定義與功能
恒電位儀是在三電極電化學體系中,使相對于參比電極的研究電極的輸出電位恒定地保持在設定電位上的裝置。其主要功能是通過自動調節(jié)輸出電流和電壓,使被保護對象的電位維持在預設的保護電位范圍內,從而防止或減緩其腐蝕。
工作原理
恒電位儀基于負反饋控制原理工作。當處于 “自動” 工作狀態(tài)時,給定信號和經阻抗變換器隔離后的參比信號一起送入比較放大器,經比較放大后輸出誤差控制信號,該信號送入移相觸發(fā)器,移相觸發(fā)器根據信號大小自動調節(jié)脈沖的移相時間,通過脈沖變壓器輸出觸發(fā)脈沖來調整極化回路中可控硅的導通角,改變輸出電壓、電流的大小,使得保護電位等于設定的給定電位,實現恒電位保護。若參比失效或出現其他故障致使恒電位控制無法實現時,儀器會自動轉換為恒電流工作狀態(tài),通過比較恒電流給定信號和輸出電流取樣信號,調整可控硅導通角,使輸出電流恒定在預設值。
組成部分
主要由電源、電位控制器和電極三部分組成。電源為整個系統(tǒng)提供電能;電位控制器包含比較放大器、移相觸發(fā)器等核心部件,負責監(jiān)測并調整電極電位;電極包括工作電極、參比電極和輔助電極,通過參比電極測量被保護物的電位,為電位控制器提供反饋信號。
應用領域
金屬腐蝕防護:廣泛應用于土壤、海水、淡水等環(huán)境中的鋼質管道、電纜、鋼碼頭、艦船、儲罐罐底等金屬構筑物的強制電流陰極保護系統(tǒng)。
電化學研究:用于循環(huán)伏安法、恒電位電解、電沉積、腐蝕電位測量等實驗,為研究電化學反應提供的電位控制。
工業(yè)生產:在電鍍、電解、金屬表面處理等工藝中,通過控制電位來保證鍍層質量、提高生產效率。
分析檢測:可用于電化學傳感器的信號采集、電分析化學實驗中的電位滴定等,為分析檢測提供準確的電位控制。
分類
根據使用場景和技術特點,恒電位儀可分為小型(≤10A)、中型(10A-100A)和大型(≥100A)。小型適用于小型儲罐、短距離管道;中型用于中等規(guī)模管道或設備;大型針對長輸管道、大型儲罐群等。
