专利名称：便携式智能快速腐蚀测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测试材料的耐腐蚀性能和腐蚀速度及分析材料耐腐蚀性能的测量仪器。
极化电阻技术在腐蚀研究和工业生产中都有着广泛的应用，通过对金属腐蚀体系的极化电阻的测量，可以定量地分析金属材料在介质中的腐蚀速度，监控工业生产设备的腐蚀情况。通常在腐蚀电化学中流行采用方波电位法测量在自腐蚀电位附近的“线性极化电阻”作为极化电阻，用线性极化技术测量极化电阻不仅理论误差大和实测中误差受其它因素影响所造成的误差增大，这使得线性极化电阻测量技术在实际应用中受到很大限制。
为解决以上不足，本实用新型提供一种用于实施微分极化电阻测量方法的微分极化电阻测量仪，以单片机为核心，对电路及程序进行优化，使该仪器具有测量速度快、重量轻、体积小、易于携带、操作简便。有效的解决了金属材料的腐蚀速度和腐蚀电偶电流的测量。
本实用新型提供一种用于实施微分极化电阻测量方法的微分极化电阻测量仪，包括如下部分Ⅰ控制器；Ⅱ微处理器；Ⅲ多路开关和A／D转换器，Ⅳ二路输出模拟信号的D／A转换器。其中微处理器将控制器部分所要输出的模拟信号经多路开关及A／D转换器进行采集，CH1通道采集的是经电流／电压转换器后的电压信号，当仪器工作时，需要不断采集此信号，以确定一比较合适的电流量程；CH2通道采集的是微分电流信号经微处理器根据采集的微分电流大小，经过一系列运算最终显示出结果；CH3通道采集的是电化学体系的自腐蚀电位，而后经一路D／A输出与采集的自腐蚀电位相等的模拟量给主放电路输入端经控制器加到电化学体系上。控制器由主放大器，电压放大跟随器电流／电压转换电路和滤波、微分电路组成，在
图1中WE为研究电极与地相接，CE为辅助电极，经开关K与主放大器相接，同时与电流／电转换器相接，RE为参比电极，与主放电路及跟随放大电路相接，使得控制器成为一具有电压负反馈功能的恒电位系统，D／A转换器另一路输出的是小幅值的扫描电位信号，加到主放电路的输入端经恒电位电路控制研究电极的极化，当研究电极极化时，电极的极化电流经电流／电压转换器变为电压信号输出，经二阶有源滤波掉高频噪声成分。再经微分器输出微分电流给由微处理器控制的A／D转换电路，微分电流信号的大小与扫描速度微分器的参数有关。
本实用新型之优点是以单片机为核心、具有省电、实用、重量轻、体积小、易于携带、性能稳定、可广泛应用于石油、化工、土壤等体系中腐蚀速度的测量，是一种多功能智能型腐蚀速度测量仪。
本实用新型的详细结构及工作原理由以下实施例及附图给出。
图1为便携式智能快速腐蚀测量仪的整机方框图；图2为便携式智能快速腐蚀测量仪的控制器电原理图。
图3、4为便携式智能快速腐蚀测量仪的外形结构图。
下面分别就组成智能快速腐蚀测量仪各主要电路加以说明(1)控制器电路，其核心为恒电位电路，如图2中表示，用以恒定参比电极(RE)到研究电极(WE)之间的电位，其中(WE)接地，本测试仪中恒电位电路采用反相放大恒电位原理，它是由主放大器(A)、电流－电压转换器(B)和差分放大器(D)构成；滤波放大器(E)，为进一步降低噪声对微分的影响，在微分电路前增设一个滤波放大电路，它是一个由电阻电容，二个反相放大器串联组成，其输入端与恒电位的电流－电压转换器输出相接，输出端接微分电路(F)；微分电路它用于对电极的电流信号进行微分处理，由运算放大器及电阻、电容网络构成，而接在滤波放大电路的输出端上，阻容网络为了抑制腐蚀电化学实验中高频噪声对微分电路的影响。
(2)微处理器(G)其输入信号与A／D转换器(j)相接，前面与多路开关(i)要相接，多路开关之一端由电流电压转换器(B)和差分放大器(D)输出；一路由电压放大跟随器(C)输出；另一路由微分电路(F)输出。微处理器(G)又将测得信号变成模拟量由D／A1(K)和D／A2(L)输出给主放大器(A)中的恒电位控制器，微处理器最后将结果由外部接口，显示器和打印机M输出。
本实用新型测量仪部件组装的外观结构由图3、4所示。
在图3、4中，(1)恒电位电路准备，工作选择开关；(2)连续触发选择开关；(3)线性极化指挥信号启动开关；(4)线性极化扫描信号指速选择开关；(5)线性极化扫描信号幅值选择开关；(6)电源指示灯；(7)过补偿指示调零；(8)电源开关；(9)测量电位、电流、微分电流选择开关；(10)电流量程选择开关；(11)显示器；(12)恒电位电路调零；(13)微分输出调零；(14)恒电位电路电流－电压转换调零；(15)熔断器；(16)电源插头；(17)外接研究电极WE，辅助电CE，参比电极RE插头。
采用本测量仪所提供的对微分极化电阻测量时，先启动开关(1)使恒电位电路工作状态，再使开关(12)处于采样位置，并使开关(9)处于测量微分电流位置，最后按触发开关(3)，于是极化信号通过恒电位电路施加到研究电极WE上，流过研究电极WE的电流经滤波放大，经微分、多路开关、A／D转换器到微处理器，最后由外部接口显示器或打印机将测试数据输出。
权利要求1.一种便携式智能快速腐蚀测量仪，由Ⅰ控制器、Ⅱ微处理器Ⅲ多路开关和A/D转换器、Ⅳ微处理器输出二路D/A转换器组成，其特征是控制器将电流-电压转换信号CH1路，电压放大跟随信号CH3和微分输出信号CH2皆连接多路开关(1)输入端，经A/D转换器(j)输入微处理器(G)；微处理器(G)同时输出经二路D/A转换器(K)(L)输入到控制器。
2.按权利要求1所述之便携式智能快速腐蚀测量仪，其特征在于控制器I由过载指示器(N)，电流－电压转换器(B)和差分放大器(D)、电压放大跟随器(C)、滤波放大器(E)和微分电路(F)构成，其一端与电压放大跟随器相接；一端与电流－电压转换器(B)和差分放大器(D)相接；另一端与过载显示器(N)相接。
3.按权利要求1、2所述之便携式智能快速腐蚀测量仪，其特征在于主放大器A之一端与电压放大跟随器(C)相接，同时与参比电极(RE)相接；一端与电流一电压转换器(B)和差分放大器(D)相接，同时与辅助电极(E)相接。
专利摘要本装置为分析金属材料的耐腐蚀性能和腐蚀速度的测量装置，其结构由控制器、微处理器及输入输出接口的D/A转换器组成，其控制器由电压放大跟随器，过载显示器、电流—电压转换器及滤波放大器和微分电路组成，通过探头上的电极、研究电极，参比电极和辅助电极的采样测试信号送入微处理器进行数据处理，最后由外设输入测试结果，优点以单片机为核心、省电、实用、重量轻、体积小、可广泛用于石油、化工、土壤等体系中测量。
文档编号G01N27/416GK2108922SQ91222159
公开日1992年7月1日 申请日期1991年9月11日 优先权日1991年9月11日
发明者蒯晓明, 曹楚南, 林海潮, 郑立群, 吕明 申请人:中国科学院金属腐蚀与防护研究所