通過測量交流試片上的交流電流,再除以試片的表面積,即可得到交流電流密度。一般采用零電阻電流表(ZRA)或具有交流測量功能的電化學工作站來測量電流。
零電阻電流表或電化學工作站:用于精確測量交流電流。
參比電極:如飽和甘汞電極(SCE)或銀 / 氯化銀電極(Ag/AgCl),用于提供穩定的電位基準,以測量試片相對于該基準的電位。
測試導線:用于連接試片、零電阻電流表(或電化學工作站)和參比電極,確保電路連接良好。
輔助電極:一般為鉑電極或石墨電極,與試片和參比電極共同構成電化學測量回路。
安裝與連接:將交流試片按照規定要求安裝在被測試的金屬結構附近,確保其與周圍環境充分接觸且與金屬結構電絕緣。用測試導線將試片連接到零電阻電流表的一個輸入端,將輔助電極連接到零電阻電流表的另一個輸入端,同時將參比電極通過導線連接到測量電位的通道上。
設置儀器參數:根據試片的材料和預期的電流范圍,在零電阻電流表或電化學工作站上設置合適的測量參數,如測量量程、測量頻率等。對于交流電流測量,通常需要選擇能夠準確測量低頻交流信號的設置。
進行測量:待試片在環境中穩定一段時間(通常需要數分鐘至數小時,以確保達到穩定的電化學狀態)后,啟動測量儀器,記錄下試片上的交流電流值。同時,使用參比電極測量試片的交流電位,以評估試片所處的電化學狀態。
計算電流密度:測量試片的表面積,然后將測量得到的交流電流值除以試片的表面積,即可得到交流電流密度。例如,如果測量得到的交流電流為I(單位為安培),試片的表面積為A(單位為平方米),則交流電流密度J=I/A(單位為安培每平方米)。
電極選擇與維護:參比電極和輔助電極的性能對測量結果有重要影響。要選擇合適的參比電極,并定期檢查其電位穩定性和準確性。輔助電極應具有良好的導電性和化學穩定性,避免在測量過程中發生腐蝕或其他化學反應而影響測量結果。
環境因素影響:環境溫度、濕度、土壤電阻率等因素會影響交流電流密度的測量結果。在測量過程中,應盡量保持環境條件的穩定,并記錄環境參數,以便對測量結果進行必要的修正。
測量頻率選擇:不同的交流干擾源可能具有不同的頻率特性,因此在測量交流電流密度時,需要根據實際情況選擇合適的測量頻率。一般來說,應選擇能夠反映主要交流干擾頻率成分的測量頻率,以準確評估交流干擾對試片的影響。
多次測量與平均值計算:為了提高測量結果的準確性和可靠性,應進行多次測量,并計算平均值。同時,分析測量數據的離散性,判斷測量結果的可信度。如果數據離散性較大,需要檢查測量過程中是否存在異常情況,并重新進行測量。