CN106153530A - 镀锡板耐腐蚀性能检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镀锡板耐腐蚀性能检测系统及方法，本系统包括脱脂单元、脱锡单元、腐蚀单元、检测单元和控制单元，镀锡板样品依次经脱脂处理、脱锡处理和腐蚀处理，腐蚀处理过程检测样品腐蚀电流，控制单元分别控制样品的脱脂处理过程、脱锡处理过程和腐蚀处理过程，并采集腐蚀电流信息。本方法设定样品脱脂处理的电流密度及阳极与阴极之间的正反向电流时间，直至样品完全脱脂；设定样品脱锡处理的直流电压及阳极与阴极之间的电流，直至样品完全脱锡；检测样品的腐蚀电流，根据腐蚀电流判定镀锡板样品的耐腐蚀性能。本系统实现对镀锡板耐腐蚀性能的准确检测，本方法具有较高的自动化水平，提高了镀锡板耐腐蚀性能检测精度，确保食品安全。

Description

镀锡板耐腐蚀性能检测系统及方法

技术领域

本发明涉及一种镀锡板耐腐蚀性能检测系统及方法。

背景技术

随着生产技术的发展与进步，镀锡板被广泛使用于食品和饮料的包装领域，诸如啤酒和饮料的易拉罐、食品罐头、食品包装瓶盖等。由于食品质量的高要求，镀锡板耐腐蚀性能也被提上新的要求。通过镀锡板耐腐蚀性能的有效检测以确保食品安全显得十分必要。

目前各类镀锡板耐腐蚀性能检测装置基本上为非标产品，且产品种类很少，自动化水平较低，影响了镀锡板耐腐蚀性能的有效检测，对食品安全存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种镀锡板耐腐蚀性能检测系统及方法，本系统实现对镀锡板耐腐蚀性能的准确检测，本方法具有较高的自动化水平，提高了镀锡板耐腐蚀性能检测精度，确保食品安全。

为解决上述技术问题，本发明镀锡板耐腐蚀性能检测系统包括脱脂单元、脱锡单元、腐蚀单元、检测单元和控制单元，镀锡板样品依次经脱脂单元脱脂处理、脱锡单元脱锡处理和腐蚀单元腐蚀处理，检测单元检测样品在腐蚀单元的腐蚀电流，控制单元分别控制样品在脱脂单元的脱脂处理过程、脱锡单元的脱锡处理过程和腐蚀单元的腐蚀处理过程，以及采集检测单元的腐蚀电流信息并且依据腐蚀电流信息获得样品的耐腐蚀性能。

进一步，所述脱脂单元包括脱脂槽、石墨阳极、碳酸钠溶液和恒电流源，所述碳酸钠溶液注入所述脱脂槽内，所述石墨阳极设于所述脱脂槽内，所述样品设于所述脱脂槽内作为阴极，所述恒电流源输出端连接所述石墨阳极和样品阴极。

进一步，所述脱锡单元包括脱锡槽、不锈钢板阴极、氢氧化钠溶液和恒电压源，所述氢氧化钠溶液注入所述脱锡槽内，所述不锈钢板阴极设于所述脱锡槽内，所述样品设于所述脱锡槽内作为阳极，所述恒电压源输出端连接所述样品阳极和不锈钢板阴极。

进一步，所述腐蚀单元包括恒温水槽、纯净水、腐蚀罐、纯锡棒阳极和番茄汁，所述纯净水注入所述恒温水槽并且通过恒温控制器和加热器控制水温，所述腐蚀罐设于恒温水槽内，所述腐蚀罐上部设有氮气进气口和氮气出气口，所述番茄汁注入所述腐蚀罐了，所述纯锡棒阳极从所述腐蚀罐顶面中心伸入腐蚀罐内，多个所述样品围绕所述纯锡棒阳极从所述腐蚀罐顶面伸入腐蚀罐内。

进一步，所述检测单元包括微电流检测仪和切换开关，所述微电流检测仪正极连接所述纯锡棒阳极、负极通过所述切换开关分别连接多个样品。

进一步，所述控制单元包括微处理模块、第一继电器数字量输出控制器和第二继电器数字量输出控制器，所述微处理模块通过所述第一继电器数字量输出控制器控制所述恒电流源的输出电流，所述微处理模块通过所述第二继电器数字量输出控制器采集检测单元的腐蚀电流信息。

一种镀锡板耐腐蚀性能检测方法包括如下步骤：

步骤一、镀锡板样品置于脱脂槽内作为阴极，微处理模块通过第一继电器数字量输出控制器控制恒电流源在石墨阳极和样品阴极之间加入电流密度为25mA/cm²的恒电流，由第一继电器数字量输出控制器控制恒电流源输出的恒电流按10秒正电流、1秒负电流方式交替加到石墨阳极与样品阴极上，并且重复5次以上，直至镀锡板样品完全脱脂；

步骤二、将脱脂后的样品置于脱锡槽内作为阳极，通过恒电压源在样品阳极与不锈钢板阴极之间加入0.4伏直流电压，当样品阳极与不锈钢板阴极之间的电流下降到0.07A时，样品阳极与不锈钢板阴极之间加入的电压调节为0.2伏，直至样品阳极与不锈钢板阴极之间电流下降到接近零，此时镀锡板样品脱锡完成；

步骤三、将多个脱脂、脱锡后的镀锡板样品从腐蚀罐顶面伸入腐蚀罐内并且围绕纯锡棒阳极，氮气自腐蚀罐的氮气进气口进入腐蚀罐后从氮气出气口溢出，通过氮气将腐蚀罐内番茄汁与空气隔绝，以防止空气氧化番茄汁、纯锡棒和样品，通过恒温控制器和加热器控制恒温水槽水温处于27±0.5℃的恒温状态；

步骤四、镀锡板样品在腐蚀罐内的番茄汁侵蚀下被腐蚀，每个样品与纯锡棒阳极之间产生腐蚀电流，微电流检测仪通过切换开关依次检测每个样品与纯锡棒阳极之间的腐蚀电流；

步骤五、微处理模块通过第二继电器数字量输出控制器采集20小时微电流检测仪检测的腐蚀电流信息，微处理模块对采集的腐蚀电流进行分析处理、绘图、储存和输出，腐蚀电流大小表征镀锡板样品的耐腐蚀性能，腐蚀电流越小，耐腐蚀性能越好。

由于本发明镀锡板耐腐蚀性能检测系统及方法采用了上述技术方案，即本系统包括脱脂单元、脱锡单元、腐蚀单元、检测单元和控制单元，镀锡板样品依次经脱脂单元脱脂处理、脱锡单元脱锡处理和腐蚀单元腐蚀处理，检测单元检测样品在腐蚀单元的腐蚀电流，控制单元分别控制样品在脱脂单元的脱脂处理过程、脱锡单元的脱锡处理过程和腐蚀单元的腐蚀处理过程，以及采集检测单元的腐蚀电流信息并且依据腐蚀电流信息获得样品的耐腐蚀性能。本方法设定镀锡板样品脱脂处理的电流密度及阳极与阴极之间的正反向电流时间，直至样品完全脱脂；设定样品脱锡处理的直流电压及阳极与阴极之间的电流，直至样品完全脱锡；检测样品在腐蚀处理过程中的腐蚀电流，根据腐蚀电流判定镀锡板样品的耐腐蚀性能。本系统实现对镀锡板耐腐蚀性能的准确检测，本方法具有较高的自动化水平，提高了镀锡板耐腐蚀性能检测精度，确保食品安全。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明镀锡板耐腐蚀性能检测系统原理框图；

图2为本系统中脱脂单元示意图；

图3为本系统中脱锡单元示意图；

图4为本系统中腐蚀单元示意图；

图5为本系统中检测单元示意图；

图6为本系统中控制单元示意图；

图7为镀锡板样品脱脂处理的流程框图；

图8为镀锡板样品脱锡处理的流程框图；

图9为镀锡板样品腐蚀处理过程腐蚀电流采集的流程框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明镀锡板耐腐蚀性能检测系统包括脱脂单元1、脱锡单元2、腐蚀单元3、检测单元4和控制单元5，镀锡板样品依次经脱脂单元1脱脂处理、脱锡单元2脱锡处理和腐蚀单元3腐蚀处理，检测单元4检测样品在腐蚀单元3的腐蚀电流，控制单元5分别控制样品在脱脂单元1的脱脂处理过程、脱锡单元2的脱锡处理过程和腐蚀单元3的腐蚀处理过程，以及采集检测单元4的腐蚀电流信息并且依据腐蚀电流信息获得样品的耐腐蚀性能。

优选的，如图2所示，所述脱脂单元包括脱脂槽11、石墨阳极12、碳酸钠溶液13和恒电流源14，所述碳酸钠溶液13注入所述脱脂槽11内，所述石墨阳极12设于所述脱脂槽11内，所述样品10设于所述脱脂槽11内作为阴极，所述恒电流源14输出端连接所述石墨阳极12和样品10阴极。

优选的，如图3所示，所述脱锡单元包括脱锡槽21、不锈钢板阴极22、氢氧化钠溶液23和恒电压源24，所述氢氧化钠溶液23注入所述脱锡槽21内，所述不锈钢板阴极22设于所述脱锡槽21内，所述样品10设于所述脱锡槽11内作为阳极，所述恒电压源24输出端连接所述样品10阳极和不锈钢板阴极22。

优选的，如图4所示，所述腐蚀单元包括恒温水槽31、纯净水32、腐蚀罐33、纯锡棒阳极34和番茄汁35，所述纯净水32注入所述恒温水槽31并且通过恒温控制器36和加热器37控制水温，所述腐蚀罐33设于恒温水槽31内，所述腐蚀罐33上部设有氮气进气口38和氮气出气口39，所述番茄汁35注入所述腐蚀罐33了，所述纯锡棒阳极34从所述腐蚀罐33顶面中心伸入腐蚀罐33内，多个所述样品10围绕所述纯锡棒阳极34从所述腐蚀罐33顶面伸入腐蚀罐33内。根据需要围绕所述纯锡棒阳极可插入8个样品，各样品之间都是独立的，互不干涉，纯锡棒阳极为公用，同时恒温水槽内可放置多个腐蚀罐，以提高样品检测的效率。

优选的，如图5所示，所述检测单元包括微电流检测仪41和切换开关42，所述微电流检测仪41正极连接所述纯锡棒阳极44、负极通过所述切换开关42分别连接多个样品10。

优选的，如图6所示，所述控制单元包括微处理模块51、第一继电器数字量输出控制器52和第二继电器数字量输出控制器53，所述微处理模块51通过所述第一继电器数字量输出控制器52控制所述恒电流源14的输出电流，所述微处理模块51通过所述第二继电器数字量输出控制器53采集检测单元4的腐蚀电流信息。同时，微处理模块51控制脱锡单元中恒电压源24的电压调节，并且采集脱锡处理过程中阳极与阴极之间的电流。其中第一继电器数字量输出控制器52和第二继电器数字量输出控制器53可采用带有继电器的ADAM4068数字量输出控制器，其具有8路继电器输出，可用于恒电流源输出电流的多次调节，以及用于多点信号的采集。

一种镀锡板耐腐蚀性能检测方法包括如下步骤：

步骤一、如图7所示，镀锡板样品置于脱脂槽内作为阴极，微处理模块通过第一继电器数字量输出控制器控制恒电流源在石墨阳极和样品阴极之间加入电流密度为25mA/cm²的恒电流，由第一继电器数字量输出控制器控制恒电流源输出的恒电流按10秒正电流、1秒负电流方式交替加到石墨阳极与样品阴极上，并且重复5次以上，直至镀锡板样品完全脱脂；

步骤二、如图8所示，将脱脂后的样品置于脱锡槽内作为阳极，通过恒电压源在样品阳极与不锈钢板阴极之间加入0.4伏直流电压，当样品阳极与不锈钢板阴极之间的电流下降到0.07A时，样品阳极与不锈钢板阴极之间加入的电压调节为0.2伏，直至样品阳极与不锈钢板阴极之间电流下降到接近零，此时镀锡板样品脱锡完成；

步骤三、将多个脱脂、脱锡后的镀锡板样品从腐蚀罐顶面伸入腐蚀罐内并且围绕纯锡棒阳极，氮气自腐蚀罐的氮气进气口进入腐蚀罐后从氮气出气口溢出，通过氮气将腐蚀罐内番茄汁与空气隔绝，以防止空气氧化番茄汁、纯锡棒和样品，通过恒温控制器和加热器控制恒温水槽水温处于27±0.5℃的恒温状态；

步骤四、如图9所示，镀锡板样品在腐蚀罐内的番茄汁侵蚀下被腐蚀，每个样品与纯锡棒阳极之间产生腐蚀电流，微电流检测仪通过切换开关依次检测每个样品与纯锡棒阳极之间的腐蚀电流；

步骤五、微处理模块通过第二继电器数字量输出控制器采集20小时微电流检测仪检测的腐蚀电流信息，微处理模块对采集的腐蚀电流进行分析处理、绘图、储存和输出，腐蚀电流大小表征镀锡板样品的耐腐蚀性能，腐蚀电流越小，耐腐蚀性能越好。

本发明镀锡板耐腐蚀性能检测系统及方法采用了合金-锡电偶合试验原理，通过将镀锡板样品脱脂、脱锡预处理后放入腐蚀环境中进行腐蚀处理，腐蚀过程中样品与纯锡棒之间产生腐蚀电流，通过检测腐蚀电流大小，即可判定镀锡板样品的耐腐蚀性能，提高了检测的自动化程度及检测效率，保证了采用镀锡板包装食品的安全性。

Claims (7)

1.一种镀锡板耐腐蚀性能检测系统，其特征在于：本系统包括脱脂单元、脱锡单元、腐蚀单元、检测单元和控制单元，镀锡板样品依次经脱脂单元脱脂处理、脱锡单元脱锡处理和腐蚀单元腐蚀处理，检测单元检测样品在腐蚀单元的腐蚀电流，控制单元分别控制样品在脱脂单元的脱脂处理过程、脱锡单元的脱锡处理过程和腐蚀单元的腐蚀处理过程，以及采集检测单元的腐蚀电流信息并且依据腐蚀电流信息获得样品的耐腐蚀性能。

2.根据权利要求1所述的镀锡板耐腐蚀性能检测系统，其特征在于：所述脱脂单元包括脱脂槽、石墨阳极、碳酸钠溶液和恒电流源，所述碳酸钠溶液注入所述脱脂槽内，所述石墨阳极设于所述脱脂槽内，所述样品设于所述脱脂槽内作为阴极，所述恒电流源输出端连接所述石墨阳极和样品阴极。

3.根据权利要求1所述的镀锡板耐腐蚀性能检测系统，其特征在于：所述脱锡单元包括脱锡槽、不锈钢板阴极、氢氧化钠溶液和恒电压源，所述氢氧化钠溶液注入所述脱锡槽内，所述不锈钢板阴极设于所述脱锡槽内，所述样品设于所述脱锡槽内作为阳极，所述恒电压源输出端连接所述样品阳极和不锈钢板阴极。

4.根据权利要求1所述的镀锡板耐腐蚀性能检测系统，其特征在于：所述腐蚀单元包括恒温水槽、纯净水、腐蚀罐、纯锡棒阳极和番茄汁，所述纯净水注入所述恒温水槽并且通过恒温控制器和加热器控制水温，所述腐蚀罐设于恒温水槽内，所述腐蚀罐上部设有氮气进气口和氮气出气口，所述番茄汁注入所述腐蚀罐了，所述纯锡棒阳极从所述腐蚀罐顶面中心伸入腐蚀罐内，多个所述样品围绕所述纯锡棒阳极从所述腐蚀罐顶面伸入腐蚀罐内。

5.根据权利要求4所述的镀锡板耐腐蚀性能检测系统，其特征在于：所述检测单元包括微电流检测仪和切换开关，所述微电流检测仪正极连接所述纯锡棒阳极、负极通过所述切换开关分别连接多个样品。

6.根据权利要求2所述的镀锡板耐腐蚀性能检测系统，其特征在于：所述控制单元包括微处理模块、第一继电器数字量输出控制器和第二继电器数字量输出控制器，所述微处理模块通过所述第一继电器数字量输出控制器控制所述恒电流源的输出电流，所述微处理模块通过所述第二继电器数字量输出控制器采集检测单元的腐蚀电流信息。

7.一种镀锡板耐腐蚀性能检测方法，其特征在于本方法包括如下步骤：

步骤一、镀锡板样品置于脱脂槽内作为阴极，微处理模块通过第一继电器数字量输出控制器控制恒电流源在石墨阳极和样品阴极之间加入电流密度为25mA/cm²的恒电流，由第一继电器数字量输出控制器控制恒电流源输出的恒电流按10秒正电流、1秒负电流方式交替加到石墨阳极与样品阴极上，并且重复5次以上，直至镀锡板样品完全脱脂；

步骤二、将脱脂后的样品置于脱锡槽内作为阳极，通过恒电压源在样品阳极与不锈钢板阴极之间加入0.4伏直流电压，当样品阳极与不锈钢板阴极之间的电流下降到0.07A时，样品阳极与不锈钢板阴极之间加入的电压调节为0.2伏，直至样品阳极与不锈钢板阴极之间电流下降到接近零，此时镀锡板样品脱锡完成；

步骤三、将多个脱脂、脱锡后的镀锡板样品从腐蚀罐顶面伸入腐蚀罐内并且围绕纯锡棒阳极，氮气自腐蚀罐的氮气进气口进入腐蚀罐后从氮气出气口溢出，通过氮气将腐蚀罐内番茄汁与空气隔绝，以防止空气氧化番茄汁、纯锡棒和样品，通过恒温控制器和加热器控制恒温水槽水温处于27±0.5℃的恒温状态；

步骤四、镀锡板样品在腐蚀罐内的番茄汁侵蚀下被腐蚀，每个样品与纯锡棒阳极之间产生腐蚀电流，微电流检测仪通过切换开关依次检测每个样品与纯锡棒阳极之间的腐蚀电流；

步骤五、微处理模块通过第二继电器数字量输出控制器采集20小时微电流检测仪检测的腐蚀电流信息，微处理模块对采集的腐蚀电流进行分析处理、绘图、储存和输出，腐蚀电流大小表征镀锡板样品的耐腐蚀性能，腐蚀电流越小，耐腐蚀性能越好。