多功能镀锡板表面特性测试装置及其使用方法
【专利摘要】本发明涉及镀锡板的镀层测试，具体为一种多功能镀锡板表面特性测试装置；它包括一个PC机、多路恒流电源模块、一个PLC、所述多路恒流电源模块为高精度程控恒电流直流电源模块，还包括控制测量电路，所述控制测量电路包括精密取样电阻、第一仪表放大器、第二仪表放大器、第三仪表放大器、场效应管、A/D转换器、D/A转换器。本发明采用上述设计，通过高精度程控恒电流直流电源模块控制电流误差及测量时间终点计算公式，综合提高镀锡板各试样的测试精度。
【专利说明】多功能镀锡板表面特性测试装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及镀锡板的镀层测试，尤其涉及镀锡板镀层质量测量系统。
【背景技术】
[0002]《GB/T 1838-2008电镀锡钢板镀锡量试验方法》、2010年新制订的国家标准《电镀锡板表面铬的试验方法》、《镀锡板指南》、《镀锡薄钢板和无锡薄钢板》及欧盟标准《EN10333-2005 “包装用钢与人和动物用食品和饮料接触的镀锡板”附录A》等文献分别给出应用电化学法测量镀锡板表面特性装置原理图。这些测量装置均为手动测量装置、操作复杂、装置可靠性较低，并且均为单方法单功能装置。
[0003]专利申请号为201110272495.X的申请公开了一种全自动测量的多功能测量仪器，其能够自动地对镀锡板的锡/合金锡、氧化膜、钝化膜样品进行测试，然而，该设备的各测量单元彼此独立，在仪器的使用，尤其是大批量、规模化测量、设备维护、等方面存在明显缺陷，同时，没有精确的测量时间控制、计算模块也是该装置的明显缺陷。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种可用于大批量、规模化测量的，能够精确控制测量时间的多功能镀锡板表面特性测试装置。
[0005]为了达到上述目的，本发明是这样实现的:
一种多功能镀锡板表面特性测试装置，它包括一个PC机、多路恒流电源模块、一个PLC、所述PC机和该PLC连接，并通过该PLC控制连接有:镀锡板表面镀锡量或合金锡量测量、钝化膜量、氧化膜量和镀层中铅测定所需要的样品处理液共四个自动测量子系统；所述PLC还连接有一个气路控制系统；所述镀锡板表面镀锡量或合金锡量测量、钝化膜量、氧化膜量和镀层中铅测定所需要的样品处理液测量子系统各自都包括:
电解槽，电解槽由左右两个子电解槽构成，槽内嵌套一个和待测镀锡板板面接触的密封圈，待测镀锡板下部设有定位杆；
两套电极，以插入电解槽的银电极或甘汞电极作为参比电极，为引入恒定电流而插入电解槽的碳电极；
一个化学槽，化学槽内储有电解剥离液，并通过蠕动泵连通电解槽；
所述镀层中铅测定所需要的样品处理液测量子系统还包括一个连接该子系统电解槽的样品收集器；
所述气路控制系统包括一个气动阀和一个用来封闭密封圈、待测镀锡板的封闭执行
杆；
所述多路恒流电源模块为高精度程控恒电流直流电源模块，还包括控制测量电路，所述控制测量电路包括精密取样电阻、第一仪表放大器、第二仪表放大器、第三仪表放大器、场效应管、A/D转换器、D/A转换器；场效应管与参比电极串联,第三仪表放大器的输出端、精密取样电阻分别与场效应管并联，第三仪表放大器的正输入端与第一仪表放大器的输出端连接，第三仪表放大器的负输入端与第二仪表放大器的输出端、A/D转换器的输出端并联，第二仪表放大器的正输入端、负输入端分别连接于精密取样电阻的两端，第一仪表放大器的正输入端与D/A转换器的输出端串联,第一仪表放大器的负输入端并联于第一仪表放大器的输出端；A/D转换器、D/A转换器的输出端分别与PC机的CPU连接；所述的控制测量电路的正极与碳电极连接，负极与参比电极连接。
[0006]一种用多功能镀锡板表面特性测试装置进行镀锡量测试的方法:
步骤1、对试样进行化学脱脂；
步骤2、镀锡量检测；
步骤2.1、将试样放入电解槽；
步骤2.2、测试仪关闭电解槽；
步骤2.3、测试仪将盐酸加入电解槽，直到加满，停止加液；
步骤2.4、在试样和两根参比电极同时加上预设的恒定电流；开始电解脱锡反应；
步骤2.5、对试样和两根测试电极的电压进行记录，并进行测量终点运算判断；直到反映试样脱锡完成的特征电位出现；
步骤2.6、特征电位出现后，停止测试，断开恒定电流，并打开反应槽，排空盐酸步骤2.7、根据电流值，特征电位出现的时间，试养和盐酸接触反应部分的面积等值计算出镀锡量。
[0007]所述的用多功能镀锡板表面特性测试装置进行镀锡量测试的方法；其特征是:还包括测量终点的计算方法:
首先对采集的数据进行算术平均滤波算法，并引入其公式为
【权利要求】
1.一种多功能镀锡板表面特性测试装置，它包括一个PC机、多路恒流电源模块、一个PLC、所述PC机和该PLC连接，并通过该PLC控制连接有:镀锡板表面镀锡量或合金锡量测量、钝化膜量、氧化膜量和镀层中铅测定所需要的样品处理液共四个自动测量子系统。
2.根据权利要求1所述的多功能镀锡板表面特性测试装置，其特征是:所述PLC还连接有一个气路控制系统。
3.根据权利要求1所述的多功能镀锡板表面特性测试装置，其特征是:所述镀锡板表面镀锡量或合金锡量测量、钝化膜量、氧化膜量和镀层中铅测定所需要的样品处理液测量子系统各自都包括: 电解槽，电解槽由左右两个子电解槽构成，槽内嵌套一个和待测镀锡板板面接触的密封圈，待测镀锡板下部设有定位杆； 两套电极，以插入电解槽的银电极或甘汞电极作为参比电极，为引入恒定电流而插入电解槽的碳电极； 一个化学槽，化学槽内储有电解剥离液，并通过蠕动泵连通电解槽。
4.根据权利要求1所述的多功能镀锡板表面特性测试装置，其特征是:所述镀层中铅测定所需要的样品处理液测量子系统还包括一个连接该子系统电解槽的样品收集器。
5.根据权利要求1所述的多功能镀锡板表面特性测试装置，其特征是:所述气路控制系统包括一个气动阀和一个用来封闭密封圈、待测镀锡板的封闭执行杆。
6.根据权利要求 1所述的多功能镀锡板表面特性测试装置，其特征是:所述多路恒流电源模块为高精度程控恒电流直流电源模块，还包括控制测量电路，所述控制测量电路包括精密取样电阻、第一仪表放大器、第二仪表放大器、第三仪表放大器、场效应管、A/D转换器、D/A转换器；场效应管与参比电极串联，第三仪表放大器的输出端、精密取样电阻分别与场效应管并联，第三仪表放大器的正输入端与第一仪表放大器的输出端连接，第三仪表放大器的负输入端与第二仪表放大器的输出端、A/D转换器的输出端并联,第二仪表放大器的正输入端、负输入端分别连接于精密取样电阻的两端，第一仪表放大器的正输入端与D/A转换器的输出端串联，第一仪表放大器的负输入端并联于第一仪表放大器的输出端；A/D转换器、D/A输出转换器的输出端分别于PC机的CPU连接；所述的控制测量电路的正极与碳电极连接，负极与参比电极连接。
7.一种用多功能镀锡板表面特性测试装置进行镀锡量测试的方法，其特征是:包括下述步骤， 步骤1、对试样进行化学脱脂； 步骤2、镀锡量检测； 步骤2.1、将试样放入电解槽； 步骤2.2、:测试仪关闭电解槽； 步骤2.3、测试仪将盐酸加入电解槽，直到加满，停止加液； 步骤2.4、在试样和两根参比电极同时加上预设的恒定电流；开始电解脱锡反应； 步骤2.5、对试样和两根测试电极的电压进行记录，并进行测量终点运算判断；直到反映试样脱锡完成的特征电位出现； 步骤2.6、特征电位出现后，停止测试，断开恒定电流，并打开反应槽，排空盐酸 步骤2.7、根据电流值，特征电位出现的时间，试养和盐酸接触反应部分的面积等值计算出镀锡量。
8.根据权利要求7所述的用多功能镀锡板表面特性测试装置进行镀锡量测试的方法；其特征是:还包括测量终点的计算方法: 首先对采集的数据进行算术平均滤波算法，并引入公式
【文档编号】G01N27/26GK104034760SQ201310069427
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年3月4日 优先权日:2013年3月4日
【发明者】阮军杰, 朱子平, 张晓超, 施振岩, 林毅 申请人:上海宝钢工业技术服务有限公司