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便携式硫酸铜参比电极（简称便携式 CSE 电极）是阴极保护系统中用于临时电位测量的核心工具（如管道、储罐的现场巡检、保护效果抽查），其使用需遵循 “准备 - 安装 - 测量 - 回收” 的流程，每个步骤均需注意操作细节以确保数据准确性。以下是具体使用步骤及关键注意事项：

一、使用前准备：确保电极 “可用、稳定”

使用前需检查电极状态，避免因电极故障导致测量误差，核心检查 3 项内容：

1. 外观与密封性检查

检查电极外壳（通常为 PVC 或有机玻璃材质）是否完好，无裂痕、破损（若外壳破损，内部硫酸铜溶液会泄漏，导致电解质浓度异常）；

检查电极芯（紫铜棒）是否裸露、无锈蚀 —— 若铜棒表面有绿色铜锈（Cu₂(OH)₂CO₃），需用细砂纸轻轻打磨至露出紫铜本色（锈层会阻碍氧化还原反应，导致电位漂移）；

检查电极底部的多孔隔膜（陶瓷芯） 是否通畅、无堵塞 —— 可用清水冲洗隔膜，若水流能缓慢渗透（而非完全不渗水或快速漏水），则隔膜正常；若堵塞，需用稀盐酸（5% 浓度）浸泡 10-15 分钟后冲洗干净（泥沙堵塞会切断离子通路，无法测量）。

2. 电解质溶液补充与浓度确认

便携式 CSE 的电解质为饱和硫酸铜溶液，浓度不足会导致 Cu²⁺浓度不稳定，直接影响电位准确性，需按以下步骤操作：

打开电极顶部的加液口（通常为螺旋盖或橡胶塞），观察内部溶液液位 —— 需确保溶液完全浸没电极芯（紫铜棒），且液面距离加液口约 1-2cm（避免溢出）；

若液位不足，补充饱和硫酸铜溶液（配置方法：将硫酸铜晶体（CuSO₄・5H₂O）加入蒸馏水中，搅拌至晶体不再溶解，静置后取上层清液），不可用自来水（含杂质会污染溶液）；

补充后轻轻摇晃电极，使溶液均匀，避免内部有气泡（气泡附着在铜棒表面会阻碍反应，导致电位波动）。

3. 测量设备与连接准备

准备电位测量仪器（如数字式电位仪，精度需≥0.001V），并检查仪器电量充足、归零正常（可先短接仪器两个表笔，确认读数接近 0V，排除仪器故障）；

准备两根测量导线（建议用屏蔽线，减少外界电磁干扰），一端分别接电位仪的 “正”“负” 接线柱，另一端：

负极（通常标 “REF” 或 “-”）：接便携式 CSE 的电极芯（铜棒顶部的接线端子，确保接触良好，可缠绕后用绝缘胶带固定）；

正极（通常标 “MEAS” 或 “+”）：接被保护体（如管道的测试桩端子、储罐的接地点，需去除表面锈迹或油漆，保证金属直接接触）。

二、现场安装：确保 “离子通路通畅”

便携式 CSE 需与被保护体所在的介质（如土壤、水体）形成有效离子通路，才能准确测量，安装方式分 “土壤环境” 和 “水体环境” 两种：

1. 土壤环境安装（常见，如埋地管道测量）

步骤 1：清理测量点土壤：在被保护体（如管道）正上方或测试桩附近，选择无石块、杂草的区域，挖一个深度约 20-30cm、直径 15-20cm 的坑（深度需与被保护体埋深接近，避免电位因土壤深度差异产生误差）；

步骤 2：湿润土壤与放置电极：向坑内倒入少量蒸馏水（或现场清洁水），使土壤湿润（干燥土壤导电差，会导致测量数据波动），但不可积水；将便携式 CSE 垂直放入坑中，确保电极底部的多孔隔膜完全与湿润土壤接触（隔膜若悬空，无法形成离子通路）；

步骤 3：回填固定：用挖出的湿润土壤轻轻回填至坑满，压实土壤（避免电极倾斜或隔膜与土壤之间有缝隙），静置 5-10 分钟（让电极与土壤充分进行离子交换，使电位稳定）。

2. 水体环境安装（如水下管道、储罐）

若测量点为水体（如河流、湖泊、海水），直接将便携式 CSE 缓慢放入水中，确保电极底部隔膜完全浸没（浸没深度需与被保护体一致，避免因水位差异导致误差）；

若水体流速较快（如河流），需用支架固定电极，防止电极被水流冲移，确保隔膜始终与水体接触；

静置 3-5 分钟（水体离子浓度较高，离子交换速度比土壤快，稳定时间较短）。

三、电位测量：确保 “数据准确、可重复”

测量过程需避免外界干扰，确保读数稳定，具体步骤：

1. 消除干扰与稳定读数

测量时远离强电磁干扰源（如高压电线、大型电机），避免屏蔽线被拉扯或弯曲（干扰会导致读数跳动）；

打开电位仪，选择合适的量程（通常为 “-2V~+2V”，覆盖阴极保护常见电位范围），观察读数变化 —— 若读数波动较大（如每秒变化超过 ±5mV），需等待 1-2 分钟，直至读数稳定（变化幅度≤±2mV / 分钟）；

若读数始终不稳定，检查：① 电极与导线接触是否良好；② 隔膜是否堵塞；③ 被保护体接地点是否有锈迹，排除问题后重新测量。

2. 读取与记录数据

当读数稳定后，记录数据（如 “管道电位：-0.92V CSE”），需注明：测量时间、测量点位置（如 “管道里程 100m 处测试桩”）、环境条件（如 “土壤湿度：中等，温度：25℃”）；

为确保数据可靠，建议在同一测量点重复测量 2-3 次，若多次读数差值≤±5mV，取平均值作为终结果；若差值过大（＞±10mV），需排查电极或仪器故障。

3. 关键判断：结合保护标准

测量后需对照阴极保护标准判断效果，例如：

钢铁材质的埋地管道，阴极保护有效电位要求为**≤-0.85V CSE**（无 IR 降影响时）；

若测量值为 - 0.75V CSE（高于 - 0.85V CSE），说明保护不足，需检查牺牲阳极是否失效或外加电流系统是否正常；

若测量值为 - 1.2V CSE（低于 - 1.2V CSE），需警惕 “过保护”（可能导致管道涂层脱落），需调整保护系统参数。

四、使用后回收与维护：延长电极寿命

便携式 CSE 若维护得当，寿命可达 1-2 年，回收后需及时处理：

1. 电极回收与清洁

测量完成后，小心取出电极（土壤中需先挖出土壤，避免拉扯电极导致隔膜破损）；

用清水冲洗电极外壳和底部隔膜（去除土壤、泥沙或水体中的杂质，避免堵塞隔膜），不可用硬毛刷清洗隔膜（会损坏多孔结构）；

若隔膜表面有顽固污垢（如藻类、盐垢），可用稀盐酸（5% 浓度）浸泡 5 分钟，再用清水冲洗干净。

2. 电解质补充与储存

检查电极内部电解质液位，若不足，补充饱和硫酸铜溶液至浸没电极芯；

盖紧加液口的螺旋盖或橡胶塞（防止溶液泄漏、蒸发或杂质进入）；

储存时将电极垂直放置在阴凉、干燥处（避免阳光直射，防止溶液受热蒸发；避免与腐蚀性物质接触，防止外壳损坏）；

长期不使用（如超过 3 个月），建议每隔 1 个月检查一次电解质液位，不足时及时补充。

3. 定期校准：确保电位准确性

便携式 CSE 使用 6-12 个月后，需与标准参比电极（如实验室用饱和硫酸铜标准电极）进行校准，检查其电位漂移情况：

将便携式 CSE 与标准电极同时放入同一湿润土壤或蒸馏水中，测量两者的电位差；

若差值≤±5mV，说明电极电位稳定，可继续使用；若差值＞±10mV，说明电极已失效（如铜棒腐蚀、溶液污染），需更换电极芯或重新配置电解质溶液。