专利名称：典型阳极极化曲线测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于教学中的测试装置，具体的说，是涉及一种阳极极化曲线测试装置。
背景技术：
腐蚀是金属材料在腐蚀介质中发生的化学和电化学作用，是引起材料失效的重要原因之一。在众多防腐方法中，阳极保护是材料防腐中重要的方法之一。研究金属的阳极保护，最常用的方法是通过电化学的方法，测量金属在腐蚀介质中的阳极极化曲线。通过阳极极化曲线，可以得到实施阳极保护时所需要的重要参数，也可以研究电极反应机理及影响电极过程的各种因素。阳极极化曲线在金属腐蚀教学中，具有非常重要的地位。阳极极化曲线研究金属在腐蚀介质中阳极溶解的过程，但典型的阳极极化曲线的测试，却由于具有一定难度而在课堂教学中往往难以实现。其原因在于现有测试阳极极化曲线的方法为电化学工作站法，这种方法虽然方便，但是仪器设备昂贵，不能实现教学上的普及。
发明内容为了解决背景技术中指出的现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种典型阳极极化曲线测试仪，该种典型阳极极化曲线测试仪采用恒电位法利用现有的阳极极化曲线显示器可以迅速、准确的测试出金属在腐蚀介质中的阳极极化曲线并加以显示，测试金属在腐蚀介质中的阳极极化曲线，具有高度的可重复性，完全能够满足各大中专院校的教学实验要求。本实用新型的技术方案是该种典型阳极极化曲线测试仪，主体为一台具有曲线显示屏、数字输入键盘区以及内置单片机控制单元的阳极极化曲线显示器，此外，所述极化曲线测试仪还包括一套由工作电极、参比电极和辅助电极构成的电极系，以及与此电极系配合使用的盛装有腐蚀介质的电解池。此外，所述阳极极化曲线测试仪还包括一台电位可调的恒电位仪以及第一、第二运算放大器，所述恒电位仪以及第一、第二运算放大器均置于所述阳极极化曲线显示器的壳体内，用于调节所述恒电位仪电位的电位调整开关固定于所述阳极极化曲线显示器的面板上，其中，第一运算放大器的输出端作为与所述辅助电极的连接端，第二运算放大器的负输入端作为与工作电极的连接端，第二运算放大器的负输入端与输出端之间串联接有反馈电阻，所述恒电位仪为第一、第二运算放大器提供恒定的工作电压；所述工作电极、参比电极和辅助电极分别经导线连接至前述对应连接端。具体实施时，所述工作电极、参比电极和辅助电极优选方式均为圆柱形；上述电极除圆柱底面外，其余位置均用树脂密封；上述电极的工作平面处于同一水平面上。本实用新型具有如下有益效果本种典型阳极极化曲线测试仪利用了现有的阳极极化曲线显示器，通过内置的恒电位装置将一恒定的电位加于腐蚀电极与辅助电极之间， 并保持该电位不变，通过电流测试电路测试阳极极化电流值，最后通过数字键盘将实验数据输入阳极极化曲线显示器中，之后就可以自动生成金属在腐蚀介质中的阳极极化曲线。利用本装置，可以迅速、准确的测试出金属在腐蚀介质中的阳极极化曲线并加以显示，具有高度的可重复性，并且生产成本低廉，完全能够满足各大中专院校的教学实验要求。
图1是本实用新型的主视图。图2是本实用新型所述电极系与电解池的结构示意图。图3是本实用新型内含的极化、测试电路原理图。图4是本实用新型所述电极系三电极的平面布局图。图5是应用本实用新型测得的金属电极在腐蚀介质中的阳极极化曲线图。图中1-数字输入键盘区，2-通断开关，3-测量选择开关，4-电位调整开关，5-过载指示灯，6-电流测量量程旋钮，7-数字面板表，8-信号线输入端，9-显示器开关，10-电源开关，11-曲线显示屏，12-电解质溶液，13-工作电极树脂密封层，14-参比电极树脂密封层，15-辅助电极树脂密封层，WE-工作电极，RE-参比电极，CE-辅助电极。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明由图1所示，该种典型阳极极化曲线测试仪，主体为一台具有曲线显示屏11、数字输入键盘区1以及内置单片机控制单元的阳极极化曲线显示器，此外，所述极化曲线测试仪还包括一套由工作电极WE、参比电极RE和辅助电极CE构成的电极系，以及与此电极系配合使用的盛装有腐蚀介质的电解池；此外，所述阳极极化曲线测试仪还包括一台电位可调的恒电位仪以及第一运算放大器Al、第二运算放大器A2，所述恒电位仪以及第一、第二运算放大器均置于所述阳极极化曲线显示器的壳体内，用于调节所述恒电位仪电位的电位调整开关4固定于所述阳极极化曲线显示器的面板上。其中，如图3所示，第一运算放大器 Al的输出端作为与所述辅助电极CE的连接端，第二运算放大器A2的负输入端作为与工作电极WE的连接端，第二运算放大器A2的负输入端与输出端之间串联接有反馈电阻Rf，所述恒电位仪为第一、第二运算放大器提供恒定的工作电压；所述工作电极WE、参比电极RE和辅助电极CE分别经导线连接至前述对应连接端。通过上述方案，工作电极使得在外加电位条件下，待测溶液能够发生电化学反应，从而测定该电极上产生的电流；辅助电极和工作电极组成一个导通回路；而参比电极作为工作电极和辅助电极的基准电极。反馈电阻主要将工作电极产生的电流转换成电压，以符合后端采集输入的要求。对于电解液的特殊腐蚀介质一般来说需要满足下面的条件溶液中需要存在的 H+、卤素离子以及某些具有氧化性的阴离子，对金属的钝化现象起着颇为显著的影响。在中性溶液中，金属一般比较容易钝化，而在酸性或者碱性溶液中，钝化则困难的多。卤素离子， 特别是氯离子的存在，则明显地阻碍了金属的钝化过程。溶液中存在的某些具有氧化性的阴离子，如NO” Cr02_4，则可以促进金属的钝化。此外，还应使得工作电极的材质及形状达到要求各种纯金属的钝化性能不尽相同，教学中常采用的工作电极材料为加入镍、铬的不锈钢，因为不锈钢在含有氧化性离子的腐蚀介质钝化现象明显，容易测试阳极极化曲线。具体实施时，需要注意所述工作电极WE、参比电极RE和辅助电极CE均为圆柱形；上述电极除圆柱底面外，其余位置均用树脂密封；上述电极的工作平面处于同一水平面上，其布局如图4所示。可选工作电极为直径4mm，工作电极与参比电极之间的距离为8mm 左右，工作电极与辅助电极之间的距离为40mm左右。图5是应用本实用新型测得的金属电极在腐蚀介质中的阳极极化曲线图，与通过电化学工作站法测得的典型阳极极化曲线十分接近，由此可以验证本实用新型的有效性。 本装置的工作过程为将各电极连接好后并置于电解池中，通过恒电位仪将一恒定的电位加于工作电极与辅助电极之间，并保持该电位不变，通过电流测试电路测试阳极极化电流值，最后通过数字键盘将实验数据输入阳极极化曲线显示器中，之后就可以自动生成金属在腐蚀介质中的阳极极化曲线。
权利要求1.一种典型阳极极化曲线测试仪，主体为一台具有曲线显示屏(11)、数字输入键盘区 (1)以及内置单片机控制单元的阳极极化曲线显示器，其特征在于所述极化曲线测试仪还包括一套由工作电极(WE)、参比电极(RE)和辅助电极(CE)构成的电极系，以及与此电极系配合使用的盛装有腐蚀介质的电解池；此外，所述阳极极化曲线测试仪还包括一台电位可调的恒电位仪以及第一、第二运算放大器(Al，A2)，所述恒电位仪以及第一、第二运算放大器均置于所述阳极极化曲线显示器的壳体内，用于调节所述恒电位仪电位的电位调整开关 (4)固定于所述阳极极化曲线显示器的面板上，其中，第一运算放大器(Al)的输出端作为与所述辅助电极(CE)的连接端，第二运算放大器(A2)的负输入端作为与工作电极(WE)的连接端，第二运算放大器(A2)的负输入端与输出端之间串联接有反馈电阻(Rf)，所述恒电位仪为第一、第二运算放大器(Al，A2)提供恒定的工作电压；所述工作电极(TO)、参比电极 (RE)和辅助电极(CE)分别经导线连接至前述对应连接端。
2.根据权利要求1所述的典型阳极极化曲线测试仪，其特征在于所述工作电极(WE)、 参比电极(RE)和辅助电极(CE)均为圆柱形；上述电极除圆柱底面外，其余位置均用树脂密封；上述电极的工作平面处于同一水平面上。
专利摘要一种典型阳极极化曲线测试仪。主要解决现有阳极极化曲线测试设备过于昂贵难以满足教学需要的问题。其特征在于所述极化曲线测试仪还包括一套电极系、电解池、恒电位仪以及第一、第二运算放大器，所述恒电位仪以及运算放大器均置于、阳极极化曲线显示器的壳体内，用于调节所述恒电位仪电位的电位调整开关固定于所述阳极极化曲线显示器的面板上，其中，第一运算放大器的输出端作为与所述辅助电极的连接端，第二运算放大器的负输入端作为与工作电极的连接端，第二运算放大器的负输入端与输出端之间串联接有反馈电阻。该测试仪可以迅速、准确的测试出阳极极化曲线并加以显示，具有高度的可重复性，完全能够满足各大中专院校的教学实验要求。
文档编号G09B23/24GK201974995SQ201120052660
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者丁俊杰, 方华, 李其, 程靖, 马春阳 申请人:东北石油大学