CN2755602Y - 一种多功能电化学腐蚀测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电化学测试领域，涉及电化学腐蚀测试装置。本实用新型一种多功能电化学腐蚀测量仪由多通道数据采集器、放大器、A/D转换器、串口输出、计算机、电源和功能转换开关组成。各部件之间通过导线相互顺序相连。测试时，数据采集单元通过测量通道与功能转换开关相连。本实用新型采用多通道数据采集器，每两个通道组成一个测试单元，可以组成多组彼此独立的测试单元，互不干扰。数据记录、处理输出打印以及试验过程的控制均通过计算机进行，本实用新型可广泛应用于各种电化学腐蚀测试领域。

Description

一种多功能电化学腐蚀测量仪

技术领域

本实用新型属于电化学测试领域，涉及电化学腐蚀测试装置。

背景技术

腐蚀科学工作者研究金属电偶腐蚀时需测量电偶电流和电偶电位，阴极保护工业者需测量阴极保护电位、开路电位和牺牲阳极输出电流以及杂散电流测试等，缓蚀剂的研究和土壤、水、化工介质以及混凝土等多种介质环境中的腐蚀检测等等研究和日常工作中均须要方便、快捷、数据采集与管理自动化程度高的电化学测试仪器。而现有的仪器尚处于手工记录，近几年虽有商品化的电偶腐蚀计面市，但无法做到数字化，其信号输出依然是模拟的；另外在电化学测试领域大量仪器的信号输出是直流电压和直流电流的模拟输出，也限制了这些仪器与计算机技术的结合；同时，上述现有的测量仪器，其测量功能均较单一。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可广泛适用于实验室、工业现场和野外场合的多功能电化学腐蚀测量仪。

针对上述目的本实用新型一种多功能电化学腐蚀测量仪由多通道数据采集器、放大器、A/D转换器、串口输出、计算机、电源和功能转换开关组成。各部件之间通过导线相互顺序相连。测试时，数据采集单元通过测量通道与功能转换开关相连。

本实用新型的基本测试单元由两个测试通道组成(如附图1所示)，每一测试单元是一台基于零电阻电流测量和高输入阻抗电压跟随器原理的零阻电流表，电流与电压的测量通过功能转换开关实现，分别测量电极3和5的自然腐蚀电位，以及测量电极3和5组成的电偶对的电位以及两电极间的电偶电流。

本实用新型采用多通道数据采集器，每两个通道组成一个测试单元，以六通道数据采集器为例，可以组成三个彼此独立的测试单元，互不干扰。本实用新型采用的电源为交流220V、50Hz的开关电源数据记录、处理输出打印以及试验过程的控制均通过计算机进行。

由于本实用新型实现多通道电偶腐蚀和零电阻电流测量。不仅体积小，重量轻，更主要的是显著提高了测量精度，增大了测量范围，扩大了应用功能。关键在于将模拟信号输出转换成数字信号输出，实现了测试过程、数据采集与处理完全由计算机控制；巧妙地将电偶腐蚀计与数字记录仪结合在一起，同时实现多通道。

本实用新型通过附图作进一步说明

附图说明

图1为本实用新型多功能电化学腐蚀测量仪的测试单元原理图。

图2为本实用新型一种多功能电化学腐蚀测量仪结构示意图。

由图1所示的测试单元原理图看出，两个测量通道即测量通道1和2构成一个完整的测试单元，测量通道1为电位输出，测量通道2为电流输出，0为电阻，3、5为工作电极，4为参比电极。

它的工作原理如下：两种和两种以上金属在电解质溶液中，或同种金属在不同状态或不同组成电解质溶液中，直接接触或通过结构中的金属导体构成回路时，就构成了电偶电池，由于各种电极电位不同，存在着电位差，在该电偶对中，原腐蚀电位较负的金属成为电偶对中的阳极，使溶解速度增大，导致异金属接触时阳极金属的局部腐蚀，而电偶对中原腐蚀电位较正的金属则成为电偶对中的阴极，通常要比未偶接时腐蚀得更慢，这种因构成宏观电偶电池所引起的腐蚀现象称为电偶腐蚀(也称接触腐蚀)。利用本实用新型的测试单元(两个测试通道：单数测量电位、偶数测量电流)可测量处于电解质中的异金属电极(例如电极3和电极5)之间流过的电流，此即电偶对的电偶电流Ig；也可测量异金属电极未构成电偶对时各自的自然腐蚀电位EK₁(电极3)和EK₂(电极5)，以及构成的电偶对相对于参比电极的电偶电位Eg。

上述不同参数(电流与电位)的测量由功能转换开关实现。如图2所示。以通道1和2(即测量通道1和2)组成的测试单元为例，K0键开启K1键闭合测量电极3的自然腐蚀电位(EK₁)，K1键开启K0键闭合测量电极5的自然腐蚀电位(EK₂)，K0键和K1键均闭合可以同时测量电极3与电极5构成的电偶对相对于参比电极4的电偶电位Eg与电偶对的电偶电流Ig。

具体实施方式

由图2看出，本实用新型多功能电化学腐蚀测量仪由多通道数据采集器6、放大器7、A/D转换器8、串口输出9、计算机10、电源11和功能转换开关K0、K1组成；多通道数据采集器6通过导线与放大器7相连，放大器7通过导线与A/D转换器8相连，A/D转换器8通过导线与串口输出9相连，串口输出9通过导线与计算机10相连，电源11通过导线与多通道数据采集器6相连。功能转换开关K0、K1通过导线与多通道数据采集器6相连。由图2所示的是以六通道数据采集器为例的一种多功能电化学腐蚀测量仪结构示意图，由该图看出，该测量仪实现了多通道和数字化，与计算机接口采用串口连接，保证通用性。图中3、5、13、14、16、17为工作电极，4、12、15为参比电极，19、20、21、22为测量通道(即图中的通道19、20、21、22)。

测试时，数据采集单元3、4、5通过测量通道1、2；12、13、14通过测量通道19、20；15、16、17通过测量通道21、22分别与功能转换开关(K0、K1)相连。

以测量通道1和2组成的测试单元(3、4、5)为例，本实用新型的工作过程如下：

(1)装置在开始工作测试之前，K0、K1键处于开启状态；

(2)分别接上工作电极3、5和参比电极4；

(3)接通电源11和打开计算机10；

(4)通过计算机10设定工作量程与数据采集的间隔时间，同时向多通道数据采集器6下达指令开始工作；

(5)调节功能转换开关K0、K1：电偶对接通前，K0键开启K1键闭合测量电极3的自然腐蚀电位EK₁，K1键开启K0键闭合测量电极5的自然腐蚀电位EK₂；接通电偶对即K0键和K1键均闭合，可以同时测量电极3与电极5构成的电偶对相对于参比电极的电偶电位Eg与电偶对的电偶电流Ig。EK₁、EK₂、Eg由多通道数据采集器的通道1采集，Ig的测试由多通道数据采集器的通道2采集，多通道数据采集器6采集的信号是模拟信号，通过放大器7放大后再由A/D转换器8将模拟信号转化成数字信号，并通过串口输出9输入计算机，计算机记录数据、整理分析果数据、输出打印测试结果。

(6)试验结束时，重新将K0、K1键处于开启状态；断开电源11。

测量通道19、20以及电极12、13、14、17与测量通道21、22以及电极15、16、17分别构成彼此独立的测试单元，操作过程如上所述，由此看出，本实用新型能实现两个通道以上的多通道测量。采用的多通道数据采集器的通道越多，构成的彼此独立的测试单元也越多。

本实用新型电偶电流Ig的测量范围：0～±1.999A；电偶电位Eg和自然腐蚀电位EK的测量范围：0～±2.999V；本实用新型的工作电压：交流220V±10％，50HZ。

本实用新型可广泛应用于各种电化学腐蚀测试领域，如测定异金属接触的电偶腐蚀行为、测定牺牲阳极性能、测量阴极保护系统的有效性、工厂设备腐蚀检测、装备阴极保护测量车、评定金属耐蚀性、检验环境腐蚀性、腐蚀研究、缓蚀剂研究、腐蚀失效分析、防腐蚀设计以及任何测量直流电流和直流电位的场合。

本实用新型具有如下多种功能：电偶电流测量、电偶电位测量、自然腐蚀电位测量、偶对电位差测量、牺牲阳极输出电流测量、阴极保护电位测量、用作数字电流表测量直流电流和直流电压、模拟信号和数字信号X-Y记录仪、杂散电流测试、用作检流计、用作电压跟随器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

(1)具有多种检测功能，它可以检测各种介质环境下的直流电位和直流电流信号。

(2)测试信号实现数字化，将模拟信号输出转换成数字信号输出，实现了测试过程、数据采集与数据处理完全由计算机控制，测量的量程、数据采集的时间间隔、数据记录处理与储存等由配套的电化学腐蚀测量数据采集软件完成。

(3)因采用的多通道数据采集器，故能实现两个通道以上的多通道测量，各测试单元彼此独立互不干扰；同时采用开关电源，保证仪器工作的稳定。

(4)由于采用集成设计，故结构合理、紧凑，操作极为简单、快捷，大大方便了测量过程。

Claims (2)

1.一种多功能电化学腐蚀测量仪，其特征在干它由多通道数据采集器(6)、放大器(7)、A/D转换器(8)、串口输出(9)、计算机(10)、电源(11)和功能转换开关(K0、K1)组成；多通道数据采集器(6)通过导线与放大器(7)相连，放大器(7)通过导线与A/D转换器(8)相连，A/D转换器(8)通过导线与串口输出(9)相连，串口输出(9)通过导线与计算机(10)相连，电源(11)通过导线与多通道数据采集器(6)相连；功能转换开关(K0、K1)通过测量通道与多通道数据采集器(6)相连。

2.根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于能实现两个通道以上的多个测量通道。