DE19617906C1 - Corrosion measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Korrosionsmessung.The invention relates to a method and a device for corrosion measurement.
Die hohe Schadenssumme, die durch Korrosion metallischer Werkstoffe verursacht wird (Schätzungen gehen bis zu 3-4% der Gütererzeugung in den Industriestaaten) erzeugt ein starkes Interesse an Methoden zum besseren Schutz vor Korrosion und deren Folgeschäden. Die der Korrosion zugrundeliegenden Oxidationsprozesse sind stark mit dem elektrochemischen Vorgang der Ladungs-Durchtrittsreaktion bei der Auflösung bzw. Abscheidung der Metalle verknüpft.The high damage caused by metallic corrosion Materials is caused (estimates go up to 3-4% of goods production in the industrialized countries) strong interest in methods for better protection from Corrosion and its consequential damage. That of corrosion underlying oxidation processes are strong with the electrochemical process of the charge transfer reaction linked with the dissolution or deposition of the metals.
Bei der Erforschung der Korrosion werden deshalb gerne moderne Modellsysteme, bestehend aus dem korrodierenden metallischen Werkstoff und einem Elektrolyten als korrodierendem Agens mit elektrochemischen Methoden untersucht.Therefore, when researching corrosion will be happy modern model systems consisting of the corrosive metallic material and an electrolyte as corrosive agent using electrochemical methods examined.
Hierbei haben sich im wesentlichen zwei Methoden etabliert, die beide über die Bestimmung des Polarisationswiderstandes RP quantitative Aussagen über das Ausmaß von Korrosion ermöglichen. Die traditionelle Ermittlung des Polarisationswiderstandes mittels der Stromspannungskurvenmethode ist apparativ weniger, aber zeitlich aufwendiger als dessen Ermittlung mit Hilfe der Impedanzmethode. Obwohl beide Methoden, besonders in Kombination, recht aussagekräftig sind, ist in den letzten Jahren eine weitere Methode in das Interesse der Fachwelt gerückt, die Bestimmung des elektrochemischen Rauschens. Essentially, two methods have been established here, both of which enable quantitative statements about the extent of corrosion to be made by determining the polarization resistance R P. The traditional determination of the polarization resistance using the current-voltage curve method is less in terms of equipment, but more time-consuming than its determination using the impedance method. Although both methods, especially in combination, are quite meaningful, in the last few years a further method has become of interest to experts, the determination of electrochemical noise.
Auch diese Methode beruht letztendlich auf der Tatsache, daß die Redox-Vorgänge bei der Korrosion direkt mit dem Fluß elektrischer Ladung verbunden sind. So wird das Potential, das für die Triebkraft einer Redoxreaktion charakteristisch ist, durch die Nernstsche Gleichung bestimmt. Es kann als Differenz zum Potential einer weiteren Reaktionskette in einer Referenzelektrode gemessen werden. Die Butler-Volmer-Beziehung gibt weiterhin an, welcher Strom tatsächlich fließt und wieviel Stoff demnach bei der Korrosion umgesetzt wird.This method is ultimately based on the fact that the redox processes in the corrosion directly with the Flow of electric charge are connected. That's how it is Potential for the driving force of a redox reaction is characteristic by the Nernst equation certainly. It can be seen as the difference to a potential another reaction chain in a reference electrode be measured. The Butler-Volmer relationship exists which current actually flows and how much material is therefore converted during corrosion.
Die beiden erstgenannten Verfahren (Stromspannungskurven methode, Impedanzmethode) beruhen letztendlich darauf, daß die für den Umsatz charakteristische Information, nämlich der Austauschstrom der Butler-Volmer-Beziehung, bestimmt wird. Es ist üblich, statt des Stromes den Polarisationswiderstand anzugeben, der dem Strom invers proportional ist. Der Proportionalitätsfaktor wird im wesentlichen durch Naturkonstanten bestimmt und steht nicht in unmittelbarer Beziehung zum oben genannten Potential aus der Triebkraft der Reaktion.The first two methods (voltage curves method, impedance method) are ultimately based on that the information characteristic of sales, namely the exchange flow of the Butler-Volmer relationship, is determined. It is common to use the instead of the current Specify polarization resistance, the inverse of the current is proportional. The proportionality factor is in essentially determined and stands by natural constants not directly related to the above Potential from the driving force of the reaction.
Der der Korrosionsrate proportionale Massenumsatz wird durch den Austauschstrom festgelegt. Die inverse Proportionalität zum Polarisationswiderstand ist nur auf die Proportionalität zu diesem Strom zurückzuführen. Die Temperaturspannung, also die Größe mit der Dimension eines Potentiales, die der Korrosionsrate invers proportional ist und zum Umrechnen des Polarisationswiderstandes in den Austauschstrom benötigt wird, ist durch Naturkonstanten festgelegt. Ein Zusammenhang mit dem Potential aus der Triebkraft der Reaktion ist nicht gegeben. The mass turnover proportional to the corrosion rate becomes determined by the exchange current. The inverse Proportionality to the polarization resistance is only on the proportionality to this current. The Temperature voltage, i.e. the size with the dimension of a potential inverse to the corrosion rate is proportional and for converting the Polarization resistance needed in the exchange current is determined by natural constants. On Connection with the potential from the driving force of the There is no reaction.
Mißt man ein großes Potential, also eine große elektromotorische Kraft, bedeutet dies, daß die zugehörige Reaktion thermodynamisch, also in erster Linie energetisch, begünstigt ist und von selbst abläuft. Nicht so leicht ersichtlich ist ein weiterer Aspekt. Da die Korrosion in aller Regel parallel zu einer Reihe weiterer, auch elektrochemischer Reaktionen abläuft, ist das tatsächliche Potential ein Mischpotential aller beteiligten Reaktionen. Nur wenn eine Reaktion auch kinetisch, also von der Geschwindigkeit des tatsächlichen Umsatzes deutlich begünstigt ist, kann das zugehörige charakteristische Potential auch tatsächlich gemessen werden. Auf das Verhalten von durch Passivierung korrosionsgeschützten Systemen angewandt bedeutet dies, daß die vergleichsweise hohe Triebkraft der Korrosion von Nebenreaktionen verdeckt wird, solange keine signifikante Korrosion stattfindet.If you measure a great potential, that is a great one electromotive force, it means that the associated reaction thermodynamically, i.e. primarily energetic, favored and runs by itself. Not another aspect is so easy to see. Since the Corrosion usually parallel to a row further, also electrochemical reactions takes place the actual potential is a mixed potential of all reactions involved. Only if there is a reaction too kinetically, that is, from the speed of the actual one Sales is significantly favored, the associated characteristic potential actually measured will. On the behavior of through passivation corrosion protected systems applied this means that the comparatively high driving force of the corrosion of Side reactions are masked as long as no significant Corrosion takes place.
Findet die Korrosion homogen auf der gesamten Oberfläche merklich statt, kann man am zeitlichen Verlauf des Potentials die Einstellung auf das Potential der Korrosionsreaktion beobachten. Weil der Fall der flächenhomogenen Korrosion selten auftritt, liefert die Beobachtung des zeitlichen Verlaufs des Potentials in aller Regel kein zuverlässiges Indiz für die Bedeutung der Korrosion. Typische korrodierende Systeme zeigen einen flächeninhomogenen korrosiven Angriff, z. B. durch Lochfraß. Charakteristisch für einen solchen inhomogenen Angriff sind zeitlich schwankende Potentiale, wenn sich durch schwankende Anteile der beteiligten Reaktionen entsprechende Mischpotentiale einstellen. Auf den dabei fließenden Strom und den damit verbundenen Umsatz hat man meßtechnisch keinen direkten Zugriff, da die Reaktionen in Lokalelementen ablaufen. Der Strom wird unmittelbar an der Metalloberfläche ausgetauscht, ohne daß er über äußere Leiter fließen muß. Finds the corrosion homogeneously on the entire surface noticeably instead, you can see the timing of the Potentials the adjustment to the potential of the Observe the corrosion reaction. Because the case of homogeneous corrosion rarely occurs Observation of the time course of the potential in generally no reliable indication of the importance of corrosion. Typical corrosive systems show an inhomogeneous corrosive attack, e.g. B. by Pitting. Characteristic of such an inhomogeneous Attack are fluctuating potentials, if any due to fluctuating proportions of the reactions involved set appropriate mixing potentials. On that one you have flowing electricity and the associated sales no direct access due to the reactions run in local elements. The current is immediately on exchanged the metal surface without it over outer conductor must flow.
Indirekt kann man die relativen Ströme,verglichen mit
dem nichtkorrodierenden Zustand, dennoch abschätzen. Dies
geschieht in der Anordnung von Meßzellen zur Bestimmung
des elektrochemischen Rauschens. Der Grundgedanke ist
dabei folgender:
Bildet man ein Zwillingssystem aus zwei Elektroden
gleichen Materials und symmetrischer Geometrie, so wird
über eine äußere leitende Verbindung kein merklicher
Strom fließen, solange sich beide Elektroden identisch
verhalten. Dann heben sich beide mittleren Potential-
Triebkräfte in der Differenz auf. Dies ist zwar auch für
den Fall flächenhomogener Korrosion erfüllt, jedoch wegen
deren Seltenheit von untergeordneter Bedeutung.Indirectly, one can estimate the relative currents compared to the non-corroding state. This takes place in the arrangement of measuring cells for determining the electrochemical noise. The basic idea is the following:
If a twin system is formed from two electrodes of the same material and symmetrical geometry, no noticeable current will flow through an external conductive connection as long as both electrodes behave identically. Then both mean potential driving forces cancel each other out in the difference. Although this is also true in the case of homogeneous corrosion, it is of minor importance because of its rarity.
Tritt flächeninhomogene Korrosion auf, so ist die Triebkraftdifferenz im zeitlichen Mittel zwar ebenfalls Null. Durch räumliche und zeitliche Unterschiede der einzelnen Korrosionsereignisse kann jedoch eine Schwankung der Triebkraft der einzelnen Elektroden bezogen auf das zeitliche Mittel im Form eines Rauschens festgestellt werden.If inhomogeneous corrosion occurs, it is Driving force difference on average over time, too Zero. Due to spatial and temporal differences of the individual corrosion events can however Fluctuation in the driving force of the individual electrodes based on the time average in the form of a noise be determined.
Schließt man beide Elektroden über ein Strommeßgerät kurz, haben die Triebkraftschwankungen Stromschwankungen zur Folge, die näherungsweise mit dem Gesamtumsatz der Korrosionsreaktion korreliert sind. Ist dieser Gesamtumsatz hoch, sind auch die Fluktuationen durch die räumlichen und zeitlichen Inhomogenitäten zwischen beiden Elektroden hoch. Entsprechend fließt ein höherer Ausgangsstrom im Form eines Rauschstromes.If you close both electrodes via an ammeter in short, the motive power fluctuations have current fluctuations result, which approximates to the total turnover of the Corrosion reaction are correlated. Is this Total sales are high, the fluctuations due to the spatial and temporal inhomogeneities between the two Electrodes high. Accordingly, a higher one flows Output current in the form of a noise current.
Diese Annahmen bilden die Grundlage der Korrosionsaussage mittels der Bestimmung des elektrochemischen Rauschens.These assumptions form the basis of the corrosion statement by determining the electrochemical noise.
Die hohe Aktualität dieses Verfahrens beruht auf dem relativ geringen apparativen Aufwand einerseits kombiniert mit der minimalen Einflußnahme auf das Meßobjekt andererseits, da es sich um ein rein passives Verfahren handelt. Dadurch ist es attraktiv für die laufende Überprüfung von technischen Anlagen während des Betriebes. Solches Korrosions-Monitoring durch Rauschmessung wird deshalb Impedanz- und Polarisationsmessungen oftmals vorgezogen.The high topicality of this procedure is based on the relatively little expenditure on equipment on the one hand combined with the minimal influence on the Test object, on the other hand, since it is a purely passive Procedure. This makes it attractive to those ongoing inspection of technical systems during the Operation. Such corrosion monitoring through Noise measurement is therefore impedance and Polarization measurements are often preferred.
Eine bekannte Meßanordnung besteht aus einer Konfiguration von drei gleichen Elektroden aus dem zu untersuchenden Material, welche vorzugsweise symmetrisch angeordnet sind. Zwischen einem Paar von Elektroden wird mittels eines Strommeßgerätes der Rauschausgleichsstrom als zeitlicher Verlauf des Stromes gemessen. Ein zweites Elektrodenpaar (eine Elektrode wird gemeinsam genutzt) dient zur Registrierung des Potentialrauschens. Hier wird hochohmig gemessen.A known measuring arrangement consists of a Configuration of three identical electrodes from the too investigative material, which is preferably symmetrical are arranged. Between a pair of electrodes by means of a current measuring device the noise compensation current measured as the time course of the current. A second Pair of electrodes (one electrode is shared) is used to register the potential noise. Here will measured with high resistance.
Eine Korrosionsinformation wird aus dem registrierten Strom- und Potentialrauschen ermittelt, indem aus dem Quotienten der Werte auf den Polarisationswiderstand geschlossen wird.Corrosion information is registered from the Current and potential noise determined by from the Quotients of the values on the polarization resistance is closed.
Ein Nachteil der bekannten Technik ergibt sich daraus, daß die Quelle des Stromrauschens das oben genannte erste Elektrodenpaar, die Quelle des Potentialrauschens hingegen das oben genannte zweite Elektrodenpaar ist. Dadurch werden zwei Größen, die nicht unmittelbar miteinander korreliert sind, zueinander in Beziehung gebracht. Dies ist bei einer Anordnung von drei Elektroden unvermeidbar, andererseits erscheint die Messung von Potential (hochohmig) und Strom (kurzschlußartig) aus nur einer Quelle zur gleichen Zeit wegen der sich widersprechenden Meßbedingungen nicht möglich. A disadvantage of the known technology arises from that the source of current noise is the above first Pair of electrodes, the source of potential noise however, is the above-mentioned second pair of electrodes. This will make two sizes that are not immediate are correlated with each other, in relation to each other brought. This is with an arrangement of three Electrodes inevitable, on the other hand the appears Measurement of potential (high resistance) and current (short circuit) from only one source at the same time not because of the contradicting measurement conditions possible.
Aus der WO 94/12862 ist bereits ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Echtzeit-Korrosionsmessung in Hochtemperatur-Systemen bekannt. Bei diesem Stand der Technik erfolgt der Meßvorgang unter Verwendung eines Sensors, welcher eine Vielzahl von Elek troden aufweist, die durch Hochtemperaturisolatoren voneinander beabstandet sind. Dabei wird von zwei parallel zueinander ange ordneten Kreisen Gebrauch gemacht, die jeweils Informationen über das elektrochemische Rauschen liefern. Diese beiden Kreise machen von einer gemeinsamen Elektrode Gebrauch. Von einem der Kreise wird eine Information über das Potentialrauschen, von dem anderen eine Information über das Stromrauschen abgeleitet.A method and a device are already known from WO 94/12862 device for real-time corrosion measurement in high-temperature systems known. With this prior art, the measuring process takes place using a sensor that a variety of Elek troden, which by high temperature insulators from each other are spaced. Two of them are parallel to each other ordered circles, each using information deliver about the electrochemical noise. These two circles make use of a common electrode. From one of the Circles become information about the potential noise from the other derived information about the current noise.
Aus der GB-A-2 118 309 ist eine Vorrichtung zur Korrosionsmes sung bekannt, bei welcher eine Sonde verwendet wird, die eine Vielzahl von Platten enthält. Jede dieser Platten ist von ihren Nachbarplatten elektrisch isoliert. Alle geradzahligen bzw. ungeradzeiligen Platten sind jeweils elektrisch miteinander verbunden und bilden ein aus einer Vielzahl von Elementen be stehendes Zwei-Elektroden-System. Dieses ist mit einer Meßvor richtung zur Messung des Wechselstromwiderstandes, des elektro chemischen Rauschens oder von galvanischen Reaktionen verbun den.GB-A-2 118 309 describes a device for measuring corrosion solution known in which a probe is used, the one Contains variety of plates. Each of these plates is of their own Neighboring panels electrically isolated. All even or odd-line plates are each electrically with each other connected and be one of a variety of elements standing two-electrode system. This is with a measuring device direction for measuring the AC resistance, the electro chemical noise or galvanic reactions the.
Die US-A-5,139,627 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Detektion und Messung von Korrosion, wobei von einem Meßobjekt in einem ersten Signalverarbeitungskanal eine Infor mation über das Potentialrauschen und in einem zweiten Signal verarbeitungskanal eine Information über das Stromrauschen ermittelt wird. Die genannten Informationen werden von insge samt drei Elektroden abgeleitet.US-A-5,139,627 describes a method and an apparatus device for the detection and measurement of corrosion, whereby from a Measurement object in a first signal processing channel mation about the potential noise and in a second signal processing channel information about the current noise is determined. The information mentioned is provided by a total of derived with three electrodes.
Die WO 92/16825 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung elektro chemischer Inpedanzspektren. Auch bei diesem Verfahren sind insgesamt drei Elektroden vorgesehen, um in einem ersten Kanal eine Information über das Potentialrauschen und in einem zwei ten Signalverarbeitungskanal eine Information über das Strom rauschen zu ermitteln.WO 92/16825 describes a method for generating electro chemical impedance spectra. Even with this procedure a total of three electrodes provided to in a first channel information about the potential noise and in one two th signal processing channel information about the current to determine noise.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zur Korrosionsmessung anzugeben, das die oben beschriebenen Nachteile nicht aufweist.The invention has for its object a new method to indicate the corrosion measurement that the above described Does not have disadvantages.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen durch die im kennzeich nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vor teilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen An sprüchen 2 bis 4. Die Ansprüche 5 bis 13 betreffen eine Vor richtung zur Korrosionsmessung.This task is performed using a method with the one in the preamble of claim 1 features by the in the characterizing nenden part of claim 1 specified features solved. Before partial further training results from the dependent An Proverbs 2 to 4. Claims 5 to 13 relate to a pre direction for corrosion measurement.
Ein Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, daß die im Rahmen der Korrosionsmessung ermittelten Werte für das Strom- und das Potentialrauschen aus ein und derselben Quelle bzw. von ein und demselben Elektrodenpaar abgeleitet sind, so daß die genannten Werte exakt und ohne Verlust der Korrelation bestimmt werden können. Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der Erläuterung eines Ausführungs beispiels anhand der Figur.An advantage of the invention is in particular that the Values determined for the Current and potential noise from the same source or are derived from one and the same pair of electrodes, so that the values mentioned are exact and without loss of correlation can be determined. Other advantageous properties of the Invention result from the explanation of an embodiment for example based on the figure.
Diese zeigt eine Vorrichtung zur Korrosionsmessung, die folgen
de Bestandteile aufweist:
ein Meßobjekt 1, einen Multiplexer 2, einen ersten Signal
verarbeitungskanal U mit einem Verstärker 3, einem Bandpaß 4,
einem Synchrongleichrichter 5 und einem Tiefpaßfilter und Inte
grator 6, einen zweiten Signalverarbeitungskanal I mit einem
Verstärker 9, einem Bandpaß 10, einem Synchrongleichrichter 11
und einem Tiefpaßfilter und Integrator 12, eine Synchronisati
ons- und Steuerschaltung 8 und eine Auswerteschaltung 7, die
eine Analog-Digital-Wandlereinheit und einen Speicher aufweist.
This shows a device for corrosion measurement, which has the following components:
a test object 1 , a multiplexer 2 , a first signal processing channel U with an amplifier 3 , a bandpass filter 4 , a synchronous rectifier 5 and a low-pass filter and integrator 6 , a second signal processing channel I with an amplifier 9 , a bandpass filter 10 , a synchronous rectifier 11 and a low-pass filter and integrator 12 , a synchronization and control circuit 8 and an evaluation circuit 7 , which has an analog-digital converter unit and a memory.
Bei dem Meßobjekt 1 handelt es sich um eine elektrochemische Zelle, die im Unterschied zum Stand der Technik nur zwei Elektroden aufweist. Diese Elektroden bestehen aus dem zu untersuchenden Metall, beispielsweise Stahl oder Aluminium, und befinden sich in einer Elektrolytlösung.The test object 1 is an electrochemical cell which, in contrast to the prior art, has only two electrodes. These electrodes consist of the metal to be examined, for example steel or aluminum, and are in an electrolyte solution.
Die Erfindung beruht darauf, daß korrosionsrelevantes elektrochemisches Rauschen hauptsächlich im niederfrequenten Bereich stattfindet, so daß die zu messenden Werte für das Leerlaufpotential und den Kurzschlußstrom im Zeitmultiplex bestimmt werden können.The invention is based on the fact that corrosion relevant electrochemical noise mainly in low frequency range takes place, so that too measuring values for the idle potential and the Short-circuit current can be determined in time division multiplex.
Betrachtet man die Rauschquelle als einen Oszillator für eine Rauschwechselspannung mit begrenzter Bandbreite und einem definierten Innenwiderstand, dann kann man durch eine Überabtastung und einen schnellen Wechsel zwischen hochohmigem Betrieb und Kurzschlußbetrieb sowohl das Leerlaufpotential als auch den Kurzschlußstrom bestimmen.Looking at the noise source as an oscillator for a noise bandwidth with limited bandwidth and a defined internal resistance, then you can an oversampling and a quick switch between high impedance operation and short circuit operation both that Determine the open circuit potential as well as the short-circuit current.
Zu diesem Zweck ist das Meßobjekt 1 ausgangsseitig mit einem CMOS-Multiplexer bzw. einem elektronischen Schalter 2 in der Weise verbunden, daß das Meßobjekt in vier verschiedenen, schnell aufeinander folgenden Phasen je zweimal mit wechselndem Vorzeichen der Anschlußfolge an den ersten Signalverarbeitungskanal, der einen Elektrometer-Verstärker darstellt, und an den zweiten Signalverarbeitungskanal, der einen Stromspannungswandler darstellt, angeschaltet wird.For this purpose, the test object 1 is connected on the output side to a CMOS multiplexer or an electronic switch 2 in such a way that the test object in four different, rapidly successive phases, each twice with a changing sign of the connection sequence to the first signal processing channel, which is an electrometer Represents amplifier and is connected to the second signal processing channel, which represents a current-voltage converter.
Die genannten Phasenwechsel müssen schneller erfolgen als die höchste relevante Signalfrequenz im elektrochemischen Rauschen, die bei ca. 1 Hz liegt. Beispielsweise erfolgen die Phasenwechsel mit einer Frequenz, die in der Größenordnung von 10 Hz liegt. Ein bevorzugter Wert für die Frequenz der Phasenwechsel bzw. für die Schaltfrequenz beträgt 12,5 Hz bei einer Netzfrequenz von 50 Hz. Dadurch wird erreicht, daß eventuelle Einstreuungen durch die Netzfrequenz unterdrückt und daß die prinzipiell kleinen Signale nahezu drift- und offsetfrei verstärkt werden.The phase changes mentioned must occur faster than the highest relevant signal frequency in electrochemical Noise, which is around 1 Hz. For example the phase changes at a frequency that is in the Of the order of 10 Hz. A preferred value for the frequency of the phase change or for Switching frequency is 12.5 Hz at a mains frequency of 50 Hz. This ensures that any Interference from the network frequency suppressed and that the basically small signals almost drift and offset-free reinforced.
Der im ersten Signalverarbeitungskanal U angeordnete Elektrometer-Verstärker weist eine Reihenschaltung aus dem hochohmigen (Z = ∞) Verstärker 3, dem Bandpaß 4, dem Synchrongleichrichter 5 und dem Tiefpaßfilter und Integrator 6 auf. Die Synchronisation des Synchrongleichrichters 5 erfolgt durch die Schaltung 8 zur Synchronisation und Steuerung. Am Ausgang des ersten Signalverarbeitungskanals steht ein Wert für das Leerlaufpotential bzw. das Potentialrauschen zur Verfügung, der der Auswerteschaltung 7 zugeführt wird.The electrometer amplifier arranged in the first signal processing channel U has a series connection of the high-impedance (Z = ∞) amplifier 3 , the bandpass filter 4 , the synchronous rectifier 5 and the low-pass filter and integrator 6 . The synchronization of the synchronous rectifier 5 is carried out by the circuit 8 for synchronization and control. At the output of the first signal processing channel, a value for the no-load potential or the potential noise is available, which is fed to the evaluation circuit 7 .
Der im zweiten Signalverarbeitungskanal I angeordnete Stromspannungswandler weist eine Reihenschaltung aus einem niederohmigen (Z = 0) Verstärker 9, dem Bandpaß 10, dem Synchrongleichrichter 11 und dem Tiefpaßfilter und Integrator 12 auf. Die Synchronisation des Synchrongleichrichters 11 erfolgt ebenfalls durch die Schaltung 8 zur Synchronisation und Steuerung. Am Ausgang des zweiten Signalverarbeitungskanals steht ein Wert für den Kurzschlußstrom bzw. für das Stromrauschen zur Verfügung.The current-voltage converter arranged in the second signal processing channel I has a series connection of a low-impedance (Z = 0) amplifier 9 , the bandpass 10 , the synchronous rectifier 11 and the low-pass filter and integrator 12 . The synchronization of the synchronous rectifier 11 is also carried out by the circuit 8 for synchronization and control. A value for the short-circuit current or for the current noise is available at the output of the second signal processing channel.
Untersuchungen mit der in der Figur gezeigten Vorrichtung haben ergeben, daß steigendes Potentialrauschen zunehmender Korrosion zugeordnet ist. Der Grund dafür liegt darin, daß der überwiegende Beitrag zum tatsächlich meßbaren Potential unter Mischpotentialbedingungen vom kinetisch begünstigten, also mit Umsatz verbundenen Prozeß herrührt. In einem durch Deckschichten vor Korrosion geschützten System, z. B. bei Aluminium durch sein Oxid, sind dies bei Abwesenheit von Korrosion die wesentlich kleineren Triebkräfte von begleitenden Elektrosorptionsreaktionen, z. B. bei der Adsorption von Luftsauerstoff. Tritt merkliche Korrosion auf, dann dominieren die Triebkräfte der Korrosions-Redoxreaktion mit ihren hohen Potentialwerten. Je größer die Differenz zwischen dem Mischpotential im Passivbereich und dem Korrosionspotential ist, desto stärker zeigt sich im Korrosionsfall Potentialrauschen, während im Passivfall die elektrosorptiv kontrollierten Potentiale als stationär angenommen werden können.Investigations with the device shown in the figure have shown that increasing potential noise increasing corrosion is associated. The reason for this is that the overwhelming contribution to actually measurable potential under mixed potential conditions from kinetically favored, i.e. associated with sales Process stems. In one by covering layers in front Corrosion protected system, e.g. B. with aluminum its oxide, these are the ones in the absence of corrosion much smaller driving forces from accompanying Electrosorption reactions, e.g. B. in the adsorption of Atmospheric oxygen. If there is noticeable corrosion, then dominate the driving forces of the corrosion redox reaction with their high potential values. The bigger the difference between the mixed potential in the passive area and the Corrosion potential is, the more evident in the Corrosion case potential noise, while in the passive case the electrosorptively controlled potentials as can be accepted as an inpatient.
Damit ist das Potentialrauschen ein signifikanter Anzeiger für das Auftreten von Korrosion und das Stromrauschen für deren quantitatives Ausmaß. Die wesentliche Voraussetzung für diese Eigenschaft ist eine Korrelation zwischen den genannten Werten, die bei der Erfindung im Unterschied zum Stand der Technik durch eine Ableitung der genannten Werte aus ein und derselben Quelle bzw. aus ein und derselben elektrochemischen Zelle ermittelt werden.The potential noise is therefore significant Indicator of the occurrence of corrosion and that Current noise for their quantitative extent. The an essential requirement for this property is a Correlation between the values mentioned in the Invention in contrast to the prior art by a Deriving the stated values from one and the same Source or from one and the same electrochemical cell be determined.
Um mittels des beschriebenen Verfahrens und der beschriebenen Vorrichtung auch im industriellen Bereich eine Anwendung zu erleichtern, kann in vorteilhafter Weise an einer geeigneten Stelle vor der Auswerteschaltung 7 in beiden Kanälen eine galvanische Trennung vorgesehen sein, die verhindert, daß die einzelnen Meßstellen durch unerwünschte Interferenzströme gekoppelt werden.In order to facilitate application in the industrial area by means of the described method and the described device, galvanic isolation can advantageously be provided in a suitable place in front of the evaluation circuit 7 in both channels, which prevents the individual measuring points from being coupled by undesired interference currents will.
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