Переносной электрод сравнения

Полезная модель относится к области электрохимической защиты от коррозии, к переносным устройствам контроля величины защитного потенциала, в частности к электродам сравнения. Может использоваться для контрольных измерений защитного потенциала подземных объектов, а также для отбраковки стационарных электродов сравнения длительного действия.
Известно устройство для измерения поляризационного потенциала трубопроводов по патенту РФ на изобретение №2480734, G01N17/02, 2013, которое содержит заполненный электролитом диэлектрический корпус, в котором размещен электрод сравнения. Электрод сравнения снабжен электрическим проводом, выведенным через боковое отверстие корпуса наружу. Датчик потенциала, вмонтированный в корпус, снабжен двумя электрическими проводами, выведенными через боковую поверхность корпуса датчика потенциала наружу. Недостатком данного устройства является сложность конструкции. Части корпуса между собой соединены методом сварки, что делает корпус устройства неразборным и сложным в ремонте.
Известно устройство для измерения поляризационного потенциала по патенту РФ на изобретение №2149919, C23F13/00, 1997, которое выполнено в виде зонда и состоит из вспомогательного электрода, выполненного из металла, внутри электрода располагается капилляр, выходящий на рабочую поверхность электрода и оканчивающийся пористой диафрагмой, расположенной на одном уровне с рабочей поверхностью; капилляр имеет расширение в верхней части, закрытое пробкой и залитое электролитом, в котором расположен электрод сравнения. Вспомогательный электрод кроме рабочей поверхности покрыт изоляционным материалом. Вся конструкция расположена в корпусе, к которому крепится ручка. Корпус закрыт крышкой, через которую проходят измерительный провод, подключенный к электроду сравнения, и провода, подключенные к вспомогательному электроду. Недостатком данного устройства является сложность конструкции, плохая герметизация, что может привести к быстрому выходу из строя устройства, сложность ремонта.
Известен способ измерения поляризационного потенциала подземного металлического сооружения и устройство для его реализации по патенту РФ на изобретение № 2376401, C23F13/00, 2008. Устройство для измерения поляризационного потенциала подземных металлических сооружений содержит металлическую штангу с заостренным наконечником, в котором размещены диэлектрик и электрод сравнения, подключенный к одному из выводов вольтметра, и переключатель, один из контактов которого подключен к подземному металлическому сооружению. При этом электрод сравнения выполнен из пористой нержавеющей стали, или никеля, или хрома и подключен к другому контакту переключателя, а второй вывод вольтметра соединен с подземным металлическим сооружением. Металлическая штанга снабжена рукоятками и выполнена с возможностью отсоединения заостренного наконечника. Все соединительные контакты загерметизированы. Недостатком данного способа является сложность конструкции устройства, сложность разборки при ремонте и обслуживании.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбран электрод сравнения медно-сульфатный неполяризующийся переносной со вспомогательным электродом ЭМС-ВЭ «Менделеевец», ТУ 4318-011-24707490-2014, ЗАО «Химсервис». https://www.xn--b1aficrzfe2a.com/ems-mendeleevets.html. Электрод медно-сульфатный для электрометрических измерений ЭМС «Менделеевец» предназначен для использования в качестве переносного электрода сравнения при измерениях разности потенциалов между подземным сооружением, защищаемым методом катодной поляризации, и землей. Электрод ЭМС-ВЭ представляет собой стакан со встроенным медным электродом (сердечником). Для проведения замеров стакан заполняется раствором перенасыщенного медного купороса и закрывается наконечником. Наконечник может быть выполнен в виде конуса для проведения замеров в мягких грунтах или в виде плоской пробки – для замеров в твердых грунтах. В наконечнике имеются отверстия, заполненные пористым материалом, через которые осуществляется электролитический контакт электрода с грунтом. Для транспортирования заправленного электрода к месту измерения на наконечник надевается защитный колпачок. Сверху стакана, через изолирующую вставку, установлен вспомогательный электрод. Для удобства стакан со вспомогательным электродом укреплен на держателе с ручкой. Держатель выполнен из алюминиевой трубки. Измерительные провода от медного и вспомогательного электродов выведены на клеммы, расположенные под ручкой. Недостатком данного аналога является сложность при ремонте. Электролитическая камера жестко соединена с держателем, поэтому для замены металлического стержня или его очистки требуется достаточно сложный ремонт. Невозможность очистки от загрязнения наконечника через отверстия, в которые вставлен пористый материал, усложняет ремонт устройства.
Технической задачей полезной модели является повышение ремонтопригодности.
Технический результат достигается за счет того, что в переносном электроде сравнения, содержащем корпус электролитической камеры из прозрачного материала с размещенным в нем металлическим стержнем, съемный наконечник с расположенным в нем пористым материалом, уплотнительное кольцо, установленное в месте соединения съемного наконечника с корпусом электролитической камеры, корпус электролитической камеры соединен с держателем трубчатой формы, внутри которого расположен провод, соединенный с выходной клеммой, согласно полезной модели, корпус электролитической камеры соединен с держателем при помощи соединительной муфты, на концах которой выполнены кольцевые посадочные места с установленными в них уплотнительными кольцами, металлический стержень закреплен во втулке, установленной внутри соединительной муфты, на одном конце съемного наконечника закреплена мембрана из пористого материала, второй конец съемного наконечника выполнен с посадочным местом для уплотнительного кольца.
Технический результат обеспечивается тем, что соединительную муфту выполняют с кольцевыми посадочными местами и устанавливают в них уплотнительные кольца. Это обеспечивает легкоразборность конструкции за счет возможности отсоединения корпуса от держателя, что позволяет вовремя почистить от окисных пленок или заменить при необходимости металлический стержень. Для соединения держателя с корпусом после ремонта или замены стержня достаточно установить с натягом муфту на корпус и держатель, при этом за счет уплотнительных колец обеспечивается герметичность соединения. Благодаря этому электрод сравнения ремонтопригоден непосредственно на месте эксплуатации. За счет возможности отсоединения корпуса электролитической камеры от соединительной муфты или съемного наконечника появляется возможность замены старого электролита свежим раствором. Выполнение корпуса электролитической камеры прозрачным позволяет контролировать процесс заполнения электролитом и судить о необходимости его замены или пополнения. Наконечник с ионообменной мембраной из пористого материала и втулку с держателем отсоединяют от корпуса усилием, направленным вдоль оси электрода. Возможность снятия наконечника с установленной в нем мембраной из пористого материала позволяет проводить своевременную промывку мембраны с удалением загрязнений из ее отверстий. Легкость сборки-разборки электрода сравнения и герметизация за счет уплотнительных колец обеспечивают повышение ремонтопригодности.
На фиг. 1 представлен вид сверху переносного электрода сравнения с указанием размеров.
На фиг. 2 представлен вид сбоку переносного электрода сравнения в разрезе.
На фиг. 3 представлен съемный керамический наконечник переносного электрода сравнения в разрезе.
На фиг. 4 представлен съемный деревянный наконечник переносного электрода сравнения в разрезе.
Переносной электрод сравнения содержит прозрачный корпус электролитической камеры 1, заполненный электролитом 2, металлический стержень 3, закрепленный во втулке 4, которая устанавливается в соединительной муфте 10. Металлический стержень 3 соединен с клеммой электрода сравнения 15, выведенной на верхний конец держателя. В нижней части электролитической камеры 1 установлен съемный наконечник 6 с мембраной 7, закрытый защитным колпачком 8. На наружной поверхности прозрачного корпуса электролитической камеры 1 в нижней части неподвижно закреплен выносной электрод 9, который через стыковой разъем 16 в держателе 5 соединяют с выходной клеммой 13, выведенной на верхний конец держателя 5. В месте соединения корпуса электролитической камеры 1 с держателем 5 установлена соединительная муфта 10, позволяющая отсоединять держатель 5 c втулкой 4 и вставленным в нее металлическим стержнем 3 от корпуса электролитической камеры 1. Герметичность корпуса обеспечивается резиновым уплотнительным кольцом 11, установленным в кольцевое посадочное место 14 съемного наконечника 6, и уплотнительными кольцами 12, установленными в кольцевые посадочные места 14 соединительной муфты 10.
Переносной электрод сравнения работает следующим образом.
Корпус электролитической камеры 1 наполняют электролитом 2, например раствором медного купороса, со съемного наконечника снимают защитный колпачок 8. Устанавливают электрод сравнения в грунт вблизи защищаемого подземного металлического сооружения на расстоянии 0,1-0,15 м для создания электролитического контакта. Соединяют электрод сравнения измерительным кабелем с вольтметром контрольно-измерительного пункта. К вольтметру подключают и выходные кабели от подземного защищаемого объекта. Влага из грунта через мембрану 7 попадает в электролитическую камеру 1. В результате чего металлический стержень 3 оказывается электролитически связан со средой, в которой находится защищаемый объект. Производят замеры потенциалов защищаемого объекта относительно значения потенциала электрода сравнения, как суммарного, с омической составляющей, так и поляризационного. Определяют эффективность противокоррозионной защиты указанных сооружений.
Заявляемый электрод сравнения имеет два исполнения - обычный и с удлиненным держателем. Съемный наконечник 6 имеет три типоисполнения: с деревянной мембраной, керамической мембраной и с 2 мембранами (керамическая мембрана и ионообменная пластина). Наконечник 6 с деревянной мембраной 7 имеет заостренный конец и удобен для применения при кратковременных измерениях в мягком грунте. Наконечник 6 с керамической мембраной 7 универсален – может применяться как для кратковременных измерений, так и для длительных. Двухмембранный наконечник 6 используют для длительных измерений. Корпус электролитической камеры 1 выполняют из полимерных материалов, например ПВХ, со сроком службы не менее 50 лет. Корпус электролитической камеры 1 имеет прозрачные стенки для контроля уровня электролита 2. Выносной электрод 9 поставляют незакрепленным на корпусе электролитической камеры 1. Он может быть установлен на удобном расстоянии от мембраны 7 - от 6 до 20 см. Выходную клемму 13 для удобства применения электрода сравнения выводят на торец держателя 5. В другом варианте клемму 13 устанавливают на боковой поверхности держателя 5 в верхней части. Уплотнительные кольца 11, 12 выполняют из эластичных материалов, таких как резина или силикон. Легкость разбора электрода сравнения и герметизация за счет уплотнительных колец 11, 12 обеспечивают повышение ремонтопригодности. При снятии наконечника 6 с мембраной 7 с корпуса электролитической камеры 1 легко заменяют старый электролит 2 свежим раствором, что обеспечивает лучшие электрические характеристики при измерениях. Для ремонта или замены металлического стержня 3 достаточно приложить усилие, направленное вдоль оси электрода. Осевое усилие позволяет снять соединительную муфту 10 с втулкой 4 и вставленным в нее металлическим стержнем 3 с корпуса электролитической камеры 1 и с держателя 5. После чего во втулке 4 меняют стержень 3 или очищают его. Переносной электрод сравнения ремонтопригоден непосредственно на месте эксплуатации. Самый сложный ремонт электрода сравнения занимает не более 30 минут.
Таким образом, полезная модель повышает ремонтопригодность устройства.