CN2319812Y - 一种综合原位土壤腐蚀性调查测量装置 - Google Patents
一种综合原位土壤腐蚀性调查测量装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN2319812Y CN2319812Y CN 98236617 CN98236617U CN2319812Y CN 2319812 Y CN2319812 Y CN 2319812Y CN 98236617 CN98236617 CN 98236617 CN 98236617 U CN98236617 U CN 98236617U CN 2319812 Y CN2319812 Y CN 2319812Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- carbon steel
- soil
- interior
- probe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 238000011835 investigation Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 12
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 6
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910000954 Medium-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
一种综合原位土壤腐蚀性调查测量装置,由综合测试探头和测试电路构成,综合测试探头由碳钢凿头、纯锌参比电极、碳钢电极A、碳钢电极B、外电极A、外电极B、内电极A、内电极B构成;碳钢凿头为圆锥头,其它电极均为同直径环状;以碳钢凿头为头部由绝缘材料直径环相隔将电极组装成棒状探头。本实用新型能方便地在野外侧出土壤的原位电阻率、碳钢在土壤中的自然电位、管地电位以及极化电阻的参数,为准确地评价土壤的腐蚀性及进行防腐设计时提供可靠的数据支持。
Description
本实用新型属于土壤腐蚀性调查的测量装置。它可以原位测量某一土壤层的电阻率、碳钢在土壤中的自然电位、极化电阻和管地电位。
在进行土壤腐蚀性调查和对埋地管线进行防腐设计时，通常要对土壤的几个理化参数进行测量，并按一定的方法预测土壤腐蚀性的强弱。埋地层土壤的电阻率、碳钢在土壤中的自然电位和极化电阻是评价土壤腐蚀性的重要参数，管地电位在阴极保护的运行维护中也是非常重要的参数。目前对这些参数的测量还只是单独进行，要想在野外同时测得这些参数并不是一件容易的事。
目前，测量土壤电阻率的方法主要有土壤箱法和原位测量法。土壤箱法的缺点是取得的土壤样品一般不能代表管线所处深度的土壤状况，测得的电阻率总会与原土壤有某些不同。而且这种方法需要在每个测试点取得土样，操作也比较烦琐。在土壤的原位测试方法中，最常用的是地面四极法，由于方法所限，这种方法只能反映地表表层较大范围内土壤的综合电阻率，不能精确地测得埋地管线处土壤层的电阻率，这是地面四极法的限制。而且这种方法容易受地表环境的影响，在冻土状态下，这种方法无法测得20cm以上深度冻土层的土壤电阻率。
目前在测量碳钢在土壤中的自然电位和管地电位时，通常采用硫酸铜作为参比电极。硫酸铜电极精度较低，不易维护。且测量用的电位差计通常使用万用表的电压档，万用表的输入阻抗小，土壤的电阻率一般较大，因此在测量时容易引入较大的IR降，影响测量的精度。
碳钢在土壤中的极化电阻可以反映碳钢在土壤中腐蚀的动力学性质，与钢在土壤中的腐蚀率有较好的对应关系。但一般由于其测量装置较为复杂，目前只限用在某些研究当中。在实际工程中用的并不多。
本实用新型的目的是提供一种能较为方便和准确的测量土壤的原位电阻率、碳钢在土壤中的自然电位、管地电位以及极化电阻的装置。由于装置采用一体化设计，使其能方便地在野外测出以上参数，为准确地评价土壤的腐蚀性及进行防腐设计时提供可靠的数据支持。
本实用新型提供了一种综合原位土壤腐蚀性调查测量装置，由综合测试探头和测试电路构成，其特征在于：所述综合测试探头由碳钢凿头(1)、纯锌参比电极(3)、碳钢电极A(2)、碳钢电极B(4)、外电极A(5)、外电极B(8)、内电极A(6)、内电极B(7)构成；碳钢凿头(1)为圆锥状，其它电极均为同直径环状；以碳钢凿头(1)为头部由绝缘材料同直径环(11)相隔将电极组装成杖杆状探头。
此外，本实用新型中外电极与内电极间的距离为10～20cm，两内电极之间距离为25～45cm，碳钢电极间距离与内电极间距离一致。
本实用新型中外电极最好为惰性电极不锈钢件，内电极为紫铜件。
本实用新型中土壤电阻率的测量原理是直流四极法，杖式综合探头上装有两个惰性电极，如不锈钢作为外电极，两个紫铜电极作为内电极。外电极由恒流源供电，由于两内电极上没有电流流过，也就不会产生极化作用。这里，内电极上的电位差与恒流源电流的比值即为土壤的电阻值。当探头插入的深度足够深时，探头所在的空间可以看作三维无限大，在这个空间中，假设土壤是均匀的，则土壤的电阻率与土壤的电阻值呈线性关系，即ρ=K·R，如果用已知电阻率的介质标定出探头的常数值K，则土壤的电阻率即可求出。实际上，由于一般土壤的电阻率较大，且恒流源的电流值较小，探头所反映土壤空间总是有一定范围的。这个范围会随着土壤电阻率的减小而增大，从试验室中测得的结果可以看出，在相当于自然水电阻率大小时，这个范围一般约为直径200mm左右的球型空间。这么大的空间在工程中是较为有用的。
本实用新型中碳钢在土壤中自然电位和管地电位的测量是依靠碳钢凿头和纯锌参比电极实现的。纯锌在介质中的电位基本上保持恒定，因此可以作为参比电极使用。当探头插入测试深的土壤中，探头的碳钢凿头与锌参比电极间的电位，即碳钢在土壤中的自然电位，由高输入阻抗的电压表测得。把测试桩的引线接入测量电路，并将探头插入与测试桩邻近的土壤中，纯锌参比电极与测试桩引线间的电位即管地电位可以由高输入阻抗电压表测得。
本实用新型中探头上的两个碳钢电极作为测量极化电阻的研究电极和辅助电极，恒压源对两电极施加20mV左右的电压扰动，测得的阻抗为两倍的极化电阻、土壤电阻与测试电路中取样电阻三者之和，土壤的电阻可以由四极法测得，并假设测试深土壤完全均匀，两内电极间的电阻与两个碳钢电极间的土壤电阻完全相等，因此极化电阻即可求得。
本实用新型将测量土壤电阻率、碳钢在土壤中的自然电位、极化电阻和管地电位这四种功能结合在一起，且探头设计为杖式，因此非常利于野外的工程操作。装置采用的元器件简单，价格低廉。通过该装置在野外的测量值足可以满足工程上判断土壤的腐蚀性的需要。因此该装置在工程中非常实用。下面结合附图通过实施例详述本实用新型。
附图1原位综合土壤腐蚀性测量装置原理图。
附图2本实用新型探头之第二种实现方式。
附图3本实用新型探头之第三种实现方式。
附图4本实用新型探头之第四种实现方式。
附图5本实用新型探头之第五种实现方式。
附图6第三种探头形式的结构示意图。
实施例
图1为装置的简单原理图。恒流源与恒压源采用集成电路元件，效果优良。电压表采用高输入阻抗设计，仪器的输入电阻达到1010Ω以上。从而大大减小了测量时IR降的影响，也使用电压表测量两内电极电压时，两个内电极不易产生极化，增加了测量电阻率的精度。两个取样电阻选用高精度的精密电阻。探头直径为15～25cm，各电极间用绝缘材料保持绝缘，凿头和碳钢电极采用同种材料，且可根据不同的需要，选用不同的材料以扩大探头使用的范围。纯锌参比电极应尽量与碳钢凿头靠近，减小测量时的误差。探头上两个外电极采用惰性电极材料，如不锈钢等，内电极材料则可选用紫铜，因为紫铜在测量时两内电极间的不对称电位很小，而且对电位的响应也较快。外电极与内电极间的距离为10～20cm，两内电极间距离为25～45cm，两碳钢电极间距离与内电极间距离应保持一致，以便提高测量的精确度。探头上各电极的位置可以有多种排列，连接成不同的形式，图2～5列出了几种探头电极的排列方式，还可以接成其他形式。
附图6为第三种探头形式的一种结构示意，碳钢凿头(1)为圆锥状，纯锌参比电极(3)、外电极A(5)、内电极A(6)、内电极B(7)、外电极B(8)、碳钢电极A(2)、碳钢电极B(4)制成同直径环状，且在两端有外螺纹，其由同直径的且两端带内螺纹的绝缘材料环(11)依次相隔螺合成一根杖杆式结构探头。将上述探头与同直径的不锈钢杖杆相连，杖杆上安装有手柄。探头电极的引线通过杖杆接出。杖身长为80～120cm。
Claims (3)
1．一种综合原位土壤腐蚀性调查测量装置，由综合测试探头和测试电路构成，其特征在于：所述综合测试探头由碳钢凿头(1)、纯锌参比电极(3)、碳钢电极A(2)、碳钢电极B(4)、外电极A(5)、外电极B(8)、内电极A(6)、内电极B(7)构成：碳钢凿头(1)为圆锥头，其它电极均为同直径环状：以碳钢凿头(1)为头部由绝缘材料同直径环(11)相隔将电极组装成棒状探头。
2．按照权利要求1所述综合原位土壤腐蚀性调查测量装置，其特征在于：外电极与内电极间的距离为10～20cm，两内电极之间距离为25～45cm，碳钢电极间距离与内电极间距离一致。
3．按照权利要求1所述综合原位土壤腐蚀性调查测量装置，其特征在于：外电极为不锈钢件，内电极为紫铜件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 98236617 CN2319812Y (zh) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 一种综合原位土壤腐蚀性调查测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 98236617 CN2319812Y (zh) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 一种综合原位土壤腐蚀性调查测量装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2319812Y true CN2319812Y (zh) | 1999-05-19 |
Family
ID=33984630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 98236617 Expired - Fee Related CN2319812Y (zh) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 一种综合原位土壤腐蚀性调查测量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2319812Y (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102749522A (zh) * | 2012-07-27 | 2012-10-24 | 武汉大学 | 一种非原位土壤电阻率测量装置及其测量方法 |
| CN110095404A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-08-06 | 上海电力学院 | 一种水介质中不锈钢腐蚀状态监测方法与装置 |
| CN112189132A (zh) * | 2018-05-11 | 2021-01-05 | 斯泰诺有限责任公司 | 用于原位土壤分析的装置和方法 |
-
1998
- 1998-02-12 CN CN 98236617 patent/CN2319812Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102749522A (zh) * | 2012-07-27 | 2012-10-24 | 武汉大学 | 一种非原位土壤电阻率测量装置及其测量方法 |
| CN112189132A (zh) * | 2018-05-11 | 2021-01-05 | 斯泰诺有限责任公司 | 用于原位土壤分析的装置和方法 |
| CN112189132B (zh) * | 2018-05-11 | 2023-10-20 | 斯泰诺有限责任公司 | 用于原位土壤分析的装置和方法 |
| CN110095404A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-08-06 | 上海电力学院 | 一种水介质中不锈钢腐蚀状态监测方法与装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105181568B (zh) | 油气田集输管线腐蚀监测装置及缓蚀剂加注系统 | |
| US9851337B2 (en) | Universal water condition monitoring device | |
| CN106353471B (zh) | 生物需氧量传感器 | |
| CN101620201A (zh) | 一种生化需氧量的测定方法和bod传感器及应用 | |
| CN102072925A (zh) | 一种基质湿度、电导率原位检测仪及用于盐分测定的方法 | |
| CN104863581A (zh) | 用于水平井动态全水值测量的周向电导探针传感器及系统 | |
| CN101980031B (zh) | 天然气水合物的电阻的测定方法及其专用装置 | |
| CN101609058A (zh) | 一种土壤电导率测量装置和方法 | |
| Poel | The estimation of oxygen diffusion rates in soils | |
| CN103278551A (zh) | 一种基于活性炭两电极体系的重金属电化学传感器及其检测方法 | |
| CN203561608U (zh) | 一种便携式土壤腐蚀速度测量仪 | |
| CN106413237A (zh) | 一种基于数据采集卡的多振幅交流偏置探针等离子体诊断方法 | |
| CN204631135U (zh) | 一种水溶液电导率检测装置 | |
| CN2319812Y (zh) | 一种综合原位土壤腐蚀性调查测量装置 | |
| Bauer et al. | Alternating Current Polarography. Improved Experimental Arrangement, Examination of Theory, and Study of Cadmium (II) Reduction | |
| CN201974399U (zh) | 一种基质湿度、电导率原位检测仪 | |
| CN102749522B (zh) | 一种非原位土壤电阻率测量装置及其测量方法 | |
| KR100429285B1 (ko) | 비분극전극을 이용한 자연전위 측정 장치 및 그 방법 | |
| CN106291119A (zh) | 一种电导率测量方法、电路及电导率测量仪 | |
| CN211453441U (zh) | 一种室内原状土样拉伸状态下电阻率测试试验装置 | |
| CN206573161U (zh) | 一种土壤温度、水分和电导率测量装置 | |
| CN107655814A (zh) | 合金元素对于低碳钢耐腐蚀性能影响的高通量检测方法 | |
| CN102393415B (zh) | 一种温室作物氮钾含量测量装置及方法 | |
| CN2074913U (zh) | 数字式土壤电导率仪 | |
| Topp et al. | Evaluation of shaft-mounted TDT readings in disturbed and undisturbed media |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: PATENTEE; FROM: METAL CORROSION AND PROTECTION INST., CHINESE ACADEMY OF SCIENCES TO: SHENYANG ZHONGKE CORROSION CONTROL ENGINEERING CENTER |
|
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 110015 Liaoning Shenyang Dongling District Wencui Road No. 62 Patentee after: Shenyang Zhongke Corrosion Control Engineering Center Address before: Wencui Road 110015 Shenyang Dongling District No. 72 Patentee before: MetalCorrosion and Protection Inst. of CAS |
|
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |