TWI223706B - Low cost, on-line corrosion monitor and smart corrosion probe - Google Patents
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Description
08689pifl.doc/012 i … ,i 爲第9G132744號說明書無劃線修正本丨修正谷丨修正日期:92年丨2月3〇日 玖、發明說明: [發明所屬之領域] 本發明爲關於一種工業製程的裝置、方法及系統, 且特別是關於一種用於監測腐蝕性工業製程的裝置、方法 及系統。 [習知技術] 如眾所周知,許多工業製程中會產生腐蝕性的副產 品,此種副產品經常會腐蝕工業設備、增加生產成本、及 造成生產延遲。因此,腐蝕監測爲一種可以減輕此製程上 混亂的有效工具。 習知用於工業製程中典型的線上腐蝕監測設備價格 昂貴且操作不易,此種腐蝕監測設備常包含一大體積且複 雜的監測兀件’其無法攜帶且必須置放於一相關於受監測 工業製程的固定位置。更者,因爲此種設備體積大、複雜 且操作不易,不論對熟習或不熟習的人員而言,要以一有 效率之方式安裝或操作都有困難。 眾所周知現有可得的腐蝕監測裝置,可儲存資料以 用於後續下載給其他電腦化裝置。然而,此種腐蝕裝置經 常無法提供即時的腐蝕監測,且無法與更多的可攜式電腦 化裝置(例如爲膝上型電腦或手持型電腦)連接。 另一現有可得的腐蝕監測裝置有時會遭遇之問題, 爲此裝置並非爲用後即可丢棄的(disposable )。雖然有起 腐蝕監測裝置提供可替換元件,但許多功能不適當且經常 是非常昂貴的。 1223706 08689pifl.doc/012 r、、..' ' 爲第90132744號說明書無劃線修正本 …·丨 修正曰期:92年i2月3〇日 其無法用後即可丟棄的之問題,可能因爲現有可得 的腐蝕監沏ί裝置不提供防水或防風雨之外殼而更加惡化。 因此’濕氣及暴露於其他外部環境之元件可能會損壞此裝 置許多內部元件。因此,至少一些現有可得的腐蝕監測裝 置之壽命週期、功能一致性、以及監測可靠度會明顯地降 低。這些不利的環境影響也會很明顯地增加這些裝置操作 及維修上的成本。 至少一些現有可得的腐蝕監測裝置更會遭遇之另一 問題,爲大量不正確的讀數。在許多案例中,其不正確性 的發生,是因爲此監測裝置無法辨識此裝置用於定義腐蝕 率之冶金材料的形式。 例如,在多數腐蝕監測裝置中,會使用一具有特定 冶金性質之電極探針以定義一工業製程之腐蝕率。其腐蝕 率爲根據所使用金屬探針電極之特定形式,且基於此工業 製程之腐蝕率而定義。如果探針之冶金性質改變,或無法 爲監測裝置所定義,後續經常會產生許多大量不正確的讀 數且必須更正。爲更正追些不正確的讀數,會產生許多額 外的操作成本。 因此,需要一改良的監測腐蝕性工業製程之裝置、 方法及系統。 $ [發明之槪述] 本發明爲關於-種用於nx__改良型裝 置:方法及系統,且特別是關於1用於監測工業腐蝕性 冷卻水處理製程的改良型裝置、方法及^ g,統 6
修正日期:92年12月30日 08689pifl.doc/012 爲第90132744號說明書無劃線修正本 爲達上述之目的,本發明提供一裝置,包括:一控 制器模組;一探針模組,此探針模組爲可操作地與控制器 模組連接;以及一電阻器模組,此電阻器模組爲可操作地 與控制器模組連接。其中,電阻器模組可以辨認探針模組 給控制器模組。 本發明亦提供一腐蝕監測系統,包括:一控制器模 組;一探針模組,此探針模組具有至少一冶金探針電極, 此冶金探針電極爲可操作地與控制器模組連接;以及一電 阻器模組,此電阻器模組具有一電阻値且爲可操作地與控 制器模組連接。其中,電阻値可以辨認探針電極之冶金性 質給控制器模組。 本發明更提供一測定腐蝕率之方法,包括:提供一 腐蝕監控裝置之步驟,此裝置包括一控制器模組;提供一 探針模組之步驟,此探針模組爲可操作地與控制器模組連 接;提供一電阻器模組之步驟,此電阻器模組爲可操作地 與控制器模組連接;將探針模組置放於一溶液中之步驟; 經由控制器模組以一電流對探針模組及電阻器模組充電之 步驟;基於充電後之電阻器模組之電阻値並利用控制器模 組辨識探針模組之形式之步驟;以及於辨識探針模組後利 用控制器模組測定腐蝕率。 更且,本發明更提供一探針裝置包括一電極以及一 電阻器,此電阻器具有一電阻値以辨識電極。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更 明顯易懂,下文特舉一較佳實施例’並配合所附圖式,作 1223706 修正日期:92年12月30曰 08689pifl.doc/012 爲第90132744號說明書無劃線修正本 詳細說明如下’· [圖式之簡單說明] 第1圖繪示本發明腐蝕監測裝置實施例之透視圖。 [圖式標號說明] 1 :監測裝置 2:控制器模組 3:探針模組 8 :電路板 10 :控制器主體 12 :顯示裝置 14 :電源 16 :微控制器 18 :資料纜線 20、22 :導體對 24 :電纜 26、28 :纜線連接埠 30 :纜線 32 :探針模組主體 34 :環氧化合物 36 :電阻器模組 3 8 :探針電極 4 0 :流動樣品 [較佳實施例] 本發明爲關於一種用於監測腐蝕性工業製程的裝
修正日期:92年12月30日 08689pifl.doc/012 爲第90132744號說明書無劃線修正本 置、方法及系統’且特別是關於一種用於監測工業冷卻水 處理系統之腐蝕性的裝置、方法及系統。 根據圖示,其中相似的數字相對於相似之零件,第 1圖以透視之方式繪示本發明監測裝置1之實施例。於所 示之實施例中,監測裝置1包括兩主要部分,這些主要部 分,可於第1圖中看見,包括控制器模組2以及探針模組 3,此兩者藉由纜線30互相連接。 控制器模組2更包括一控制器主體1〇,其包含一電 路板8、一顯示裝置12、以及一電源14。線路板8更可操 作地與微控制器16連接。電源14經由電纜24提供電源 給電路板8,且電路板8將電源重新導至微控制器16與導 體對(conductor pairs) 20、22。 更且,當工業製程受本發明之監測裝置1監控時, 資料被選擇並儲存於微控制器16以用於後續下載至其他 電腦化設備。爲了從微控制器16下載此資料至其他電腦 化設備,使用一從電路板8延伸之資料纜線18。 又,當電流被提供至電路板8並重新導向至與電路 板連接並自其延伸之導體對20、22,此電流接著經由纜線 30被提供至探針模組3與其內部元件,如第1圖所示,纜 線30藉由包覆之導體對20、22提供控制器模組2與探針 模組3之間的操作性連接。 監測裝置1之控制器主體10可以任何材質製造, 最好是可以抵抗例如爲腐蝕性物質之工業化合物以及環境 應力之塑膠材質。在本發明之實施例中,控制器主體10 1223706 08689pifl.doc/012 爲第90132744號說明書無劃線修正本 92. 12. 3 修正日期:92年12月 3〇臼 爲以一可以抵抗腐蝕及室內與室外環境之惡劣翁 材質製造而成。 則__ 本發明之一優點爲監測裝置丨以可抵抗工業制㈡ 與環境之惡劣氣候的材質所製成,如此,本發明可中 工業化製程監測,而不會因前述外力產生中斷或 供 讀數。 +確之 因此,熟習此技藝者應當可以瞭解,根據本許曰 原理,電源14提供電流至監測裝置丨內之多個=明之 ^件,ΐτ 應用於多種形式與電流強度並依所需操作此裝贄。 」 在本發明之實施例中,電源Η爲一電池。 監測裝置1並不需要永久地定位於一靠近電流輸此二 置。藉由電池供電,監測裝置1具有更小型、可璃帶位 及避免電子震波之危險,而不像傳統的監測裝釐心:、以 %、須連接 至一交流電電源插座以正常運作。 適用於電源14之電池形式可以爲:鹼性電池、棄里 電池、鋅空氣電池、可充電式鋅鉻電池、以及可充電式鎳 氫電池。鋰電池因其使用廣泛且價格低廉,故爲最適用的。 本發明之微控制器16可以爲於任何軟體技藝中找 得到的傳統微控制器。更佳地,微控制器16可以爲一混 合型訊號微控制器,例如爲一 68針腳、16位元的RISC 微處理晶片,此RISC微處理晶片經由使用一 32.768千赫 表晶(watch crystal)而具有一快速執彳了時間以及低消耗功 率,又,微控制器16具有一 LCD顯示驅動器、一交/直流 電轉換器、計時器、以及一數位輸出/輸入針腳陣列,以 10 1223706 08689pifl.doc/012 修正日期:92年12月30曰 爲第90132744號說明書無劃線修正本: 達到本發明監測、顯示、以及資料聯絡之原則。 本發明之微控制器16也可以利用與微控制器相關 之記憶儲存裝置而儲存蒐集到之資料,記憶儲存裝置例如 爲非揮發性之記憶體(EEPROM)以及隨機存取記憶體 (RAM)。又,微控制器16可利用資料纜線18藉由下載資 料之方式,將所儲存之資料提供給其他電腦化及網際網路 應用之裝置。 資料纜線18可以提供控制器模組2與傳統桌上型 及可攜式電腦化裝置間之可操作式連接。熟習此技藝者應 當可以瞭解,資料纜線18可以爲任何很容易買到的連接 埠,至少包括:一平行(parallel)連接、一序列(serial)連接、 一光學(optical)連接、一電線(fire wire)連接、一類比插針 (analog pin)連接、以及其他衍生與組合之連接形式。 本發明之優點之一,爲監測裝置1可以連接至多種 電腦化及網際網路應用之裝置。如此,本發明之監測裝置 1經由數據纜線18可以連接至桌上型電腦化裝置、例如爲 膝上型及手持式電腦之可攜式裝置、以及例如爲區域網路 (LAN)之網際網路應用裝置。 如此,若本發明之監測裝置1連接至一運作中之電 腦或網際網路,其可以立即提供工業上使用者及時的資 訊。此線上即時之能力允許工業製程較緊密之監測,特別 是靈敏且必須時時監測之製程。與許多習知監測裝置不 同,本發明可以線上之方式提供工業製程即時(real time) 之監測。 11 1223706
08689pifl.doc/012 ! ~ V 爲第90132744號說明書無劃線修正本丨…〜 γ 二Λ 修正日期:92年12月30曰 ::..::二 更且,在使得監測裝置1可以與可攜式及桌上型電 腦化裝置互動之情況下,本發明創造出多種讓工業上使用 者可以將儲存之資料輕易地下載之方式。因此,本發明之 監測裝置可被應用於一工業上寬廣的方式,因爲此裝置爲 可操作地與(大部分)傳統電腦化系統及網路連接。
爲了顯示資料,微控制器16與電路板8相連接, 而電路板8爲可操作地與顯示裝置12連接。更佳地,顯 示裝置12爲一液晶顯示器,可以顯示多種數字、文字、 以及符號。例如,在本發明之實施例中,顯示器12可以 顯示包括小數點.00-99範圍內之數字,以及逐字的字母, 例如爲” Ε”以指示及顯示一錯誤碼。 本發明之另一優點爲藉由顯示裝置12而即時顯示 資料。不是只有經由電路板8及數據纜線18而從微控制 器16下載資料,監測裝置1之使用者更可以使用顯示裝 置12於一特定時間即時接收資料。
爲了將控制器模組2經由纜線30連接至探針模組 3,在監測裝置1內提供一纜線連接埠26。如第1圖所示, 纜線連接埠26提供一連接點給纜線連接器28,使得纜線 30可經由導體對20、22,提供控制器模組2可操作地連 接至探針模組3及其中不同的內部元件。如此,熟習此技 藝者應當可以瞭解,纜線連接埠26提供本發明之監|(J裝 置1雙重功能。如此做,纜線連接埠26減少監測裝置所 需之接點數目,其可降低成本、增加其可攜帶性及小尺寸 化。 12 1223706 08689pin.doc/012 一 爲第90132744號說明書無劃線修正本 力—it 3 U 修正日期:92年12月30曰 纜線30可以由任何可以包覆像是導體對20、21之 電線與纜線之材質製成。更佳地,纜線30爲一塗裝例如 爲塑膠之額外材質的絕緣材料,其可以抵抗工業及環境應 力。 接著提及探針模組3,其包括一探針模組主體32, 此探針模組主體32更包括一環氧化合物34。嵌植於環氧 化合物34內的纜線30包括導體對20、22、電阻器模組36、 一對探針電極3 8之一端(如第1圖所示)。 如第1圖所示,導體對20於探針模組主體32及環 氧化合物34內自纜線30延伸至探針電極38。如此,從電 源14提供至電路板8的電流’自電路板8經由導體對20 重新導向至探針電極38。相反地’導體對22於探針模組 主體32及環氧化合物34內自纜線30延伸至電阻器模組 36,且自電路板8提供至導體對22的電源,是從電源14 提供至電路板8。 包含導體對20與22、電阻器模組36、以及探針電 極38之纜線30被包覆於環氧化合物34內,以防止其暴 露於室內及室外的惡劣環境’特別是濕氣。藉由將探針模 組3的這些內部元件鑲嵌於環氧化合物34內,此模組可 以於工業製程中提供較之前其他習知監測模組可以達到的 更大範圍的準確讀數,因爲分裂性的環境應力已被減低或 消除。 例如,藉由將探針電極38鑲嵌於環氧化合物34內, 如第1圖所示,探針電極38被互相隔開且可預防於其至 13 1223706 08689pifl.doc/012 0、 爲第90132744號說明書無劃線修正本 修正日期:92年12月30曰 導體對22之連接點接觸水之類的物質,此更進一步可以 降低或預防探針電極38短路。藉由消除探針電極38之短 路,經由微控制器16自電極得到的不正確電壓讀數,很 明顯地被減少或消除。 又,藉由將探針電極38鑲嵌於環氧化合物34內, 例如裂縫及表面腐蝕之局部腐蝕的現象,也被大量地減少 或消除。此種腐蝕之預防,增加了監測裝置1與探針電極 38之功能性壽命。 探針模組3可以由任何能夠抵抗環境及工業應力之 隹 適當材質所製成。在探針模組3之一較佳實施例中,探針 主體32是由Garolite所製成。Garolite是一種環氧化合物 薄片,其很堅實並可對腐蝕性物質形成化學抵抗,且其不 吸水並很牢固地連結於環氧化合物之植栽材料中。無論如 何,熟習此技藝者應當可以瞭解,探針主體32可以由任 · 何能夠化學地抵抗水、但與例如爲聚氯乙烯(polyvinyl chloride)之環氧化合物形成化學連結之物質所製成。 爲增強探針模組3之防水性能,探針主體32更包 φ 括環氧化合物34。任何適合使用於工業製程中、且可抵抗 環境壓力之傳統環氧化合物材料皆可被使用。於探針模組 3內使用環氧化合物34,可以於導體對20、22、纜線30、 電阻器模組36、以及相關於探針主體32之探針電極38的 一端之周邊,提供對水及環境氣候的緊密密封。 藉由此一密封的形成,可增強對這些元件的保護。 此保護功能減低了本發明之零件更新成本,因爲其壽命週 14 1223706 08689pifl .doc/012 爲第90132744號說明書無劃線修正本 ! 修正日期:92年12月30日 期明顯地增加。 第1圖中之電阻器模組36可以爲任何現有可得之 電阻器。更佳地,電阻器模組36爲小、穩定且不昂貴, 如此可以很容易地量測其對電流之阻抗。於本發明之一較 佳實施例中,電阻器模組36爲一金屬膜電阻器’其具有1% 之誤差容許値以及lOOppmrC之係數。 在微控制器16的控制下,電源14之電流由導體對 22送至電阻器模組36。微控制器16則量測及監測電阻器 模組36對此電流之電阻。 如此,與習知之監測裝置不同,本發明之監測裝置 提供一辨識功能。當電流經過電阻器模組36,微控制器16 計算得到一電阻値。基於此電阻値,微控制器16可以辨 識探針模組3之形式給控制器模組2。 更明確地說,微控制器16可以辨識探針模組3之 探針電極38的形式。此種辨識之所以可被達成,是因爲 監測裝置1使用一特別的電阻器模組36去辨識組成探針 電極38之材料的形式。 舉例而言,假設探針電極3 8具有一例如爲銅的特 殊冶金形式,那麼在監測裝置1之一實施例中,電阻器模 組36特別具有一 11〇〇之阻抗歐姆値,只用於辨識銅探針 電極。如此,每一次微控制器16從電阻器模組36測定一 1100歐姆之阻抗値,微控制器16可以辨識探針電極38爲 銅電極。 與習知監測裝置使用探針電極不同,本發明提供一 1223706 08689pifl.doc/012 修正日期:92年12月30曰 爲第90132744號說明書無劃線修正本 辨識多種用於不同工業製程形式之電極的方法。本質上, 探針電極38像一”聰明的”電極,因爲它可以使用探針模 組3的電阻器模組36,而辨識它自己給控制器模組2的微 控制器16。 因控制器模組2使用不同實施例之探針模組3以及 不同形式之探針電極38,其可以很快且很有效率地辨識其 所連接、使用於多種工業製程之探針模組的形式。更且, 因爲控制器模組2可以辨識探針模組3之探針電極38,控 制器模組2因此可以對工業製程提供更準確的監測。 舉例而言,監測裝置1可以用於監測多個腐蝕性工 業製程,每一製程與配置於探針模組3中之每一冶金探針 電極38產生不同的反應。藉由經電阻器模組36辨識冶金 探針電極38之形式,控制器模組2可以根據被推導得到 之探針電極38的冶金性質而調整其腐蝕性量測。 習知之監測裝置較本發明之監測裝置1不準確,因 爲其裝置並未提供探針之辨識功能。因此,當一工業製程 可以被監測,本發明很明顯地較習知增加準確性。 本發明之探針電極38可以爲任何習知使用於監測 工業製程之監測材料。更佳地,探針電極38可以由一冶 金材料製成,包括:銅、鎳、銅鎳合金、鋼、黃銅、以及 其他衍生與混合之材質。 更且,熟習此技藝者應當可以瞭解,探針模組3及 電阻器模組36可於監測工業製程中分別地與習知監測裝 置一起使用,以升級並簡化這些裝置。 16 1223706 〇8689pin.doc/012 ] J']〇o o 〇 1 " ^ 爲第90132744號說明書無劃線修正本丨〇二:修正日期:92年Π月30日 ;J丄一 ^ ί 1 ?二’ ^—,.一,一-一—-^ 在本發明又一實施例中,提供一探針裝置。此裝置 包括一電極以及一電阻器,其中電阻器具有一辨識電極的 電阻値。此探針裝置之電極的材質,係選自於包含銅、鎳、 銅鎳合金、鋼、黃銅、以及其他衍生與混合之材質的群組。 更佳地’此探針裝置爲可攜式且是以電池供電。 熟習此技藝者應當可以瞭解,只要緊抓住本發明之 原理’本發明之監測裝置可以有許多替換的實施例。 本發明之監測裝置1較習知之監測裝置提供許多的 益處。監測裝置1包含了體積不大的元件,使得控制器模 組2及探針模組爲可攜式。又,本發明的所有元件皆爲小 尺寸以增添監測裝置1的小型化本質。 更且,熟習此技藝者應當可以瞭解,本發明之監測 裝置1設計成容易安裝及使用。此裝置以此一方式構成, 使其可以讓不熟習此技藝者以一電性上安全之方式簡單地 安裝並操作。 爲安裝監測裝置1,一不熟習此技藝者幾乎只要將 控制器模組2配置於一適當之位置,使其可以固定於靠近 流動樣品40之位置,並經由將纜線30之連接器28連接 至控制器模組之連接器26,以將探針模組3連接至控制器 模組2,並將探針模組3置放接觸於流動樣品40,如此使 得電極38完全沈浸於流動樣品4〇中。因爲監測裝置丨是 較佳的以電池供電,一旦電池被安裝,此裝置永遠是在啓 動狀態。 此裝置的整個安裝很簡單,且一操作者並不需要提 17 1223706 08689pifl.doc/012 修正日期:92年12月30曰 爲第90132744號說明書無劃線修正本 供任何額外的程式化、按壓按鍵、操作教學選單、校準、 接通輔助電源以操作本發明之監測裝置1。又,既然監測 裝置1是由電池供電,不熟習此技藝者並不需要經常開關 此裝置,此更增其操作與安裝之簡易性。 因爲其操作與安裝之簡易性,本發明大量簡化了以 人工監測工業製程之方式。此簡化提供一優於現有可得於 安裝與操作上較爲複雜且麻煩之監測裝置之優點。 在操作上,本發明之監測裝置1可以用於監測多種 工業製程。監測裝置1可用於監測之製程包括(但不限定 於此):腐蝕、電性導通、溫度、局部腐触現象、形成凹 坑傾向、以及其他衍生與混合之製程。較佳地,本發明之 監測裝置1用於監測發生於工業化製程中之腐蝕。更佳地, 本發明之監測裝置1用於監測冷卻水工業處理系統中之腐 蝕。 在本發明之另一實施例中,提供一測定腐蝕率的方 法。此方法包括:提供一例如爲監測裝置1之腐蝕監測裝 置之步驟,監測裝置1包括一控制器模組2 ;提供一探針 模組3之步驟,此探針模組3爲可操作地與控制器模組連 接;提供一電阻器模組36之步驟,此電阻器模組36可辨 識探針模組給控制器模組。 探針模組3置放於一流動樣品40中,如此使得電 極38完全沈浸於流動樣品40中。然後,於探針模組3中, 電阻器模組36以一經由控制器模組2之電流充電。基於 充電後之電阻器模組36的電阻値,控制器模組2可以測 18 1223706 08689pifl.doc/012 爲第90132744號說明書無劃線修正本 / 修正日期:92年12月3〇日 定辨識探針模組3。最後,在探針模組3被測定後,根據 技藝中已知之公式,控制器模組2可以測定腐蝕率。 在此方法之一較佳實施例中,本發明之監測裝置1 經由電源供應器14產生一電流,此電流經由電纜24連接 至電路板8,且被重新導至微控制器16與導體對20、22。 如此’電流經由導體對2〇被帶至電極探針38,以穿越樣 品溶液40產生一系列電流。 微控制器16可以根據電阻器模組36之電阻値或阻 抗値以測定探針電極38之冶金性質。一旦探針電極38被 辨識’可利用一廣爲人知的線性極化電阻公式來測定樣品 溶液40中電極之腐蝕率。 腐鈾金屬的線性極化電阻爲電極於腐蝕電位處,電 位比i:電:流密度之斜率,且其與腐蝕電流或腐蝕率成反 比。使用一簡單的係數,可藉由線性極化電阻之一量測値 計算出腐蝕率。 又’溶液電阻一亦即電極38間之樣品40之電阻一 也必須計算在內。經常地,其爲量測到之全部電阻値很重 女的 〇卩份’而且其必須減去以得到相對於腐触率線性極 化電阻之正確値。溶液電阻獨立於冶金性質之外,且隨著 樣品溶液之組成與溫度而變化。 更定量而言’一水樣品中之電極的等效電路爲一並 聯之電阻與電容。此電阻爲極化電阻Rp,而電容Cp則根 據稱之爲雙層(double layer)之金屬流體介面(metal-fluid interface)的性質而來。 19 1223706 08689pifl.doc/012 爲第90132744號說明書無劃線修正本
修正日期:92年12月30日 舉例而言,一對探針電極38可由串連至樣品溶液40 之溶液電阻Rs的兩個電熱元件RpCp表示。因此,全部 的直流電電阻Rtot可以方程式Rt〇t=RS+2Rp來表示。 本發明之監測裝置1接著直接測定兩電阻値,這些 電阻値爲Rt〇t及Rs,而Rp則由兩者之差値求得。腐蝕率 由方程式mpy=k/Rp計算得到,其中mpy之單位爲哩/年, k則爲探針電極38特有的比例常數。 爲了求得Rt〇t及Rs,以反轉之方式將探針電極38 插入一運算放大器的回饋回路中。其中一探針電極38維 持於電源供應器14的接地電位,另一探針電極38則受運 算放大器輸出電壓之驅動,使得電流被迫使從兩探針電極 爲相同程度大小,至穩定的射入計算放大器之輸入節點。 知道輸入電流i及輸出電壓v ,就可以R=v/i求得電阻。 因此,爲測定腐蝕率,將一直流電流id。射入探針 電極38以測定全電阻Rt〇t。當兩探針電極充電,輸出電壓 達到Rt〇t X ide之値。更佳地,爲了防止極化探針電極38, 將電壓之變化維持在25mV之範圍內,且兩極皆使用此步 驟。 然後將一小測試電流送至探針電極38以估算RtQt, 其結果電壓差以及阻抗受微控制器16的監控,依此結果, 可計算得到一 25mV電壓差的適當電流。 然後,將一零電流射入探針電極38以提供一 Vo之 電壓,接著射入一 id。之電流產生一大約+25mV(Vi)之電壓 差。在另一將一零電流射入探針電極38以提供一 V3之電 20 1223706 08689pifl.doc/012 修正日期:92年12月30曰 爲第90132744號說明書無劃線修正本 壓的步驟後,射入一會產生大約_25mV(V2)之電壓差的電 流。在射入這一系列的電流,可使用方程式Rt〇t = (2Vi-Vo+V3-2V2)/4 idc及四個讀數以求得Rt〇t。 一相似之程序藉由加入一具有足夠電流震幅(iPk) 的1.3kHz方波產生一+/-40mV之電壓差,以測定RS。如 此做,使雙層電容強加一可忽略的阻抗,有效地使兩探針 電極38短路。如此,波峰至波峰的震幅電壓差變成Rs X iPk (因爲Rs=V/ ipk )。一旦求得Rs,其可以從Rt〇t與Rp內 消去,如此可求得腐蝕率。Rp以Rp = (Rt〇t-Rs)/2求得, 而腐蝕率=k/ Rp。 熟習此技藝者應當可以瞭解,本發明監測裝置1之 腐蝕計算功能包含多種操作。例如,監測裝置1 一開始採 用電源14之電池讀數,經由微控制器16開啓類比電源, 將探針電極連接至電路,再依上述進行腐蝕之量測。 因此,本發明之方法爲不熟習此技藝的人提供一量 測腐蝕率之簡化形式,因爲本方法對那些人而言,計算腐 蝕率並不需要額外的校正、程式化、以及監測進行中之步 驟。其只需要本方法中所使用的單一監測裝置就可以完成 全部的步驟。 在本發明又另一實施例中,提供一腐蝕監測系統。 此腐蝕監測系統包括:一控制器模組2 ; 一探針模組3, 此探針模組3具有至少一冶金探針電極38,此冶金探針電 極38爲可操作地與控制器模組2連接;以及一電阻器模 組,此電阻器模組具有一電阻値且爲可操作地與控制器模 21 1223706 〇8689pifl.doc/012 爲第90132744號說明書無劃線修正本
修正日期:92年12月30日 組2連接。其中,電阻値可以辨認探針電極38之冶金性 質給控制器模組2,如第1圖所示。 此裝置更包括一顯示裝置12,其爲可操作地與控制 器模組2連接。又,本系統之控制器模組2可以測定腐蝕 率並儲存腐蝕率資料。 本發明之系統提供工業製程消費者一種不貴、容易 安裝與操作、可攜帶且具有可與多種電腦化裝置連接,以 即時提供並儲存資料之能力的裝置。更且,因爲像本發明 之監測裝置1之系統’是由不貴的材料所製成且爲小尺寸, 整個系統一經使用就可處理掉且不需大量成本。習知之監 測裝置與系統無法提供此種用後即可拋棄之特彳生。 因此,本發明之裝置、方法、與系統提供一量測腐 餓率之簡化形式,其較現有可得之監測裝置更準確。更且, 本發明之裝置、方法、與系統確實提供一種小型化、可攜 式、電池供_、線上(on line)、用後即可抛棄及便宜,且 爲習知裝置無法達成之形式。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用 以限定本發明’任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精 神和範圍內’當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保 護車B 0虽視後附之申請專利朝圍所界定者爲準。 22
Claims (1)
1223706 修正日期:93年7月22日 8689pif3 爲第90132744號專利範圍無劃線修正本 拾、申請專利範圍· 1.一種腐蝕監測裝置,包括: 一'控制器t吴組; 一探針模組,該探針模組爲可操作地與該控制器模 組連通;以及 一電阻器模組,該電阻器模組爲可操作地與該控制 器模組連通; 其中,該電阻器模組包括至少二冶金探針電極; 其中,因爲該電阻器模組包括一電阻値,該電阻値 辨識該探針電極之冶金形式給該控制器模組,而使該電阻 器模組可以辨識該探針模組之形式給該控制器模組; 其中,該腐蝕監測裝置更包括一顯示裝置,該顯示 裝置爲可操作地與該控制器模組連通; 其中’該腐蝕監測裝置可以作動,此作動係不是一 定要有操作者提供任何額外程式化、按下按鍵、操作指令 選單、校正、或裝接外加電源。 2·如申請專利範圍第1項所述之腐蝕監測裝置,其中 口4腐触In:測裝置係爲可攜的。 3·如申請專利範圍第1項所述之腐蝕監測裝置,其中 該腐蝕監測裝置以電池充電。 4.如申請專利範圍第1項所述之腐蝕監測裝置,其中 該控制器模組更包括一微控制器,該微控制器可以決定腐 餓率。 5.如申請專利範圍第4項所述之Η蝕監測裝置,其中 23
1223706 該微控制器可以提供及儲存腐蝕率資料。 6. 如申請專利範圍第5項所述之腐蝕監測裝置,其中 該微控制器可以可操作地與桌上型電腦化裝置或可攜式電 腦化裝置連通。 7. —種腐蝕監測系統,包括·’ 一控制器模組; 一探針模組,該探針模組具有至少二冶金探針電 極,該些冶金探針電極爲可操作地與該控制器模組連通; 以及 一電阻器模組,該電阻器模組具有一電阻値且爲可 操作地與該控制器模組連通,其中,該電阻値辨認該探針 電極之冶金形式給控制器模組; 其中,該腐蝕監測系統更包括一顯示裝置,該顯示 裝置爲可操作地與該控制器模組連通; 其中,該腐蝕監測系統可以作動,此作動係不是一 定要有操作者提供任何額外程式化、按下按鍵、操作指令 選單、校正、或裝接外加電源。 8. 如申請專利範圍第7項所述之腐蝕監測系統,其中 該控制器模組可以決定腐蝕率並儲存腐蝕率資料。 9. 如申請專利範圍第7項所述之腐蝕監測系統,其中 該控制器模組可以可操作地與桌上型電腦化裝置或可攜式 電腦化裝置連通。 10. 如申請專利範圍第7項所述之腐蝕監測系統,其 中該腐蝕監測系統爲可攜式的。 24 1223706 8689pif3
曰
Π.如申請專利範圍第10項所述之腐蝕監測系統,其 中該腐蝕監測系統以電池充電。 12. —種決定腐蝕率的方法,包括下列之步驟: (a) 提供一腐蝕監測裝置,其中該腐蝕監測裝置包括= ⑴一控制器模組; (π)—探針模組,該探針模組具有至少二冶金 探針電極,該些冶金探針電極爲可操作地與該控制器模組 連通;以及 (m)—電阻器模組,該電阻器模組具有一電阻 値且爲可操作地與該控制器模組連通,其中,該電阻値辨 認該探針電極之冶金形式給控制器模組; (b) 將該探針模組置於一溶液中; (c) 經由該控制器模組以一電流對該電阻器模組充 電; (d) 該控制器模組依據充電後之該電阻器模組之電阻 値辨識該探針模組之形式;以及 (e) 在該探針模組被辨識後,該控制器模組決定腐蝕 率; 其中,該腐蝕監測裝置更包括一顯示裝置,該顯示 裝置爲可操作地與該控制器模組連通。 25
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