CN110618088B - 金属材料表面钝化膜测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种金属材料表面钝化膜测试装置，包括交流电压发生器、阻抗测试电路、信号处理电路和测试探头，交流电压发生器的电压输出端与阻抗测试电路的电压输入端连接，阻抗测试电路的信号输出端与信号处理电路的信号输入端连接，阻抗测试电路与测试探头电连接；信号处理电路与显示器连接；测试时，阻抗测试电路、测试探头和测试点形成测试回路，交流电压发生器用于向阻抗测试电路施加预设测试频率的交流电，使阻抗测试电路产生阻抗信号，并由信号处理电路将阻抗信号转化为电压信号，传输给显示器上显示。本发明采用阻抗测试对金属材料表面钝化膜进行无损测试，操作简便，使用灵活，能够直接反应测试结果，测试用时短、精度高、实用性强。

Description

金属材料表面钝化膜测试装置

技术领域

本发明涉及钝化膜测试技术领域，具体涉及一种金属材料表面钝化膜测试装置。

背景技术

金属材料、铝合金等材料具有良好的耐蚀性，主要来源于表面纳米级钝化膜的防护，表面钝化膜将环境与基体隔绝，从而保证了此类材料的耐蚀性。然而，大型装备件在制造过程中需要经过焊接、矫正、弯折等操作工艺，容易对表面钝化膜进行破坏，从而引起此类材料在严酷环境下表面发生锈蚀，造成巨额经济损失或灾难性事故，对此，需要对具有自钝化特性的材料装备件表面进行无损钝化膜测试。

现有的表面钝化膜测试方法主要包括肉眼识别、电化学测试、室内加速实验(盐雾试验、周津实验、湿热实验)或外场暴晒实验，然而肉眼识别无法观察钝化膜微观缺陷，测试用时长、评价精度差且无法精确测试钝化膜耐蚀性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种金属材料表面钝化膜测试装置。

本发明实施例提出一种金属材料表面钝化膜测试装置，其特征在于，包括交流电压发生器、阻抗测试电路、信号处理电路、显示器和测试探头，其中：

所述交流电压发生器的电压输出端与所述阻抗测试电路的电压输入端连接，所述阻抗测试电路的信号输出端与所述信号处理电路的信号输入端连接，所述阻抗测试电路与所述测试探头电连接；所述信号处理电路与所述显示器连接；

当所述测试探头接触金属材料表面钝化膜的测试点时，所述阻抗测试电路、测试探头和测试点形成测试回路，所述交流电压发生器用于向所述阻抗测试电路施加预设测试频率的交流电，以使所述阻抗测试电路产生阻抗信号；

所述阻抗测试电路，用于将所述阻抗信号传输给信号处理电路；

所述信号处理电路，用于将所述阻抗信号转化为电压信号，传输给显示器；

所述显示器，用于显示所述电压信号的数值。

可选地，所述信号处理电路，还用于将电压信号的数值与标准值进行比较，输出比较值传输给所述显示器。

可选地，所述装置还包括电压输出电路，所述电压输出电路与所述信号处理电路连接，用于存储所述电压信号，以及将电压信号传输给显示器。

可选地，所述测试探头包括探测壳体、工作电极和辅助电极，在所述探测壳体内设置有溶液存储箱，所述溶液存储箱内装有导电液；所述探测壳体的一端开设线孔，另一端开设两个电极孔，所述工作电极设置在一电极孔上，连接一导线经所述溶液存储箱、线孔与所述阻抗测试电路电连接；所述辅助电极设置在另一电极孔上，连接另一导线经所述探测壳体、线孔与所述阻抗测试电路电连接。

可选地，所述工作电极和所述辅助电极的尖端直径均小于10mm。

可选地，所述装置还包括操作按键电路，所述操作按键电路与所述交流电压发生器、所述电压输出电路连接。

可选地，所述装置还包括装置壳体，在所述装置壳体内固定有所述交流电压发生器、阻抗测试电路、信号处理电路；在所述装置壳体上开设有显示窗口和按键窗口，所述显示器固定在显示窗口上，所述操作按键电路上的按键设置在对应的按键窗口上。

可选地，在所述装置壳体上还设置有充电接口。

可选地，所述预设测试频率的范围为10mHz-100mHz。

可选地，所述显示器为LCD液晶显示器。

本发明实施例提供的金属材料表面钝化膜测试装置，采用阻抗测试对金属材料表面钝化膜进行无损测试，操作简便，使用灵活，能够直接反应测试结果，测试用时短、精度高、实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的金属材料表面钝化膜测试装置的结构示意图；

图2为本发明实施例2提供的金属材料表面钝化膜测试装置的结构示意图；

图3为本发明实施例3提供的金属材料表面钝化膜测试装置的外部结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例1提供的一种金属材料表面钝化膜测试装置，包括交流电压发生器11、阻抗测试电路12、信号处理电路13、显示器14和测试探头15，其中：

所述交流电压发生器11的电压输出端与所述阻抗测试电路12的电压输入端连接，所述阻抗测试电路12的信号输出端与所述信号处理电路13的信号输入端连接，所述阻抗测试电路13与所述测试探头15电连接；所述信号处理电路13与所述显示器14连接；

当所述测试探头15接触金属材料表面钝化膜的测试点时，所述阻抗测试电路12、测试探头15和测试点形成测试回路，所述交流电压发生器11用于向所述阻抗测试电路12施加预设测试频率的交流电，以使所述阻抗测试电路12产生阻抗信号；

所述阻抗测试电路12，用于将所述阻抗信号传输给信号处理电路13；

所述信号处理电路13，用于将所述阻抗信号转化为电压信号，传输给显示器14；

所述显示器14，用于显示所述电压信号的数值。

针对上述实施例所述内容，需要说明的是，在本发明实施例中，需采用电学阻抗测试完成对金属材料表面钝化膜的无损测试。

为此，本实施例所述装置需要一阻抗测试电路，该电路用于在测试过程中产生阻抗信号。由于阻抗测试是较成熟的测试技术，因此，该阻抗测试电路的实现及设计不再详细说明。

本实施例所述装置需要一交流电压发生器，该交流电压发生器能够在测试过程中，向阻抗测试电路施加一交流电，以使所述阻抗测试电路产生阻抗信号。该交流电压发生器属于现有产品，对其构造在此不再详细说明。另外，施加的交流电的预设测试频率的范围为10mHz-100mHz，能够更稳定，试样表面差异小。

由于阻抗信号为模拟信号，无法有效的进行直观展示。故本实施例所述装置需要一信号处理电路，该电路能够将所述阻抗信号转换为电压信号，该电压信号为数字信号，在显示器上能够显示其数值，显示器可为LCD液晶显示器。通常情况下，模拟信号转换到数字信号，采用模数转化器即可。

在钝化膜无损测试过程中，为了实现该装置与测试点之间的连接，本装置具有测试探头。该测试探头可包括工作电极和辅助电极，两电极接触在测试点，使得阻抗测试电路、测试探头和测试点形成测试回路。另外，需要说明的是，所述工作电极和所述辅助电极的尖端直径均小于10mm，从而能够保证测试面积具有局部代表性，又能够方便针对性测试装备件焊接、弯折。

在测试过程中，需要在测试点点滴导电溶液。该溶液可选择钯氯和草酸亚铁的混合物。

在本发明实施例中，测试时，将测试探头接触到金属材料表面钝化膜的测试点上，然后使交流电压发生器向阻抗测试电路施加一交流电，以使所述阻抗测试电路产生阻抗信号。将所述阻抗信号传输给信号处理电路，信号处理电路将所述阻抗信号转化为电压信号，传输给显示器，用于显示所述电压信号的数值。工作人员通过显示器上显示的数值能够得知钝化膜测试点的无损测试结果。

本发明实施例所述装置，采用阻抗测试对金属材料表面钝化膜进行无损测试，操作简便，使用灵活，能够直接反应测试结果，测试用时短、精度高、实用性强。

图2示出了本发明实施例2提供的一种金属材料表面钝化膜测试装置，包括交流电压发生器11、阻抗测试电路12、信号处理电路13、显示器14和测试探头15，其中：

所述交流电压发生器11的电压输出端与所述阻抗测试电路12的电压输入端连接，所述阻抗测试电路12的信号输出端与所述信号处理电路13的信号输入端连接，所述阻抗测试电路13与所述测试探头15电连接；所述信号处理电路13与所述显示器14连接；

当所述测试探头15接触金属材料表面钝化膜的测试点时，所述阻抗测试电路12、测试探头15和测试点形成测试回路，所述交流电压发生器11用于向所述阻抗测试电路12施加预设测试频率的交流电，以使所述阻抗测试电路12产生阻抗信号；

所述阻抗测试电路12，用于将所述阻抗信号传输给信号处理电路13；

所述信号处理电路13，用于将所述阻抗信号转化为电压信号，传输给显示器14；

所述显示器14，用于显示所述电压信号的数值。

所述装置还包括电压输出电路16，所述电压输出电路16与所述信号处理电路13连接，用于存储所述电压信号，以及将电压信号传输给显示器14。

针对上述实施例所述内容，需要说明的是，本实施例与上述实施例1所述的装置不同的地方在于：

所述信号处理电路，还用于将电压信号的数值与标准值进行比较，输出比较值传输给所述显示器。

所述装置还包括电压输出电路，所述电压输出电路与所述信号处理电路连接，用于存储所述电压信号，以及将电压信号传输给显示器。

对此，需要说明的是，电压信号的数值在显示器上显示，但对于不同的工作人员来看，其需要对数值进行估测，才能够确定显示器上的数值是否代表钝化膜出现腐蚀。为了更加直观的通过显示器上显示的数值确定钝化膜的腐蚀与否，本装置的信号处理电路，还用于将电压信号的数值与标准值进行比较，输出比较值传输给所述显示器。也就是说明，在信号处理电路上设置软件规则，将电压信号的数值以标准值为基准，形成简单直观的比较值。如标准值定为数值0，小于标准值的数值对应的比较值则按照负数显示，大于标准值的数值对应的比较值则按照正数显示。此时，若观看到正数或负数则可直接确定测试结果。对此，本实施例所述装置的信号处理电路可包括模数转化器和比较器，该比较器内设置有软件规则，可将电压信号的数值转换成比较值。

由于本实施例所述装置需要对很多个测试点进行测试，因此，有必要将测试结果进行存储，便于查询及记录。故所述装置还包括电压输出电路16，所述电压输出电路与所述信号处理电路连接，用于存储所述电压信号，以及将电压信号传输给显示器。

本发明实施例所述装置，采用阻抗测试对金属材料表面钝化膜进行无损测试，操作简便，使用灵活，能够直接反应测试结果，测试用时短、精度高、实用性强。

图3示出了本发明实施例3提供的金属材料表面钝化膜测试装置，包括装置壳体31，所述装置壳体可为钛合金材质，在所述装置壳体内固定有所述交流电压发生器、阻抗测试电路、信号处理电路、电压输出电路、操作按键电路和显示器。

所述交流电压发生器的电压输出端与所述阻抗测试电路的电压输入端连接，所述阻抗测试电路的信号输出端与所述信号处理电路的信号输入端连接，所述阻抗测试电路与所述测试探头电连接；所述信号处理电路与所述显示器连接。

当所述测试探头接触金属材料表面钝化膜的测试点时，所述阻抗测试电路、测试探头和测试点形成测试回路，所述交流电压发生器用于向所述阻抗测试电路施加预设测试频率的交流电，以使所述阻抗测试电路产生阻抗信号。

所述阻抗测试电路，用于将所述阻抗信号传输给信号处理电路。

所述信号处理电路，用于将所述阻抗信号转化为电压信号，传输给显示器。

所述信号处理电路，还用于将电压信号的数值与标准值进行比较，输出比较值传输给所述显示器。

电压输出电路，与所述信号处理电路连接，用于存储所述电压信号，以及将电压信号传输给显示器。

所述显示器，用于显示所述电压信号的数值。

所述装置还包括操作按键电路，所述操作按键电路与所述交流电压发生器、所述电压输出电路连接，用于对所述装置在测试过程中的操控。

在所述装置壳体31上开设有显示窗口和按键窗口，所述显示器固定在显示窗口14上，所述操作按键电路上的按键设置在对应的按键窗口上。

所述测试探头包括探测壳体32、工作电极33和辅助电极34，在所述探测壳体32内设置有溶液存储箱35，所述溶液存储箱35内装有导电液；所述探测壳体32的一端开设线孔，另一端开设两个电极孔，所述工作电极33设置在一电极孔上，连接一导线36经所述溶液存储箱35、线孔与所述阻抗测试电路电连接；所述辅助电极34设置在另一电极孔上，连接另一导线36经所述探测壳体32、线孔与所述阻抗测试电路电连接。由于需要在测试点点滴导电溶液，为了方便点滴及实现机随人走，设置了上述溶液存储箱。使用时，将电极在测试点用力点击接触，则会使溶液存储箱的溶液顺电极流出少量至测试点。

在本实施例中，对于交流电压发生器、阻抗测试电路、信号处理电路、电压输出电路和显示器在测试过程中的连接及执行原理，由于在上述实施例2和实施例3中存在详细说明，在此不再赘述。

针对操作按键电路来说，该电路可实现程序选择键37、字母键38、后退键39、前进键40、取消键41、保存键42、开关键43的执行。

开关键用于该装置的通电启动及关闭。

程序选择键用于该装置对测试结果的查看及选择。

字母键用于该装置对测试例的命名。

后退键、前进键用于对所存储测试例的选择。

取消键用于该装置对测试例的开始、暂停及结束。

保存键用于该装置对测试结果的存储。

在本实施例中，所述装置还可设置充电装置，设置在壳体内，为此，在所述装置壳体上还设置有充电接口。

本发明实施例所述装置，采用阻抗测试对金属材料表面钝化膜进行无损测试，操作简便，使用灵活，能够做到机随人动，直接反应测试结果，测试用时短、精度高、实用性强。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种金属材料表面钝化膜测试装置，其特征在于，包括交流电压发生器、阻抗测试电路、信号处理电路、显示器和测试探头，其中：

所述交流电压发生器的电压输出端与所述阻抗测试电路的电压输入端连接，所述阻抗测试电路的信号输出端与所述信号处理电路的信号输入端连接，所述阻抗测试电路与所述测试探头电连接；所述信号处理电路与所述显示器连接；

当所述测试探头接触金属材料表面钝化膜的测试点时，所述阻抗测试电路、测试探头和测试点形成测试回路，所述交流电压发生器用于向所述阻抗测试电路施加预设测试频率的交流电，以使所述阻抗测试电路产生阻抗信号；

所述阻抗测试电路，用于将所述阻抗信号传输给信号处理电路；

所述信号处理电路，用于将所述阻抗信号转化为电压信号，传输给显示器；

所述显示器，用于显示所述电压信号的数值；

所述测试探头包括探测壳体、工作电极和辅助电极，在所述探测壳体内设置有溶液存储箱，所述溶液存储箱内装有导电液；所述探测壳体的一端开设线孔，另一端开设两个电极孔，所述工作电极设置在一电极孔上，连接一导线经所述溶液存储箱、线孔与所述阻抗测试电路电连接；所述辅助电极设置在另一电极孔上，连接另一导线经所述探测壳体、线孔与所述阻抗测试电路电连接。

2.根据权利要求1所述的金属材料表面钝化膜测试装置，其特征在于，所述信号处理电路，还用于将电压信号的数值与标准值进行比较，输出比较值传输给所述显示器。

3.根据权利要求1所述的金属材料表面钝化膜测试装置，其特征在于，所述装置还包括电压输出电路，所述电压输出电路与所述信号处理电路连接，用于存储所述电压信号，以及将电压信号传输给显示器。

4.根据权利要求1所述的金属材料表面钝化膜测试装置，其特征在于，所述工作电极和所述辅助电极的尖端直径均小于10mm。

5.根据权利要求3所述的金属材料表面钝化膜测试装置，其特征在于，所述装置还包括操作按键电路，所述操作按键电路与所述交流电压发生器、所述电压输出电路连接。

6.根据权利要求5所述的金属材料表面钝化膜测试装置，其特征在于，所述装置还包括装置壳体，在所述装置壳体内固定有所述交流电压发生器、阻抗测试电路、信号处理电路；在所述装置壳体上开设有显示窗口和按键窗口，所述显示器固定在显示窗口上，所述操作按键电路上的按键设置在对应的按键窗口上。

7.根据权利要求6所述的金属材料表面钝化膜测试装置，其特征在于，在所述装置壳体上还设置有充电接口。

8.根据权利要求1所述的金属材料表面钝化膜测试装置，其特征在于，所述预设测试频率的范围为10mHz-100mHz。

9.根据权利要求8所述的金属材料表面钝化膜测试装置，其特征在于，所述显示器为LCD液晶显示器。

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