CN214174108U - 一种环境腐蚀速率在线监测设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种环境腐蚀速率在线监测设备，其属于环境腐蚀监测领域，其包括铜板测试装置，铜板测试装置包括测试台和控制器；测试台设置有安装槽，安装槽内相对的两个侧壁设置有接电极；控制器通过接电极连接安装槽，用于检测安转槽内测试铜板的阻值变化。铜板置于空气中，会被氧化形成氧化铜，而铜导电，氧化铜不导电，铜板连接控制器，控制器检测铜板的阻值变化，从而分析计算得出环境腐蚀速率，相比用锌板，铜板更加稳定，本申请具有提高了环境腐蚀速率的检测准确度的效果。

Description

一种环境腐蚀速率在线监测设备

技术领域

本申请涉及环境腐蚀监测领域的领域，尤其是涉及一种环境腐蚀速率在线监测设备。

背景技术

金属在大气自然环境条件下的腐蚀通称为环境腐蚀，简称为环境腐蚀。环境腐蚀在金属腐蚀中是数量最多、覆盖面最广、破坏性最大的一种腐蚀，这是因为金属暴露在大气环境介质中的机会比在其他介质中的机会多，在户外有众多的高大金属钢架、桥梁、汽车、轮船及各种金属建筑设施，无时无处不受到大气的腐蚀，所以也可以利用金属来测试环境腐蚀的速率。

在相关技术中，需要事先准备一块单独的锌板，先称量一下锌板的重量，之后将锌板放置在室外一段时间，锌接触到环境会被氧化成氧化锌，过一段时间之后，将锌板取回，这时的锌板质量会发生变化，再称量一下锌板的重量，根据锌板前后的重量变化，通过分析计算得到环境腐蚀速率。

在使用上述相关技术进行环境腐蚀速率的测试时，发明人发现：在测试过程中，锌板很容易受到腐蚀，即使在干燥无水的环境下也会与氧气发生反应；在大气环境下，锌的表面会快速被氧化成一层氧化膜，这一层氧化膜比较致密，黏附性能好，能够将外界的氧气和锌内部的组织隔离开，防止内部的锌继续被氧化，使得在利用锌板进行环境速率腐蚀测试的时候，测试的准确度会受到很大影响，从而增大了测试得出的环境腐蚀速率的误差。

实用新型内容

为了提高环境腐蚀速率的检测准确度，本申请提供一种环境腐蚀速率在线监测设备。

本申请提供的一种环境腐蚀速率在线监测设备采用如下的技术方案：

一种环境腐蚀速率在线监测设备，包括铜板测试装置，铜板测试装置包括测试台和控制器；测试台上表面设置有用于安装测试铜板的安装槽，安装槽内相对的两个侧壁设置有接电极，且测试铜板安装到安装槽内后，测试铜板上表面与测试台上表面齐平；控制器通过接电极连接位于安装槽内的测试铜板，用于检测测试铜板的阻值。

通过采用上述技术方案，测试铜板位于空气中会被氧化，但是氧化的过程比较缓慢且稳定，不会形成像锌板被氧化形成的氧化膜，因此测试铜板被氧化成氧化铜的部分不会阻碍测试铜板内部的铜继续被氧化，以保证了环境腐蚀速率检测过程的完整性；测试铜板的上表面与测试台的上表面齐平，使得测试铜板只有一面与空气接触，测试铜板的四周不会被氧化，提高了环境腐蚀速率的检测准确度。

可选的，在线监测设备还包括温度矫正系统，温度矫正系统包括设置在安装槽下方的散热组件、固定设置在散热组件内的散热管以及与散热管连接的循环管，散热组件部分贴合测试铜板，用于吸收测试铜板产生的热量，循环管与散热管组成循环管道，循环管位于测试台外的待测环境中，且循环管上设置有循环泵。

通过采用上述技术方案，循环管道内通有循环水，散热管对测试铜板进行散热，循环水带着热量流通至循环管内，通过空气进行自然散热，再流通至散热管内，形成循环通路，对测试铜板进行散热；测试铜板在通电的情况下会产生热量，而温度较高会对测试铜板氧化的过程产生影响，所以通过循环管道对测试铜板的散热，提高了环境腐蚀速率的检测准确度。

可选的，散热组件包括散热板和导热胶垫，导热胶垫贴合测试铜板，散热板贴合导热胶垫。

通过采用上述技术方案，导热胶垫具有良好的热传导性能，可以将测试铜板的热量传递至散热板中，降低了因测试铜板自身温度过高，导致测试铜板阻值检测出现误差的概率，提高了环境腐蚀速率的检测准确度。

可选的，散热管呈蛇形排布在散热板内。

通过采用上述技术方案，蛇形排布可以更好的传递散热板的热量，对散热板进行降温，从而实现对测试铜板的降温，降低测试铜板受自身温度过高影响导致检测数据不准确的概率，提高了环境腐蚀速率的检测准确度。

可选的，测试台上设置有与测试台配合的测试盖，测试盖覆盖安装槽的槽口，且测试盖两端均敞口设置。

通过采用上述技术方案，测试盖的两端开口，方便测试铜板接触到空气，从而检测测试铜板的阻值变化，进而检测环境腐蚀速率；因为在长时间光照的情况下，测试铜板的温度也会上升，提高了对环境腐蚀速率测试的多样性和全面性。

可选的，温度矫正系统还包括环境温度检测模块、试件温度检测模块、比较模块、控制模块和驱动模块；环境温度检测模块用于检测待测环境温度，并输出环境温度检测信号；试件温度检测模块用于检测测试铜板温度，并输出试件温度检测信号；比较模块连接环境温度检测模块和试件温度检测模块，接收环境温度检测信号和试件温度检测信号，并将两个温度检测信号进行比较，当试件温度检测信号所反映的温度值大于环境温度检测信号所反映的温度值时，比较模块输出比较信号；控制模块连接比较模块，接受比较信号，并在接收到比较信号时输出控制信号；驱动模块连接循环泵和控制模块，用于接收控制信号，并在接收到控制信号时驱动循环泵工作。

通过采用上述技术方案，实时监测外界环境的温度和测试铜板的温度，并将两个温度值进行比较，当测试铜板的温度高于外界环境温度时，通过循环管道对测试铜板进行降温，使得在检测测试铜板电阻时，不会受到温度的影响，提高了环境腐蚀速率的检测准确度。

可选的，环境温度检测模块和试件温度检测模块均设置为红外线温度传感器。

通过采用上述技术方案，红外线温度传感器的测温范围宽、寿命长且红外温度传感器适合丈量腐蚀性的介质，不会损坏到测试铜板的温度场，提高了环境腐蚀速率的检测准确度。

可选的，比较模块包括比较器；比较器的同相输入端连接环境温度检测模块，反向输入端连接试件温度检测模块；比较器的输出端连接控制模块，当试件温度检测信号的值大于环境温度检测信号的值时，比较器输出比较信号。

通过采用上述技术方案，比较器的同向输入端接收环境温度检测信号值，反向输入端接收试件温度检测信号值，并将两个信号值进行比较，当测试铜板的温度高于外界环境温度时，就输出比较信号至控制模块，因整个过程是在较短时间内完成，使得测试铜板不会在一段时间都保持较高温度，提高了环境腐蚀速率的检测准确度。

可选的，驱动模块包括继电器和NPN型的三极管，三极管的基极连接控制模块，用于接收控制信号；三极管的集电极通过继电器的线圈连接电源正极，继电器的常开触点串接于循环泵的电源回路中。

通过采用上述技术方案，三极管的基极接收控制模块输出的控制信号导通，继电器工作，磁吸常开触点闭合，从而使得循环泵通电工作，循环管道内的循环水流动，对散热板进行降温，从而实现对测试铜板的降温，使得测试铜板保持在一个相对恒定的温度，提高了环境腐蚀速率的检测准确度。

可选的，还包括取板机构，取板机构包括取板气缸，散热组件朝向安装槽的一面设置有与安装槽对应的让位槽，取板气缸固定设置在让位槽内，取板气缸的驱动轴朝向安装槽伸出且端部设置有一绝缘垫，绝缘垫顶部与安装槽底壁齐平。

通过采用上述技术方案，可以通过取板机构实现对测试铜板的更换，提高了环境腐蚀速率检测设备的使用便捷性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过采用测试铜板代替锌板的方案，相比锌板而言，测试铜板稳定性更好；并且测试铜板上的一部分铜，被氧化为氧化铜，铜导电，而氧化铜不导电，所以通过检测测试铜板的阻值变化就可以实现对环境腐蚀速率的检测；而测试铜板通电的过程中会产生热量，较高的温度会对测试铜板阻值的检测造成一定的影响；这时采用温度矫正系统对测试铜板的温度进行矫正，使得测试铜板自身保持一定的恒定的温度，降低了测试铜板阻值检测受温度影响而导致检测数据不准确的概率，从而提高了环境腐蚀速率的检测准确度。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的左视图。

图3是沿图2的A-A线剖视图。

图4是图3中位于B处的局部放大图。

图5是本申请实施例的系统图。

图6是本申请实施例的驱动模块电路图

附图标记说明：1、测试台；11、安装槽；12、控制器；13、测试铜板；14、导热硅胶；2、测试盖；3、散热组件；31、导热胶垫；32、散热板；4、散热管；41、循环管；42、循环泵；5、环境温度检测模块；51、试件温度检测模块；6、比较模块；7、控制模块；8、驱动模块；9、取板机构；91、取板气缸；92、开关；93、硅胶；94、绝缘垫。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本申请保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种环境腐蚀速率在线监测设备。参照图1，环境腐蚀速率在线监测设备包括测试台1和控制器12。

测试台1上表面设置有用于放置测试铜板13的安装槽11，测试铜板13的上表面与测试台1的上表面齐平，安装槽11内相对的两个侧壁设置有接电极，控制器12通过接电极连接安装槽11内的测试铜板13，用于检测测试铜板13的阻值变化。测试盖2位于安装槽11的上方，测试盖2两端敞口且测试盖2的顶板与测试台1上表面之间具有一定间隙，以便于测试铜板13和空气直接接触。铜在空气中被氧化会形成氧化铜，而铜导电，氧化铜不导电，从而在空气腐蚀的过程中，测试铜板13自身阻值会发生变化，通过检测测试铜板13的阻值变化，经控制器12分析计算可以得出环境腐蚀速率；测试铜板13除上表面外其余面不会接触到空气，使得测试铜板13只有一面被氧化，从而提高了环境腐蚀速率的检测准确度。

测试台1为长方形壳体，放置于地面上；测试铜板13位于安装槽11内并与安装槽11间隙配合，测试铜板13的上表面和测试台1的上表面位于同一水平面上，使得测试铜板13只有上表面和空气接触，降低了由于测试铜板13四周全部被氧化，导致检测结果误差大的概率，提高了环境腐蚀速率的检测准确度；安装槽11与测试铜板13一一对应，在本申请实施例中，测试铜板13设置有两个。

测试盖2包括一个顶板和两个侧板，侧板一端连接顶板，另一端设置于安装槽11边缘，且与测试台1连接；侧板与测试台1之间可以采用铆接、粘接或螺栓连接等连接方式其中一种；两个侧板皆垂直于顶板和测试台1的上表面，顶板平行于测试台1的上表面。

参考图2和图3，在线监测设备还包括温度矫正系统，温度矫正系统包括散热组件3、散热管4、循环管41和位于循环管41上的循环泵42。

散热组件3设置于测试台1内部，用于对测试铜板13进行散热；散热组件3包括散热板32和导热胶垫31；导热胶垫31部分贴合测试铜板13，散热板32贴合导热胶垫31；导热胶垫31为硅胶材质，具有很强的的热传导性能和绝缘性，可以将测试铜板13因通电而产生的热量传递至散热板32，通过散热板32进行散热；散热板32包括上下叠合的上层板和下层板，上层板下表面设置有上让位槽，下层板上表面设置有与上让位槽对应的下让位槽，上层板与下层板互相贴合后，上让位槽和下让位槽组合形成供散热管4通过的管道，散热板32和测试台1内壁填充有导热硅胶14。

散热管4呈蛇形分布在散热板32内部，散热管4两端连接循环管41，循环管41及位于循环管41上的循环泵42皆位于测试台1外的待测环境中；散热管4内的循环水吸收散热组件3的热量，并流通至循环管41内，循环管41位于外界环境中，通过空气对循环水进行自然散热。循环管41和散热管4形成循环管道，实现对测试铜板13的散热，使得测试铜板13自身保持一个相对恒定的温度，降低温度对检测测试铜板13阻值过程的影响，从而提高了环境腐蚀速率的检测准确度；循环管41是导热性能良好的金属管，如铁管或不锈钢管；由于起到辅助散热板32散热作用的循环泵41位于待测环境中，降低了循环泵41工作所产生的热量对测试铜板的影响，进一步的提高了环境腐蚀速率测试的准确度。

参考图3和图4，进一步的，为了便于将测试铜板13从散热板32中取出，还包括取板机构9；取板机构9包括取板气缸91；测试台1上设置有用于控制取板气缸91的开关92；散热板32朝向安装槽11的一面设置有与安装槽11一一对应的让位槽，取板气缸91固定设置在让位槽内，在本申请实施例中，取板气缸91对应设置有两个；取板气缸91的驱动轴朝向安装槽11伸出，可沿垂直于测试台1上表面的方向伸缩；取板气缸91的驱动轴端部设置有绝缘垫94，绝缘垫94的顶部与安装槽11底壁齐平；让位槽和安装槽11之间填充有硅胶93，且该硅胶93不会与驱动轴粘连。

参考图5和图6，温度矫正系统还包括环境温度检测模块5、试件温度检测模块51、比较模块6、控制模块7和驱动模块8。

环境温度检测模块5、试件温度检测模块51皆为红外线温度传感器。环境温度检测模块5设置于测试盖2的顶板远离测试铜板13的一个板面上，用于检测待测环境的温度，并输出环境温度检测信号；试件温度检测模块51设置于测试盖2的顶板靠近测试铜板13的一个板面上，用于检测测试铜板13的温度，并输出试件温度检测信号。在本申请实施例中，红外线温度传感器采用RS485型号。

比较模块6包括比较器N1；比较器N1的同相输入端连接环境温度检测模块5，接收环境温度检测信号，反向输入端连接试件温度检测模块51，接收试件温度检测信号，输出端连接控制模块7；比较器N1将两个温度检测信号进行比较，当试件温度检测信号所反映的温度值大于环境温度检测信号所反映的温度值时，意味着此时测试铜板13的温度高于外界环境的温度，需要对测试铜板13进行降温，此时比较器N1将输出比较信号。

控制模块7连接比较器，用于接收比较信号，并输出控制信号。

驱动模块8包括继电器KM和NPN三极管Q1；三极管Q1的基极连接控制器12，接收控制信号；三极管Q1的集电极和继电器KM串接于电源；三极管Q1的发射极连接电源负极。

当三极管Q1接收到控制信号时，由于三极管Q1本身特性，接收到高电平时导通；三极管Q1的导通使得继电器KM通电工作。

继电器KM包括一与循环泵42串接于电源的常开触点KM-1，当继电器KM通电工作时，继电器KM磁吸常开触点KM-1闭合，从而使得循环泵42的电源回路闭合，循环泵42工作，提供给循环水循环流动的动能，从而实现对散热板32的散热，进而实现了对测试铜板13的散热，使得测试铜板13保持在一个恒定的温度，进而使得检测测试铜板13的电阻的过程中，降低了测试铜板13受到的温度的影响，导致阻值检测出现误差的概率，提高了环境腐蚀速率的检测准确度。

为了更加清楚地展示本申请实施例的设备工作原理，下面介绍该设备的具体工作方式：

将该设备放置在待测环境中一段时间，经过空气氧化的测试铜板13自身阻值发生变化，控制器12检测测试铜板13的阻值变化，通过分析计算得出环境腐蚀速率；当对测试铜板13通电一段时间之后，测试铜板13会产生热量，这时测试铜板13的温度将大于待测环境温度，比较模块6输出比较信号，控制模块7接收比较信号并输出控制信号，驱动模块8接收控制信号并驱动循环泵42启动，循环泵42提供给循环水循环流动的动能，循环水在循环管道内流通，实现对测试铜板13的散热，使得测试铜板13的温度恢复正常，提高了环境腐蚀速率的检测准确度。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其他技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种环境腐蚀速率在线监测设备，其特征在于：包括铜板测试装置，所述铜板测试装置包括测试台（1）和控制器（12）；

所述测试台（1）上表面设置有用于安装测试铜板（13）的安装槽（11），所述安装槽（11）内相对的两个侧壁设置有接电极，且测试铜板（13）安装到安装槽（11）内后，所述测试铜板（13）上表面与所述测试台（1）上表面齐平；

所述控制器（12）通过所述接电极连接位于所述安装槽（11）内的测试铜板（13），用于检测测试铜板（13）的阻值。

2.根据权利要求1所述的环境腐蚀速率在线监测设备，其特征在于：所述在线监测设备还包括温度矫正系统，所述温度矫正系统包括设置在所述安装槽（11）下方的散热组件（3）、固定设置在散热组件（3）内的散热管（4）以及与散热管（4）连接的循环管（41），所述散热组件（3）部分贴合所述测试铜板（13），用于吸收所述测试铜板（13）产生的热量，所述循环管（41）与散热管（4）组成循环管道，所述循环管（41）位于所述测试台（1）外的待测环境中，且循环管（41）上设置有循环泵（42）。

3.根据权利要求2所述的环境腐蚀速率在线监测设备，其特征在于：所述散热组件（3）包括散热板（32）和导热胶垫（31），所述导热胶垫（31）部分贴合所述测试铜板（13），所述散热板（32）贴合所述导热胶垫（31）。

4.根据权利要求3所述的环境腐蚀速率在线监测设备，其特征在于：所述散热管（4）呈蛇形排布在所述散热板（32）内。

5.根据权利要求1所述的环境腐蚀速率在线监测设备，其特征在于：所述测试台设置有与测试台（1）配合的测试盖（2），所述测试盖（2）覆盖所述安装槽（11）的槽口，所述测试盖（2）与安装槽（11）的上表面设置有间隙，且测试盖（2）两端均敞口设置。

6.根据权利要求2所述的环境腐蚀速率在线监测设备，其特征在于：所述温度矫正系统还包括环境温度检测模块（5）、试件温度检测模块（51）、比较模块（6）、控制模块（7）和驱动模块（8）；

所述环境温度检测模块（5）用于检测待测环境温度，并输出环境温度检测信号；

所述试件温度检测模块（51）用于检测测试铜板（13）温度，并输出试件温度检测信号；

所述比较模块（6）连接所述环境温度检测模块（5）和试件温度检测模块（51），接收所述环境温度检测信号和试件温度检测信号，并将两个温度检测信号进行比较，当试件温度检测信号所反映的温度值大于所述环境温度检测信号所反映的温度值时，所述比较模块（6）输出比较信号；

所述控制模块（7）连接所述比较模块（6），接受所述比较信号，并在接收到比较信号时输出控制信号；

所述驱动模块（8）连接所述循环泵（42）和控制模块（7），用于接收所述控制信号，并在接收到所述控制信号时驱动循环泵（42）工作。

7.根据权利要求6所述的环境腐蚀速率在线监测设备，其特征在于：所述环境温度检测模块（5）和试件温度检测模块（51）均设置为红外线温度传感器。

8.根据权利要求6所述的环境腐蚀速率在线监测设备，其特征在于：所述比较模块（6）包括比较器；所述比较器的同相输入端连接所述环境温度检测模块（5），反向输入端连接所述试件温度检测模块（51）；所述比较器的输出端连接所述控制模块（7），当试件温度检测信号所反映的温度值大于所述环境温度检测信号所反映的温度值时，所述比较器输出所述比较信号。

9.根据权利要求6所述的环境腐蚀速率在线监测设备，其特征在于：所述驱动模块（8）包括继电器和NPN型的三极管，所述三极管的基极连接所述控制模块（7），用于接收所述控制信号；所述三极管的集电极通过所述继电器的线圈连接电源正极，所述继电器的常开触点串接于所述循环泵（42）的电源回路中。

10.根据权利要求2所述的环境腐蚀速率在线监测设备，其特征在于：还包括取板机构（9），所述取板机构（9）包括取板气缸（91），所述散热组件（3）朝向所述安装槽（11）的一面设置有与所述安装槽（11）对应的让位槽，所述取板气缸（91）固定设置在让位槽内，所述取板气缸（91）的驱动轴朝向所述安装槽（11）伸出且端部设置有一绝缘垫（94），所述绝缘垫（94）顶部与所述安装槽（11）底壁齐平。

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