專利名稱：便攜式智能快速腐蝕測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測試材料的耐腐蝕性能和腐蝕速度及分析材料耐腐蝕性能的測量儀器。
極化電阻技術(shù)在腐蝕研究和工業(yè)生產(chǎn)中都有著廣泛的應(yīng)用，通過對(duì)金屬腐蝕體系的極化電阻的測量，可以定量地分析金屬材料在介質(zhì)中的腐蝕速度，監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕情況。通常在腐蝕電化學(xué)中流行采用方波電位法測量在自腐蝕電位附近的“線性極化電阻”作為極化電阻，用線性極化技術(shù)測量極化電阻不僅理論誤差大和實(shí)測中誤差受其它因素影響所造成的誤差增大，這使得線性極化電阻測量技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中受到很大限制。
為解決以上不足，本實(shí)用新型提供一種用于實(shí)施微分極化電阻測量方法的微分極化電阻測量儀，以單片機(jī)為核心，對(duì)電路及程序進(jìn)行優(yōu)化，使該儀器具有測量速度快、重量輕、體積小、易于攜帶、操作簡便。有效的解決了金屬材料的腐蝕速度和腐蝕電偶電流的測量。
本實(shí)用新型提供一種用于實(shí)施微分極化電阻測量方法的微分極化電阻測量儀，包括如下部分Ⅰ控制器；Ⅱ微處理器；Ⅲ多路開關(guān)和A／D轉(zhuǎn)換器，Ⅳ二路輸出模擬信號(hào)的D／A轉(zhuǎn)換器。其中微處理器將控制器部分所要輸出的模擬信號(hào)經(jīng)多路開關(guān)及A／D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采集，CH1通道采集的是經(jīng)電流／電壓轉(zhuǎn)換器后的電壓信號(hào)，當(dāng)儀器工作時(shí)，需要不斷采集此信號(hào)，以確定一比較合適的電流量程；CH2通道采集的是微分電流信號(hào)經(jīng)微處理器根據(jù)采集的微分電流大小，經(jīng)過一系列運(yùn)算最終顯示出結(jié)果；CH3通道采集的是電化學(xué)體系的自腐蝕電位，而后經(jīng)一路D／A輸出與采集的自腐蝕電位相等的模擬量給主放電路輸入端經(jīng)控制器加到電化學(xué)體系上?？刂破饔芍鞣糯笃?，電壓放大跟隨器電流／電壓轉(zhuǎn)換電路和濾波、微分電路組成，在

圖1中WE為研究電極與地相接，CE為輔助電極，經(jīng)開關(guān)K與主放大器相接，同時(shí)與電流／電轉(zhuǎn)換器相接，RE為參比電極，與主放電路及跟隨放大電路相接，使得控制器成為一具有電壓負(fù)反饋功能的恒電位系統(tǒng)，D／A轉(zhuǎn)換器另一路輸出的是小幅值的掃描電位信號(hào)，加到主放電路的輸入端經(jīng)恒電位電路控制研究電極的極化，當(dāng)研究電極極化時(shí)，電極的極化電流經(jīng)電流／電壓轉(zhuǎn)換器變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸出，經(jīng)二階有源濾波掉高頻噪聲成分。再經(jīng)微分器輸出微分電流給由微處理器控制的A／D轉(zhuǎn)換電路，微分電流信號(hào)的大小與掃描速度微分器的參數(shù)有關(guān)。
本實(shí)用新型之優(yōu)點(diǎn)是以單片機(jī)為核心、具有省電、實(shí)用、重量輕、體積小、易于攜帶、性能穩(wěn)定、可廣泛應(yīng)用于石油、化工、土壤等體系中腐蝕速度的測量，是一種多功能智能型腐蝕速度測量儀。
本實(shí)用新型的詳細(xì)結(jié)構(gòu)及工作原理由以下實(shí)施例及附圖給出。
圖1為便攜式智能快速腐蝕測量儀的整機(jī)方框圖；圖2為便攜式智能快速腐蝕測量儀的控制器電原理圖。
圖3、4為便攜式智能快速腐蝕測量儀的外形結(jié)構(gòu)圖。
下面分別就組成智能快速腐蝕測量儀各主要電路加以說明(1)控制器電路，其核心為恒電位電路，如圖2中表示，用以恒定參比電極(RE)到研究電極(WE)之間的電位，其中(WE)接地，本測試儀中恒電位電路采用反相放大恒電位原理，它是由主放大器(A)、電流－電壓轉(zhuǎn)換器(B)和差分放大器(D)構(gòu)成；濾波放大器(E)，為進(jìn)一步降低噪聲對(duì)微分的影響，在微分電路前增設(shè)一個(gè)濾波放大電路，它是一個(gè)由電阻電容，二個(gè)反相放大器串聯(lián)組成，其輸入端與恒電位的電流－電壓轉(zhuǎn)換器輸出相接，輸出端接微分電路(F)；微分電路它用于對(duì)電極的電流信號(hào)進(jìn)行微分處理，由運(yùn)算放大器及電阻、電容網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，而接在濾波放大電路的輸出端上，阻容網(wǎng)絡(luò)為了抑制腐蝕電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中高頻噪聲對(duì)微分電路的影響。
(2)微處理器(G)其輸入信號(hào)與A／D轉(zhuǎn)換器(j)相接，前面與多路開關(guān)(i)要相接，多路開關(guān)之一端由電流電壓轉(zhuǎn)換器(B)和差分放大器(D)輸出；一路由電壓放大跟隨器(C)輸出；另一路由微分電路(F)輸出。微處理器(G)又將測得信號(hào)變成模擬量由D／A1(K)和D／A2(L)輸出給主放大器(A)中的恒電位控制器，微處理器最后將結(jié)果由外部接口，顯示器和打印機(jī)M輸出。
本實(shí)用新型測量儀部件組裝的外觀結(jié)構(gòu)由圖3、4所示。
在圖3、4中，(1)恒電位電路準(zhǔn)備，工作選擇開關(guān)；(2)連續(xù)觸發(fā)選擇開關(guān)；(3)線性極化指揮信號(hào)啟動(dòng)開關(guān)；(4)線性極化掃描信號(hào)指速選擇開關(guān)；(5)線性極化掃描信號(hào)幅值選擇開關(guān)；(6)電源指示燈；(7)過補(bǔ)償指示調(diào)零；(8)電源開關(guān)；(9)測量電位、電流、微分電流選擇開關(guān)；(10)電流量程選擇開關(guān)；(11)顯示器；(12)恒電位電路調(diào)零；(13)微分輸出調(diào)零；(14)恒電位電路電流－電壓轉(zhuǎn)換調(diào)零；(15)熔斷器；(16)電源插頭；(17)外接研究電極WE，輔助電CE，參比電極RE插頭。
采用本測量儀所提供的對(duì)微分極化電阻測量時(shí)，先啟動(dòng)開關(guān)(1)使恒電位電路工作狀態(tài)，再使開關(guān)(12)處于采樣位置，并使開關(guān)(9)處于測量微分電流位置，最后按觸發(fā)開關(guān)(3)，于是極化信號(hào)通過恒電位電路施加到研究電極WE上，流過研究電極WE的電流經(jīng)濾波放大，經(jīng)微分、多路開關(guān)、A／D轉(zhuǎn)換器到微處理器，最后由外部接口顯示器或打印機(jī)將測試數(shù)據(jù)輸出。
權(quán)利要求1.一種便攜式智能快速腐蝕測量儀，由Ⅰ控制器、Ⅱ微處理器Ⅲ多路開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換器、Ⅳ微處理器輸出二路D/A轉(zhuǎn)換器組成，其特征是控制器將電流-電壓轉(zhuǎn)換信號(hào)CH1路，電壓放大跟隨信號(hào)CH3和微分輸出信號(hào)CH2皆連接多路開關(guān)(1)輸入端，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器(j)輸入微處理器(G)；微處理器(G)同時(shí)輸出經(jīng)二路D/A轉(zhuǎn)換器(K)(L)輸入到控制器。
2.按權(quán)利要求1所述之便攜式智能快速腐蝕測量儀，其特征在于控制器I由過載指示器(N)，電流－電壓轉(zhuǎn)換器(B)和差分放大器(D)、電壓放大跟隨器(C)、濾波放大器(E)和微分電路(F)構(gòu)成，其一端與電壓放大跟隨器相接；一端與電流－電壓轉(zhuǎn)換器(B)和差分放大器(D)相接；另一端與過載顯示器(N)相接。
3.按權(quán)利要求1、2所述之便攜式智能快速腐蝕測量儀，其特征在于主放大器A之一端與電壓放大跟隨器(C)相接，同時(shí)與參比電極(RE)相接；一端與電流一電壓轉(zhuǎn)換器(B)和差分放大器(D)相接，同時(shí)與輔助電極(E)相接。
專利摘要本裝置為分析金屬材料的耐腐蝕性能和腐蝕速度的測量裝置，其結(jié)構(gòu)由控制器、微處理器及輸入輸出接口的D/A轉(zhuǎn)換器組成，其控制器由電壓放大跟隨器，過載顯示器、電流—電壓轉(zhuǎn)換器及濾波放大器和微分電路組成，通過探頭上的電極、研究電極，參比電極和輔助電極的采樣測試信號(hào)送入微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后由外設(shè)輸入測試結(jié)果，優(yōu)點(diǎn)以單片機(jī)為核心、省電、實(shí)用、重量輕、體積小、可廣泛用于石油、化工、土壤等體系中測量。
文檔編號(hào)G01N27/416GK2108922SQ91222159
公開日1992年7月1日 申請(qǐng)日期1991年9月11日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月11日
發(fā)明者蒯曉明, 曹楚南, 林海潮, 鄭立群, 呂明 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院金屬腐蝕與防護(hù)研究所