基本原理
氧化還原反應:基于(yu)鋅的氧化還原電對/建立穩定電(dian)位,電(dian)極(ji)反應(ying)為(wei)Zn?2+e?。在電(dian)解質(zhi)環境中,鋅(xin)原(yuan)子失去電(dian)子發生(sheng)氧化(hua)反(fan)應,生(sheng)成(cheng)鋅(xin)離子進(jin)入溶液,同(tong)時(shi)在電(dian)極表面(mian)形成(cheng)相對穩定的電(dian)位(wei)(wei),該電(dian)位(wei)(wei)可作為(wei)基準電(dian)位(wei)(wei)用于測量(liang)其他電(dian)極的電(dian)位(wei)(wei)。
能斯特方程:其電位表(biao)達式(shi)符合能斯特方程E=0FRTln(a)),其(qi)中標準電極電位0.763V(vs.SHE),實際電(dian)位受環境(jing)中濃度、pH 值、溫度等因素影響(xiang)。
結構與材料
主體材料:采用純度(du)高達 99.995% 甚至更高的(de)高純鋅作為(wei)活(huo)性電(dian)極材料,確保低自腐蝕率和穩定電(dian)位,提供穩定的(de)電(dian)化(hua)學(xue)活(huo)性。
填充材料:使用(yong)固態(tai)電解質或凝膠,主要作用(yong)是(shi)傳導離子并保持電位(wei)穩定(ding)。
外殼:通(tong)常為耐蝕塑料(liao)(如 PVC)或玻璃管,帶有多孔陶瓷隔膜,保護電極(ji)并允許離子通(tong)過,防止鋅電極(ji)與(yu)被測介質直接接觸(chu),減少干擾。
性能特點
電位穩定:在海(hai)水、高氯化物土壤等復(fu)雜(za)環(huan)境(jing)中,電(dian)(dian)位長期波(bo)動小于(yu) ±5mV,年電(dian)(dian)位漂移<5mV,重現(xian)性(xing)好,相同條件下電(dian)(dian)位基本一致(zhi),確保測量結果具有(you)可比(bi)性(xing)。
抗干擾能力強:適用于(yu)各種惡(e)劣環境,如海水(shui)、高氯化物土壤等,能抵(di)抗電磁干擾、水(shui)流(liu)沖擊(ji)、機(ji)械(xie)振(zhen)動及(ji)海底壓力(li)等
使用壽命長:高純鋅的(de)低(di)自(zi)腐蝕率(lv)使其使用(yong)壽(shou)(shou)命(ming)可(ke)達 5 年(nian)以上,特殊設(she)計(如加厚鋅電極、優化填充材(cai)料)的(de)產品壽(shou)(shou)命(ming)可(ke)超 10 年(nian),且抗(kang)冰凍(dong)、免(mian)維護,降低(di)了長期使用(yong)成本
測量精度高:能夠為(wei)被(bei)保護(hu)構筑物(wu)的電(dian)(dian)位測(ce)量以(yi)及恒電(dian)(dian)位儀自動控制提供準(zhun)確的信號源(yuan),低內(nei)阻(zu)(通常<0.005Ω),減(jian)少測(ce)量過程中的信號衰減(jian),提高電(dian)(dian)位監測(ce)的靈敏(min)度(du)
使用場景
埋地管網保護:適用于城(cheng)市(shi)埋(mai)地管網,如自來水、天然(ran)氣(qi)管道(dao)等的犧(xi)牲陽極(ji)陰極(ji)保護(hu)系統,可埋(mai)設(she)在測試樁內,配合犧(xi)牲陽極(ji),監測保護(hu)電位是否達到(dao)標準
水工結構保護:可用于(yu)水(shui)(shui)庫閘門、水(shui)(shui)電站鋼壩的(de)陰極保(bao)護(hu)電位(wei)監測(ce),以及淡水(shui)(shui)輸水(shui)(shui)管線,如混凝(ning)土渠道內的(de)鋼管等的(de)保(bao)護(hu)
海洋工程領域:常用(yong)于海洋(yang)平臺(tai)樁(zhuang)腿(tui)潮差區(qu)、港口碼頭鋼樁(zhuang)飛濺區(qu)等的陰極保護電位監測(ce)
其他領域:在電(dian)化學研究中(zhong)可作(zuo)為精確的(de)電(dian)位參(can)考,用(yong)于測量其(qi)他電(dian)極的(de)電(dian)化學性質;在環保(bao)領域(yu)可用(yong)于監(jian)測水質污染(ran)和土壤污染(ran)情況;在電(dian)解工(gong)業、金屬冶煉(lian)、電(dian)鍍和電(dian)池制造(zao)等領域(yu)也發揮著關鍵作(zuo)用(yong)。