CN114509473A - 一种基于电化学的海洋生物污损监测评价方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及海洋监测技术领域，具体地说，涉及一种基于电化学的海洋生物污损监测评价方法和装置。包括如下步骤：选取监测评价对象；将监测评价对象及电极材料放入海水中，通过自然附着的方式获得监测评价对象及电极材料试样；采用电导率测试法或电化学交流阻抗法测量试样的电导率数据或电化学等效电路变化状况；将电导率变化或电化学等效电路变化与实际生物污损程度情况进行对比分析，获得实际的生物污损程度情况。本发明设计根据电导率变化数据、电极电容数据等对生物附着试样的生物量（或者生物覆盖率）的相关性分析，从而完成对传感器电极材料的生物附着情况的监测和评价，有效避免生物附着和污损造成的损失及危害，达到生物污损防除的目的。

Description

一种基于电化学的海洋生物污损监测评价方法和装置
技术领域
本发明涉及海洋监测技术领域，具体地说，涉及一种基于电化学的海洋生物污损监测评价方法和装置。
背景技术
一般物体浸入海水中后，由于受到一系列物理、化学和生物等因素的综合相互作用，其表面很快会覆盖一层聚合物材料形成的薄膜，通常称为调节膜。调节膜的主要成分是蛋白质大分子等，它会使物体表面特性发生改变，成为海洋浮游生物附着、繁殖的基础。随着调节膜的形成，细菌、单细胞真核生物和多细胞真核生物依次在浸入物体表面附着，形成一个复杂的生态系统。黏附在物体表面的细菌大量分泌细胞外产物，将细菌与细菌、细菌与附着底物等相互连接形成一层由细菌和海藻为主的生物膜。研究发现生物膜在随后大型海洋生物附着时起到了关键的桥梁作用，生物膜可以释放出化学信号，让海中生物感知到环境是否适合附着生存。大型海洋生物的幼虫和孢子一旦接近带有生物膜的表面后便会附着，变态生长并繁殖扩大，最终形成规模较大的海洋污损生物群落。污损生物粘附在舰船底部增大了流体动力学阻力、降低了舰船机动性、增加了燃料消耗，同时，污损生物还抑制水产养殖、堵塞管道、加速金属腐蚀、影响海洋仪器仪表性能等。根据海洋污损生物群落的形成过程及附着机理，人们采取了各种各样的生物污损防除方法。根据其原理的不同可大致分为物理防污法、化学防污法和生物防污法三大类。采用微生物杀菌剂等措施控制生物污损初期微生物膜的附着和生长，可以有效避免生物附着和污损造成的损失及危害。这就需要对生物污损初期微生物膜附着情况进行在线监测，以及时采取有效措施，控制微生物膜附着和生长，防止其发展。实际上针对海洋生物污损的评价，初期主要是通过荧光显微镜及扫描电镜等方法进行检测，再就是采用实海挂片的方法观察生物附着的情况。然而这几种方法主要应用于实验室，且操作复杂，目前尚缺乏简便快速有效的技术手段，对生物污损微生物膜附着情况进行监测和评估，同时间接评价海域环境是否适宜海洋污损生物生长。
现有技术中，如专利号为CN200320017054.6的现场检测微生物膜生长状态的传感器，其可以通过监测传感器电极电位的变化评价微生物膜附着生长程度，但仅适用于高钝化性能的不锈钢材料表面的微生物膜附着情况评价。不同的材料其表面海洋生物附着生长的状况不同，因此对于其他材料表面生物附着状况的监测及评价技术就尤为重要。不锈钢、石墨、铂等是海洋电化学传感器上常用的电极材料，这些材料直接与海水接触，极容易受到海洋生物污损的侵害，从而影响海洋仪器的性能，因此需要对电化学类海洋传感器电极材料的生物附着情况进行监测和评价。鉴于此，我们提出了一种基于电化学的海洋生物污损监测评价方法和装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于电化学的海洋生物污损监测评价方法和装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述技术问题的解决，本发明的目的之一在于，提供了一种基于电化学的海洋生物污损监测评价方法，包括如下步骤：
S1、选取监测评价对象，监测评价对象为可以导电的金属或非金属材料，包括但不限于不锈钢、石墨、铂；
S2、将监测评价对象放入海水中，通过海水中生物自然生长附着的方式获得生物附着后的监测评价对象试样；将电极材料放入海水中一段时间，通过海水中生物自然生长附着的方式获得生物附着后的电极材料的试样；
S3、采用电导率测试法或电化学交流阻抗法测量生物附着后监测评价对象的电导率数据或电化学等效电路变化状况；
S4、将步骤S3中获得的电导率变化或电化学等效电路变化与实际生物污损程度情况进行对比分析，获得实际的生物污损程度情况。
作为本技术方案的进一步改进，所述S1中，监测评价对象为惰性电化学电极材料，包括但不限于不锈钢、石墨、铂常用电化学电极材料；在选取需要监测和评价的电极材料后，需按照要求进行加工。
作为本技术方案的进一步改进，所述S2中，在处理监测评价对象和电极材料的试样时，根据需要，可以在不同海域、不同深度分别布置试样；也可以通过设置不同的试样浸入时间，从而获得不同附着程度的试样。
作为本技术方案的进一步改进，所述S3中，采用电化学法测量生物附着后监测评价对象的电导率的原理具体如下：
溶液电导率的测量一般采用交流信号作用于电导池的两电极板，由测量到的电导池常数Kcell和两电极板之间的电导G而求得电导率k，计算表达式为：
Figure 720481DEST_PATH_IMAGE001
；
其中
Figure 900795DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure 592808DEST_PATH_IMAGE003
；
通常，Kcell受电导池尺寸及形状影响，一般为固定数值，因此称为电导池常数；在已知电导池常数的情况下，可以通过G求得电导率k。
作为本技术方案的进一步改进，所述S4中，实际生物污损程度情况是通过生物量或荧光显微镜法获得的；将获得的电导率变化或电化学等效电路变化结合生物量和荧光显微镜法获得的生物污损程度情况进行相关性分析，获得电导率变化或电化学等效电路变化与生物污损程度的关系；关系建立之后，可以通过生物附着后的电导率变化或电化学等效电路变化直接获取实际的生物污损程度情况。
本发明的目的之二在于，一种基于电化学的海洋生物污损监测评价装置，该装置用于支撑上述所述的基于电化学的海洋生物污损监测评价方法的运行，包括试样准备单元、检测实验单元和监测评价单元；所述试样准备单元、所述检测实验单元与所述监测评价单元并列运行；其中：
所述试样准备单元用于选取监测评价对象材料并制备不同污损程度的评价对象材料和电极材料的试样；
所述检测实验单元用于通过电导率测试法或电化学交流阻抗法来测量监测评价试样的电导率数据或电化学等效电路变化状况；
所述监测评价单元用于通过计算机对实验数据进行相关性分析，从而通过电导率变化或电化学等效电路变化来反应生物污损情况。
作为本技术方案的进一步改进，所述试样准备单元包括电极加工设备、计时器和深度测量装置；所述电极加工设备、所述计时器与所述深度测量装置并列运行；其中：
所述电极加工设备用于将选取的监测评价对象及电极材料按照要求加工成所需的电极结构；
所述计时器用于在制备监测评价对象试样和电极材料试样时，计量材料在海水中放置的时长，以获取生物附着条件相同的对比试样；
所述深度测量装置用于在制备监测评价对象试样和电极材料试样时，测量材料放置在海水中的深度，以获取相同海域、深度的对比试样。
作为本技术方案的进一步改进，所述检测实验单元包括荧光显微镜、电导率测试电路和电化学交流阻抗电路；所述荧光显微镜、所述电导率测试电路与所述电化学交流阻抗电路并列运行；其中：
所述荧光显微镜用于通过生物量或荧光显微镜法获取实际的生物污损程度；
所述电导率测试电路用于利用电导率测试法获取生物附着后监测评价对象试样的电导率数据；其中，所述电导率测试电路还包括电导率传感器，所述电导率传感器用于实测海水的电导率变化；
所述电化学交流阻抗电路用于利用电化学交流阻抗法获取生物附着后监测评价对象试样的电化学等效电路变化状况。
作为本技术方案的进一步改进，所述监测评价单元包括处理器和显示装置；所述处理器与所述显示装置通过VGA线信号连接；其中：
所述处理器用于导入检测实验的数据、对实验数据进行相关分析并最终输出通过电导率变化或电化学等效电路反应污损程度的相关关系；
所述显示装置用于直观地展示通过电导率变化或电化学等效电路反应污损程度的相关关系的标准曲线。
作为本技术方案的进一步改进，所述处理器包括实验数据管理模块、相关性分析模块和污损程度反馈模块；所述实验数据管理模块的信号输出端与所述相关性分析模块的信号输入端连接，所述相关性分析模块的信号输出端与所述污损程度反馈模块的信号输入端连接；其中：
所述实验数据管理模块用于导入/输入检测实验获取的数据并进行管理及存储；
所述相关性分析模块用于将获得的电导率变化或电化学等效电路变化结合生物量和荧光显微镜法获得的生物污损程度情况进行相关性分析，以获得电导率变化或电化学等效电路变化与生物污损程度的关系；
所述污损程度反馈模块用于通过绘制两者相关关系的标准曲线以直观地通过电导率变化或电化学等效电路变化来反馈实际的生物污损程度情况。
本发明的目的之三在于，提供了一种基于电化学的海洋生物污损监测评价处理系统运行装置，包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序，处理器用于执行计算机程序时实现上述的基于电化学的海洋生物污损监测评价方法的局部步骤。
本发明的目的之四在于，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于电化学的海洋生物污损监测评价方法的局部步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
该基于电化学的海洋生物污损监测评价方法和装置，基于海洋生物膜的电导率等电化学性质与海水不同，其附着于电极材料表面后对电极材料海水界面处电导率或等效电路的影响，采用电导率测试或电化学交流阻抗测试等方法测定不同时期被附着材料的电导率或等效电路变化，根据电导率变化数据、电极电容数据等对生物附着试样的生物量（或者生物覆盖率）的相关性分析，建立标准工作曲线，再通过电导率变化数据、电极电容数据进行计算分析，从而完成对传感器电极材料的生物附着情况的监测和评价，有效避免生物附着和污损造成的损失及危害，达到生物污损防除的目的。
附图说明
图1为本发明中监测评价的整体方法流程图；
图2为本发明中监测评价的整体装置架构示意图；
图3为本发明中示例性的电子计算机平台装置结构示意图；
图4为本发明中示例性的电极规格结构示意图；
图5为实施例2中示例性的经实验可得的时间-电导率示值变化的关系标准曲线图；
图6为实施例2中生物附着填充至电导池的表面状态结构变化示意图；
图7为实施例3中生物膜使电极表面产生膜电容及膜电阻的等效电路图发生改变的电路示意对比图（图中a、b分别表示生物污损发生前、后的等效电路图）。
图中：
1、试样准备单元；11、电极加工设备；12、计时器；13、深度测量装置；
2、检测实验单元；21、荧光显微镜；22、电导率测试电路；221、电导率传感器；23、电化学交流阻抗电路；
3、监测评价单元；31、处理器；311、实验数据管理模块；312、相关性分析模块；313、污损程度反馈模块；32、显示装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-图3所示，本实施例提供了一种基于电化学的海洋生物污损监测评价方法和装置，包括如下步骤：
S1、选取监测评价对象，监测评价对象为可以导电的金属或非金属材料，包括但不限于不锈钢、石墨、铂；
S2、将监测评价对象放入海水中，通过海水中生物自然生长附着的方式获得生物附着后的监测评价对象试样；将电极材料放入海水中一段时间，通过海水中生物自然生长附着的方式获得生物附着后的电极材料的试样；
S3、采用电导率测试法或电化学交流阻抗法测量生物附着后监测评价对象的电导率数据或电化学等效电路变化状况；
S4、将步骤S3中获得的电导率变化或电化学等效电路变化与实际生物污损程度情况进行对比分析，获得实际的生物污损程度情况。
本实施例中，S1中，监测评价对象为惰性电化学电极材料，包括但不限于不锈钢、石墨、铂（黑）等常用电化学电极材料；在选取需要监测和评价的电极材料后，需按照要求进行加工。
本实施例中，S2中，在处理监测评价对象和电极材料的试样时，根据需要，可以在不同海域、不同深度分别布置试样；也可以通过设置不同的试样浸入时间，从而获得不同附着程度的试样。
本实施例中，S3中，采用电化学法测量生物附着后监测评价对象的电导率的原理具体如下：
溶液电导率的测量一般采用交流信号作用于电导池的两电极板，由测量到的电导池常数Kcell和两电极板之间的电导G而求得电导率k，计算表达式为：
Figure 516770DEST_PATH_IMAGE001
；
其中
Figure 977838DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure 329054DEST_PATH_IMAGE003
；
通常，Kcell受电导池尺寸及形状影响，一般为固定数值，因此称为电导池常数；在已知电导池常数的情况下，可以通过G求得电导率k。
本实施例中，S4中，实际生物污损程度情况是通过生物量或荧光显微镜法获得的；将获得的电导率变化或电化学等效电路变化结合生物量和荧光显微镜法获得的生物污损程度情况进行相关性分析，获得电导率变化或电化学等效电路变化与生物污损程度的关系；关系建立之后，可以通过生物附着后的电导率变化或电化学等效电路变化直接获取实际的生物污损程度情况。
如图2所示，本实施例还提供了一种基于电化学的海洋生物污损监测评价装置，该装置用于支撑上述的基于电化学的海洋生物污损监测评价方法的运行，包括试样准备单元1、检测实验单元2和监测评价单元3；试样准备单元1、检测实验单元2与监测评价单元3并列运行；其中：
试样准备单元1用于选取监测评价对象材料并制备不同污损程度的评价对象材料和电极材料的试样；
检测实验单元2用于通过电导率测试法或电化学交流阻抗法来测量监测评价试样的电导率数据或电化学等效电路变化状况；
监测评价单元3用于通过计算机对实验数据进行相关性分析，从而通过电导率变化或电化学等效电路变化来反应生物污损情况。
本实施例中，试样准备单元1包括电极加工设备11、计时器12和深度测量装置13；电极加工设备11、计时器12与深度测量装置13并列运行；其中：
电极加工设备11用于将选取的监测评价对象及电极材料按照要求加工成所需的电极结构；
计时器12用于在制备监测评价对象试样和电极材料试样时，计量材料在海水中放置的时长，以获取生物附着条件相同的对比试样；
深度测量装置13用于在制备监测评价对象试样和电极材料试样时，测量材料放置在海水中的深度，以获取相同海域、深度的对比试样。
本实施例中，检测实验单元2包括荧光显微镜21、电导率测试电路22和电化学交流阻抗电路23；荧光显微镜21、电导率测试电路22与电化学交流阻抗电路23并列运行；其中：
荧光显微镜21用于通过生物量或荧光显微镜法获取实际的生物污损程度；
电导率测试电路22用于利用电导率测试法获取生物附着后监测评价对象试样的电导率数据；其中，电导率测试电路22还包括电导率传感器221，电导率传感器221用于实测海水的电导率变化；
电化学交流阻抗电路23用于利用电化学交流阻抗法获取生物附着后监测评价对象试样的电化学等效电路变化状况。
本实施例中，监测评价单元3包括处理器31和显示装置32；处理器31与显示装置32通过VGA线信号连接；其中：
处理器31用于导入检测实验的数据、对实验数据进行相关分析并最终输出通过电导率变化或电化学等效电路反应污损程度的相关关系；
显示装置32用于直观地展示通过电导率变化或电化学等效电路反应污损程度的相关关系的标准曲线。
本实施例中，处理器31包括实验数据管理模块311、相关性分析模块312和污损程度反馈模块313；实验数据管理模块311的信号输出端与相关性分析模块312的信号输入端连接，相关性分析模块312的信号输出端与污损程度反馈模块313的信号输入端连接；其中：
实验数据管理模块311用于导入/输入检测实验获取的数据并进行管理及存储；
相关性分析模块312用于将获得的电导率变化或电化学等效电路变化结合生物量和荧光显微镜法获得的生物污损程度情况进行相关性分析，以获得电导率变化或电化学等效电路变化与生物污损程度的关系；
污损程度反馈模块313用于通过绘制两者相关关系的标准曲线以直观地通过电导率变化或电化学等效电路变化来反馈实际的生物污损程度情况。
其中，污损程度反馈模块313还可根据实验结果，计算被污损后材料表面的生物覆盖率并反馈出来；其中，污损生物覆盖率即为污损生物附着基底总面积与基体材料面积的百分比率。
如图3所示，本实施例还提供了一种基于电化学的海洋生物污损监测评价处理系统运行装置，该装置包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序。
处理器包括一个或一个以上处理核心，处理器通过总线与存储器相连，存储器用于存储程序指令，处理器执行存储器中的程序指令时实现上述的基于电化学的海洋生物污损监测评价方法的局部步骤。
可选的，存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随时存取存储器（SRAM），电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），可擦除可编程只读存储器（EPROM），可编程只读存储器（PROM），只读存储器（ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的基于电化学的海洋生物污损监测评价方法的局部步骤。
可选的，本发明还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面基于电化学的海洋生物污损监测评价方法的局部步骤。
实施例2
如图4-图6所示，本实施例在实施例1的基础上，采用电导率变化反应生物污损程度的方法，具体方法步骤如下：
（1）选取监测评价对象：
选取常用的石墨电极为监测评价对象，将石墨加工成如图4中电极1所示的试样，其规格优选为直径10mm、厚度2mm，石墨电极连接导线1并封装到环氧树脂中；图1中电极2可选用石墨或不锈钢等惰性材料做为对电极，样式为中间带孔的圆环，外径可稍大于工作电极，此处优选为外径12mm、内径3mm、厚度2mm，接上导线2；图1中电极3选用固体Ag/AgCl电极作为参比电极，规格优选为直径为mm、高度3mm的圆柱体，接上导线3；电极2和电极3一起封装到环氧树脂中。
（2）将石墨电极放入海洋中，通过海水中生物自然生长附着的方式获得生物附着石墨电极试样：
本实施例中可设置的挂片时间（1h,4h,24h,72h,120h,240h,720h），可以参照《GB/T 12763.6-2007海洋调查规范第六部分：海洋生物调查》中的微型生物污损调查进行；通过海水中生物自然生长附着的方式获得生物附着后的石墨电极的试样；根据需要，可以在不同海域、不同深度分别布置试样，设置不同的试样浸入时间，可以获得不同附着程度的试样。
（3）采用电化学法测量生物附着后石墨电极的电导率，获得时间-电导率示值变化的关系标准曲线（参阅图5）：
电导率变化反应污损程度的具体原理为：溶液电导率的测量一般采用交流信号作用于电导池的两电极板，由测量到的电导池常数Kcell和两电极板之间的电导G而求得电导率k：
Figure 508363DEST_PATH_IMAGE001
；
其中
Figure 970437DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure 551591DEST_PATH_IMAGE003
；
通常，Kcell受电导池尺寸及形状影响，一般为固定数值，因此称为电导池常数；在已知电导池常数的情况下，可以通过G求得电导率k；而在海水环境中，受生物附着的影响，生物填充至电导池，电极的电导池常数发生改变（其中，电极外表面状态变化参阅图6）；而实际海水的电导率变化较小，故可以通过传感器实测电导率的变化，一定程度的反应生物污损的程度。
例如，生物污损发生前：
Figure 67849DEST_PATH_IMAGE004
；
生物污损发生后：
Figure 531191DEST_PATH_IMAGE005
；
生物污损发生后，传感器测定G1，依照原Kcell算出电导率k1；随着电极材料在海水中的时间逐渐增长，生物污损程度提高导致电导率发生改变，经实验及测定得到如图5所示的时间-电导率示值变化的关系标准曲线，此时电导率示值发生的变化非电解质（海水）实际电导率变化，而可以认为主要由电导池常数发生变化引起。从而可以得出结论为：生物污损越严重，其电导池常数变化越大，电导率示值也就变化越大。通过建立电导率示值变化与附着生物量之间的联系，即可监测生物污损程度。
（4）将步骤（3）获得的标准曲线与生物污损程度情况进行对比分析，获得实际的生物污损程度情况。通过电导率变化值对试样的附着生物量建立标准工作曲线。因此通过透电导率变化的测定，由标准曲线计算获得附着生物含量，从而监测评估生物污损的程度。
另外，在上述实施例的基础上，还可采用电导率变化结合指叉电极的方法来反应生物污损程度。
实施例3
如图7所示，本实施例在实施例2的基础上，采用电化学交流阻抗谱变化反应生物污损程度的方法，具体如下：
同实施例2，依照图1所示电极，以电极1为工作电极，电极2为对电极，电极3为参比电极，使用电化学交流阻抗法，获得电化学交流阻抗谱图。
生物膜的存在使电极表面产生膜电容及膜电阻，其等效电路图发生改变（参阅图7）。
通过对生物污损发生前、后的电化学交流阻抗谱图进行分析，可获得膜电容、膜电阻变化。
同时，建立膜电容、膜电阻变化与附着生物量之间的关系曲线，同样可监测生物污损程度。
另外，在上述实施例的基础上，还可采用丝束阵列电极，结合电导率和电化学交流阻抗的方法来反应生物污损程度。
同时，采用丝束阵列电极的方法同样适用于生物污损的现场监测。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的全部或部分步骤的过程可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种基于电化学的海洋生物污损监测评价方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、选取监测评价对象，监测评价对象为可以导电的金属或非金属材料，包括但不限于不锈钢、石墨、铂；
S2、将监测评价对象放入海水中，通过海水中生物自然生长附着的方式获得生物附着后的监测评价对象试样；将电极材料放入海水中一段时间，通过海水中生物自然生长附着的方式获得生物附着后的电极材料的试样；
S3、采用电导率测试法或电化学交流阻抗法测量生物附着后监测评价对象的电导率数据或电化学等效电路变化状况；
S4、将步骤S3中获得的电导率变化或电化学等效电路变化与实际生物污损程度情况进行对比分析，获得实际的生物污损程度情况。
2.根据权利要求1所述的基于电化学的海洋生物污损监测评价方法，其特征在于：所述S1中，监测评价对象为惰性电化学电极材料，包括但不限于不锈钢、石墨、铂常用电化学电极材料；在选取需要监测和评价的电极材料后，需按照要求进行加工。
3.根据权利要求2所述的基于电化学的海洋生物污损监测评价方法，其特征在于：所述S2中，在处理监测评价对象和电极材料的试样时，根据需要，可以在不同海域、不同深度分别布置试样；也可以通过设置不同的试样浸入时间，从而获得不同附着程度的试样。
4.根据权利要求3所述的基于电化学的海洋生物污损监测评价方法，其特征在于：所述S3中，采用电化学法测量生物附着后监测评价对象的电导率的原理具体如下：
溶液电导率的测量一般采用交流信号作用于电导池的两电极板，由测量到的电导池常数Kcell和两电极板之间的电导G而求得电导率k，计算表达式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
其中
Figure 806774DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
通常，Kcell受电导池尺寸及形状影响，一般为固定数值，因此称为电导池常数；在已知电导池常数的情况下，可以通过G求得电导率k。
5.根据权利要求4所述的基于电化学的海洋生物污损监测评价方法，其特征在于：所述S4中，实际生物污损程度情况是通过生物量或荧光显微镜法获得的；将获得的电导率变化或电化学等效电路变化结合生物量和荧光显微镜法获得的生物污损程度情况进行相关性分析，获得电导率变化或电化学等效电路变化与生物污损程度的关系；关系建立之后，可以通过生物附着后的电导率变化或电化学等效电路变化直接获取实际的生物污损程度情况。
6.一种基于电化学的海洋生物污损监测评价装置，该装置用于支撑权利要求5所述的基于电化学的海洋生物污损监测评价方法的运行，其特征在于：包括试样准备单元（1）、检测实验单元（2）和监测评价单元（3）；所述试样准备单元（1）、所述检测实验单元（2）与所述监测评价单元（3）并列运行；其中：
所述试样准备单元（1）用于选取监测评价对象材料并制备不同污损程度的评价对象材料和电极材料的试样；
所述检测实验单元（2）用于通过电导率测试法或电化学交流阻抗法来测量监测评价试样的电导率数据或电化学等效电路变化状况；
所述监测评价单元（3）用于通过计算机对实验数据进行相关性分析，从而通过电导率变化或电化学等效电路变化来反应生物污损情况。
7.根据权利要求6所述的基于电化学的海洋生物污损监测评价装置，其特征在于：所述试样准备单元（1）包括电极加工设备（11）、计时器（12）和深度测量装置（13）；所述电极加工设备（11）、所述计时器（12）与所述深度测量装置（13）并列运行；其中：
所述电极加工设备（11）用于将选取的监测评价对象及电极材料按照要求加工成所需的电极结构；
所述计时器（12）用于在制备监测评价对象试样和电极材料试样时，计量材料在海水中放置的时长，以获取生物附着条件相同的对比试样；
所述深度测量装置（13）用于在制备监测评价对象试样和电极材料试样时，测量材料放置在海水中的深度，以获取相同海域、深度的对比试样。
8.根据权利要求6所述的基于电化学的海洋生物污损监测评价装置，其特征在于：所述检测实验单元（2）包括荧光显微镜（21）、电导率测试电路（22）和电化学交流阻抗电路（23）；所述荧光显微镜（21）、所述电导率测试电路（22）与所述电化学交流阻抗电路（23）并列运行；其中：
所述荧光显微镜（21）用于通过生物量或荧光显微镜法获取实际的生物污损程度；
所述电导率测试电路（22）用于利用电导率测试法获取生物附着后监测评价对象试样的电导率数据；其中，所述电导率测试电路（22）还包括电导率传感器（221），所述电导率传感器（221）用于实测海水的电导率变化；
所述电化学交流阻抗电路（23）用于利用电化学交流阻抗法获取生物附着后监测评价对象试样的电化学等效电路变化状况。
9.根据权利要求6所述的基于电化学的海洋生物污损监测评价装置，其特征在于：所述监测评价单元（3）包括处理器（31）和显示装置（32）；所述处理器（31）与所述显示装置（32）通过VGA线信号连接；其中：
所述处理器（31）用于导入检测实验的数据、对实验数据进行相关分析并最终输出通过电导率变化或电化学等效电路反应污损程度的相关关系；
所述显示装置（32）用于直观地展示通过电导率变化或电化学等效电路反应污损程度的相关关系的标准曲线。
10.根据权利要求9所述的基于电化学的海洋生物污损监测评价装置，其特征在于：所述处理器（31）包括实验数据管理模块（311）、相关性分析模块（312）和污损程度反馈模块（313）；所述实验数据管理模块（311）的信号输出端与所述相关性分析模块（312）的信号输入端连接，所述相关性分析模块（312）的信号输出端与所述污损程度反馈模块（313）的信号输入端连接；其中：
所述实验数据管理模块（311）用于导入/输入检测实验获取的数据并进行管理及存储；
所述相关性分析模块（312）用于将获得的电导率变化或电化学等效电路变化结合生物量和荧光显微镜法获得的生物污损程度情况进行相关性分析，以获得电导率变化或电化学等效电路变化与生物污损程度的关系；
所述污损程度反馈模块（313）用于通过绘制两者相关关系的标准曲线以直观地通过电导率变化或电化学等效电路变化来反馈实际的生物污损程度情况。
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