CN2238433Y - 金属腐蚀速度测量仪 - Google Patents

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郑立群
蒯晓明
林海潮
吕明
杜鹃
李瑛�
宋光龄
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一种金属腐蚀速度测量仪，其电路结构是由单片机，恒电位控制器及测试探头三部分组成，单片机以80C31为CPU，恒电位控制电路分别与测量电极的参比电极，研究电极及辅助电极相接，测量信号通过放大器输入给单片机的高精度模数转换器，将模拟量变成数字量送入单片机数据处理，最后将数据由外设输出，优点是结构简单，利用单片机进行计算，速度快，精度高，计算准确，工作稳定可靠。

Description

金属腐蚀速度测量仪
本实用新型属于一种微机控制测量仪。
目前，一些金属材料在石油、化工、建筑等诸多领域中被广泛应用，由于在比较恶劣的环境中使用，金属材质遭受腐蚀面性能降低，严重时发生腐蚀穿孔和泄漏，当前已有一种成熟的方法用于实验室基础研究，这种方法通常要使电极反应进入强极化区，求得阴阳极Tafel斜率，若用这种方法测量金属的腐蚀速度，会导致金属电极表面状态发生变化，很难求得真正的腐蚀电流，近年来，有采用极化电阻测量技术来测量腐蚀速度，是在线性极化区测出极化阻力Rp值，再估算出主要参数B值，然后根据公式Icorr=B/Rp求得腐蚀电流密度Icorr，Icorr及金属材料的原子量，比重和电化学反应中失去电子的数目等参数就可求得该金属材料在其环境介质中的年腐蚀深度或单位面积上的腐蚀失重率，但就B值而言，不同的腐蚀体系其数值变化很大，一般来说，其变化范围为8.7mV～52mV，而对B值的估算方法是取平均值或者是常见值17～20mV，这样常常造成很大的理论误差。
为解决以上测量方法的不足，本实用新型提供一种金属腐蚀速度测量仪，它利用所谓的弱极化方法实现了对主要参数B值的测量，达到了对腐蚀速度测量的目的。
本实用新型的结构设计是这样实现的：该测量仪其结构由单片机、恒电位控制电路及测试探头三部分组成，其中单片机CPU为80C31，输出联接模/数转换器，由电压放大器输入，电压放大器前面联接电流/电压转换，电流/电压转换以测试探头的辅助电极为输入端，CPU另一路与逻辑控制电路联接，逻辑控制电路经给定电位，恒电位控制与电压跟随器相接，电压跟随器以测试探头的参比电极RE为输入端，(如图1所示)，逻辑控制电路同时与采样/保持电路相接，采样/保持电路与电压跟随器，恒电位控制相接，单片机辅助电路为存贮器，外部设备分别与CPU相连，恒电位控制电路是由采样保持器，放大器及测试探头组成，测试探头的参比电极RE经电压跟随器A2和放大器A3输出联接采样保持器LF398输入端，CF398输出经主放大器A1与测试探头辅助电极CE相接，研究电极WE接地，放大器A4的输出端经电阻R7与LF398经R6同时输入到A1放大器的负输入端，A1的正输入端经R2与接地，A4的正输入端为a(V1 +)、b(V1 -)、c(V2 +)、d(V2 -)经开关K2分别给定，主放大器A1输出端与A5同相输入端相连，A5的反向输入端和输出端之间联接电流取样电阻和量程选择开关。
恒电位电路之工作原理是：
见图2，启动测量后，开关K1的a、c闭合，主放大器A1自成闭环，由参比电极RE与研究电极WE取出自腐蚀电位，经阻抗变换器A2及电压放大器A3进入采样保持器LF398，此时LF398处于采样跟随状态，输出稳定后时，使LF398处于保持状态，即输出电平保持在腐蚀电位上，然后开关K2的a、e闭合，在A4输入端上施加给定信号V1 +，随后将开关K1的b、c闭合，形成负反馈回路，在RE与WE之间得到恒定的极化电位，此时对极化电流i进行采样，得到L+，并将其暂存在CPU的RAM中，如上，分别施加给定电位V1 -、V2 +和V2 -，可得到L、Ia和Ic，根据已有基本公式由CPU进进行数据处理。
在本仪器的板上设有D1液晶显示器，设有K1、K2、K3、K4、K5开关，实行操作控制。
本实用新型之优点：结构简单，采用单片机进行计算，精度高，速度快，计时准确，工作稳定可靠，是一种理想的测试金属腐蚀速度的仪器。
本实用新型的结构由如下实施例及附图给出。
图1为金属腐蚀测量仪总体方框图；
图2为金属腐蚀测量仪恒电位控制电原理图；
图3为金属腐蚀测量仪总体电原理图；
图4为金属腐蚀测量仪控制面板结构图。
其总体电原理图如图3所示，其中CPU80C31地址总线分别与地址锁存器74HC373、，程序存贮器27C64，数据存贮器62256相接，同时与硬件时钟电路MC146818、模/数转控器ICL7109，点阵式液晶显示器EDM1602B相接，其电路工作通过极化电流自动选择量程开关CD4051，通过时钟电路可记录测量开始时的时间，并具有定时中断功能，在定时时间到时向CPU发出中断申请，实现定时自动测量，将测量结果送到打印机输出，控制面板的结构及用途是：D1：为2×16(行×列)点阵式液晶显示器，它将为用户提供各种提示性菜单，进行各种运行操作，显示测试结构；K1：仪器电源开关键，此开关控制内部电池电源，而内部电源可进行充电；K2：菜单显示键，可使菜单滚动显示；K3：参数设置键；K4：仪器复位键，即初始化；K5：显示器光标移动键。

Claims (2)

1.一种金属腐蚀速度测量仪，其特征是本测量仪之结构由单片机，恒电位控制电路及测试探头三部分组成，其中单片机CPU为80C31，输出联接模/数转换器，由电压放大器输入，电压放大器前面联接电流/电压转换，电流/电压转换以测试探头的辅助电极为输入端，CPU另一路与逻辑控制电路联接，逻辑控制电路经给定电位，恒电位控制与电压跟随器相接，电压跟随器以测试探头的参比电极RE为输入端，逻辑控制电路同时与采样/保持电路相接，采样/保持电路与电压跟随器，恒电位控制器相接，单片机辅助电路为存贮器，外部设备分别与CPU相连。
2.按权利要求1所述之测量仪，其特征是恒电位控制电路是由采样保持器，放大器及测试探头组成，测试探头的参比电极RE经电压跟随器A2和放大器A3输出联接采样保持器LF398输入端，LF398输出经放大器A1与测试探头辅助电极CE相接，研究电极WE接地，放大器A4的输出端经电阻R7与LF398经R6同时输入到A1放大器的负输入端，A1的正输入端经R2接地，A4的正输入端为a(V1 +)、b(V1 -)、c(V2 +)、d(V2 -)经开关K2分别给定，主放大器A1输出端与A5同相输入端相连，A5的反向输入端和输出端之间联接电流取样电阻和量程选择开关。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100338455C (zh) * 2005-03-18 2007-09-19 韶关学院 金属与保护层界面失效状态的在线监测方法
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CN101419153B (zh) * 2007-10-24 2011-05-25 同济大学 一种测量抗氯离子侵蚀能力的自动采集多通道加速腐蚀试验装置
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