專利名稱：一種測定介質(zhì)在金屬表面相對流速的方法及所用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測定介質(zhì)在金屬表面相對流速的方法及所用裝置。
背景技術(shù)：
介質(zhì)流速對金屬腐蝕速度有極大的影響，測定和評價(jià)金屬腐蝕速度必須測定介質(zhì)在金屬表面的相對流速。影響金屬腐蝕速度的只是介質(zhì)在幾個(gè)毫米范圍內(nèi)對于金屬表面運(yùn)動(dòng)的相對流速，與介質(zhì)流動(dòng)方向無關(guān)，即需要測定的僅僅是一個(gè)標(biāo)量。但當(dāng)前廣泛使用的介質(zhì)流速測定儀器都是測定相對于某一固定參照物的介質(zhì)整體的流速和流向，它不適用于測定金屬表面小范圍距離內(nèi)與方向無關(guān)的介質(zhì)流動(dòng)速度。目前也未見到測定介質(zhì)在金屬表面小范圍內(nèi)相對標(biāo)量流速的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種測定介質(zhì)在金屬表面相對流速的電化學(xué)方法和所用的裝置，它能滿足一種測定介質(zhì)在金屬表面相對流速的方法，其特征是把流速傳感器的外電極放入待測介質(zhì)中，并用雙恒電位儀進(jìn)行陰極極化，測定不同流速介質(zhì)中陰極極限電流密度比值id外/id內(nèi)，并作出流速與電流密比值之間關(guān)系的工作曲線，然后根據(jù)測定的電流密度比值和該工作曲線得出介質(zhì)在金屬表面的相對流速值。
實(shí)施上述方法所用的裝置，其特征是由流速傳感器和雙恒電位儀組成，該流速傳感器有外電極和內(nèi)電極，外電極和內(nèi)電極均分別由3個(gè)圓形或方形的鉑片或不銹鋼片組成的工作電極、輔助電極和參比電極構(gòu)成；內(nèi)電極中的3個(gè)電極分別連接雙恒電位儀的工作電極輸入端子W1、輔助電極輸入端子C1和參比電極輸入端子R1；外電極中的3個(gè)電極分別連接雙恒電位儀的工作電極輸入端子W2、輔助電極輸入端子C2和參比電極輸入端子R2。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)測定力法簡單易行，可靠，結(jié)果能夠直接用于評價(jià)金屬腐蝕速度。本方法彌補(bǔ)了評價(jià)金屬腐蝕速度的重要參數(shù)測定方法的空白。


附圖1為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為其流速傳感器的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3為流速與電流密比值之間關(guān)系的工作曲線。
具體實(shí)施例方式
介質(zhì)中氧還原反應(yīng)極限電流密度為
id＝nFDδ-1其中， δ＝f(v)id為氧還原反應(yīng)極限電流密度；n為氧還原反應(yīng)電子數(shù)；F為法拉第常數(shù)；D為氧分子在介質(zhì)中的擴(kuò)散系數(shù)；δ為擴(kuò)散層厚度，為流速v的函數(shù)。式中n，F(xiàn)，D均為常數(shù)，故極限電流密度id僅與擴(kuò)散層厚度δ有關(guān)。由于擴(kuò)散層厚度δ隨介質(zhì)流速增大而減小，故可通過測定極限電流密度id來計(jì)算擴(kuò)散層厚度δ，進(jìn)而計(jì)算介質(zhì)表面相對流速?？赏ㄟ^測定介質(zhì)中鉑電極陰極極化曲線獲得極限電流密度id。
本發(fā)明的測定介質(zhì)在金屬表面相對流速的裝置由流速傳感器4和雙恒電位儀1組成，流速傳感器4有外電極2和內(nèi)電極3，外電極2和內(nèi)電極3均由圓鉑片組成的工作電極、輔助電極和參比電極構(gòu)成。使用時(shí)外電極2直接暴露在流動(dòng)介質(zhì)中，其表面狀態(tài)直接受介質(zhì)流速影響，而內(nèi)電極3位于流速傳感器4中外電極2附近的圓形深孔底部，其表面介質(zhì)處于靜止?fàn)顟B(tài)。內(nèi)電極3中的3個(gè)電極分別連接雙恒電位儀1的工作電極輸入端子W1，輔助電極輸入端子C1和參比電極輸入端子R1；外電極2中的3個(gè)電極分別連接雙恒電位儀1的工作電極輸入端子W2，輔助電極輸入端子C2和參比電極輸入端子R2。如果使用雙恒電位儀1對流動(dòng)介質(zhì)中的內(nèi)、外電極3，2進(jìn)行相同強(qiáng)陰極極化，則其陰極電流密度比值滿足下式 由于內(nèi)電極3表面上的流速為零，因此f’(v內(nèi))在測定過程中保持不變?yōu)槌?shù)。因此，測定的流速傳感器4的陰極極限電流密度比值id外/id內(nèi)與待測定的流速v外存在確定的函數(shù)關(guān)系。通過預(yù)先測定已知流速時(shí)流速傳感器4的陰極極限電流密度比值id外/id內(nèi)，并作成陰極極限電流密度比值id外/id內(nèi)和流速的工作曲線，如附圖3所示。
操作時(shí)把流速傳感器4的外電極放入待測介質(zhì)水中，使介質(zhì)平行流過外電極2表面，用雙恒電位儀1進(jìn)行陰極極化，測定不同流速介質(zhì)中陰極極限電流密度比值id外/id內(nèi)，然后根據(jù)測定的陰極極限電流密度比值和流速之間關(guān)系的工作曲線得到介質(zhì)在金屬表面的相對流速值。例如，如果測定的傳感器的陰極極限電流密度比值id外/id內(nèi)為3，從上述工作曲線中查到此時(shí)金屬表面的相對流速為4米/秒。這個(gè)流速則是直接與金屬腐蝕速度有密切關(guān)系的物理量。
權(quán)利要求
1.一種測定介質(zhì)在金屬表面相對流速的方法，其特征是把流速傳感器的外電極放入待測介質(zhì)中，并用雙恒電位儀進(jìn)行陰極極化，測定不同流速介質(zhì)中陰極極限電流密度比值id外/id內(nèi)，并作出流速與電流密比值之間關(guān)系的工作曲線，然后根據(jù)測定的電流密度比值和該工作曲線得出介質(zhì)在金屬表面的相對流速值。
2.實(shí)施權(quán)利要求1所述方法所用的裝置，其特征是由流速傳感器(4)和雙恒電位儀(1)組成，該流速傳感器(4)有外電極(2)和內(nèi)電極(3)，外電極(2)和內(nèi)電極(3)均分別由3個(gè)圓形或方形的鉑片或不銹鋼片組成的工作電極、輔助電極和參比電極構(gòu)成；內(nèi)電極(3)中的3個(gè)電極分別連接雙恒電位儀(1)的工作電極輸入端子W1、輔助電極輸入端子C1和參比電極輸入端子R1；外電極(2)中的3個(gè)電極分別連接雙恒電位儀(1)的工作電極輸入端子W2、輔助電極輸入端子C2和參比電極輸入端子R2。
全文摘要
一種測定介質(zhì)在金屬表面相對流速的方法，其特征是把流速傳感器的外電極放入待測介質(zhì)中，并用雙恒電位儀進(jìn)行陰極極化，測定不同流速介質(zhì)中陰極極限電流密度比值i
文檔編號G01N27/00GK1760661SQ20051004462
公開日2006年4月19日 申請日期2005年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者王佳 申請人:中國海洋大學(xué)