腐蚀速度测量仪的制作方法

本实用新型属于测量测试仪器，特别涉及一种腐蚀速度测量仪。

背景技术：

随着经济和工业化的发展，对金属材料的应用不断增长，从经济效益和社会效益方面考虑，迫切希望把金属腐蚀的破坏及损失降低到最低，使金属材料设备能够长期、安全的使用。目前，传统的监检测金属腐蚀的方法有挂片试验法、化学分析法、超声波法、电阻探针法、电化学方法等。之前的金属腐蚀监检测设备使用这些方法，有的检测周期长，有的测量精度低，有的不方便户外现场使用，都难以满足实际的应用需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种金属腐蚀测量仪，该仪器操作简单，测量速度快，测量数据精度高，成本低。

本实用新型的金属腐蚀测量仪，包括MCU主控单元、恒电位单元和三电极传感器，所述的三电极传感器的输出端联接至恒电位单元，恒电位单元的输出端分别联接至直流信号测量单元和交流信号测量单元，直流信号测量单元和交流信号测量单元的输出端均联接至MCU主控单元，MCU主控单元的输出端分别联接至直流施加单元和交流施加单元，MCU主控单元、直流施加单元和交流施加单元的输出端均联接至恒电位单元。

作为本实用新型的进一步改进，所述的MCU主控单元与USB通讯单元通讯联接。

作为本实用新型的进一步改进，所述直流施加单元包括数模转换器、差分放大器和运算放大器。数模转换器叠与比例放大器组成正负5V的直流电压输出，经过驱动器输出给恒电位单元。

作为本实用新型的进一步改进，所述交流施加单元包括DDS信号发生器和电压跟随器。DDS信号发生器受MCU控制，产生交流信号，经过电压跟随器输出给恒电位单元。

作为本实用新型的进一步改进，所述恒电位单元包括：比例放大器、电压跟随器、电流/电压转换器。比例放大器和电压跟随器组成恒电位基本电路，直流施加单元的直流信号和交流施加单元的交流信号通过比例放大器接入恒电位电路的比例放大器反向输入端，比例放大器的输出端接入三电极中的辅助电极，电压跟随器的正向输入端接入三电极中参比电极，电流/电压转换器由运算放大器和数字模拟开关组成，三电极中的研究电极接入运算放大器的反相输入端，经过采样电阻和数字模拟开关输出直流或者交流电压信号。

作为本实用新型的进一步改进，所述直流信号测量单元和交流信号测量单元均包括仪表放大器和模数转换器。经过电流/电压转换器输出的直流信号接入仪表放大器，仪表放大器的输出端接入模数转换器，经过模数转换器后将数字信号发送给MCU主控单元。

作为本实用新型的进一步改进，所述三电极传感器为三个金属电极环。作为测量传感器。

本实用新型的腐蚀速度测量仪，采用了线性极化和弱极化腐蚀速率测量技术，配有交流阻抗测量模式。运用交流阻抗技术，对腐蚀体系施加高频正弦信号，高频信号可穿过金属和腐蚀介质之间所形成的电化学双电层电容，使得施加的高频信号全部作用在介质电阻上，由此可准确的测得腐蚀体系的介质电阻Rs。从线性极化所测得的极化电阻中减掉介质电阻得到实际的极化电阻值，从而准确的获得腐蚀速率。其主要优点是：具有易于携带、操作简便、快速测量、显示结果直观准确等特点，既可以进行手动测量、又可以定时自动测量；本仪器还具有时间、日期设置功能，可将每次实验的时间、日期存储记录，同时为用户提供较大的数据存储空间；最终测试结果被传输到计算机进行处理和显示。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2直流信号施加单元电路图；

图3交流信号施加单元电路图；

图4恒电位单元电路图；

图5为直流信号测量单元电路图；

图6为交流信号测量单元电路图；

图7为通讯单元电路图；

图8三电极探头结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型是一种快速腐蚀速度测量仪，包括直流施加单元、交流施加单元、恒电位单元、直流信号测量单元、交流信号测量单元、USB通讯单元、MCU主控单元。所述的三电极传感器的输出端联接至恒电位单元，恒电位单元的输出端分别联接至直流信号测量单元和交流信号测量单元，直流信号测量单元和交流信号测量单元的输出端均联接至MCU主控单元，MCU主控单元的输出端分别联接至直流施加单元和交流施加单元，MCU主控单元、直流施加单元和交流施加单元的输出端均联接至恒电位单元。所述的MCU主控单元与USB通讯单元通讯联接。

如图2所示，直流施加单元主要有U3(DAC)模数转换器、U4差分放大器、U5运算放大器组成。U3(DAC)模数转换器和U4差分放大器组成正负5V的直流信号输出器，直流信号输出器的5、6、7脚接入MCU主控制器，根据MCU的控制输出相应数值，U4-6脚接U5运算放大器的3脚，U5起到电压跟随器的作用，提高输入阻抗和输出驱动能力，U5的6脚接入恒电位单元中的R11。

如图3所示，交流施加单元主要由X1晶振芯片、U1 DDS信号发生器、U2A电压跟随器组成。X1晶振输出25MHZ的脉冲信号给U1 DDS信号发生器的5脚，U1的6、7、8脚接入MCU主控制器，根据MCU的控制输出固定频率的交流信号，U1的10脚接如U2A的3脚，U2A起到提高输入阻抗和输出驱动能力的作用。U2A的6脚接入恒电位单元中的R11。

如图4所示，恒电位单元由比例放大器U6、电压跟随器U7、电流/电压转换器(U9+U8+U10)及采样电阻(R3～R10)组成。直流和交流的信号发生单元输出的信号接入R11，从而接入比例放大器的U6。U7的3脚接三电极中的参比电极，U7的6脚接U6的2脚。U6的6脚接三电极中的辅助电极。电流/电压转换器由U9、U8、U10及R3～R10组成，U9的2脚接三电极中的研究电极，由研究电极输入的信号经过采样电阻R3～R10及模拟开关U8、U10获得不同采样电阻下的电压值，由U9的2脚和U8的3脚输出。

如图5所示，直流信号测量由U1仪表放大器的2、3脚获得恒电位单元输出的电压信号，经过放大后由6脚输出给ADC模数转换器，再由模数转换器将模拟信号转换为数字信号输出给MCU主控单元读取。

如图6所示，交流信号测量单元由U2仪表放大器的2、3脚获得恒电位单元输出的电压信号，经过放大后由6脚输出给ADC模数转换器，再由模数转换器将模拟信号转换为数字信号输出给MCU主控单元读取。

如图7所示，通讯单元由PL2303及周边器件组成。PL2303负责将MCU主控器的TTL串行通讯信号转换成USB信号。U3的1、5接MUC的串行输出口，配合周边元器件，由U3的15、16脚输出，经过R2、R3磁珠及L1、L2电感滤波输出给USB接口，再通过USB接口接入PC端。

如图8所示，三电极传感器的探头主体由尼龙材料组成。三电极的辅助电极1、参比电极2、研究电极3由均金属环构成，套置于金属载体4上。