长效硫酸铜参比电极是一种在电化学测量和阴极保护系统中广泛应用的参比电极。以下是关于它的详细介绍:
结构组成
电极主体:通常采用纯度≥99.7% 的高纯紫铜棒或铜线圈,表面打磨光滑,以保证良好的电化学性能。
溶液与晶体:容器内装满饱和硫酸铜溶液,内部还填充有硫酸铜晶体,通过渗透膜维持溶液浓度平衡。
外壳:多采用陶瓷罐体,也有使用 PVC、PPR、ABS 等材质的,具有良好的耐腐蚀性、密封性和一定的抗压性。
填包料:在陶瓷罐周围填充有填包料,如硫酸钠、石膏、膨润土等,或专用参比电极回填料,可降低土壤与电极间的接触电阻,同时保持电解液的持续渗透。
导线:采用屏蔽双绞线,截面积≥2.5mm2,外层包裹聚乙烯绝缘层,用于将电极与测量回路连接,传输电位信号。
工作原理:基于电化学中的能斯特方程,当埋地长效硫酸铜参比电极插入土壤中时,其内部饱和硫酸铜溶液中的铜离子与土壤中的离子通过多孔陶瓷发生交换。铜棒与饱和硫酸铜溶液之间发生氧化还原反应,最终达到动态平衡,形成稳定的电极电位。在 25℃时,饱和硫酸铜参比电极的标准电极电位约为 + 0.316V(相对于标准氢电极,SHE)。
性能特点
电位稳定:其电位稳定性通常控制在 ±20mV 以内,即使在极化电流小于 5uA 的情况下,电位波动也小于 ±30mV。
寿命长:在适宜的环境条件下,使用寿命可达 5-10 年,甚至更久。
测量准确:可将电位误差控制在 ±1mV 内,能为埋地管道、储罐等金属构筑物的阴极保护电位监测提供准确数据。
便于维护:结构设计相对简单,维护成本低,在使用过程中,只需定期检查电极的饱和度和连接状态,即可确保其正常工作。
应用场景:适用于土壤、淡水、海水等多种环境,是埋地金属管道、储罐、码头钢桩、海洋平台等大型金属构筑物阴极保护系统中不可或缺的关键组件。