CN1180246C - 金属表面涂层检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于测量技术领域。其特征是检测平台机箱设置探头组合块、阳极检测托架和盖板，探头组合块中设置X光管、滤光片转换器、前置放大器和Si探头；X光管经导线与高压电源连接，Si探头经导线和导管与热交换器连接，热交换器和前置放大器经导线与系统控制器连接，系统控制器经导线分别与滤光片转换器、高压电源、检测平台机箱以及计算机连接。可对金属阳极涂层中贵金属含量、涂层均匀度做全封闭、全方位、非破坏性、非接触式检测。

Description

金属表面涂层检测系统

技术领域

本发明属于测量技术领域中利用X射线来测试或分析材料的范畴，涉及一种适用于电解槽金属阳极表面涂层贵金属含量检测的金属表面涂层检测系统。

背景技术

电解NaCl是工业化制造NaOH和氯气的重要方法。电解过程中在阳极生成氯气，在阴极生成NaOH溶液和氢气。监测电解槽的金属阳极的活性和腐蚀状况、对旧阳极的表面贵金属涂层含量的检测和新阳极表面贵金属涂层含量的检定、评价是氯碱厂生产管理和设备管理过程中的重要工作之一。

金属阳极表面喷涂以钌为主的贵金属经过氧化后的活性金属氧化物，其作用有二：一方面能够减缓金属阳极在运行过程中受到的腐蚀；另一方面，以钌为主的金属氧化物具有电催化性能，能降低氯离子在阳极放电所需要的电位。

现有技术中检测金属阳极涂层的活性，常用的分析方法有析氯电位和检测阳极表面涂层中贵金属含量等方法。但单片阳极析氯电位测试系统由于分析手段单一，测试过程中受外界影响较大，起不到判断金属阳极涂层的活性的作用，相比之下检测金属阳极表面涂层中贵金属含量的分析方法是比较准确的。

目前国内检测金属阳极表面涂层贵金属含量的方法是采用破坏法取样，破坏法是从阳极上取下一个样片，到金属阳极检测中心使用X荧光检测仪进行测试，由于采用破坏性取样，被损坏的阳极不能继续使用，这种方法有很大的局限性；同时由于各生产厂在涂制金属阳极时，涂液采用不同的工艺配方，在检测时使用统一的标准片作为对照基准，其测试结果必然误差较大，所以这种方法有很大的局限性；X荧光检测仪多为便携式，具有使用灵活、方便的特点，但由于操作环境随意，易造成X射线的外溢，对仪器、人员的保护较困难，X光衰减快，数据处理不准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合对各种槽型隔膜电解槽金属阳极进行全封闭、全方位、非破坏性、非接触式检测，并通过计算机进行数据处理，实现对金属阳极涂层中贵金属的含量、涂层均匀度的分析，测试结果准确性高的金属表面涂层检测系统。

为了达到上述目的，本发明提供了一种金属表面涂层检测系统，包括计算机处理单元、测试平台机箱、系统控制器及安全锁和控制接口、热交换器和电制冷控制器以及高压电源，其特征在于测试平台机箱设置探头组合块、阳极检测托架和盖板，探头组合块中设置X光管、滤光片转换器、前置放大器和Si探头，X光管经导线与高压电源连接，Si探头经导线和导管与热交换器及电制冷控制器连接，热交换器及电制冷控制器和前置放大器经导线与系统控制器及安全锁和控制接口连接，系统控制器及安全锁和控制接口经导线分别与滤光片转换器、高压电源、测试平台机箱以及计算机处理单元连接。

所述的测试平台机箱顶部设置盖板，机箱内设置横向滑道、阳极托架纵向滑道和安全联锁开关；横向滑道上设置可移动的横向滑道组合架，两个横向滑道组合架之间由纵向滑杆连接，纵向滑杆上设置可沿纵向滑杆移动的探头组合块；阳极托架纵向滑道上设置可沿托架纵向滑道移动的金属阳极放置托架；探头组合块和安全联锁开关经导线与系统控制器及安全锁和控制接口连接。

所述的测试平台机箱和盖板接触处设置有安全联锁开关，测试平台机箱底部设置有铅防护板，测试平台机箱上设置有安全指示灯，安全指示灯经导线与系统控制器及安全锁和控制接口连接。

所述的横向滑道组合架之间沿纵向滑杆设置有纵向标尺，横向滑道一侧设置有横向标尺。

所述的探头组合块对被检测样品发射X光，接收被检测样品的特征荧光，探头组合块与被检测样品之间无直接接触。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1.采用固定式的形式，适合室内封闭测试和大规模测试，有利于保证测试结果的准确性。

2.用防护装置将被测金属阳极封闭起来，有利于防止X射线的外溢。

3.适合对金属阳极任意点的表面涂层贵金属含量进行全封闭、全方位、非破坏性、非接触式的检测。

4.带有安全联锁装置，确保设备和工作人员的安全。

5.能对光谱自动进行数据处理和处理测量误差，实现对金属阳极任意点涂层贵金属含量的准确测试，测试结果可信度高。

附图说明

图1是本发明的系统组成示意图。

图2是本发明的测试平台机箱结构示意俯视图。

图3是本发明的测试平台机箱的A-A端面剖面图。

具体实施方式

图1至图3中，本发明包括计算机处理单元5、测试平台机箱9、系统控制器及安全锁和控制接口4、热交换器和电制冷控制器3以及高压电源6，测试平台机箱9设置探头组合块13、阳极检测托架17和盖板12，探头组合块13中设置X光管7、滤光片转换器8、前置放大器2和Si探头1(硅探头，ED-XRF)；X光管7经导线与高压电源6连接，Si探头1经导线和导管与热交换器及电制冷控制器3连接，热交换器及电制冷控制器3和前置放大器2经导线分别与系统控制器及安全锁和控制接口4连接，系统控制器及安全锁和控制接口4经导线分别与滤光片转换器8、高压电源6、测试平台机箱9以及计算机处理单元5连接，被测金属阳极10放置在阳极检测托架17上。

测试平台机箱9顶部设置盖板12，机箱9内设置横向滑道16、阳极托架纵向滑道21和安全联锁开关18；横向滑道16上设置可移动的横向滑道组合架14，两个横向滑道组合架14之间由纵向滑杆15连接，纵向滑杆15上设置可沿纵向滑杆移动的探头组合块13；阳极托架纵向滑道21上设置可沿托架纵向滑道移动的金属阳极放置托架17；探头组合块13和安全联锁开关18经导线与系统控制器及安全锁和控制接口4连接。

所述的测试平台机箱9和盖板12接触处设置有安全联锁开关18，测试平台机箱9底部设置有铅防护板22，测试平台机箱9上设置有安全指示灯11，安全指示灯11经导线与系统控制器及安全锁和控制接口4连接，横向滑道组合架14之间沿纵向滑杆15设置有纵向标尺20，横向滑道16一侧设置有横向标尺19。

探头组合块13可沿纵向滑杆15来回移动，探头组合块13的纵向移动位置可由纵向标尺20读出，纵向滑杆15固定在横向滑道组合架14上；横向滑道组合架14可在横向滑道16上来回移动，移动位置可由横向标尺19读出。如此，探头组合块13就可以自由地在纵向和横向两个方向上来回移动，并从标尺上读出相应的位置。

被测金属阳极10放置在探头组合块13下方的阳极放置托架17上，阳极放置托架17设置在托架纵向滑道21上，可沿托架纵向滑道21从机箱9内移动至机箱9外，以便于被测金属阳极10的放置和取出。

探头组合块13与被测金属阳极10之间无直接接触。

系统简要工作原理：

X光管7对被测金属阳极10发射X射线，由同位于探头组合块13中的Si探头1(硅探头，ED-XRF)接收，接收到的信号经前置放大器2处理后由导线传送到系统控制器及安全锁和控制接口4，再由系统控制器及安全锁和控制接口4处理后送到计算机处理单元5，通过计算机处理单元5进行数据处理，与标准金属阳极试片的测试数据进行对比，实现对金属阳极涂层中贵金属(主要是钌)的含量、涂层均匀度的分析。

使用滤光片转换器8能改进X射线激发束的能量分布，使敏感元素得到最佳激发，并减少由于弹性和非弹性散射产生的背景信号。

由于X射线向下发射，在机箱9底部设置有铅防护板22进行保护，机箱9顶部设置盖板12以防止X射线向外泄露。

在检测系统工作期间，利用安全指示灯11示警，如灯灭或灯泡坏，检测系统均不工作。在机箱9和盖板12接触处设置有安全联锁开关18，此开关主要检测盖板12是否盖好，如果盖板12未盖好或安全联锁开关18失灵，检测系统同样不能工作。

国内普通的X荧光检测仪测试精度为5％左右(RSD，相对平均误差)，本发明的测试精度优于1％(RSD)。

本发明适合对国内各种槽型的隔膜电解槽金属阳极表面涂层贵金属含量进行全封闭、全方位、非破坏性、非接触式检测，该系统能实现对光谱自动数据处理，处理测量误差。对氯碱生产行业中NaOH、KOH等电解产品生产过程中监测电解槽的金属阳极的活性和腐蚀状况、对旧阳极的表面贵金属涂层含量的检测和新阳极表面贵金属涂层含量的检定、评价及阳极使用寿命的判断极有帮助，可正确延长金属阳极的使用寿命，减少设备维修、更新费用。

Claims (5)

1.一种金属表面涂层检测系统，包括计算机处理单元、测试平台机箱、系统控制器及安全锁和控制接口、热交换器和电制冷控制器以及高压电源，其特征在于：

测试平台机箱设置探头组合块、阳极检测托架和盖板，探头组合块中设置X光管、滤光片转换器、前置放大器和Si探头，

X光管经导线与高压电源连接，Si探头经导线和导管与热交换器及电制冷控制器连接，

热交换器及电制冷控制器和前置放大器经导线与系统控制器及安全锁和控制接口连接，

系统控制器及安全锁和控制接口经导线分别与滤光片转换器、高压电源、测试平台机箱以及计算机处理单元连接。

2.按照权利要求1所述的金属表面涂层检测系统，其特征在于测试平台机箱顶部设置盖板，机箱内设置横向滑道、阳极托架纵向滑道和安全联锁开关；横向滑道上设置可移动的横向滑道组合架，两个横向滑道组合架之间由纵向滑杆连接，纵向滑杆上设置可沿纵向滑杆移动的探头组合块；阳极托架纵向滑道上设置可沿托架纵向滑道移动的金属阳极放置托架；探头组合块和安全联锁开关经导线与系统控制器及安全锁和控制接口连接。

3.按照权利要求2所述的金属表面涂层检测系统，其特征在于测试平台机箱和盖板接触处设置有安全联锁开关，测试平台机箱底部设置有铅防护板，测试平台机箱上设置有安全指示灯，安全指示灯经导线与系统控制器及安全锁和控制接口连接。

4.按照权利要求2所述的金属表面涂层检测系统，其特征在于横向滑道组合架之间沿纵向滑杆设置有纵向标尺，横向滑道一侧设置有横向标尺。

5.按照权利要求2所述的金属表面涂层检测系统，其特征在于探头组合块对被检测样品发射X光，接收被检测样品的特征荧光，探头组合块与被检测样品之间无直接接触。