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一、核心原則:以 “測量目標” 為導(dǎo)向
最佳工作頻率的本質(zhì)是讓探頭的頻率響應(yīng)與測量目標的信號特性、環(huán)境干擾的頻率特征相匹配,同時規(guī)避探頭自身和配套系統(tǒng)的頻率局限性。例如:
若目標是測量金屬的穩(wěn)態(tài)極化電位(如陰極保護是否達標),需優(yōu)先消除 IR 降、捕捉穩(wěn)定的電化學(xué)反應(yīng)信號;
若目標是監(jiān)測交流雜散電流干擾,則需精準匹配干擾信號的頻率,確保能量化干擾強度;
若目標是研究動態(tài)腐蝕過程(如腐蝕速率的瞬時變化),則需兼顧暫態(tài)信號的捕捉能力與測量穩(wěn)定性。
二、分場景確定最佳工作頻率的方法
1. 陰極保護穩(wěn)態(tài)極化電位監(jiān)測(如埋地管道、儲罐)
核心需求:消除 IR 降,獲取金屬表面真實的穩(wěn)態(tài)保護電位(反映長期腐蝕防護效果)。
確定方法:
優(yōu)先選擇低頻或直流:
穩(wěn)態(tài)極化狀態(tài)下,電化學(xué)反應(yīng)(如陰極還原反應(yīng))和傳質(zhì)過程(離子擴散)均處于平衡,低頻(如 0.1Hz 以下)或直流信號可最大限度減少介質(zhì)容抗的影響,確保 IR 降被有效抑制(魯金結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在低頻下更顯著)。
結(jié)合介質(zhì)電阻率調(diào)整:
若環(huán)境介質(zhì)(如高電阻率土壤、干燥沙土)中 IR 降較大,需進一步降低頻率(甚至采用直流),因為低頻下電流傳導(dǎo)以歐姆傳導(dǎo)為主,魯金毛細管的 “縮短電流路徑” 作用更有效;
若介質(zhì)為低電阻率(如濕潤土壤、海水),IR 降本身較小,可適當放寬頻率(如≤1Hz),兼顧測量效率。
驗證標準:測量結(jié)果需與 “斷電電位”(IR 降理論為 0 的金標準)接近,偏差越小,頻率越優(yōu)。
2. 雜散電流干擾監(jiān)測(如工業(yè)廠區(qū)、電氣化鐵路附近)
核心需求:準確捕捉雜散電流的頻率成分,量化其對金屬的干擾強度(避免干擾信號被誤判為極化信號)。
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