[0001] 本申请实施例涉及土壤腐蚀性检测技术领域，尤其涉及一种土壤腐蚀性测量装置及方法。

[0002] 电力系统接地网埋设于地下，土壤腐蚀会导致接地体截面减小甚至断裂，接地电阻升高、散流能力下降，是引发电网设备因雷电流、浪涌以及故障电流而损坏的重要原因，甚至危及人身安全，因此研究接地网材料在土壤介质中腐蚀行为尤为重要。在金属的土壤腐蚀性试验中，现有的方法是金属试样埋片试验。一般需将金属试样埋入到接地网所服役的土壤深度，然后定期开挖(1年、3年、10年或更长时间)，通过失重测量考察土壤腐蚀性。由于金属试样埋入土壤，在长时间的埋设周期中，对其腐蚀形态、腐蚀过程的观察非常困难。同时，现有的埋片方法还存在以下问题：(1)开挖工作量大，埋样和取样都需要大量的人力；
(2)样品填埋位置需要标记，标记丢失后很容易发生试样遗失；(3)无法获取埋片试验过程中试样的腐蚀信息，对土壤腐蚀性深入研究有较大的制约。

[0048] 为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请实施例技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

[0049] 如图1所示，根据本申请实施例的第一方面提出了一种土壤腐蚀性测量装置，包括：试样头110，试样头110为锥体形；固定管120，试样头110可拆卸地连接于固定管120；导线管130，导线管130连接于固定管120；测试引线140，测试引线140穿过导线管130连接到试样头110。

[0050] 本申请实施例提供的土壤腐蚀性测量装置包括了试样头110、固定管120、导线管130和测试引线140，在使用过程中，在安装前，除去试样头110表面锈层，用溶剂清洗除油，清洗干燥后，测量试样头110的锥体外面的暴露面积，称重记录试样头110质量；连接试样头
110、固定管120、导线管130和测试引线140。选择要测量的地点，除去土壤表面杂草和覆盖杂物，露出土壤。将整个土壤腐蚀性测量装置压入土壤到需要的深度。装置静置1‑2天后，可以将测试引线140连接电化学工作站，通过电化学工作站测量土壤中试样头110的腐蚀电位和腐蚀速率等参数。随后可定期测量试样头110在整个试验阶段的腐蚀电化学参数。土壤腐蚀试验到期后，先进行腐蚀电化学测量，然后拔出整个装置，按照安装反顺序拆下试样头
110，除去试样头110表面腐蚀产物并清洗干燥，称重记录质量。最后结合试样头110原始质量、试样头110清除腐蚀产物后质量、试样头110暴露面积、埋设时间，计算试样头110的腐蚀速率，并结合相关土壤腐蚀性标准根据腐蚀速率对土壤的腐蚀性进行评价。

[0051] 基于此通过本申请实施例提供的土壤腐蚀性测量装置，通过试样头110为锥体形的设计，在使用过程中无需挖掘土壤，在测试过程中可以将土壤腐蚀性测量装置直接插入到土壤之内，在填埋到试验期限之后，可以直接拔出土壤腐蚀性测量装置，使得土壤腐蚀性测量装置的使用更加节省人力，且土壤腐蚀性测量装置的导线管130的部分区域可以裸漏在土壤之上，基于此便于工作人员找寻土壤腐蚀性测量装置，使得土壤腐蚀性测量装置使用更加方便。

[0052] 本申请实施例提供的土壤腐蚀性测量装置在土壤腐蚀性测量装置插入到土壤内的情况下，可以通过测试引线140来获知试样头110的腐蚀电位和腐蚀速率等参数，能够做到在实际使用场景之下对试样头110进行检测，检测指标更准确，可以监测试样头110整个腐蚀的过程，能够更加准确地获得土壤的腐蚀特性。

[0053] 通过本申请实施例提供的土壤腐蚀性测量装置实现了免开挖，可以将土壤腐蚀性测量装置一次插入土壤，到期后拔出，拆下试样头110，且土壤腐蚀性测量装置更换试样头110后可重复利用，也可换地方进行试验。该土壤腐蚀性测量装置，测试快速简便，节省了埋样和取样的人工开挖环节，而且由于试样头110与试验装置为一体，不容易丢失试样。

[0054] 通过本申请实施例提供的土壤腐蚀性测量装置，在传统技术中一种是通过实验室模拟环境测量，另一种是现场埋片取回后在实验室测量，第一种方法与现场的土壤环境相差较大，第二种方法无法监测腐蚀实验过程中的变化，本申请实施例提供的土壤腐蚀性测量装置可随时监测现场土壤腐蚀试验过程中的腐蚀电化学信息，可用于深入研究金属在土壤中的腐蚀性特征和腐蚀演化规律。

[0055] 在一种可行的实施方式中，试样头110的锥体直径为50mm至150mm；试样头110的锥体直径与锥体的高度的比值为1至2；试样头110的锥体形的尖端形成有倒圆，倒圆的半径为5mm至20mm。

[0056] 在该技术方案中，进一步提供了试样头110的结构参数，试样头110的锥体直径为50mm至150mm；试样头110的锥体直径与锥体的高度的比值为1至2；试样头110的锥体形的尖端形成有倒圆，倒圆的半径为5mm至20mm，如此设置确保试样头110能够顺利插入到土壤中，且避免试样头110插入土壤过程中锥尖折断。

[0057] 在一种可行的实施方式中，试样头110由碳钢或铜材制成；和/或试样头110的表面形成有镀层。

[0058] 在该技术方案中，进一步提供了试样头110的结构组成，材质为土壤腐蚀性试验样品材质，如碳钢或铜，在一些情况下，可能涉及到对形成有镀层的金属构件进行检测，这种情况下，需要先将基体材料加工成试样头110尺寸，然后再施镀镀层，得到试样头110样品。

[0059] 在一种可行的实施方式中，试样头110上形成有螺纹孔，固定管120包括螺杆段，试样头110通过螺杆段连接于固定管120。

[0060] 在该技术方案中，试样头110上可以形成有螺纹孔，而后固定管120通过螺杆旋拧的方式连接于试样头110，基于此即可实现试样头110可拆卸地连接于固定管120，如此设置利于简化土壤腐蚀性测量装置的结构，同时使试样头110的连接更加稳固。

[0061] 在一种可行的实施方式中，土壤腐蚀性测量装置还包括：绝缘垫片150，绝缘垫片150设置在固定管120和试样头110之间；金属垫片160，金属垫片160设置在绝缘垫片150和固定管120之间，金属垫片160连接于电极引线，至少部分电极引线位于导线管130之内。

[0062] 在该技术方案中，土壤腐蚀性测量装置还可以包括绝缘垫片150、金属垫片160和固定管120，通过绝缘垫片150的设置，使得金属垫片160与试样头110之间的进行绝缘，使得金属垫片160与电极引线进行连接，金属垫片160可以作为后续电化学检测过程中的电极。

[0063] 在该技术方案中，固定管120直径与试样头110锥体直径相同，材质为非导电的工程塑料，如此设置，一方面，便于试样头110向土壤内的插入；另一方面，能够壁面固定管120的导电性影响到试样头110的腐蚀。

[0064] 在一些示例中，金属垫片160质为不锈钢或者钛合金等惰性的金属，金属垫片160通过内部孔道的电极引线连接，主要用来作为腐蚀电化学测量的电极。

[0065] 在一些示例中，绝缘垫片150可以为聚四氟乙烯垫片

[0066] 在一种可行的实施方式中，土壤腐蚀性测量装置还包括：引线导柱，引线导柱连接于绝缘垫片150，测试引线140穿过引线导柱。

[0067] 在该技术方案中，土壤腐蚀性测量装置还可以包括引线导柱，测试引线140穿过引线导柱，如此设置便于对测试引线140进行收纳，确保金属垫片160与试样头110之间绝缘性，大大降低测试引线140折断或虚连的可能性。

[0068] 在一种可行的实施方式中，土壤腐蚀性测量装置还包括：参比电极170，参比电极170设置在固定管120内；多孔陶瓷膜180，多孔陶瓷膜180覆盖在参比电极170上；对比引线，对比引线穿过导线管130连接到参比电极170。

[0069] 在该技术方案中，土壤腐蚀性测量装置还可以包括参比电极170和对比引线，在使用过程中，电化学工作站可以连接于对比引线和测试引线140，基于此电化学工作站即可采集到参比电极170和试样头110的交流阻抗，极化曲线、腐蚀电流密度，进一步地，通过两种数据进行对比，即可明确试样头110的腐蚀电位和腐蚀速率等参数，使得试样头110的电化学检测更加便捷。

[0070] 在该技术方案中，固定管120的侧面加工有圆孔，并在孔内安装参比电极170后，在外表面封装有多孔陶瓷膜180，分离土壤颗粒和水以对参比电极170进行保护，参比电极170用于腐蚀电化学测量中电位测量。

[0071] 可以理解的是，电极引线同样连接到接线盘190上。

[0072] 在一种可行的实施方式中，土壤腐蚀性测量装置还包括：接线盘190，接线盘190设置在导线管130远离于固定管120的一端；测试端子200，测试端子200设置在接线盘190上，测试引线140连接于测试端子200；对比端子210，对比端子210设置在接线盘190上，对比引线连接于对比端子210。

[0073] 在该技术方案中，土壤腐蚀性测量装置还包括接线盘190、测试端子200和对比端子210，如此设置便于测试引线140和对比引线与电化学工作站进行连接。

[0074] 在一种可行的实施方式中，土壤腐蚀性测量装置还包括：顶盖220，顶盖220连接于导线管130，用于封盖接线盘190。如此设置在未进行电化学检测时，定稿可以对接线盘190进行保护，同时在土壤腐蚀性测量装置向土壤内深入时可以作为施力点，更加便于将试样头110插入到土壤内。

[0075] 在一些示例中，固定管120中心加工有贯通的内部孔道，用于测试导线和对比引线通过。

[0076] 在一些示例中，固定管120与导线管130连接一端加工有螺柱，用于与导线管130螺纹连接，导线管130为圆柱体金属管或者工程塑料管，导线管130直径与试样头110锥体直径相同，导线管130与固定管120一端加工有螺纹，与固定管120通过螺纹连接。导线管130中间孔道用于测试引线140和对比引线的导出，导线管130另一端加工有接线盘190，引出的导线通过接线盘190与接线盘190上的测试端子200和对比端子210连接。导线管130另一端加工有螺纹，与金属的顶盖220通过螺纹连接，顶盖220与导线管130螺纹连接对接线盘190和测量端子起到密封保护作用。同时，金属顶盖220在装置插入土壤是可以作为外力的施压点。

[0077] 在一种可行的实施方式中，土壤腐蚀性测量装置还包括：定位模块，导线管130的壁面上形成有安装位，定位模块设置在安装位上。如此设置便于通过定位模块确定土壤腐蚀性测量装置的位置，更加便于工作人员找寻土壤腐蚀性测量装置。

[0078] 如图2所示，根据本申请实施例的第二方面提出了一种土壤腐蚀性测量方法，应用于如上述任一技术方案的土壤腐蚀性测量装置，土壤腐蚀性测量方法包括：

[0079] 步骤201：组装土壤腐蚀性测量装置，并记录试样头的原始重量；

[0080] 步骤202：将组装好的土壤腐蚀性测量装置的试样头插入到待测量土壤；

[0081] 步骤203：利用电化学工作站通过测试端子和对比端子，检测获取试样头的实时腐蚀电位参数和腐蚀速率参数；

[0082] 步骤204：在达到试验期限后，取出试样头，并记录试样头清除腐蚀产物后的剩余重量；

[0083] 步骤205：基于原始重量、剩余重量、埋设时间和试样头的表面积，确定腐蚀速率。

[0084] 本申请实施例提供的土壤腐蚀性测量方法因应用于上述任一技术方案的土壤腐蚀性测量装置，因此该土壤腐蚀性测量方法具备上述技术方案的土壤腐蚀性测量装置的全部有益效果。

[0085] 通过本申请实施例提供的土壤腐蚀性测量方法，在安装前，除去试样头表面锈层，用溶剂清洗除油，清洗干燥后，测量试样头的锥体外面的暴露面积，称重记录试样头质量；连接试样头、将参比电极的导线通过固定管、导线管引出；金属垫片、绝缘垫片，通过螺纹将试样头、固定管和导线管连接，旋紧，并与接线盘端子连接。最后旋紧顶盖。

[0086] 选择要测量的地点，除去土壤表面杂草和覆盖杂物，露出土壤。将整个试样装置压入土壤到需要的深度。

[0087] 装置静置1‑2天后，打开地面上装置的顶盖，将测量端子和对比端子连接电化学工作站，通过电化学工作站测量土壤中试样头的腐蚀电位和腐蚀速率等参数。随后可定期测量试样头在整个试验阶段的腐蚀电化学参数。

[0088] 土壤腐蚀试验到期后，先进行腐蚀电化学测量，然后拔出整个装置，按照安装反顺序拆下试样头，除去试样头表面腐蚀产物并清洗干燥，称重记录质量。进一步可以结合试样头原始质量、试样头清除腐蚀产物后质量、试样头暴露面积、埋设时间，计算试样头的腐蚀速率，并结合相关土壤腐蚀性标准根据腐蚀速率对土壤的腐蚀性进行评价。

[0089] 在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0090] 本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

[0091] 在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0092] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。