Способ изготовления датчика для электрохимических и коррозионных измерений Советский патент 1977 года по МПК G01N27/07 

Изобретение относится к способам изготовления устройств для измерения скороо ти коррозии металлов и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, которые связаны с получением или применением металлов.Процессы электрохимической коррозии происходят в тонком слое электролита, непосредственно прилегающем к поверхности металла. Если с противоположной стороны этот слой контактирует с электропроводной средой, то электрохимические измерения легко осуществимы.

В процессах коррозии, имеющих место на практике, чаще всего упомянутый слой электролита контактирует со средой, которая ток не проводит. Таковы коррозионные процессы в атмосфере, увлажненных нефтепродуктах, в котлах под слоем накипи, под лакокрасочными и другими антикоррозионными покрытиями. Даже в тех случаях, когда металл омывается электролитом, неизбежные загрязнения (нефтепродукты, жир накапливаются у поверхности металла и

отдел5пот прилегающий к ней слой электролита от электроповодного раствора.

При измерениях в таких средах прим няемые устройства должны обладать очень высокой чувствительностью, причем трудно обеспечить необходимую точность.

Известны устройства для электрохимических и коррозионных измерений, называемые элементами Томашова.

Способ изготовления элемента Томащов заключается в том, что электроизолированные металлические пластины собирают в пакет, закрепляют и рабочую поверхность освобождают от изоляции (1).

Электродами в указанных устройствах служат пластины или полые цилиндры, а иногда параллельно соединенные батареи из них.

1 Ячность, чувствительность и правильность измерений о иомощыо указанных устройств тем выше, чем тоньше прослойка медду электродами и больще ее электрическое сопротивление по сравнению с суммой поляризационного сопротивления электродов и омического сопротивления слоя электролита на поверхности металла. Недостатком известных устройств является сравнительно низкое сопротивление изоляции {порядка 10 ом), которое может Ьыть достигнуто при приемлемей толщине изолирующей прослойки. Даже при очень малом сопротивлении слоя зяектродита с помощью таких датчиков нельзя измерять скорости коррозии менее 1О мм/год, практическк это означает, ти известные устройства неприменимы для коррозионных и алектрохимическ 1Х измерений в атмосфере, слабообводненных нефтепродуктах, под слоем защитных покрытий и т, п. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ изготовления электролитического датчика для измерения влажности 21, заключающи ся в том, что проводник наматывают на диэлектрический каркас. Датчик, изготовленный известным способом имеет преимущества перед другими типами коррозионных датчиков, но он не обеспечивает достаточной чувствительное- ти и точности измерений и не может быть применен для электрохимических и коррозионных измерений в атмосфере, в среде увлажненных нефтепродуктов и т. п. условиях. Цель изобретения - разработка способа изготош ения датчика, обеспечивающего по- выщение его чувствительности и точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что проводник в изоляции навивают на каркас и освобождают часть поверхности проводника от изоляции. Проводники, используемые для навивки, выполняют из исследуемого металла с изоляцией (толщина порядка 5-50 мкм). Освобождение проводников от изоляции можно проводить путем шлифования полученной пос ле навивки поверхности со стороны, обраще ной к исследуемой среде, При изготовлении датчика предложенным способом рабочие участки его поверхности являются апементами одной поверхности.., которая имитирует поверхность монолитног исследуемого металла. Эта поверхность ра сечена тонкими электроизолирующими прослойками. Предложенный способ изготовлени обеспечивает образование очень тонких сло изоляции, обладающих высоким (порядка 10 ом) электрическим сопротивлением. Это позволяет значительно повысить чувст вительность изготовляемого датчика при достижении BUCQKOU т эчности измерений. Пример. Датчик изготовляли следующим образом. На цилиндрический каркас ИЗ органического стекла бифилярно и вплотную друг к другу были навиты две изолип ванные (диаметральная толщина изоляция 10 мкм) проволоки из меди или стали. Полученную поверхность щлифовали для удаления изоляции. Сопротивление изоляции злектродамй полученного устройства составило более 1О ом. На фиг. 1 изображен изготовленный предложенным способом датчик в общем виде; на фиг, 2 - датчик в плане; на фиг. 3 - разрез по А-А; на фиг. 4 - электрическая схема подключения датчика. Датчик содержит каркас 1, электроды 2 и 3, выполненные из стальной или медной проволоки, покрытой изоляцией 4 и бифилярно навитой на каркас, контакты 5-8, с помощью которых датчик подключают к соответствующему прибору, При измерениях поляризационного сопротивления и скорости коррозии датчик помещают а исследуемую среду (электролит, нефтепродукт, атмосферу и т. п.) и подключают к соответствующему прибору с помощью контактов 5 и 6. При измерении сопротивления проволоки датчик до опыта и после него подключают к мосту постоянного тока Р-329 с помощью контактов 5 и 6, при этом контакты 7 и 8 должны быть замкнуты накоротко. Датчик подключали к прибору для измерения скорости коррозии по поляризационному сопротивлению (пределы измерений от l.iO до 1 мм/год), помещали его в иоследуемую среду и измеряли поляризационное и омическое сопротивление среды, а затем вычисхгали скорость коррозии. Таким образом, предложенным способом можно изготовлять датчики, обладающие при небольщой толщине изолирующей прослойки очень высоким сопротивлением электроизоя$щии, что повьппает точность и чувствительность измерений. Это особенно важно в таких средах, где процессы коррозии идут Б очень тонких слоях электролита с низкими скоростями ( в атмосфере, увлажненных нефтепродуктах,-под антико розионными покрытиями и т, п.), С помощью устройства, изготавливаемого предложенным способом, можно осуществлять измерения не только методом поляризацион ного сопротивления и методом коррозионной пары, но также методом изменения электросопротивления образца, что расширяет возмол ности датчи1 а. Формула изобретен ия Способ изготовления датчика для электрохимических и коррозионных измерений, за