极化探头的工作频率对测量结果有哪些影响

1. 对IR 降消除效果的影响IR 降是指电流通过电解质(如土壤、水)时产生的电压降,是极化电位测量中最主要的误差来源之一。极化
 1. 对IR 降消除效果的影响

IR 降是指电流通过电解质(如土壤、水)时产生的电压降,是极化电位测量中最主要的误差来源之一。极化探头的设计初衷之一是通过 “鲁金毛细管” 结构等减小 IR 降,但这一效果与工作频率密切相关:

低频或直流信号:此时电流在介质中的传导以 “欧姆传导” 为主,且传质过程(离子迁移)相对充分,探头的鲁金结构能有效缩短电流路径,大幅降低 IR 降。因此,低频 / 直流下测量的电位更接近金属表面的真实极化电位(即 “消除 IR 降后的有效保护电位”)。

高频信号:高频下,电流传导不仅包含欧姆传导,还会受到介质容抗(如土壤中水分、离子的极化延迟)的影响。此时,IR 降可能随频率升高而增大,且探头的结构设计(如盐桥、电极间距)对高频 IR 降的抑制能力减弱,导致测量结果中包含更多虚假的 IR 降成分,无法反映金属真实的极化状态。

2. 对电极极化状态捕捉的真实性的影响

极化探头的工作电极需模拟被测金属的腐蚀 / 保护状态,而电极的极化状态(如阳极极化、阴极极化)与信号频率的匹配性直接相关:

低频 / 直流信号:对应 “稳态极化” 场景,此时电极表面的电化学反应(如腐蚀反应、阴极保护中的还原反应)已达到平衡,传质(如氧、离子的扩散)也处于稳定状态。测量结果能真实反映金属在长期腐蚀环境中的实际保护效果(如阴极保护是否达到 “-850mV CSE” 的标准)。

高频信号:对应 “暂态极化” 场景,高频信号会导致电极表面的反应来不及达到平衡(如双电层充电、快速离子迁移),测量的电位更多反映的是 “暂态响应” 而非真实的稳态极化状态。例如,高频下可能误判金属处于过保护状态(电位过负),但实际稳态下保护不足。

3. 对杂散电流干扰的敏感性的影响

在工业环境中,杂散电流(如交流输电、电气化铁路泄漏的电流)会干扰极化测量,而工作频率与杂散电流频率的匹配度直接影响抗干扰能力:

若杂散电流以工频(50Hz)或其谐波为主,而探头工作频率偏离该范围(如采用低频),则探头对杂散电流的响应较弱,测量结果受干扰小;

若探头工作频率与杂散电流频率接近(如均为 50Hz),则杂散电流会被探头捕捉并叠加到测量信号中,导致电位值失真(如原本合格的保护电位被误判为超标)。

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