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[分享] 强电磁干扰与无干扰环境中,硫酸铜参比电极的信号抗干扰能力差异大不大?

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[复制链接] 只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 前天 11:13


强电磁干扰与无干扰环境中,硫酸铜参比电极的信号抗干扰能力差异极大。无干扰环境中电极能稳定输出基准电位,信号几乎无波动,抗干扰能力可充分发挥;强电磁干扰环境下,普通硫酸铜参比电极的信号易被严重干扰,抗干扰能力大幅失效,仅特制抗干扰型号能维持基本信号稳定,具体差异如下:


无干扰环境:信号抗干扰能力完全发挥,输出稳定可靠
这类场景常见于远离高压线路、变电站、电气化铁路及大型工业设备的郊外土壤、洁净淡水区域等。在此环境中,硫酸铜参比电极无需额外屏蔽措施,就能依托自身稳定的电化学体系发挥优异的抗干扰能力。其核心原理是铜棒与饱和硫酸铜电解液形成稳定的氧化还原平衡,在 25℃标准条件下可输出 + 0.316V 的稳定基准电位。
此时电极的信号几乎不受外界影响,电位波动能稳定控制在 ±5mV 以内,完全满足阴极保护系统对电位监测的精度要求。无论是长期埋置监测地下管道电位,还是临时测量淡水环境中金属构件的腐蚀电位,电极输出的信号都能精准反映真实电位情况,不会出现信号跳变、漂移等问题。同时,电极的导线传输过程中也不会因电磁耦合引入额外干扰信号,测量设备接收的信号与电极输出的基准信号高度一致,为阴极保护系统的恒电位仪等设备提供了可靠的反馈依据。
强电磁干扰环境:普通电极抗干扰能力彻底失效,特制电极仅能维持基础稳定
该场景多分布在高压输电线路下方、变电站周边、工业高频设备附近等区域,这些环境中的电磁信号会通过空间辐射、电磁耦合等多种方式侵袭硫酸铜参比电极,普通型号的抗干扰能力急剧下滑,仅带有专用屏蔽结构的特制电极能勉强抵御干扰。
对于普通硫酸铜参比电极而言,其抗干扰能力几乎完全失效。一方面,电磁信号会干扰电极内部的电化学平衡。强电磁场会影响铜离子在电解液中的迁移规律,打破铜与饱和硫酸铜之间原本稳定的电位体系,导致电极输出的基准电位持续漂移,漂移幅度可达 ±10 - 30mV,严重时甚至超过 ±50mV。另一方面,电磁干扰会通过导线耦合侵入信号传输链路。普通导线无屏蔽层,强电磁信号易在导线形成感应电流,这些感应电流与电极的电位信号叠加后,会让测量设备接收到混杂干扰的虚假信号,表现为读数频繁跳变,甚至出现与实际电位完全不符的异常数值。例如用这类电极监测埋地管道电位时,可能因干扰误判管道已达到 - 0.85V 的保护电位标准,实际却未达到有效保护状态,进而埋下腐蚀隐患。此外,严重的电磁干扰还可能导致依赖该电极信号的恒电位仪失控,无法正常调节输出电流,破坏整个阴极保护系统的运行稳定性。
而特制的抗干扰型硫酸铜参比电极,通过增加钢外套、给电缆线加装屏蔽层并配备接地夹等结构,能一定程度提升抗干扰能力。其钢外套和屏蔽层可利用电磁屏蔽原理,通过产生涡流磁场抵消高频干扰磁场的影响,同时隔离外部电场,减少电磁信号对内部体系和信号传输的侵袭。但即便如此,其抗干扰能力仍不及无干扰环境中的普通电极,电位波动虽能控制在工程可接受范围,但相较于无干扰场景仍有明显差异,且需定期检查屏蔽层接地状态,一旦接地不良,抗干扰效果会迅速下降。