算所述腐蚀电流密度和所述腐蚀速率。
优选地，所述数据分析单元还用于：根据所述高频阻抗和所述低频阻抗计算所述等效电路中的极化电阻；以及根据所述极化电阻和预先确定的动力学参数来计算所述腐蚀电流密度。
优选地，所述数据分析单元还用于：根据所述高频阻抗和所述低频阻抗计算所述等效电路中的极化电阻；以及根据所述极化电阻、预先确定的动力学参数和所述金属材料的属性参数来计算所述腐蚀速率。
优选地，所述数据分析单元还用于根据所述腐蚀电流密度和所述金属材料的属性参数来计算所述腐蚀速率。
相应地，本发明还提供了一种金属材料腐蚀监测方法，将金属材料加工成两个金属电极以分别作为两个电化学阻抗探针，并分别用两根导线将所述两个电化学阻抗探针与电化学阻抗监测仪连接，该方法包括：通过所述电化学阻抗监测仪向所述两个电化学阻抗探针施加正弦交流激励信号；通过所述电化学阻抗监测仪基于所述正弦交流激励信号得到瞬时响应信号；根据所述瞬时响应信号获取到分别连接所述两个电化学阻抗探针的两根导线之间的等效电路的等效阻抗；以及根据所述等效阻抗来计算腐蚀电流密度和腐蚀速率，以实现对所述金属材料的腐蚀监测。
优选地，该方法还包括：通过所述电化学阻抗监测仪向所述两个电化学阻抗探针施加高频激励信号和低频激励信号，其中，所述正弦交流激励信号包括所述高频激励信号和所述低频激励信号；通过所述电化学阻抗监测仪基于所述高频激励信号得到高频响应信号，并基于所述低频激励信号得到低频响应信号，其中，所述瞬时响应信号包括所述高频响应信号和所述低频响应信号；根据所述高频响应信号和所述低频响应信号，得到所述等效电路的高频阻抗和低频阻抗；以及根据所述高频阻抗和所述低频阻抗来计算所述腐蚀电流密度和所述腐蚀速率。
优选地，根据所述高频阻抗和所述低频阻抗来计算所述腐蚀电流密度包括：根据所述高频阻抗和所述低频阻抗计算所述等效电路中的极化电阻；以及根据所述极化电阻和预先确定的动力学参数来计算所述腐蚀电流密度。
优选地，根据所述高频阻抗和所述低频阻抗来计算所述腐蚀速率包括：根据所述高频阻抗和所述低频阻抗计算所述等效电路中的极化电阻；以及根据所述极化电阻、预先确定的动力学参数和所述金属材料的属性参数来计算所述腐蚀速率。
优选地，根据所述高频阻抗和所述低频阻抗来计算所述腐蚀速率包括：根据所述腐蚀电流密度和所述金属材料的属性参数来计算所述腐蚀速率。
本发明通过电化学阻抗监测仪向由金属材料加工成的金属电极施加正弦交流激励信号以得到瞬时响应信号，并根据瞬时响应信号得到连接两根金属电极的导线之间的等效电路的等效阻抗，由此得到腐蚀电流密度和腐蚀速率，通过本发明提供的技术方案，可以得到金属材料在各个腐蚀阶段中的腐蚀速率，从而实现了实时、快速地测量金属材料的瞬时腐蚀速率。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明提供的金属材料腐蚀监测系统的框图；
图2是本发明提供的连接两个电化学阻抗探针的两根导线之间的等效电路；以及
图3是本发明提供的金属材料腐蚀监测方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
在介绍本发明的技术方案之前，先介绍一下实施本发明的技术方案所依赖的设备，首先将金属材料加工成两个金属电极以分别作为两个电化学阻抗探针，再分别用两根导线将所述两个电化学阻抗探针与电化学阻抗监测仪连接。
为了使监测结果更加精确，电化学阻抗探针可以加工成梳齿状，特别地，可以加工半圆形的梳齿状，并将两个电化学阻抗探针齿与齿交错放置，间距例如可以为0.1mm，保证在干燥环境下两个电化学阻抗探针之间保持开路状态。将组合好的两个电化学阻抗探针用绝缘材料(如，环氧树脂)进行封装仅暴露电化学阻抗探针的一个面并将封装好的电化学阻抗探针放置于溶液中，本领域技术人员应当理解溶液的种类、绝缘材料的种类、封装方式等均为本领域常规技术，于此不予赘述。可以理解，与溶液接触的金属电极的面即为电化学阻抗探针，此外，为了使监测更加准确，还可以用砂纸对电化学阻抗探针进行打磨、抛光，并用去离子水进行清洗，还可以用无水乙醇擦拭电化学阻抗探针，还可以用冷风吹干。
电化学阻抗探针即为由金属材料加工成的金属电极，用导线将电化学阻抗探针与电化学阻抗监测仪连接，应当理解，电化学阻抗监测仪有多个导线接口，本发明中，一根导线连接一个电化学阻抗探针和电化学阻抗监测仪的一个导线接口。
图1是本发明提供的金属材料腐蚀监测系统的框图，如图1所示，该系统包括信号激励单元20、信号接收单元30、电信号参数获取单元40和数据分析单元50。
信号激励单元20用于通过电化学阻抗监测仪10向两个电化学阻抗探针施加正弦交流激励信号。在向两个电化学阻抗探针施加正弦交流激励信号之前，可以预先设置好合适的采样时间、扫描频率和正弦波扰动的幅值；正弦交流激励信号可以是小振幅(如，10mV～20mV)的正弦交流激励信号。
信号接收单元30用于通过电化学阻抗监测仪10基于正弦交流激励信号得到瞬时响应信号。在信号激励单元20向两个电化学阻抗探针施加了正弦交流激励信号的情况下，电化学阻抗监测仪10基于该正弦交流激励信号会得到响应信号，即瞬时响应信号，该瞬时响应信号通过信号接收单元30接收。
电信号参数获取单元40用于根据瞬时响应信号获取到分别连接两个电化学阻抗探针的两根导线之间的等效电路的等效阻抗。可以理解，一根导线连接一个电化学阻抗探针和电化学阻抗监测仪的一个导线接口，两个电化学阻抗探针因放置于溶液中而产生电连接，因而在连接两个电化学阻抗探针的两根导线之间会形成导通电路，图2是本发明提供的连接两个电化学阻抗探针的两根导线之间的等效电路，从图2所示的等效电路可以看出，连接两个电化学阻抗探针的两根导线之间的等效电路包括溶液阻抗Rs、双电层电容Cdl和极化电阻Rp，其中，双电层电容Cdl与极化电阻Rp并联后再与溶液阻抗Rs串联，图2所示的连接两个电化学阻抗探针的两根导线之间的等效电路通过本领域的公知常识可以知晓。
数据分析单元50用于根据等效阻抗来计算腐蚀电流密度和腐蚀速率，以实现对金属材料的腐蚀监测。等效阻抗是连接两个电化学阻抗探针的两根导线之间的等效电路的阻抗，等效阻抗通过以下公式计算：
在公式(1)中，Z(ω)表示等效电路的等效阻抗；Rs表示等效电路中的溶液阻抗；Rp表示等效电路中的极化电阻；ω表示信号接收单元30通过电化学阻抗监测仪10基于正弦交流激励信号得到的瞬时响应信号的频率；Cdl表示等效电路中的双电层电容；j为虚算符，取值为
本发明提供的金属材料腐蚀监测系统中的信号激励单元20还用于通过电化学阻抗监测仪10向两个电化学阻抗探针施加高频正弦交流激励信号和低频正弦交流激励信号，其中，正弦交流激励信号包括高频激励信号和低频激励信号。这里，正弦交流激励信号可以包括高频激励信号和低频激励信号，当然这里所描述的高频激励信号和低频激励信号也可以不是正弦交流激励信号，在本发明中，以正弦交流激励信号可以包括高频激励信号和低频激励信号为例进行说明。
信号接收单元30还用于通过电化学阻抗监测仪基于高频激励信号得到高频响应信号，并基于低频激励信号得到低频响应信号，其中，瞬时响应信号包括高频响应信号和低频响应信号，也就是说，这里的瞬时响应信号可以包括高频响应信号和低频响应信号，在信号激励单元20通过电化学阻抗监测仪10向两个电化学阻抗探针施加高频激励信号的情况下，信号接收单元30通过电化学阻抗监测仪基于高频激励信号得到高频响应信号，类似地，在信号激励单元20通过电化学阻抗监测仪10向两个电化学阻抗探针施加低频激励信号的情况下，信号接收单元30通过电化学阻抗监测仪基于低频激励信号得到低频响应信号。
电信号参数获取单元40还用于根据高频响应信号和低频响应信号，基于等效电路获取到高频阻抗和低频阻抗。
在信号接收单元30通过电化学阻抗监测仪基于高频激励信号得到高频响应信号的情况下，公式(1)中的ω为无穷大，可以表示为ω＝∞，那么，将ω＝∞代入公式(1)中，可以得到：
Z(ω)∞＝Rs,ω＝∞ (2)
在公式(2)中，Z(ω)∞表示在ω＝∞的情况下的等效阻抗；Rs表示等效电路中的溶液阻抗。
在信号接收单元30通过电化学阻抗监测仪基于低频激励信号得到低频响应信号的情况下，公式(1)中的ω为无穷小，可以表示为ω＝0，那么，将ω＝0代入公式(1)中，可以得到：
Z(ω)0＝Rs+Rp,ω＝0 (3)
在公式(3)中，Z(ω)0表示在ω＝0的情况下的等效阻抗；Rs表示等效电路中的溶液阻抗；Rp表示等效电路中的极化电阻。
对于金属材料的大气腐蚀体系来说，信号激励单元20通过电化学阻抗监测仪10向两个电化学阻抗探针施加的高频激励信号的频率范围可以在100kHz至1kHz之间，所施加的低频激励信号的频率可以在0.01Hz至0.1Hz之间。应当理解，信号激励单元20通过电化学阻抗监测仪10向两个电化学阻抗探针所施加激励信号的信号频率与信号接收单元30通过电化学阻抗监测仪10基于信号激励单元20所施加激励信号而得到的响应信号的信号频率是相同的。具体来说，信号激励单元20施加的正弦交流激励信号的频率与信号接收单元30基于所施加的正弦交流激励信号得到的瞬时响应信号的频率相同，类似地，信号激励单元20施加的高频激励信号的频率与信号接收单元30基于所施加的高频激励信号得到的高频响应信号的频率相同，信号激励单元20施加的低频激励信号的频率与信号接收单元30基于所施加的低频激励信号得到的低频响应信号的频率相同。
数据分析单元50还用于根据高频阻抗和低频阻抗来计算腐蚀电流密度和腐蚀速率。在电信号参数获取单元40获取到高频阻抗和低频阻抗的情况下，数据分析单元50还可以根据高频阻抗和低频阻抗来计算腐蚀电流密度和腐蚀速率。
数据分析单元50还用于：根据高频阻抗和低频阻抗计算等效电路中的极化电阻；根据极化电阻和预先确定的动力学参数来计算腐蚀电流密度。
结合公式(2)和公式(3)，根据高频阻抗和低频阻抗计算等效电路中的极化电阻Rp可以通过以下公式计算：
Rp＝Z(ω)0-Z(ω)∞ (4)
在公式(4)中，Rp表示等效电路中的极化电阻；Z(ω)0表示在ω＝0的情况下的等效阻抗；Z(ω)∞表示在ω＝∞的情况下的等效阻抗。
根据本领域的公知常识，腐蚀电流密度可以通过以下公式计算：
在公式(5)中，icorr表示腐蚀电流密度；β表示动力学参数；Rp表示等效电路中的极化电阻。其中，本领域技术人员应当理解，动力学参数β是有关腐蚀体系中阳极和阴极反应的Tafel斜率βa和βc的函数，βa和βc是表征金属材料发生腐蚀或氧化时腐蚀电流密度的有效动力学参数，通过βa和βc计算β如下：
在公式(6)中，βa和βc是有关腐蚀体系中阳极和阴极反应的Tafel斜率，根据本领域技术人员熟知的技术，可以通过模拟大气腐蚀加速试验中的电化学测试平行试样在Tafel极化曲线测试中通过拟合获得，本领域技术人员应当理解，也可以不根据公式(6)来获取β，β也可以根据工程经验来选取，一般情况下，β的取值可以在28mV～56mV之间。
数据分析单元50还用于：根据高频阻抗和低频阻抗计算等效电路中的极化电阻；根据极化电阻、预先确定的动力学参数和金属材料的属性参数来计算腐蚀速率。
以上公式(4)给出了根据高频阻抗和低频阻抗计算等效电路中的极化电阻Rp的计算方式，下面介绍根据极化电阻、预先确定的动力学参数和金属材料的属性参数来计算腐蚀速率的计算公式：
在公式(7)中，vlost表示待监测金属材料的腐蚀速率；β表示动力学参数；M表示构成金属材料的金属的相对原子质量或构成金属材料的合金材料的原子量，具体来说，在金属材料由纯金属构成的情况下，则M表示构成金属材料的金属的相对原子质量，在金属材料由合金材料构成的情况下，则M表示构成金属材料中的合金材料的原子量；n表示金属材料在溶液中发生的化学反应的反应方程中的得失电子数；F表示法拉第常数，取值可以是96500C/mol；ρ表示金属材料的密度；Rp表示极化电阻。其中，金属材料的属性参数包括表示构成金属材料的金属的相对原子质量或构成金属材料的合金材料的原子量M、金属材料在溶液中发生的化学反应的反应方程中的得失电子数n和金属材料的密度ρ。
此外，数据分析单元50还用于根据腐蚀电流密度和金属材料的属性参数来计算腐蚀速率。具体来说，计算公式如下：
在公式(8)中，vlost表示待监测金属材料的腐蚀速率；M表示构成金属材料的金属的相对原子质量或构成金属材料的合金材料的原子量，具体来说，在金属材料由纯金属构成的情况下，则M表示构成金属材料的金属的相对原子质量，在金属材料由合金材料构成的情况下，则M表示构成金属材料中的合金材料的原子量；icorr表示腐蚀电流密度；n表示金属材料在溶液中发生的化学反应的反应方程中的得失电子数；F表示法拉第常数，取值可以是96500C/mol；ρ表示金属材料的密度。其中，金属材料的属性参数包括表示构成金属材料的金属的相对原子质量或构成金属材料的合金材料的原子量M、金属材料在溶液中发生的化学反应的反应方程中的得失电子数n和金属材料的密度ρ。
下面阐述公式(7)和公式(8)的推导过程。
根据法拉第定律可以知晓，在电化学过程中，阳极金属电极(即作为阳极的电化学阻抗探针)上的金属每溶解1mol时，需要一定的电量Q通过金属电极，因此，阳极损失的金属质量为：
公式(9)为本领域技术人员熟知的计算公式，其中，Δm表示阳极金属电极损失的金属质量；M表示构成金属材料的金属的相对原子质量或构成金属材料的合金材料的原子量，具体来说，在金属材料由纯金属构成的情况下，则M表示构成金属材料的金属的相对原子质量，在金属材料由合金材料构成的情况下，则M表示构成金属材料中的合金材料的原子量；Q表示通过金属电极的电量；n表示金属材料在溶液中发生的化学反应的反应方程中的得失电子数；F表示法拉第常数，取值可以是96500C/mol；ρ表示金属材料的密度。其中，通过金属电极的电量Q的计算方式可以是Q＝It，I表示金属电极中的电流强度，t表示向金属电极的通电时间。
将Q＝It代入公式(9)中，可以得到：
公式(10)中的各个参数已经在上文中进行阐述，于此不予赘述。
根据本领域技术人员公知常识，腐蚀速率vlost可以计算如下
在公式(11)中，vlost表示待监测金属材料的腐蚀速率；Δm表示阳极金属电极损失的金属质量；S表示阳极金属电极的表面积；t表示向金属电极的通电时间。
将公式(10)代入公式(11)中，可以得到：
金属材料在溶液和大气中的腐蚀本质上都是电化学腐蚀，因此可以利用腐蚀电流密度来表征金属材料的腐蚀速度。假设发生的腐蚀是均匀腐蚀，根据本领域技术人员的公知常识，腐蚀电流密度还可以通过以下公式来表示：
在公式(13)中，icorr表示腐蚀电流密度；I表示金属电极中的电流强度；S表示阳极金属电极的表面积。
通过公式(13)可以得到I＝icorr·S，代入公式(12)中，可以得到公式(8)，将公式(5)代入公式(14)中，可以得到公式(7)。
通过以上推导过程，可以得到根据极化电阻、预先确定的动力学参数和金属材料的属性参数来计算腐蚀速率的计算方式，即公式(7)，还可以得到可根据腐蚀电流密度和金属材料的属性参数来计算腐蚀速率的计算方式，即公式(8)。
图3是本发明提供的金属材料腐蚀监测方法的流程图，将金属材料加工成两个金属电极以分别作为两个电化学阻抗探针，并分别用两根导线将所述两个电化学阻抗探针与电化学阻抗监测仪连接，如图3所示，该方法包括：
步骤S301，通过电化学阻抗监测仪向两个电化学阻抗探针施加正弦交流激励信号；
步骤S302，通过电化学阻抗监测仪基于正弦交流激励信号得到瞬时响应信号；
步骤S303，根据瞬时响应信号获取到分别连接两个电化学阻抗探针的两根导线之间的等效电路的等效阻抗；
步骤S304，根据等效阻抗来计算腐蚀电流密度和腐蚀速率，以实现对金属材料的腐蚀监测。
其中，本发明提供的金属材料腐蚀监测方法还包括：通过电化学阻抗监测仪向两个电化学阻抗探针施加高频激励信号和低频激励信号，其中，正弦交流激励信号包括高频激励信号和低频激励信号；通过电化学阻抗监测仪基于高频激励信号得到高频响应信号，并基于低频激励信号得到低频响应信号，其中，瞬时响应信号包括高频响应信号和低频响应信号；根据高频响应信号和低频响应信号，得到等效电路的高频阻抗和低频阻抗；根据高频阻抗和低频阻抗来计算腐蚀电流密度和所述腐蚀速率来计算腐蚀电流密度和腐蚀速率。
其中，根据高频阻抗和低频阻抗来计算腐蚀电流密度包括：根据高频阻抗和低频阻抗计算等效电路中的极化电阻；根据极化电阻和预先确定的动力学参数来计算腐蚀电流密度。
其中，根据高频阻抗和低频阻抗来计算腐蚀速率包括：根据高频阻抗和低频阻抗计算等效电路中的极化电阻；根据极化电阻、预先确定的动力学参数和金属材料的属性参数来计算腐蚀速率。
其中，根据高频阻抗和低频阻抗来计算腐蚀速率包括：根据腐蚀电流密度和金属材料的属性参数来计算腐蚀速率。
需要说明的是，本发明提供的金属材料腐蚀监测方法的具体细节及益处与本发明提供的金属材料腐蚀监测系统类似，于此不予赘述。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
本发明提供的技术方案相比于传统的腐蚀监测技术，具有可以实时监测和采集数据、测试方法简单快速、测量精度高等优点。本发明提供的技术方案，适用于多种金属材料，用途广泛。在使用场景和使用条件不同的情况下，可以通过改进电化学阻抗探针的制作方法、修改测试参数等方式，来延长电化学阻抗探针的寿命，从而也可以扩展本发明提供的技术方案的应用范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。
Claims (10)
1.一种金属材料腐蚀监测系统，其特征在于，将金属材料加工成两个金属电极以分别作为两个电化学阻抗探针，并分别用两根导线将所述两个电化学阻抗探针与电化学阻抗监测仪连接，该系统包括：
信号激励单元，用于通过所述电化学阻抗监测仪向所述两个电化学阻抗探针施加正弦交流激励信号；
信号接收单元，用于通过所述电化学阻抗监测仪基于所述正弦交流激励信号得到瞬时响应信号；
电信号参数获取单元，用于根据所述瞬时响应信号获取到分别连接所述两个电化学阻抗探针的两根导线之间的等效电路的等效阻抗；以及
数据分析单元，用于根据所述等效阻抗来计算腐蚀电流密度和腐蚀速率，以实现对所述金属材料的腐蚀监测。
2.根据权利要求1所述的金属材料腐蚀监测系统，其特征在于，
所述信号激励单元还用于通过所述电化学阻抗监测仪向所述两个电化学阻抗探针施加高频激励信号和低频激励信号，其中，所述正弦交流激励信号包括所述高频激励信号和所述低频激励信号；
所述信号接收单元还用于通过所述电化学阻抗监测仪基于所述高频激励信号得到高频响应信号，并基于所述低频激励信号得到低频响应信号，其中，所述瞬时响应信号包括所述高频响应信号和所述低频响应信号；
所述电信号参数获取单元还用于根据所述高频响应信号和所述低频响应信号，得到所述等效电路的高频阻抗和低频阻抗；以及
所述数据分析单元还用于根据所述高频阻抗和所述低频阻抗来计算所述腐蚀电流密度和所述腐蚀速率。
3.根据权利要求2所述的金属材料腐蚀监测系统，其特征在于，所述数据分析单元还用于：
根据所述高频阻抗和所述低频阻抗计算所述等效电路中的极化电阻；以及
根据所述极化电阻和预先确定的动力学参数来计算所述腐蚀电流密度。
4.根据权利要求2或3所述的金属材料腐蚀监测系统，其特征在于，所述数据分析单元还用于：
根据所述高频阻抗和所述低频阻抗计算所述等效电路中的极化电阻；以及
根据所述极化电阻、预先确定的动力学参数和所述金属材料的属性参数来计算所述腐蚀速率。
5.根据权利要求2或3所述的金属材料腐蚀监测系统，其特征在于，所述数据分析单元还用于根据所述腐蚀电流密度和所述金属材料的属性参数来计算所述腐蚀速率。
6.一种金属材料腐蚀监测方法，其特征在于，将金属材料加工成两个金属电极以分别作为两个电化学阻抗探针，并分别用两根导线将所述两个电化学阻抗探针与电化学阻抗监测仪连接，该方法包括：
通过所述电化学阻抗监测仪向所述两个电化学阻抗探针施加正弦交流激励信号；
通过所述电化学阻抗监测仪基于所述正弦交流激励信号得到瞬时响应信号；
根据所述瞬时响应信号获取到分别连接所述两个电化学阻抗探针的两根导线之间的等效电路的等效阻抗；以及
根据所述等效阻抗来计算腐蚀电流密度和腐蚀速率，以实现对所述金属材料的腐蚀监测。
7.根据权利要求6所述的金属材料腐蚀监测方法，其特征在于，该方法还包括：
通过所述电化学阻抗监测仪向所述两个电化学阻抗探针施加高频激励信号和低频激励信号，其中，所述正弦交流激励信号包括所述高频激励信号和所述低频激励信号；
通过所述电化学阻抗监测仪基于所述高频激励信号得到高频响应信号，并基于所述低频激励信号得到低频响应信号，其中，所述瞬时响应信号包括所述高频响应信号和所述低频响应信号；
根据所述高频响应信号和所述低频响应信号，得到所述等效电路的高频阻抗和低频阻抗；以及
根据所述高频阻抗和所述低频阻抗来计算所述腐蚀电流密度和所述腐蚀速率。
8.根据权利要求7所述的金属材料腐蚀监测方法，其特征在于，根据所述高频阻抗和所述低频阻抗来计算所述腐蚀电流密度包括：
根据所述高频阻抗和所述低频阻抗计算所述等效电路中的极化电阻；以及
根据所述极化电阻和预先确定的动力学参数来计算所述腐蚀电流密度。
9.根据权利要求7或8所述的金属材料腐蚀监测方法，其特征在于，根据所述高频阻抗和所述低频阻抗来计算所述腐蚀速率包括：
根据所述高频阻抗和所述低频阻抗计算所述等效电路中的极化电阻；以及
根据所述极化电阻、预先确定的动力学参数和所述金属材料的属性参数来计算所述腐蚀速率。
10.根据权利要求7或8所述的金属材料腐蚀监测方法，其特征在于，根据所述高频阻抗和所述低频阻抗来计算所述腐蚀速率包括：
根据所述腐蚀电流密度和所述金属材料的属性参数来计算所述腐蚀速率。
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