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Cathodic

protection

ER腐蚀速率探头

（探针）的工作原理

河南星辰科技实业有限公司

技术部：陈雯璐

ER腐蚀速率探头（探针）的工作原理基于金属电阻变化与腐蚀过程的直接关联，

通过精密测量金属试片在腐蚀环境中的电阻变化，结合温度补偿和算法处理，实

时计算出金属的腐蚀速率。以下是其工作原理的详细解析：

一、核心原理：电阻变化反映腐蚀深度

1.金属腐蚀与电阻的关系

金属在腐蚀过程中，表面金属原子逐渐溶解或转化为离子进入溶液，导致金属横

截面积减小。根据电阻定律：

RρAL​

RρLA

其中，为电阻，为电阻率（材料固有属性），为金属长度，为横截面积。

AR

1.当腐蚀发生时，减小，增大。

2.通过测量电阻变化量ΔR，可反推出横截面积的变化量ΔA，进而计

算腐蚀深度。

2.腐蚀速率计算

d

1.假设腐蚀均匀发生，腐蚀深度与横截面积变化的关系为：

ΔA2⋅w⋅d

w

（为试片宽度，适用于矩形截面试片）

2.结合初始电阻R0​和实时电阻Rt​，腐蚀速率v（单位：mm/a）

可通过以下公式计算：

vΔtΔd​⋅K

（Δd为腐蚀深度变化量，Δt为时间间隔，K为单位转换系数）

二、关键技术：高精度电阻测量与温度补偿

1.电阻测量技术

1.惠斯通电桥法：

将试片作为电桥的一个臂，通过平衡电桥输出电压信号，精确测量电阻变化。该

方法灵敏度高，可检测微小电阻变化（如纳米级）。

2.恒流源法：

向试片施加恒定电流，测量其两端电压变化，计算电阻值。该方法抗干扰能力强，

适用于工业现场。

2.温度补偿机制

1.温度对电阻的影响：

ρ

金属电阻率随温度变化而变化，需通过温度补偿消除干扰。

2.补偿方法：

1.内置高精度温度传感器（如PT100铂电阻），实时监测环

境温度。

2.通过算法将电阻测量值修正为标准温度（如25℃）下的等

效值，确保测量准确性。

三、系统组成与工作流程

1.硬件组成

1.试片：与被测金属材质一致，模拟防腐层缺陷，直接暴露于腐蚀环

境中。

2.电阻测量模块：集成惠斯通电桥或恒流源电路，实现高精度电阻测

量。

3.温度传感器：实时监测环境温度，为温度补偿提供数据。

4.数据采集与传输模块：采集电阻和温度数据，通过4G/5G网络

传输至远程监控平台。

5.电源模块：采用一次性电池供电，支持长期稳定运行。

6.防护外壳：密封设计（如IP68等级），防止水分和杂质侵入，适

应恶劣环境。

2.工作流程

1.初始化阶段：

测量初始电阻R0​和温度T0​，建立基准值。

2.实时监测阶段：

1.定期测量实时电阻Rt​和温度Tt​。