CN106442656B - 金属氧化物阳极寿命测量装置 - Google Patents

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Abstract

一种金属氧化物阳极寿命测量装置，包括电解电源、金属氧化物阳极、阴极、上位机、控制器、数据采集器、继电器、计量泵、循环泵和信号转换模块，阴极和被测的金属氧化物阳极设在硫酸溶液罐内的硫酸溶液内；上位机与电解电源、控制器、数据采集器连接；电解电源的正负极分别连接金属氧化物阳极和阴极；控制器与继电器、计量泵、循环泵电连接；数据采集器与信号转换模块及硫酸浓度测量仪连接。信号转换模块分别连接金属氧化物阳极及阴极。本装置能够自动测量氧化物阳极与阴极之间的电压，对已失效氧化物阳极进行屏蔽，记录被测氧化物阳极的失效时间，保证被测金属氧化物阳极在试验过程中电流稳定，避免在试验过程中电解电源满负荷运转，保护电源。

Description

金属氧化物阳极寿命测量装置
技术领域
本发明涉及一种金属氧化物阳极寿命测量装置，属于金属氧化物阳极技术领域。
背景技术
现有的测量方法普遍采用人工测量阴阳极之间的电压，人工切断已失效阳极及向硫酸溶液中添加蒸馏水。
由于金属氧化物阳极的寿命试验是一个连续的试验，寿命长短不定，最短的可能几小时，最长的长达数月，不可能做到一直有人值守，而且金属氧化物阳极的失效时间不定，失效时，金属氧化物阳极的电阻迅速增大。如果金属氧化物阳极失效时无人值守，电源电压将迅速增加到电源满负荷，电流减小到无法满足寿命试验所需的电流。由于各被测金属氧化物阳极是串联在一个电流回路上，如果有一个金属氧化物阳极失效，势必会造成整个回路上的电流减小，其余的金属氧化物阳极也会在无法满足寿命试验所需的电流下继续工作。由于在试验过程中，金属氧化物阳极有段时间没有工作在试验所需电流下，势必造成最终测量的金属氧化物阳极寿命不准确。
此外由于寿命试验要求的试验温度为40℃，试验进行过程中，硫酸溶液中的水分会蒸发而造成硫酸浓度的升高，这时为保证试验的准确性就需要人工向硫酸溶液中添加蒸馏水。硫酸属于危险化学品，在试验过程中一直需要人工向硫酸中添加蒸馏水，无疑增加了试验的危险性。
发明内容
本发明旨在提供一种金属氧化物阳极寿命测量装置，以解决现有技术存在的测量的金属氧化物阳极寿命试验的准确度较低，以及试验人员存在安装隐患的问题。
本发明的技术方案是：一种金属氧化物阳极寿命测量装置，包括电解电源、金属氧化物阳极和阴极，阴极和被测的金属氧化物阳极设在硫酸溶液罐内的硫酸溶液内，其特征在于，还包括上位机、控制器、数据采集器、继电器、计量泵、循环泵和信号转换模块，上位机与电解电源、控制器、数据采集器进行数据连接；控制器的不同控制端分别与继电器的受控端、计量泵和循环泵电连接；数据采集器的数据采集端与信号转换模块的输出端及硫酸浓度测量仪电连接；信号转换模块的不同输入端分别与金属氧化物阳极和阴极对应连接；在所述的电解电源的正极与金属氧化物阳极之间串联继电器的开关端，电解电源的负极与阴极连接；在所述的硫酸溶液罐上下部的循环口之间装有循环泵，在该硫酸溶液罐配置有用于补充蒸馏水的计量泵。
所述的金属氧化物阳极和阴极作为被测电极对设置两对以上，并配备有相应的硫酸溶液罐；相邻的被测电极对之间通过一个继电器的开关端相互串联连接；各个硫酸溶液罐与该循环泵通过硫酸溶液管路连接为循环回路。
相邻的被测电极对之间的连接方式为：第一被测电极对的金属氧化物阳极与第一继电器开关端的常闭端连接，该第一继电器开关端的公共端与电解电源的正极连接；第一被测电极对的阴极分别与第二继电器开关端的公共端和第一继电器开关端的常开端连接，第二继电器开关端的常闭端与第二被测电极对的金属氧化物阳极连接；与电解电源的负极相邻的最后一组被测电极对的阴极分与电解电源的负极和位于最后一组被测电极前面的一个继电器开关端的常开端连接。
所述的控制器采用单片机或PLC。
本发明的优点是：能够自动测量氧化物阳极寿命试验中阴阳极之间的电压，对已失效氧化物阳极及时进行屏蔽，记录被测氧化物阳极的失效时间，保证被测金属氧化物阳极在试验过程中电流稳定，避免在试验过程中电解电源满负荷运转，保护电源。在整个试验过程中保持硫酸溶液浓度稳定性和均一性，大量减少试验过程中的人工干预，保证寿命试验的准确度，保证试验人员的安全。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图。
附图标记说明：1、上位机，2、电解电源， 3、控制器，4、数据采集器，5、第一信号转换模块，6、第二信号转换模块，7、第一继电器，8、第二继电器，9、计量泵，10、蒸馏水管路，11、第一（被测）金属氧化物阳极，12、第二阴极，13、硫酸溶液，14、硫酸溶液罐，15、硫酸溶液管路，16、第二（被测）金属氧化物阳极，17、第二阴极，18、硫酸浓度测量仪，19、循环泵，20、蒸馏水罐，21、蒸馏水。
具体实施方式
参见图1，本发明的一个实施例（设有两组被测电极对），一种金属氧化物阳极寿命测量装置，包括电解电源2、第一金属氧化物阳极11、第一阴极12，第二金属氧化物阳极16、第二阴极17，上位机1、控制器3、数据采集器4、第一继电器7、第二继电器8、计量泵9、循环泵19、第一信号转换模块5和第二信号转换模块6，每一对的阴极和金属氧化物阳极分别设在一个硫酸溶液罐14的硫酸溶液3内。上位机1与电解电源2、控制器3、数据采集器4进行数据连接；控制器3的不同控制端分别与各继电器的受控端、计量泵9和循环泵19电连接；数据采集器4的数据采集端与各信号转换模块的输出端及硫酸浓度测量仪18电连接；信号转换模块的不同输入端分别与金属氧化物阳极和阴极对应连接；在该硫酸溶液罐14配置有用于补充蒸馏水21的计量泵9。两个硫酸溶液罐14与该循环泵19通过硫酸溶液管路15连接为循环回路。
第一被测电极对的金属氧化物阳极11与第一继电器7开关端的常闭端b连接，该第一继电器7开关端的公共端a与电解电源2的正极连接；第一被测电极对的阴极12分别与第二继电器8开关端的公共端a和第一继电器7开关端的常开端c连接，第二继电器8开关端的常闭端b与第二被测电极对的金属氧化物阳极16连接；第二阴极17与电解电源2的负极以及第二继电器8的开关端的常开端c连接。
本发明电压测量回路工作时：上位机1、电解电源2、控制器3、数据采集器4上电工作，电解电源2输出直流电流（恒流），电流由电解电源2的正极发出，经由第一金属氧化物阳极11、硫酸溶液13、第一阴极12、第二金属氧化物阳极16、硫酸溶液13、第二阴极17后最终回到电解电源2的负极。此时第一、第二信号转换模块5和6将测量到的第一金属氧化物阳极11和第一阴极12及第二金属氧化物阳极16和第二阴极17之间的电压信号转换成4-20mA的电流信号发送到数据采集器4；数据采集器4将测量到的4-20mA信号换算成数字信号发送给上位机1，上位机1对采集到的数据进行处理，如果某一个电压数据超过了寿命试验所要求的电压，则将切断相应的第一继电器7或第二继电器8，屏蔽已失效的第一金属氧化物阳极11或第二金属氧化物阳极16，记录失效时间，并继续记录电压未达到寿命试验要求的被测金属氧化物阳极16或11，直至最后一个金属氧化物阳极失效，则关闭电解电源2。
本发明溶液回路工作时，循环泵19上电工作，保证整个系统的每一硫酸溶液罐14内的硫酸溶液13浓度的均一度。由于试验过程中硫酸溶液13中水分的不断蒸发，硫酸浓度会不断增大，此时，硫酸浓度测量仪18将采集到的硫酸浓度数据经由数据采集器4传送到上位机1，上位机1根据收集到的浓度信号，发送指令给控制器3，控制器3控制计量泵9经由蒸馏水管路10向硫酸溶液13中注入蒸馏水21，并经过循环泵19的循环作用，保证整个硫酸溶液13浓度的稳定性和均一性。
本实施例的实际运行情况及详细性能测试表明，所设计的金属氧化物阳极寿命测量装置运行可靠稳定，操作简便，自动测量氧化物阳极寿命试验中阴阳极之间的电压，对已失效金属氧化物阳极及时进行屏蔽，记录被测氧化物阳极的失效时间，保证被测金属氧化物阳极在试验过程中电流稳定，避免在试验过程中电解电源满负荷运转，保护电源。在整个试验过程中保持硫酸溶液浓度稳定性和均一性，大量减少试验过程中的人工干预，保证寿命试验的准确度，更好的保证试验人员的安全。

Claims (4)

1.一种金属氧化物阳极寿命测量装置，包括电解电源、金属氧化物阳极和阴极，阴极和被测的金属氧化物阳极设在硫酸溶液罐内的硫酸溶液内，其特征在于，还包括上位机、控制器、数据采集器、继电器、计量泵、循环泵和信号转换模块，上位机与电解电源、控制器、数据采集器进行数据连接；控制器的不同控制端分别与继电器的受控端、计量泵和循环泵电连接；数据采集器的数据采集端与信号转换模块的输出端及硫酸浓度测量仪电连接；信号转换模块的不同输入端分别与金属氧化物阳极和阴极对应连接；在所述的电解电源的正极与金属氧化物阳极之间串联继电器的开关端，电解电源的负极与阴极连接；在所述的硫酸溶液罐上下部的循环口之间装有循环泵，在该硫酸溶液罐配置有用于补充蒸馏水的计量泵。
2.根据权利要求1所述的金属氧化物阳极寿命测量装置，其特征在于，所述的金属氧化物阳极和阴极作为被测电极对设置两对以上，并配备有相应的硫酸溶液罐；相邻的被测电极对之间通过一个继电器的开关端相互串联连接；各个硫酸溶液罐与该循环泵通过硫酸溶液管路连接为循环回路。
3.根据权利要求2所述的金属氧化物阳极寿命测量装置，其特征在于，相邻的被测电极对之间的连接方式为：第一被测电极对的金属氧化物阳极与第一继电器开关端的常闭端连接，该第一继电器开关端的公共端与电解电源的正极连接；第一被测电极对的阴极分别与第二继电器开关端的公共端和第一继电器开关端的常开端连接，第二继电器开关端的常闭端与第二被测电极对的金属氧化物阳极连接；与电解电源的负极相邻的最后一组被测电极对的阴极分与电解电源的负极和位于最后一组被测电极前面的一个继电器开关端的常开端连接。
4.根据权利要求1所述的金属氧化物阳极寿命测量装置，其特征在于，所述的控制器采用单片机或PLC。
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