恒電位儀基本原理

三電極體系：恒電位儀的工作依賴于典型的三電極電化學體系，包括工作電極（WE）、參比電極（RE）和輔助電極（CE）。工作電極是發(fā)生目標電化學反應的電極，其電位需要被控制；參比電極提供穩(wěn)定的電位參考標準，用于監(jiān)測工作電極的電位；輔助電極與工作電極形成電流通路，傳導電解電流。

反饋控制機制：操作人員通過儀器面板或軟件設定目標電位，參比電極實時測量工作電極的實際電位，并將信號反饋至恒電位儀的比較電路。比較電路計算設定電位與實際電位的差值，誤差信號經放大器放大后，生成控制信號，用于調節(jié)輸出電流，使工作電極電位保持在設定值。

主要功能

恒電位控制：能將被保護金屬結構的電位地控制在保護電位范圍內，通常電位控制精度可達 ±10mV 甚至更高，有效防止金屬腐蝕。

恒電流控制：當恒電位控制出現(xiàn)問題，如參比信號失效或其他故障時，恒電位儀可自動切換到恒電流工作狀態(tài)，確保儀器的輸出電流恒定在預設的電流值上。

穩(wěn)定直流電源輸出：可將交流電轉換為直流電，并在一定的負載變化范圍內保持輸出電壓和電流的相對穩(wěn)定，為被保護物提供穩(wěn)定的電源。

自動調節(jié)功能：能根據環(huán)境條件和被保護金屬的狀態(tài)自動調節(jié)輸出電流，確保被保護金屬始終處于的陰極保護狀態(tài)。

電路組成

比較器與誤差放大器：高精度運算放大器用于比較設定電位與參比電極反饋的電位，放大誤差信號，通常放大倍數(shù)達 103~10?倍，以確?？刂凭取?/span>

功率輸出級：由晶體管或場效應管（MOSFET）組成，根據誤差信號調節(jié)輸出電流，范圍通常為 μA 至 A 級，滿足不同電化學實驗的需求。

阻抗匹配電路：由于參比電極內阻較高，尤其是在高電阻溶液中，需通過高輸入阻抗電路，如射極跟隨器，避免信號衰減，保證電位測量的準確性。

保護與模塊：包含過流保護、短路保護和過載保護，防止電極或儀器損壞。

常見類型

高頻開關恒電位儀：體積小、重量輕，有立式、臺式、壁掛式等多種形態(tài)，便于安裝和使用，適應復雜環(huán)境。內部采用進口控制芯片，電位控制精度高，搭載快速 IGBT 功率模塊，電能轉換效率超 90%，較傳統(tǒng)設備節(jié)能 30% 以上，還能在 AC60V-260V 寬電壓波動中穩(wěn)定運行。

防爆型恒電位儀：嚴格遵循防爆標準，澆封型外殼與本質電路設計，防爆等級達 ExdIIBT4，表面溫度始終控制在 135℃以下。采用晶閘管整流方案，轉換效率稍遜，但具有高組件化、強抗沖擊的特性，在 - 40℃~+55℃極端溫度、濕度≤95% 的惡劣環(huán)境中性能穩(wěn)定，關鍵部件故障時自動切換備用模塊，持續(xù)供電 4 小時，保障陰極保護系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

應用領域

陰極保護工程：在埋地管道、海洋平臺、船舶、油罐等金屬結構的防腐蝕保護中廣泛應用，通過提供合適的陰極保護電流，使金屬結構處于陰極保護狀態(tài)，減緩或防止金屬的腐蝕