專利名稱：金屬腐蝕速度測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種微機(jī)控制測(cè)量?jī)x。
目前，一些金屬材料在石油、化工、建筑等諸多領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，由于在比較惡劣的環(huán)境中使用，金屬材質(zhì)遭受腐蝕面性能降低，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生腐蝕穿孔和泄漏，當(dāng)前已有一種成熟的方法用于實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究，這種方法通常要使電極反應(yīng)進(jìn)入強(qiáng)極化區(qū)，求得陰陽(yáng)極Tafel斜率，若用這種方法測(cè)量金屬的腐蝕速度，會(huì)導(dǎo)致金屬電極表面狀態(tài)發(fā)生變化，很難求得真正的腐蝕電流，近年來(lái)，有采用極化電阻測(cè)量技術(shù)來(lái)測(cè)量腐蝕速度，是在線性極化區(qū)測(cè)出極化阻力Rp值，再估算出主要參數(shù)B值，然后根據(jù)公式Icorr=B/Rp求得腐蝕電流密度Icorr，Icorr及金屬材料的原子量，比重和電化學(xué)反應(yīng)中失去電子的數(shù)目等參數(shù)就可求得該金屬材料在其環(huán)境介質(zhì)中的年腐蝕深度或單位面積上的腐蝕失重率，但就B值而言，不同的腐蝕體系其數(shù)值變化很大，一般來(lái)說(shuō)，其變化范圍為8.7mV～52mV，而對(duì)B值的估算方法是取平均值或者是常見(jiàn)值17～20mV，這樣常常造成很大的理論誤差。
為解決以上測(cè)量方法的不足，本實(shí)用新型提供一種金屬腐蝕速度測(cè)量?jī)x，它利用所謂的弱極化方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)主要參數(shù)B值的測(cè)量，達(dá)到了對(duì)腐蝕速度測(cè)量的目的。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是這樣實(shí)現(xiàn)的該測(cè)量?jī)x其結(jié)構(gòu)由單片機(jī)、恒電位控制電路及測(cè)試探頭三部分組成，其中單片機(jī)CPU為80C31，輸出聯(lián)接模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，由電壓放大器輸入，電壓放大器前面聯(lián)接電流/電壓轉(zhuǎn)換，電流/電壓轉(zhuǎn)換以測(cè)試探頭的輔助電極為輸入端，CPU另一路與邏輯控制電路聯(lián)接，邏輯控制電路經(jīng)給定電位，恒電位控制與電壓跟隨器相接，電壓跟隨器以測(cè)試探頭的參比電極RE為輸入端，(如

圖1所示)，邏輯控制電路同時(shí)與采樣/保持電路相接，采樣/保持電路與電壓跟隨器，恒電位控制相接，單片機(jī)輔助電路為存貯器，外部設(shè)備分別與CPU相連，恒電位控制電路是由采樣保持器，放大器及測(cè)試探頭組成，測(cè)試探頭的參比電極RE經(jīng)電壓跟隨器A2和放大器A3輸出聯(lián)接采樣保持器LF398輸入端，CF398輸出經(jīng)主放大器A1與測(cè)試探頭輔助電極CE相接，研究電極WE接地，放大器A4的輸出端經(jīng)電阻R7與LF398經(jīng)R6同時(shí)輸入到A1放大器的負(fù)輸入端，A1的正輸入端經(jīng)R2與接地，A4的正輸入端為a(V1+)、b(V1-)、c(V2+)、d(V2-)經(jīng)開(kāi)關(guān)K2分別給定，主放大器A1輸出端與A5同相輸入端相連，A5的反向輸入端和輸出端之間聯(lián)接電流取樣電阻和量程選擇開(kāi)關(guān)。
恒電位電路之工作原理是見(jiàn)圖2，啟動(dòng)測(cè)量后，開(kāi)關(guān)K1的a、c閉合，主放大器A1自成閉環(huán)，由參比電極RE與研究電極WE取出自腐蝕電位，經(jīng)阻抗變換器A2及電壓放大器A3進(jìn)入采樣保持器LF398，此時(shí)LF398處于采樣跟隨狀態(tài)，輸出穩(wěn)定后時(shí)，使LF398處于保持狀態(tài)，即輸出電平保持在腐蝕電位上，然后開(kāi)關(guān)K2的a、e閉合，在A4輸入端上施加給定信號(hào)V1+，隨后將開(kāi)關(guān)K1的b、c閉合，形成負(fù)反饋回路，在RE與WE之間得到恒定的極化電位，此時(shí)對(duì)極化電流i進(jìn)行采樣，得到L+，并將其暫存在CPU的RAM中，如上，分別施加給定電位V1-、V2+和V2-，可得到L、Ia和Ic，根據(jù)已有基本公式由CPU進(jìn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
在本儀器的板上設(shè)有D1液晶顯示器，設(shè)有K1、K2、K3、K4、K5開(kāi)關(guān)，實(shí)行操作控制。
本實(shí)用新型之優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算，精度高，速度快，計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，工作穩(wěn)定可靠，是一種理想的測(cè)試金屬腐蝕速度的儀器。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)由如下實(shí)施例及附圖給出。
圖1為金屬腐蝕測(cè)量?jī)x總體方框圖；圖2為金屬腐蝕測(cè)量?jī)x恒電位控制電原理圖；圖3為金屬腐蝕測(cè)量?jī)x總體電原理圖；圖4為金屬腐蝕測(cè)量?jī)x控制面板結(jié)構(gòu)圖。
其總體電原理圖如圖3所示，其中CPU80C31地址總線分別與地址鎖存器74HC373、，程序存貯器27C64，數(shù)據(jù)存貯器62256相接，同時(shí)與硬件時(shí)鐘電路MC146818、模/數(shù)轉(zhuǎn)控器ICL7109，點(diǎn)陣式液晶顯示器EDM1602B相接，其電路工作通過(guò)極化電流自動(dòng)選擇量程開(kāi)關(guān)CD4051，通過(guò)時(shí)鐘電路可記錄測(cè)量開(kāi)始時(shí)的時(shí)間，并具有定時(shí)中斷功能，在定時(shí)時(shí)間到時(shí)向CPU發(fā)出中斷申請(qǐng)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)自動(dòng)測(cè)量，將測(cè)量結(jié)果送到打印機(jī)輸出，控制面板的結(jié)構(gòu)及用途是D1為2×16(行×列)點(diǎn)陣式液晶顯示器，它將為用戶提供各種提示性菜單，進(jìn)行各種運(yùn)行操作，顯示測(cè)試結(jié)構(gòu)；K1儀器電源開(kāi)關(guān)鍵，此開(kāi)關(guān)控制內(nèi)部電池電源，而內(nèi)部電源可進(jìn)行充電；K2菜單顯示鍵，可使菜單滾動(dòng)顯示；K3參數(shù)設(shè)置鍵；K4儀器復(fù)位鍵，即初始化；K5顯示器光標(biāo)移動(dòng)鍵。
權(quán)利要求1.一種金屬腐蝕速度測(cè)量?jī)x，其特征是本測(cè)量?jī)x之結(jié)構(gòu)由單片機(jī)，恒電位控制電路及測(cè)試探頭三部分組成，其中單片機(jī)CPU為80C31，輸出聯(lián)接模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，由電壓放大器輸入，電壓放大器前面聯(lián)接電流/電壓轉(zhuǎn)換，電流/電壓轉(zhuǎn)換以測(cè)試探頭的輔助電極為輸入端，CPU另一路與邏輯控制電路聯(lián)接，邏輯控制電路經(jīng)給定電位，恒電位控制與電壓跟隨器相接，電壓跟隨器以測(cè)試探頭的參比電極RE為輸入端，邏輯控制電路同時(shí)與采樣/保持電路相接，采樣/保持電路與電壓跟隨器，恒電位控制器相接，單片機(jī)輔助電路為存貯器，外部設(shè)備分別與CPU相連。
2.按權(quán)利要求1所述之測(cè)量?jī)x，其特征是恒電位控制電路是由采樣保持器，放大器及測(cè)試探頭組成，測(cè)試探頭的參比電極RE經(jīng)電壓跟隨器A2和放大器A3輸出聯(lián)接采樣保持器LF398輸入端，LF398輸出經(jīng)放大器A1與測(cè)試探頭輔助電極CE相接，研究電極WE接地，放大器A4的輸出端經(jīng)電阻R7與LF398經(jīng)R6同時(shí)輸入到A1放大器的負(fù)輸入端，A1的正輸入端經(jīng)R2接地，A4的正輸入端為a(V1+)、b(V1-)、c(V2+)、d(V2-)經(jīng)開(kāi)關(guān)K2分別給定，主放大器A1輸出端與A5同相輸入端相連，A5的反向輸入端和輸出端之間聯(lián)接電流取樣電阻和量程選擇開(kāi)關(guān)。
專利摘要一種金屬腐蝕速度測(cè)量?jī)x，其電路結(jié)構(gòu)是由單片機(jī)，恒電位控制器及測(cè)試探頭三部分組成，單片機(jī)以80C31為CPU，恒電位控制電路分別與測(cè)量電極的參比電極，研究電極及輔助電極相接，測(cè)量信號(hào)通過(guò)放大器輸入給單片機(jī)的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬量變成數(shù)字量送入單片機(jī)數(shù)據(jù)處理，最后將數(shù)據(jù)由外設(shè)輸出，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算，速度快，精度高，計(jì)算準(zhǔn)確，工作穩(wěn)定可靠。
文檔編號(hào)G01N17/00GK2238433SQ95231058
公開(kāi)日1996年10月23日 申請(qǐng)日期1995年5月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月8日
發(fā)明者曹楚南, 鄭立群, 蒯曉明, 林海潮, 呂明, 杜鵑, 李瑛 , 宋光齡 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬腐蝕與防護(hù)研究所