一种电偶法大气腐蚀传感器及其制作方法技术

本发明专利技术涉及大气腐蚀监测领域，提供了一种电偶法大气腐蚀传感器及其制作方法。所述传感器包括：基底，所述基底上设置有通孔；阴极，设置于所述基底的一侧，紧贴所述通孔的边缘；护环，所述护环与所述阴极设置于所述基底的同一侧，所述护环包围所述阴极；被测金属连接片，设置于所属基底的另一侧，用于连接所述传感器与被测金属。有益效果在于，本发明专利技术提供的传感器操作便捷，灵敏度高，且制作方法简单，成本低，适用于工业化大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种电偶法大气腐蚀传感器及其制作方法
本专利技术涉及大气腐蚀监测领域，更具体地说，是涉及一种电偶法大气腐蚀传感器及其制作方法。
技术介绍
金属腐蚀是指金属材料受到介质作用而发生状态的改变，转变成新的相，从而遭受破坏的现象。每年金属腐蚀都会直接或间接造成重大的经济损失。据统计，全世界每年因为腐蚀而报废的金属量相当于金属年产量的1/4～1/3。因此，对金属大气腐蚀的监测十分重要。传统的金属大气腐蚀监测方法为暴露法，将采用待评价金属制作的样片暴露在大气环境中，定时取回称重。该方法需要建立位于各种地域的暴露实验站群，存在获取数据时间间隔长、数据点少、数据一致性和稳定性较差、数据成本过高等问题。金属的大气腐蚀大多是大气中的水在其表面形成薄液膜层电解液后的电化学腐蚀过程。因此，金属材料的大气腐蚀过程符合电化学的一般规律。将被测金属作为原电池的阳极，惰性电极作为阴极，检测大气环境下通过阳极的电流，即腐蚀电流，此方法称为原电池法或电偶法。使用电偶法测量金属腐蚀速率，具有检测速度快，灵敏度高，受客观条件限制较少等优点，是一种无损的金属腐蚀检测方法。图1为现有技术中电偶法传感器的测量原理图。如图1所示，传感器两个电极的主要裸露面和绝缘层都位于同一个平面内。将待测金属A作为阳极，惰性材料B作为阴极，C为绝缘材料，则传感器由三种材料按照ACBCACBC…的方式排列组成。通常的生产工艺为：在A上刷一层薄的绝缘环氧树脂胶C，然后再贴B，再刷一层环氧树脂胶C，再贴A…。在这种生产工艺下，环氧树脂胶的厚度很难控制，一致性差且生产成本高。而且，在测量金属的腐蚀情况时，不能直接使用待测物(如金属杆塔、管道等)作为阳极，只能使用与待测物相同材料的金属作为阳极制作传感器，将传感器置于在实验室或与待测金属放置于同一环境下进行测试，因此测量结果无法直接反馈待测金属的腐蚀情况，只能作为参考。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电偶法大气腐蚀传感器及其制作方法，以解决现有技术中存在的技术问题。一方面，本专利技术实施例提供一种电偶法大气腐蚀传感器，包括：基底，所述基底上设置有通孔；阴极，设置于所述基底的一侧，紧贴所述通孔的边缘；护环，所述护环与所述阴极设置于所述基底的同一侧，所述护环包围所述阴极；被测金属连接片，设置于所属基底的另一侧，用于连接所述传感器与被测金属。另一方面，本专利技术实施例还提供一种上述任一传感器的制作方法，所述制作方法为蚀刻法、压合法、喷墨印刷法和溅射法中的一种。本专利技术的有益效果在于：传感器可直接贴在被测金属表面使用，以被测金属的外露部分作为阳极，实时反映被测金属的腐蚀情况；传感器阴极与阳极之间的距离为传感器基底厚度与背胶厚度，可控且一致性好；监测时利用电路将护环与阴极的电位保持一致，使护环与阴极之间无电流，通过确定了阳极面积。本专利技术传感器操作便捷，灵敏度高，且制作方法简单，成本低，适用于工业化大规模生产。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为现有技术中电偶法传感器的测量原理图。图2(a)为本专利技术实施例提供的单圆孔电偶法大气腐蚀传感器的正视图。图2(b)为本专利技术实施例提供的单圆孔电偶法大气腐蚀传感器的背视图。图3(a)为本专利技术实施例提供的多圆孔电偶法大气腐蚀传感器的正视图。图3(b)为本专利技术实施例提供的多圆孔电偶法大气腐蚀传感器的背视图。其中，1、电偶法大气腐蚀传感器，2、基底，3、通孔，4、阴极，5、护环，6、被测金属连接片。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种电偶法大气腐蚀传感器，包括：基底2，所述基底2上设置有通孔3；阴极4，设置于所述基底2的一侧，紧贴所述通孔3的边缘；护环5，所述护环5与所述阴极4设置于所述基底2的同一侧，所述护环5包围所述阴极4；被测金属连接片6，设置于所属基底2的另一侧，用于连接所述传感器1与被测金属。可选地，所述通孔3为圆形或矩形。可选地，所述阴极4、护环5和被测金属连接片6的材质为惰性金属或石墨。可选地，所述基底2的材质为柔性绝缘材料。可选地，所述被测金属连接片6通过背胶固定在所述基底2的另一侧，所述背胶的材质为丙烯酸酯类。本专利技术实施例还提供一种上述任一传感器的制作方法，所述方法为蚀刻法、压合法、喷墨印刷法和溅射法中的一种。可选地，所述蚀刻法包括以下步骤：在所述基底2上压合金属；采用酸性溶液蚀刻所述金属，形成所述阴极4、护环5和被测金属连接片6。可选地，所述压合法包括以下步骤：制作所述阴极4、护环5和被测金属连接片6；通过压合工艺将所述阴极4、护环5和被测金属连接片6与所述基底2压合成整体。可选地，所述喷墨印刷法包括以下步骤：按照所述阴极4、护环5和被测金属连接片6在所述基底2上的预设位置和形状，采用喷墨印刷方式，将纳米金、纳米银或石墨材料溶液印制于所述基底2上；烘干所述基底2，得到所述传感器1。可选地，所述溅射法包括以下步骤：采用光刻法在所述基底2上覆盖掩模，所述掩模在所述阴极4、护环5和被测金属连接片6的位置留空；将所述基底2置于小型溅射仪中，通过所述小型溅射仪将材料溅射于所述基底2上；洗去所述掩模，得到所述传感器1。本专利技术提供的电偶法腐蚀传感器1，包括带孔3的基底2、阴极4、护环5和被测金属连接片6。基底2为柔性绝缘材料，优选厚度为0.005～0.05mm的聚酰亚胺或聚对苯二甲酸类塑料或玻璃纤维。通孔3可为圆形或矩形等形状的一个或多个通孔，可采用激光开孔或刀模开孔。阴极4、护环5和被测金属连接片6采用金、银、铜、铂等惰性金属或石墨。基底2带背胶，背胶优选厚度为0.001～0.02mm，背胶材料优选丙烯酸酯类。当传感器1通过背胶与被测金属贴合时，被测金属通过通孔3外露的部分为阳极被测金属部分。传感器1可直接贴合在被测金属表面使用，阴极4与阳极之间的距离为传感器基底厚度和传感器背胶厚度，基底和背胶厚度均匀且可控。利用被测物直接作为阳极监测其腐蚀电流，可实时反映被测物的腐蚀速率。同时，监测时利用电路将护环5与阴极4的电位保持一致，使护环5与阴极4之间无电流，即传感器1的外部腐蚀电流无法流到阴极4，只有传感器1内被测金属在大气中外露部分的腐蚀电流到达阴极4，即通过通孔3确定了阳极的面积。以上是本专利技术的核心思想，下面结合具体的应用实施例，对所述电偶法大气腐蚀传感器及其制作方法进行详细说明。应用实施例1应用实施例1提供一种单圆孔电偶法大气腐蚀传感器1。图2(a)和图2(b)分别为单圆孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电偶法大气腐蚀传感器(1)，其特征在于，包括：/n基底(2)，所述基底(2)上设置有通孔(3)；/n阴极(4)，设置于所述基底(2)的一侧，紧贴所述通孔(3)的边缘；/n护环(5)，所述护环(5)与所述阴极(4)设置于所述基底(2)的同一侧，所述护环(5)包围所述阴极(4)；/n被测金属连接片(6)，设置于所属基底(2)的另一侧，用于连接所述传感器(1)与被测金属。/n

【技术特征摘要】
1.一种电偶法大气腐蚀传感器(1)，其特征在于，包括：
基底(2)，所述基底(2)上设置有通孔(3)；
阴极(4)，设置于所述基底(2)的一侧，紧贴所述通孔(3)的边缘；
护环(5)，所述护环(5)与所述阴极(4)设置于所述基底(2)的同一侧，所述护环(5)包围所述阴极(4)；
被测金属连接片(6)，设置于所属基底(2)的另一侧，用于连接所述传感器(1)与被测金属。


2.如权利要求1所述的传感器(1)，其特征在于，所述通孔(3)为圆形或矩形。


3.如权利要求1所述的传感器(1)，其特征在于，所述阴极(4)、护环(5)和被测金属连接片(6)的材质为惰性金属或石墨。


4.如权利要求1所述的传感器(1)，其特征在于，所述基底(2)的材质为柔性绝缘材料。


5.如权利要求1所述的传感器(1)，其特征在于，所述被测金属连接片(6)通过背胶固定在所述基底(2)的另一侧，所述背胶的材质为丙烯酸酯类。


6.一种如权利要求1-5任意一项所述的传感器(1)的制作方法，其特征在于，所述制作方法为蚀刻法、压合法、喷墨印刷法和溅射法中的一种。


7.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：周辉，
申请(专利权)人：北京国网弘泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11