Электрод сравнения

Полезная модель относится к электрохимической защите объектов от коррозии, в частности, к средствам контроля величины защитного потенциала на защищаемом объекте, а именно, - к электродам сравнения медносульфатным не поляризующимся. Может использоваться в составе станций катодной защиты для измерения потенциала подземных металлических сооружений.
Известен электрод сравнения с длительным сроком службы для катодной защиты по патенту Китая на изобретение CN №207313710, C23F 13/00, 2018. Электрод сравнения содержит керамический корпус с медным проводом внутри, соединенным с кабелем. Внутри корпуса помещен наполнитель из кристаллов сульфата меди. Большая часть корпуса покрыта герметизирующей эмалью. Герметизирующее покрытие уменьшает площадь контакта электрода с рабочей средой, а повышенная пористость в местах отсутствия покрытия не исключает возможность вытекания электролита, перешедшего в жидкую фазу. Загрязнение и забивание пор грязью, также приводит к ухудшению работы устройства. Все вышеперечисленные факторы отрицательно влияют на надежность работы электрода сравнения.
Также известен электрод сравнения длительного действия по патенту РФ на полезную модель №88355, C23F 13/00, 2009. Электрод сравнения выполнен из токонепроводящего корпуса с вмонтированным медным стержнем с сигнальным проводником и датчиком потенциала, установленным на корпусе. Корпус состоит из электролитической камеры, заполненной электролитом с загустителем, диафрагмы выполненной из пластины пористого оксидированного титана. Использование такой конструкции электрода сравнения длительного действия не обеспечивает достаточную надежность работы, т.к. содержащийся в камере малый объем загустителя не позволяет избежать утечки электролита через пористую пластину, а это приводит к снижению надежности работы  электрода измерения защитного потенциала.
В качестве ближайшего аналога для заявляемого технического решения выбран электрод сравнения длительного действия по патенту РФ на полезную модель №178871, C23F 13/00, 2017. Электрод сравнения для коррозийных измерений при электрохимической защите подземных металлических конструкций содержит диэлектрический корпус, и перфорированную крышку. Цилиндрический корпус, заполненный активатором, содержит пластины из разнородных металлов. Для предотвращения утечки активатора используется гипс в количестве 10 масс.% от общего объема активатора. Но ввиду его небольшой концентрации полностью перевести активатор в твердое или кашеобразное состояние не удается. Это может привести к вытеканию электролита через перфорированную крышку. Также невысокая надежность обусловлена использованием глины в составе активатора. Глина не пропускает влагу, происходит деградация электролита. Со временем ухудшается электролитический контакт, что приводит к снижению надежности измерения защитного потенциала.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности работы электрода сравнения.
Технический результат обеспечивается тем, что в электроде сравнения, содержащем диэлектрический корпус с установленным внутри электродом, заполненный электролитом с загущающим его наполнителем, согласно полезной модели, корпус выполнен конусообразным, с основанием в виде керамической мембраны, открытая пористость керамики мембраны составляет от 5 до 70 %.
Технический результат достигается за cчет того, что электрод сравнения имеет конусообразную форму. Конусная форма обеспечивает равномерное давление грунта на корпус и препятствует его механическому повреждению. Корпус данной формы по сравнению с ближайшем аналогом обеспечивает более надежную работу, т.к., исключает скапливание влаги на верхнем основании цилиндрического корпуса. Конусная форма способствует стеканию по поверхности корпуса избытков влаги, например, выпадаемых в виде осадков, и обеспечивает повышенную влажность грунта под электродом сравнения. Использование же керамической мембраны в качестве нижнего основания конусного корпуса способствует втягиванию жидкости, находящейся в грунте, внутрь корпуса, т.к., керамика является водопропускающим материалом. Бесперебойное увлажнение электролита, содержащего загущающий наполнитель в виде гипса или перлита, позволяет поддерживать электролит в мокром кашеообразном состоянии и способствует надежной работе электролита. Мембрана выполнена из высокопористой керамики с открытой пористостью от 5% до 70%. Данная пористость является оптимальной для надежной работы электрода сравнения. При использовании керамики с открытой пористостью меньше 5%, не обеспечивается необходимый электролитический контакт влаги из грунта с электродом. При использовании керамики с открытой пористостью больше 70% происходит вытекание жидкости электролита из корпуса электрода сравнения. Это снижает надежность его работы. Благодаря заявляемому конструктивному решению корпуса обеспечивается необходимый контакт электрода с рабочей средой, повышается надежность работы устройства.
На фигуре представлен электрод сравнения.
Электрод сравнения содержит корпус 1. Корпус 1 выполнен в форме конуса из токонепроводящего материала. В качестве материала может использоваться любые диэлектрики, например, Мультикорунд 82, в котором содержание оксида алюминия составляет более 60%, могут использоваться иные Мультикорунды. Внутри корпуса 1 установлен медный электрод 2 в виде спирали или  стержня, помещенный в электролит 3. К электроду 2 присоединен измерительный кабель 6. На нижней части корпуса 1 установлена крышка 5, удерживающая керамическую мембрану 4. Керамическая мембрана 4 имеет открытую пористость. Крышка 5 может быть выполнена, например, в виде фиксирующего резьбового кольца с решеткой, или в виде отдельного, резьбового кольца с выступом, удерживающим вложенную в него мембрану 4.
Электрод сравнения работает следующим образом.
Внутренний объем корпуса заполнен электролитом 3. В составе электролита содержится загущающий наполнитель, в качестве которого могут использовать перлит или гипс. Данный наполнитель позволяет содержать электролит в твердом состоянии при хранении. Перед использованием электрода сравнения его замачивают в воде на определенное время, для преобразования электролита во влажную густую массу, способную к переносу электрических частиц. Благодаря использованию загустителя  в виде перлита или гипса не происходит вытекания электролита в грунт из корпуса 1. После замачивания электрод сравнения помещают в грунт вблизи подземного объекта электрохимической защиты от коррозии, например, вблизи защищаемого трубопровода. Соединяют устройство измерительным кабелем 6 с измерительным прибором, который подключают к станции катодной защиты. Электролит 3 в корпусе 1 сохраняет необходимую влажность благодаря воде, находящейся в грунте. Жидкость попадает в электролит 3 через поры керамической мембраны 4, которая является нижней частью конусного корпуса 1 и фиксируется крышкой 5. Для мембраны 4 выбирают высокопористую керамику, например, муллитокремнезем.
Таким образом, полезная модель позволяет обеспечить надежность работы электрода сравнения.