一种基于微生物腐蚀机理的微生物膜腐蚀监测传感器

摘要

本发明提供一种基于微生物腐蚀机理的微生物膜腐蚀监测传感器，包括第一分流器、第二分流器、测量试片以及第一传感器骨架，其中，测量试片分为两组，不同组的测量试片相间固定安装于第一传感器骨架上，两组试片各有一端分别与第一分流器、第二分流器连接，第一分流器和第二分流器分别设于第一传感器骨架两端；第二分流器经一安装螺母与传感器插座连接。本发明可实时在线测量水介质中微生物数量变化，进而评估微生物对管道的腐蚀程度、估算腐蚀速率，还可以评价杀菌剂的实际使用效果；传感器可实时、在线搜集微生物腐蚀信号，大大减少了取样分析人员的工作量，提高了工作效率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种腐蚀监测传感器，具体为一种基于微生物腐蚀机理的微生物膜腐蚀监测传感器。

背景技术

微生物腐蚀，一般是指金属表面附着微生物的情况下，通过其生命活动影响腐蚀进程，进而导致或促进金属腐蚀的现象。当金属表面微生物数量达到一定程度后，会形成微生物膜，随着微生物膜的生长，导致金属表面和生物膜与之间的pH值、离子浓度等参数发生变化，最终影响金属腐蚀过程和程度。

通常，针对微生物腐蚀有两种处理方法，一是在金属表面出现明显的腐蚀后再进行处理；二是投放杀菌剂，与此同时进行常规的清理工作。无论采用哪种处理方法，微生物腐蚀监测工作都是非常有必要的。第二种处理方法中,其选用的药剂和工艺是根据以往经验选择的，施加一定量的药剂后，需要通过采用可量化的监检测手段对杀菌剂的施用效果进行评价。对于第一种处理方法,微生物腐蚀在线监测工作显得更为重要。

因此，对工业循环水、污水等水介质中的微生物腐蚀状态和程度进行在线监测，进而深入研究微生物腐蚀机理、掌握设备的腐蚀进程具有重要意义。

目前，关于微生物膜腐蚀监测传感器或配套监测仪的技术方案尚未见报道。

发明内容

针对现有微生物膜腐蚀在线监测技术的实际现状，本发明要解决的技术问题是提供一种基于微生物腐蚀机理的微生物膜腐蚀监测传感器，

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种基于微生物腐蚀机理的微生物膜腐蚀监测传感器，包括第一分流器、第二分流器、测量试片以及第一传感器骨架，其中，测量试片分为两组，不同组的测量试片相间固定安装于第一传感器骨架上，两组试片各有一端分别与第一分流器、第二分流器连接，第一分流器和第二分流器分别设于第一传感器骨架两端；第二分流器经一安装螺母与传感器插座连接。

第一传感器骨架为圆管状，圆管外周轴向均布2N个凹槽；2N个测量试片均为条状结构，分别固定安装于第一传感器骨架外的各凹槽中。

安装螺母包括螺母头部及与螺母头部同轴连接的螺纹段，螺纹段内部为与螺母头部内相通的空腔。

第一分流器和第二分流器结构相同，为均布的齿形环，齿数为N；第一分流器和第二分流器分别引出导线，导线经第一传感器骨架4、安装螺母内部空腔接至传感器插座的对应引脚上；第一分流器外侧设有底部封装垫，通过环氧树脂封装在底部封装垫和测量试片端部之间；第二分流器和安装螺母之间使用环氧树脂进行密封填充固定。

本发明还提供一种基于微生物腐蚀机理的微生物膜腐蚀监测传感器，包括环形测量试片以及第二传感器骨架，其中第二测量试片以规定距离同轴固定安装于第二传感器骨架上，两个相邻的第二测量试片之间填充环氧树脂；第二传感器骨架一端外部设有螺纹做为安装螺母，第二传感器骨架内部为空腔。

安装螺母包括螺母头部及与螺母头部一体同轴连接的螺纹段，螺纹段内部为与螺母头部内相通的空腔，螺母头部中间位置安装有传感器插座。

第二测量试片分为两组或多组，各组分别通过各自的引线经安装螺母内部空腔连接到传感器插座的对应引脚上。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明提供一种基于微生物腐蚀机理的微生物膜腐蚀监测传感器，可实时在线测量水介质中微生物数量变化，进而评估微生物对管道的腐蚀程度、估算腐蚀速率，还可以评价杀菌剂的实际使用效果。

2.与传统微生物腐蚀评价方法相比，本发明从直接监测微生物膜形成过程、微生物膜状态入手，其传感器具有设计巧妙、生产制造简便的特点，一方面，传感器可实时、在线搜集微生物腐蚀信号，另一方面，传感器的使用大大减少了取样分析人员的工作量，提高了工作效率。

3.本发明同时还可采用环形测量试片，可将测量试片分为多组，在不同的环境、微生物种群下，设置不同组别，分别通过各自的引线连接到传感器插座的对应引脚上，具有试片配置灵活，数据分时采集、集中处理，响应更快等优点，结构简单、使用安全、拆装方便。

附图说明

图1为本发明第一个实施例结构示意图；

图2A为本发明安装结构示意图；

图2B为图2A的I部放大图；

图3为本发明第二个实施例结构示意图。

其中，1为底部封装垫，2为第一分流器，3为测量试片，4为第一传感器骨架，5为安装螺母，6为传感器插座，7为传感器插头，8为测试电缆，9为介质管道，10为螺纹短节，11为微生物腐蚀监测传感器，12为微生物腐蚀监测仪，13为环形测量试片，14为第二传感器骨架，15为第二分流器，16为环氧树脂。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。

实施例1

如图1所示，本发明提供一种基于微生物腐蚀机理的微生物膜腐蚀监测传感器，包括第一分流器2、第二分流器15、测量试片3以及第一传感器骨架4，其中，测量试片3分为两组，不同组的测量试片3相间固定安装于第一传感器骨架4上，两组测量试片3各有一端分别与第一分流器2、第二分流器连接15，第一分流器2和第二分流器15分别设于第一传感器骨架4两端；第二分流器15经一安装螺母5与传感器插座6连接；第一分流器2外侧设有底部封装垫1。

第一传感器骨4架为圆管状，圆管外周轴向均布2N个凹槽；2N个测量试片均为条状结构，分别固定安装于第一传感器骨架4外的各凹槽中。

安装螺母5包括螺母头部及与螺母头部同轴连接的螺纹段，螺纹段内部为与螺母头部内相通的空腔。

第一分流器2和第二分流器15结构相同，为均布的齿形环，齿数为N；第一分流器2和第二分流器15分别引出导线，导线经第一传感器骨架4、安装螺母5内部空腔接至传感器插座6的对应引脚上。一分流器2和第二分流器15直径比2N个测量试片3所围成的圆直径略小；第二分流器15和安装螺母5之间使用环氧树脂进行密封填充固定，填充直径与2N个测量试片3所在圆直径等大，将第二分流器15封装在内，使第二分流器15不裸露在外侧；同样，第一分流器2也使用环氧树脂封装在底部封装垫1和测量试片3端部之间，使第一分流器2不裸露在外侧。

如图2B所示，本实施例中，2N个测量试片3按自然数进行编号和排序，所有奇数编号试片为A组，偶数编号试片为B组，A组试片一端与第一分流器2连接；同样，B组试片一端与第二分流器15连接，另一端悬空；第一分流器2和第二分流器15分别引出导线，导线经第一传感器骨架4、安装螺母5内部空腔接至传感器插座6的对应引脚上。

本实施例中，微生物腐蚀监测传感器11各部件装配完成后，采用无毒、无异味的环氧树脂进行灌封，一方面，保证各金属部件、内部导线绝缘良好；另一方面，确保封装后的微生物传感器具有耐酸碱腐蚀。

带有测试电缆8的传感器插头7与传感器插座6插接二者均采用防水航空插头，两者插接牢固后其防护等级达到IP67，可在户外长时间使用，满足现场实时监测要求。

如图2A所示，本实施例中，为了便于微生物传感器安装和维护，在待测管道9上预先焊接螺纹短节10，微生物腐蚀监测传感器11的安装螺母5与螺纹短节10连接。两者采用锥形螺纹密封连接，确保其密封性能、安全性能良好。微生物腐蚀监测传感器11经传感器插座6、传感器插头7、测试电缆8与监测仪12相连。

本发明可实时在线测量水介质中微生物数量变化，进而评估微生物对管道的腐蚀程度、估算腐蚀速率，还可以评价杀菌剂的实际使用效果，具有设计巧妙、生产制造简便的特点，一方面，传感器可实时、在线搜集微生物腐蚀信号，另一方面，传感器的使用大大减少了取样分析人员的工作量，提高了工作效率。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，微生物腐蚀监测传感器11的试片结构和排列方式还可以为图3中的形式，包括环形测量试片13以及第二传感器骨架14，其中第二测量试片13以规定距离同轴固定安装于第二传感器骨架14上，两个相邻的第二测量试片13之间填充环氧树脂16；第二传感器骨架一端外部设有螺纹做为安装螺母，第二传感器骨架内部为空腔。

安装螺母包括螺母头部及与螺母头部一体同轴连接的螺纹段，螺纹段内部为与螺母头部内相通的空腔，螺母头部中间位置安装有传感器插座。

本实施例中，可将第二测量试片13分为两组或多组，各组分别通过各自的引线经安装螺母5内部空腔连接到传感器插座6的对应引脚上。本实施例中，第二传感器骨架14是在多个均环形测量试片13均匀布置在第二传感器骨架14上后再填充环氧树脂16。本实施例中的安装螺母5传感器插座6结构均与实施例1中的结构相同。

多个环形测量试片13互相平行且沿轴向均匀排布，各环形测量试片13需要保证同轴；此结构特点在于：可将测量试片分为多组，在不同的环境、微生物种群下，设置不同组别，各组分别通过各自的引线经安装螺母5内部空腔连接到传感器插座6的对应引脚上，具有试片配置灵活，数据分时采集、集中处理，响应更快等优点。