抗干扰型铜/硫酸铜参比电极制造技术

电化学领域中的抗干扰型铜／硫酸铜参比电极，其系统包括：由上盖［１］、下盖［４］、圆管［５］、银杏木塞［６］构成盛装硫酸铜饱和溶液［７］的容器，在容器内还安装有铜芯［３］，铜芯［３］的固定端与电缆线［９］里面的电缆铜线［１３］的端头焊接在一起，并用封装材料封闭，而电缆铜线［１３］的另一端则连接在插头［１０］上，其特征在于：在参比电极上盖［１］外还设有钢外套［２］；在电缆线［９］的外层设有屏蔽层［１２］；输出连接插件，除了有插头［１０］外，还设有屏蔽层的接地夹［１１］，钢外套［２］和焊片［１５］之间用连接螺丝［８］连接；焊片［１５］通过焊接与电缆线的屏蔽层［１２］连接。优点：能够有效地防止外界的电磁干扰对参比电极测量结果的影响。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到电化学测量中使用的铜/硫酸铜参比电极的改进，属于电化学领域。
技术介绍
金属的发现和应用一直是科技发展的源动力，但大多数金属在一定条件下都会因腐蚀而受到破坏。腐蚀遍及于国民经济以及国防建设的各个部门，因而防腐的研究具有十分重要的意义。在金属腐蚀与防护中，金属的自然电位和保护电位参数是十分重要的。此项参数是借助参比电极来测量的，而饱和硫酸铜参比电极是最常用的参比电极。在阴极保护系统中，参比电极起两个作用：其一是用来测量被保护金属的电位，以便判断金属是否处于保护电位范围，并监测金属各部分电位的分布，作为调整和改进系统设计的依据；其二是用作控制电极，即向恒电位仪提供比较信号，使测量电位反馈到输入比较器中，并与预先调节好的给定电位(保护电位)相比较，以便调整被保护金属的电位，使之始终处在保护电位范围内。因此，参比电极是阴极保护系统不可缺少的监测工具。铜/硫酸铜参比电极具有电位稳定、灵敏、极化小、制作方便等特点，适合在海水、淡水和土壤中使用。-->现有技术采用的做法是在测量时直接将参比电极接入测量仪器中，这种方法的不足在于：①测量时，如果外界有电磁干扰，则测量结果会出现较大的误差。②当参比电极作为恒电位仪的输入探头使用时，由于干扰信号存在，使得恒电位仪失控。
技术实现思路
本技术的目的和任务是要克服现有技术存在的：①测量时，如果外界有电磁干扰，则测量结果会出现较大的误差，②当参比电极作为恒电位仪的输入探头使用时，由于有干扰信号存在，使得恒电位仪失控的不足，并提供一种能够抗干扰，不会因环境电磁干扰而失控的抗干扰型铜/硫酸铜参比电极，特提出本技术的技术解决方案。本技术的基本思路是：根据电磁屏蔽原理，增加了参比电极上盖部分的钢外套和带有屏蔽层的电缆线，使其在测量时，具有较好的抗电磁干扰能力。原理是：在工业检测和过程控制中，由于存在各种干扰，往往使检测系统无法正常工作。为了提高系统的抗干扰能力，通常采用屏蔽和接地技术，利用二者的相互配合来很好地抑制干扰，其特点是：①采用静电屏蔽。静电屏蔽就是利用与大地相连接的导电性能良好的金属材料(一般采用铜或铝等)作为制作屏蔽体的材料，编织成网或容器，网孔应减小到最小的程度，使其内部电力线不外传，同时外部的电力线也不影响其内部，起到了隔离电场的作用。常用于防止静电耦-->合干扰.即防止电容性干扰，②采用电磁屏蔽，电磁屏蔽是指采用导电性能良好的金属材料做成屏蔽层，利用高频干扰电磁场在屏蔽金属内会产生涡流，利用涡流磁场抵消高频干扰磁场的影响，从而达到防护高频电磁场的目的。一般所讲的屏蔽，多数所指的就是电磁屏蔽，主要用于防止高频电磁场的干扰和影响。若将电磁屏蔽接地，则同时兼有静电屏蔽的作用。也就是说，用导电性能良好的金属材料制成的接地电磁屏蔽层，同时起到了静电屏蔽和电磁屏蔽两种作用。本技术所设计的抗干扰型铜/硫酸铜参比电极，系统包括：由上盖[1]、下盖[4]、圆管[5]、银杏木塞[6]而构成盛装硫酸铜饱和溶液[7]的容器；容器内还安装有铜芯[3]，铜芯的固定端与电缆线[9]里面的电缆铜线[13]的端头焊接在一起，并用封装材料[16]封闭，而电缆铜线[13]的另外一端则连接在插头[10]上，其特征在于：在参比电极的上盖[1]外部，还设有钢外套[2]；并且铜芯[3]与参比电极接线的插头[10]之间的电缆线[9]，是采用具有电磁屏蔽层[12]的电缆线。输出连接插件，除了有参比电极信号传输插头[10]之外，还在插头[10]旁边设有屏蔽层的接地夹[11]。本技术的进一步特征在于：由上盖[1]、钢外套[2]、下盖[4]、圆管[5]、银杏木塞[6]而构成盛装硫酸铜饱和溶液[7]的容器，是由密封圈[14]进行密封；钢外套[2]和焊片[15]之间用连接螺丝[8]的连接，而焊片[15]通过焊接与电缆线的屏蔽层[12]连接。-->本技术所设计的电化学测量中使用的抗干扰型铜/硫酸铜参比电极，经如下性能检测实验：1电极电位校准对于参比电极来说，电极电位是评价电极性能参数中最重要最直接的一个参数，它直观地反映了参比电极的可用性。将抗干扰型铜/硫酸铜参比电极置于硫酸铜溶液中，用7150型高阻抗数字万用表(由SOLARTRON Schlumberger生产)及232型饱和甘汞电极(该电极在出厂时校准，合格。)测量抗干扰型铜/硫酸铜参比电极相对电位。环境温度为15℃。对6支电极稳定性测试，每小时测量一次。各电极稳定后的电位列入表1中。在连续3天的电位监测中，电极电位均分布在82mV～86mV之间，均表现出良好的稳定性，其电位波动不超过±5mV。工程上，铜/饱和硫酸铜参比电极的电极电位稳定性要求在±10mV范围内，即电位波动范围不超过20mV。以上六个参比电极电位稳定性均符合要求。其电极电位(相对氢电极)E0＝EC+ER    其中EC是实际测量到的抗干扰型硫酸铜参比电极电极电位，ER是232型饱和甘汞电极电位，出厂时的标定为198±10mV。而本次测量的抗干扰型硫酸铜参比电极平均电极电位是84.2mV，所以抗干扰型硫酸铜参比电极的平均电极电位(相对氢电极)是282.2±10mV。而资料提供现有的铜/硫酸铜参比电极的电极电位(相对氢电极)在此环境温度下的的标准电极电位为288±10mV。结果显示，本技术涉及到电化学腐蚀测量中，所使用的抗干扰铜/硫酸铜参比电极的电极电位和现有的铜/硫酸铜参比电极的电极电位一致。2温度系数测量-->在实际应用中，了解温度对参比电极的影响具有重要的意义。因为现场环境的温度变化非常大，季节变化带来的温差可达40℃以上，对于参比电极，在一定范围内需要有稳定的温度系数，而且在循环温度后，电位能迅速恢复初始值，不发生滞后现象。选用电极1、2、3和铁试件置于硫酸铜溶液中，然后将其放置于79-1型磁力加热搅拌器上(荣华仪器制造有限公司生产)，实验室温度为25℃，用7150型高阻抗数字万用表测量参比电极与铁试件的电位差。通过冰块降温冷却到1℃，然后逐渐升温至60℃，测量其电极电位，温度每升高2℃左右测量一次，直至温度达到60℃，计算其温度系数，显示在图3中。用线性拟合法拟合，得到抗干扰铜/硫酸铜参比电极的温度系数是0.97mV/℃。而文献中给出现有的铜/硫酸铜参比电极温度系数是0.92mV/℃，这与文献中铜/饱和硫酸铜参比电极的温度系数相近。结果显示，本技术涉及到电化学腐蚀测量中使用的抗干扰铜/硫酸铜参比电极的电极电位的温度系数是0.97mV/℃，和现有的铜/硫酸铜参比电极的温度系数一致，使用的极限环境温度是-2℃～60℃。而指定使用的温度为0～50℃。3抗干扰性能的测试选用本技术抗干扰铜/硫酸铜参比电极电位与现有铜/硫酸铜参比电极作对比，使用CS-1830型双通道示波器(由TRIO生产)测量电极的抗干扰性能，干扰源为1kHz，0.5V的峰至峰的方波信号，接到被测量电极以及电极引线周围的介质中，并显示在图4中。分别将本技术抗干扰铜/硫酸铜参比电极与现有铜/硫酸铜参比电极接入示波器探头，观察示波器显示。结果如下：-->现有铜/硫酸铜参比电极电位测量时的结果显示在图5中，可见，现有铜/硫酸铜参比电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
抗干扰型铜／硫酸铜参比电极，系统包括：由上盖［１］、下盖［４］、圆管［５］、银杏木塞［６］，构成盛装硫酸铜饱和溶液［７］的容器，容器内还安装有铜芯［３］，铜芯［３］的固定端与电缆线［９］里面的电缆铜线［１３］的端头焊接在一起，并用封装材料［１６］封闭，而电缆铜线［１３］的另一端则连接在插头［１０］上，其特征在于：在参比电极的上盖［１］外部，还设有钢外套［２］；在电缆线［９］的外层设有屏蔽层［１２］；输出连接插件，除了有插头［１０］外，还设有屏蔽层的接地夹［１１］。

【技术特征摘要】
1.抗干扰型铜/硫酸铜参比电极，系统包括：由上盖[1]、下盖[4]、圆管[5]、银杏木塞[6]，构成盛装硫酸铜饱和溶液[7]的容器，容器内还安装有铜芯[3]，铜芯[3]的固定端与电缆线[9]里面的电缆铜线[13]的端头焊接在一起，并用封装材料[16]封闭，而电缆铜线[13]的另一端则连接在插头[10]上，其特征在于：在参比电极的上盖[1]外部，还设有钢外套[2]；在电缆线[9]的外层设有屏蔽层[12]；输出连接插...

【专利技术属性】
技术研发人员：任厚珉，陈浩，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：实用新型
国别省市：91[中国|大连]