：本发明属于电化学，具体涉及一种旋转冲刷原位电化学测试装置，适用于旋转冲刷运行工况下试样原位电化学测试。
背景技术
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背景技术：
1、冲刷腐蚀是金属表面与腐蚀流体之间由于高速相对运动而引起的金属损坏现象，是材料冲刷和腐蚀协同作用的结果，具有腐蚀速率大，局部腐蚀程度大等高危害性。旋转冲刷是生产、生活中一种常见的运动方式，比如水泵的叶轮、螺旋桨的桨叶等。另外，旋转冲刷作为冲刷腐蚀的研究方式，与管路冲刷、射流冲刷等相比，具有设备简单，对试样要求低，特别是在冲刷材料的选材阶段，可以一次性对多个试样进行比较试验等优点，已经作为快速评价手段获得广泛应用。
2、中国专利202211102869.8公开的一种海水-冰晶双相流旋转式冲刷腐蚀试验装置，包括：储冰水混合物容器、低温冷凝水管、储冰网筒、工作电极，具体结构如下：储冰水混合物容器的外围低温冷凝水管，储冰水混合物容器的内腔中设置储冰网筒，储冰网筒为网状圆筒形，冰晶与海水通过储冰网筒隔离开，冰晶位于储冰网筒内腔，海水位于储冰网筒外围与储冰水混合物容器内腔之间，中空的传动轴沿竖向伸至储冰网筒内腔；传动轴的下端通过定位销与水平的旋转盘连接，旋转盘的底部设置水平的底托盘；传动轴的上部侧面安装传动齿轮一、电刷滑环，传动齿轮一与传动轴固定连接，电刷滑环与传动轴紧密接触连接；旋转盘底部设置电化学测试导线，电化学测试导线的一端与工作电极连接，电化学测试导线的另一端伸至传动轴内孔且与传动轴连接，电刷滑环分别连接电化学测试系统和电化学测试导线。
3、中国专利201710950740.5公开的一种可实现稳流和温控的旋转冲刷腐蚀试验装置，包括：操作台、水冷机和两个试验槽；每一个所述试验槽包括电机、液位计、温度传感器、样品台、挡流板、冷却管、加热器、冷却水入口、冷却水出口、入水口和出水口；样品台内嵌在档流板内部的；所述电机位于试验槽的顶部，与样品台连接，用于驱动样品台的转动；所述操作台控制水冷机和两个试验槽的电机，通过控制电机进而控制样品台的转速；所述挡流板位于试验槽的内壁纵向均匀分布，挡流板的数量为6块；挡流板的中心有凹槽，凹槽深度为15mm-25mm；平台位于样品台的浸入深度为试验槽深度的2/3处；当试验槽中的流体液位低于试验槽的1/2时，液位报警器会自动响起；所述样品台可以有两种形状，分别为圆形和八面形；样品上方水流的厚度与样品台的周长之比是大于60的。
4、中国专利201921855855.7公开的一种旋转式冲刷腐蚀试验装置，包括容器、电机和电极，所述电极位于容器中；还包括转动盘，所述转动盘位于容器中；样品固定装置，所述样品固定装置安装在转动盘上，且设有多个，所述样品固定装置用于固定试样；传动轴，所述传动轴的一端与转动盘连接，另一端与电机连接；及导电装置，所述导电装置安装在传动轴与转动盘上，所述导电装置用于试样与电化学测试装置的连通。其增加了电化学测试功能，但是，与中国专利202211102869.8相似，仅描述了试样导线通过主轴与电化学工作站连接，未提及参比电极和辅助电极的设计。
5、目前，冲刷作为材料耐冲刷腐蚀性能评价的重要手段，只能在试验结束后或者中断试验时进行形貌观察、失重测量和计算腐蚀速率。电化学测试作为材料腐蚀的重要评价手段，对于旋转冲刷试验，也只能在停机后取出试样进行电化学测试，缺少能在旋转冲刷试验进行过程中进行原位电化学测试技术或装置。因此，针对现有技术的旋转冲刷设备无法进行原位电化学测试，不能对腐蚀过程进行实时监测的问题，研发设计一种旋转冲刷原位电化学测试装置。
技术实现思路
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技术实现要素：
1、本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，研发设计一种便携式旋转冲刷原位电化学测试装置，进行旋转冲刷运行工况下试样原位腐蚀电化学测试。
2、为了实现上述目的，本发明涉及的旋转冲刷原位电化学测试装置的主体结构包括外筒及其内设置的内筒，内筒内设置有旋转圆盘，旋转圆盘通过主轴与电机连接，主轴上套设有滚动电连接机构，内筒和滚动电连接机构分别与电化学工作站连接；其中，内筒的主体结构由环形参比电极及其上下端设置的绝缘环、以及与绝缘环连接的筒体构成；
3、滚动电连接机构的主体结构包括相互连接的套筒和罩体，其中，罩体通过固定螺栓与电机的底座固定连接，套筒上设置有若干个导电环，导电环通过导电滚珠与导电模块连接，导电模块通过导线与电化学工作站连接。
4、本发明涉及的外筒设置于底座上，底部为锥形尖端，锥形尖端处设置有带有阀门的排水管，外筒与内筒之间设置有固定杆、挡流板和冷却水管；环形参比电极、下绝缘环、下筒体、上筒体、上绝缘环通过螺栓组件连接形成内筒；下筒体和上筒体为钛合金网孔结构，表面涂装金属氧化物涂层。
5、套筒包覆在主轴外侧，并穿过罩体的中心孔；导电环包覆在套筒外侧，导电环之间设置有绝缘套环；导电滚珠通过滚珠轴承设置于导电模块上；罩体两侧的压力板通过固定螺栓固定在罩体上，压力板能够取下，以便维修更换配件。
6、压力调节螺栓穿过压力板的螺孔与压紧块连接，并压紧弹簧，使得导电滚珠与导电环保持良好电接触，同时导电滚珠在导电环表面滚动减小摩擦。
7、本发明涉及的旋转圆盘用于安装试样；主轴为中空结构；下筒体和上筒体具有网孔结构。
8、本发明涉及的内筒和滚动电连接机构分别通过导线与电化学工作站连接；导电环的内侧通过导线与试样连接，外侧通过导电滚珠与导电模块连接；导电模块通过导线与电化学工作站连接。
9、本发明涉及的旋转冲刷原位电化学测试装置使用时：
10、旋转圆盘的结构使得试样转动到任何角度时，面对的辅助电极距离和面积都是相同的，保证了腐蚀电流的全面性和稳定性；
11、环形参比电极环绕在试样的四周，使得试样转动到任何角度时，面对的环形参比电极的距离都是相同的，保证了腐蚀电位测试的稳定性；
12、网孔使得外筒与内筒之间介质相通，旋转圆盘在高速转动时，由于离心作用，内筒中的腐蚀介质发生搅动，形成离心流，网孔将发生离心流的液体经由网孔传递到外筒与内筒之间的筒间区域，筒间区域设置的挡流板阻碍筒间区域的介质流体继续运动，基于连通器原理，筒间介质从底部网孔回流至内筒，内筒与筒间区域的液面基本保持相同，旋转圆盘始终浸没于内筒的液面以下；
13、导电滚珠依次移动至相应的导电环，对试样依次进行电化学测试，一次装机试验，不必停机更换试样，实现多个试样的电化学测试，大幅提高冲刷状态下电化学测试的效率；
14、2个导电环形成1组电偶对，分别连接导电滚珠，实现电偶腐蚀的耦合电位和耦合电流的测试，通过多组电偶对，实现多组电偶腐蚀的耦合电位和耦合电流的测试，从而大幅提高冲刷状态下电偶腐蚀测试的效率；
15、在此过程中，挡流板阻碍高速转动时形成的离心流，在保证内筒3水流平稳的同时，不影响试样表面的流态。
16、本发明与现有技术相比，内筒由2个辅助电极圆筒、1个环形参比电极、2个环状绝缘垫片组成一个整体，同时作为电解池和旋转圆盘转动的容器，旋转圆盘转动过程中的流态保持稳定，使得电化学测试的三电极保持形状、位置、面积以及相对距离的固定性和一致性，内筒的内壁作为辅助电极，面积远远大于试样的工作面积，满足电化学测试基本要求；导线从旋转圆盘内部穿过，不影响水流，使试样工作面保持完整、表面无固定物；试样作为工作电极，通过主轴内导线和滚珠电连接方式与电化学工作站连接，通过上下盖板固定在旋转圆盘的侧壁，旋转圆盘中心固定在内筒中心的电机主轴上，转动过程保持稳定，试样的背面、侧面、螺栓和导线连接处通过喷漆等手段进行绝缘处理，使之与腐蚀介质隔离，仅保留工作面裸露，能够避免除工作面以外的其他部位在试验中与介质导通影响测试结果。
1.一种旋转冲刷原位电化学测试装置，主体结构包括外筒及其内设置的内筒，其特征在于，内筒内设置有旋转圆盘，旋转圆盘通过主轴与电机连接，主轴上套设有滚动电连接机构，内筒和滚动电连接机构分别与电化学工作站连接；其中，内筒的主体结构由环形参比电极及其上下端设置的绝缘环、以及与绝缘环连接的筒体构成。
2.根据权利要求1所述的一种旋转冲刷原位电化学测试装置，其特征在于，滚动电连接机构的主体结构包括相互连接的套筒和罩体，其中，罩体通过固定螺栓与电机的底座固定连接，套筒上设置有若干个导电环，导电环通过导电滚珠与导电模块连接，导电模块通过导线与电化学工作站连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种旋转冲刷原位电化学测试装置，其特征在于，外筒设置于底座上，底部为锥形尖端，锥形尖端处设置有带有阀门的排水管，外筒与内筒之间设置有固定杆、挡流板和冷却水管；环形参比电极、筒体和绝缘环通过螺栓组件连接形成内筒。
4.根据权利要求3所述的一种旋转冲刷原位电化学测试装置，其特征在于，内筒和滚动电连接机构分别通过导线与电化学工作站连接；导电环的内侧通过导线与试样连接，外侧通过导电滚珠与导电模块连接；导电模块通过导线与电化学工作站连接。
5.根据权利要求3所述的一种旋转冲刷原位电化学测试装置，其特征在于，筒体为钛合金网孔结构，使外筒与内筒之间介质相通，且表面涂装金属氧化物涂层；旋转圆盘用于安装试样，并使试样转动到任何角度时，面对的辅助电极距离和面积都是相同的，环形参比电极环绕在试样的四周，使试样转动到任何角度时，面对的环形参比电极的距离都是相同的；主轴为中空结构。
6.根据权利要求3所述的一种旋转冲刷原位电化学测试装置，其特征在于，套筒包覆在主轴外侧，并穿过罩体的中心孔；导电环包覆在套筒外侧，导电环之间设置有绝缘套环；导电滚珠通过滚珠轴承设置于导电模块上；罩体两侧的压力板通过固定螺栓固定在罩体上，压力板能够取下。
7.根据权利要求3的一种旋转冲刷原位电化学测试装置，其特征在于，压力调节螺栓穿过压力板的螺孔与压紧块连接，并压紧弹簧，使得导电滚珠与导电环保持电接触，同时导电滚珠在导电环表面滚动减小摩擦。
8.根据权利要求5所述的一种旋转冲刷原位电化学测试装置，其特征在于，使用时：
