一种腐蚀性探测电池的腐蚀电流实时检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种腐蚀性探测电池的腐蚀电流实时检测装置，包括锂电池组、12864液晶显示模块、前置放大器、后级放大器、AD转换器、单片机、量程控制模块、单片机和SD卡存储模块，腐蚀电流经前置前置放大器放大后信号再经后级放大器输出至A/D转换器转换成数字信号，数字信号输入到单片机处理，单片机输出到12864液晶显示模块显示，单片机通过串口与SD卡连接，量程控制模块输出到前置放大器，锂电池组为供电电池。量程控制模块自动调整监测电流量程，腐蚀电流准确检测并转换显示，而且进一步增加了实时保存腐蚀电流数据的功能，实现了工业上检测气体环境腐蚀强弱的自动化。
【专利说明】—种腐蚀性探测电池的腐蚀电流实时检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种微弱信号采集及检测技术，特别涉及一种腐蚀性探测电池的腐蚀电流实时检测装置。
【背景技术】
[0002]据统计，我国每年由于腐蚀导致的经济损失极为巨大，超过几千亿元。金属与大气环境发生化学或电化学反应而失效，不仅使工业设施及各种产品提前失效，增加维修成本，而且由于腐蚀产物的生成及各种次生事故，如2013年11月22日，位于山东省青岛的中石化股份有限公司东黄输油管道原油泄漏发生爆炸，其直接原因是由于输油管道与排水暗渠交汇处管道腐蚀减薄、管道破裂造成，直接经济损失7.5亿元，。由此可见，研究金属在气体环境等腐蚀介质中的实时检测对预防腐蚀有着极其重要的意义。
[0003]多孔薄板式气体腐蚀性探测电池能根据气体环境的腐蚀强弱转换成电流输出，该电流称为腐蚀电流，它能较准确反映所处环境的腐蚀强弱，因此需要检测腐蚀电流大小从而进一步研究环境腐蚀强弱。在实际工业应用中，需要长时间检测环境腐蚀强弱，现有的仪器需要人为读取记录腐蚀电流值，造成人力资源的浪费，提高了成本。
【发明内容】
[0004]本实用新型是针对检测技术自动化程度不高，成本高的问题，提出了一种腐蚀性探测电池的腐蚀电流实时检测装置，采用模拟电子技术及串口通信技术专门针对腐蚀电流的测量设计了一种腐蚀性探测电池的腐蚀电流实时检测装置，将多孔薄板式气体腐蚀性探测电池输出的腐蚀电流转换成数字信号显示并保存至SD卡中，它不仅降低了检测成本还提高了测量效率。
[0005]本实用新型的技术方案为:一种腐蚀性探测电池的腐蚀电流实时检测装置，包括锂电池组、12864液晶显示模块、前置放大器、后级放大器、AD转换器、单片机、量程控制模块、单片机和SD卡存储模块，腐蚀电流经前置前置放大器放大后信号再经后级放大器输出至A/D转换器转换成数字信号，数字信号输入到单片机处理，单片机输出到12864液晶显示模块显示，单片机通过串口与SD卡连接，量程控制模块输出到前置放大器，锂电池组为供电电池。
[0006]所述前置放大器和后级放大器均选用运放ICL7650，量程控制模块选用⑶4051芯片，量程控制模块芯片⑶4051的COM端和腐蚀电流经过限流电阻输入到前置放大器运放ICL7650输入端，前置放大器ICL7650输出端经过反馈电阻网络接量程控制模块芯片⑶4051输入输出端口，量程控制模块芯片⑶4051控制输入端接单片机。
[0007]本实用新型的有益效果在于:本实用新型腐蚀性探测电池的腐蚀电流实时检测装置，不仅能将多孔薄板式气体腐蚀性探测电池的腐蚀电流准确地转换显示，而且进一步增加了实时保存腐蚀电流数据的功能，实现了工业上检测气体环境腐蚀强弱的自动化。【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型腐蚀性探测电池的腐蚀电流实时检测装置内部结构示意图；
[0009]图2为本实用新型腐蚀性探测电池的腐蚀电流实时检测装置信号处理电路图。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示腐蚀性探测电池的腐蚀电流实时检测装置内部结构示意图，装置包括锂电池组、12864液晶显示模块、前置放大器、后级放大器、AD转换器、单片机、量程控制模块、单片机和SD卡存储模块。
[0011 ] 所述的可充电锂电池组与腐蚀电流检测电路板相连，给整个装置供电。所述的腐蚀电流检测电路板将电池组所供的电压转成正负5V及3.3V分别给电路板上电子元件、SD卡及12864模块供电，并且实现腐蚀电流的检测及与其他各个部分模块通信。所述的SD卡模块通过串口 UART与单片机通信，SD卡模块发送端连接到单片机35脚URXDl，接收端连接到单片机34脚UTXDl，实时保存数据。装置外壳为金属外壳，起到抗电磁干扰的作用。
[0012]前置放大器为低偏置电流前置放大，后级放大器为高速高精度后级放大，AD转换器为4位半模数转换。腐蚀电流经前置放大器放大后信号再经后级放大器输出至A/D转换器转换成数字信号，再通过单片机处理显示并保存到SD卡存储模块，量程控制模块输出到前置放大器，实现自动量程转换。可充电锂电池组为三洋18650锂离子电池组成5000mAH容量的锂电池组。所述的AD转换器为ICL7135模数转换芯片，将电压信号转换成数字信号输出；所述的单片机为MSP430F169单片机，处理数字信号显示并保存腐蚀电流数据，所述的SD卡存储模块为SDV600，实现实时保存腐蚀电流值。
[0013]如图2所示信号处理电路图。所述的前置放大器运放ICL7650，将电流信号转换为电压信号并放大I万?I千万倍；所述的后级放大器也选用运放ICL7650，将前置放大器放大的电压信号再反相放大10倍；所述的量程控制模块为电子模拟芯片CD4051电子模拟开关与反馈电阻网络组成的模块，实现自动量程转换。
[0014]给多孔薄板式气体腐蚀性探测电池一端通过0.2V电压产生腐蚀电流，多孔薄板式气体腐蚀性探测电池另一端连接至信号输入IN端，将腐蚀电流传输给腐蚀电流检测部分进行检测。该腐蚀电流由IN端进入前置放大部分ICL7650运放第4脚，经前置ICL7650第10脚输出至后级放大部分ICL7650第4脚，经反相放大后信号经后级ICL7650第10脚out端输出至A/D转换器ICL7135。前置放大器所用的反馈电容C12为0.1uF聚丙乙烯电容，分别与IN端与10脚相连，反馈电阻网络电阻值分别为IOkQ，IOOkQ, IM Ω，IOM Ω大小的电阻，分别与⑶4051芯片12、15、14、13相连。R22为输入端限流电阻，大小为IOkQ。后级放大器所用的反馈电容CS为22uF钽电容，分别与后级运放4脚与10脚相连。
[0015]量程控制模块是通过单片机控制⑶4051的A，B, C端口来选择其中一路反馈电阻导通的，量程控制模块的输入端和前置放大器输入端是在一起的。⑶4051C0M 口为公共端口，四路反馈电阻网络工作时只有一路导通，当选择一路导通时(如COM 口与13脚导通)，其他是路断开的。
[0016]本实用新型的一种腐蚀性探测电池的腐蚀电流实时检测装置，由可充电锂电池组5供电，输出电压为9V?12.6V，该电池容量5Ah，能提供装置2?3天的工作时间，添加了SD卡存储模块，不仅实现了腐蚀电流实时检测，还实现了腐蚀电流检测装置的便携式。
【权利要求】
1.一种腐蚀性探测电池的腐蚀电流实时检测装置，其特征在于，包括锂电池组、12864液晶显示模块、前置放大器、后级放大器、AD转换器、单片机、量程控制模块、单片机和SD卡存储模块，腐蚀电流经前置前置放大器放大后信号再经后级放大器输出至A/D转换器转换成数字信号，数字信号输入到单片机处理，单片机输出到12864液晶显示模块显示，单片机通过串口与SD卡连接，量程控制模块输出到前置放大器，锂电池组为供电电池。
2.根据权利要求1所述腐蚀性探测电池的腐蚀电流实时检测装置，其特征在于，所述前置放大器和后级放大器均选用运放ICL7650，量程控制模块选用⑶4051芯片，量程控制模块芯片⑶4051的COM端和腐蚀电流经过限流电阻输入到前置放大器运放ICL7650输入端，前置放大器ICL7650输出端经过反馈电阻网络接量程控制模块芯片⑶4051输入输出端口，量程控制模块芯片⑶4051控制输入端接单片机。
【文档编号】G01R19/25GK203786199SQ201420157454
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2014年4月3日
【发明者】施晔卿, 穆平安, 戴曙光, 许天明, 刘孝冬 申请人:上海理工大学