專利名稱：典型陽(yáng)極極化曲線測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于教學(xué)中的測(cè)試裝置，具體的說(shuō)，是涉及一種陽(yáng)極極化曲線測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
腐蝕是金屬材料在腐蝕介質(zhì)中發(fā)生的化學(xué)和電化學(xué)作用，是引起材料失效的重要原因之一。在眾多防腐方法中，陽(yáng)極保護(hù)是材料防腐中重要的方法之一。研究金屬的陽(yáng)極保護(hù)，最常用的方法是通過(guò)電化學(xué)的方法，測(cè)量金屬在腐蝕介質(zhì)中的陽(yáng)極極化曲線。通過(guò)陽(yáng)極極化曲線，可以得到實(shí)施陽(yáng)極保護(hù)時(shí)所需要的重要參數(shù)，也可以研究電極反應(yīng)機(jī)理及影響電極過(guò)程的各種因素。陽(yáng)極極化曲線在金屬腐蝕教學(xué)中，具有非常重要的地位。陽(yáng)極極化曲線研究金屬在腐蝕介質(zhì)中陽(yáng)極溶解的過(guò)程，但典型的陽(yáng)極極化曲線的測(cè)試，卻由于具有一定難度而在課堂教學(xué)中往往難以實(shí)現(xiàn)。其原因在于現(xiàn)有測(cè)試陽(yáng)極極化曲線的方法為電化學(xué)工作站法，這種方法雖然方便，但是儀器設(shè)備昂貴，不能實(shí)現(xiàn)教學(xué)上的普及。
發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中指出的現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種典型陽(yáng)極極化曲線測(cè)試儀，該種典型陽(yáng)極極化曲線測(cè)試儀采用恒電位法利用現(xiàn)有的陽(yáng)極極化曲線顯示器可以迅速、準(zhǔn)確的測(cè)試出金屬在腐蝕介質(zhì)中的陽(yáng)極極化曲線并加以顯示，測(cè)試金屬在腐蝕介質(zhì)中的陽(yáng)極極化曲線，具有高度的可重復(fù)性，完全能夠滿足各大中專院校的教學(xué)實(shí)驗(yàn)要求。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該種典型陽(yáng)極極化曲線測(cè)試儀，主體為一臺(tái)具有曲線顯示屏、數(shù)字輸入鍵盤區(qū)以及內(nèi)置單片機(jī)控制單元的陽(yáng)極極化曲線顯示器，此外，所述極化曲線測(cè)試儀還包括一套由工作電極、參比電極和輔助電極構(gòu)成的電極系，以及與此電極系配合使用的盛裝有腐蝕介質(zhì)的電解池。此外，所述陽(yáng)極極化曲線測(cè)試儀還包括一臺(tái)電位可調(diào)的恒電位儀以及第一、第二運(yùn)算放大器，所述恒電位儀以及第一、第二運(yùn)算放大器均置于所述陽(yáng)極極化曲線顯示器的殼體內(nèi)，用于調(diào)節(jié)所述恒電位儀電位的電位調(diào)整開(kāi)關(guān)固定于所述陽(yáng)極極化曲線顯示器的面板上，其中，第一運(yùn)算放大器的輸出端作為與所述輔助電極的連接端，第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端作為與工作電極的連接端，第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與輸出端之間串聯(lián)接有反饋電阻，所述恒電位儀為第一、第二運(yùn)算放大器提供恒定的工作電壓；所述工作電極、參比電極和輔助電極分別經(jīng)導(dǎo)線連接至前述對(duì)應(yīng)連接端。具體實(shí)施時(shí)，所述工作電極、參比電極和輔助電極優(yōu)選方式均為圓柱形；上述電極除圓柱底面外，其余位置均用樹(shù)脂密封；上述電極的工作平面處于同一水平面上。本實(shí)用新型具有如下有益效果本種典型陽(yáng)極極化曲線測(cè)試儀利用了現(xiàn)有的陽(yáng)極極化曲線顯示器，通過(guò)內(nèi)置的恒電位裝置將一恒定的電位加于腐蝕電極與輔助電極之間， 并保持該電位不變，通過(guò)電流測(cè)試電路測(cè)試陽(yáng)極極化電流值，最后通過(guò)數(shù)字鍵盤將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入陽(yáng)極極化曲線顯示器中，之后就可以自動(dòng)生成金屬在腐蝕介質(zhì)中的陽(yáng)極極化曲線。利用本裝置，可以迅速、準(zhǔn)確的測(cè)試出金屬在腐蝕介質(zhì)中的陽(yáng)極極化曲線并加以顯示，具有高度的可重復(fù)性，并且生產(chǎn)成本低廉，完全能夠滿足各大中專院校的教學(xué)實(shí)驗(yàn)要求。

圖1是本實(shí)用新型的主視圖。圖2是本實(shí)用新型所述電極系與電解池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型內(nèi)含的極化、測(cè)試電路原理圖。圖4是本實(shí)用新型所述電極系三電極的平面布局圖。圖5是應(yīng)用本實(shí)用新型測(cè)得的金屬電極在腐蝕介質(zhì)中的陽(yáng)極極化曲線圖。圖中1-數(shù)字輸入鍵盤區(qū)，2-通斷開(kāi)關(guān)，3-測(cè)量選擇開(kāi)關(guān)，4-電位調(diào)整開(kāi)關(guān)，5-過(guò)載指示燈，6-電流測(cè)量量程旋鈕，7-數(shù)字面板表，8-信號(hào)線輸入端，9-顯示器開(kāi)關(guān)，10-電源開(kāi)關(guān)，11-曲線顯示屏，12-電解質(zhì)溶液，13-工作電極樹(shù)脂密封層，14-參比電極樹(shù)脂密封層，15-輔助電極樹(shù)脂密封層，WE-工作電極，RE-參比電極，CE-輔助電極。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明由圖1所示，該種典型陽(yáng)極極化曲線測(cè)試儀，主體為一臺(tái)具有曲線顯示屏11、數(shù)字輸入鍵盤區(qū)1以及內(nèi)置單片機(jī)控制單元的陽(yáng)極極化曲線顯示器，此外，所述極化曲線測(cè)試儀還包括一套由工作電極WE、參比電極RE和輔助電極CE構(gòu)成的電極系，以及與此電極系配合使用的盛裝有腐蝕介質(zhì)的電解池；此外，所述陽(yáng)極極化曲線測(cè)試儀還包括一臺(tái)電位可調(diào)的恒電位儀以及第一運(yùn)算放大器Al、第二運(yùn)算放大器A2，所述恒電位儀以及第一、第二運(yùn)算放大器均置于所述陽(yáng)極極化曲線顯示器的殼體內(nèi)，用于調(diào)節(jié)所述恒電位儀電位的電位調(diào)整開(kāi)關(guān)4固定于所述陽(yáng)極極化曲線顯示器的面板上。其中，如圖3所示，第一運(yùn)算放大器 Al的輸出端作為與所述輔助電極CE的連接端，第二運(yùn)算放大器A2的負(fù)輸入端作為與工作電極WE的連接端，第二運(yùn)算放大器A2的負(fù)輸入端與輸出端之間串聯(lián)接有反饋電阻Rf，所述恒電位儀為第一、第二運(yùn)算放大器提供恒定的工作電壓；所述工作電極WE、參比電極RE和輔助電極CE分別經(jīng)導(dǎo)線連接至前述對(duì)應(yīng)連接端。通過(guò)上述方案，工作電極使得在外加電位條件下，待測(cè)溶液能夠發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而測(cè)定該電極上產(chǎn)生的電流；輔助電極和工作電極組成一個(gè)導(dǎo)通回路；而參比電極作為工作電極和輔助電極的基準(zhǔn)電極。反饋電阻主要將工作電極產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)換成電壓，以符合后端采集輸入的要求。對(duì)于電解液的特殊腐蝕介質(zhì)一般來(lái)說(shuō)需要滿足下面的條件溶液中需要存在的 H+、鹵素離子以及某些具有氧化性的陰離子，對(duì)金屬的鈍化現(xiàn)象起著頗為顯著的影響。在中性溶液中，金屬一般比較容易鈍化，而在酸性或者堿性溶液中，鈍化則困難的多。鹵素離子， 特別是氯離子的存在，則明顯地阻礙了金屬的鈍化過(guò)程。溶液中存在的某些具有氧化性的陰離子，如NO” Cr02_4，則可以促進(jìn)金屬的鈍化。此外，還應(yīng)使得工作電極的材質(zhì)及形狀達(dá)到要求各種純金屬的鈍化性能不盡相同，教學(xué)中常采用的工作電極材料為加入鎳、鉻的不銹鋼，因?yàn)椴讳P鋼在含有氧化性離子的腐蝕介質(zhì)鈍化現(xiàn)象明顯，容易測(cè)試陽(yáng)極極化曲線。具體實(shí)施時(shí)，需要注意所述工作電極WE、參比電極RE和輔助電極CE均為圓柱形；上述電極除圓柱底面外，其余位置均用樹(shù)脂密封；上述電極的工作平面處于同一水平面上，其布局如圖4所示?？蛇x工作電極為直徑4mm，工作電極與參比電極之間的距離為8mm 左右，工作電極與輔助電極之間的距離為40mm左右。圖5是應(yīng)用本實(shí)用新型測(cè)得的金屬電極在腐蝕介質(zhì)中的陽(yáng)極極化曲線圖，與通過(guò)電化學(xué)工作站法測(cè)得的典型陽(yáng)極極化曲線十分接近，由此可以驗(yàn)證本實(shí)用新型的有效性。 本裝置的工作過(guò)程為將各電極連接好后并置于電解池中，通過(guò)恒電位儀將一恒定的電位加于工作電極與輔助電極之間，并保持該電位不變，通過(guò)電流測(cè)試電路測(cè)試陽(yáng)極極化電流值，最后通過(guò)數(shù)字鍵盤將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入陽(yáng)極極化曲線顯示器中，之后就可以自動(dòng)生成金屬在腐蝕介質(zhì)中的陽(yáng)極極化曲線。
權(quán)利要求1.一種典型陽(yáng)極極化曲線測(cè)試儀，主體為一臺(tái)具有曲線顯示屏(11)、數(shù)字輸入鍵盤區(qū) (1)以及內(nèi)置單片機(jī)控制單元的陽(yáng)極極化曲線顯示器，其特征在于所述極化曲線測(cè)試儀還包括一套由工作電極(WE)、參比電極(RE)和輔助電極(CE)構(gòu)成的電極系，以及與此電極系配合使用的盛裝有腐蝕介質(zhì)的電解池；此外，所述陽(yáng)極極化曲線測(cè)試儀還包括一臺(tái)電位可調(diào)的恒電位儀以及第一、第二運(yùn)算放大器(Al，A2)，所述恒電位儀以及第一、第二運(yùn)算放大器均置于所述陽(yáng)極極化曲線顯示器的殼體內(nèi)，用于調(diào)節(jié)所述恒電位儀電位的電位調(diào)整開(kāi)關(guān) (4)固定于所述陽(yáng)極極化曲線顯示器的面板上，其中，第一運(yùn)算放大器(Al)的輸出端作為與所述輔助電極(CE)的連接端，第二運(yùn)算放大器(A2)的負(fù)輸入端作為與工作電極(WE)的連接端，第二運(yùn)算放大器(A2)的負(fù)輸入端與輸出端之間串聯(lián)接有反饋電阻(Rf)，所述恒電位儀為第一、第二運(yùn)算放大器(Al，A2)提供恒定的工作電壓；所述工作電極(TO)、參比電極 (RE)和輔助電極(CE)分別經(jīng)導(dǎo)線連接至前述對(duì)應(yīng)連接端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的典型陽(yáng)極極化曲線測(cè)試儀，其特征在于所述工作電極(WE)、 參比電極(RE)和輔助電極(CE)均為圓柱形；上述電極除圓柱底面外，其余位置均用樹(shù)脂密封；上述電極的工作平面處于同一水平面上。
專利摘要一種典型陽(yáng)極極化曲線測(cè)試儀。主要解決現(xiàn)有陽(yáng)極極化曲線測(cè)試設(shè)備過(guò)于昂貴難以滿足教學(xué)需要的問(wèn)題。其特征在于所述極化曲線測(cè)試儀還包括一套電極系、電解池、恒電位儀以及第一、第二運(yùn)算放大器，所述恒電位儀以及運(yùn)算放大器均置于、陽(yáng)極極化曲線顯示器的殼體內(nèi)，用于調(diào)節(jié)所述恒電位儀電位的電位調(diào)整開(kāi)關(guān)固定于所述陽(yáng)極極化曲線顯示器的面板上，其中，第一運(yùn)算放大器的輸出端作為與所述輔助電極的連接端，第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端作為與工作電極的連接端，第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與輸出端之間串聯(lián)接有反饋電阻。該測(cè)試儀可以迅速、準(zhǔn)確的測(cè)試出陽(yáng)極極化曲線并加以顯示，具有高度的可重復(fù)性，完全能夠滿足各大中專院校的教學(xué)實(shí)驗(yàn)要求。
文檔編號(hào)G09B23/24GK201974995SQ201120052660
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者丁俊杰, 方華, 李其, 程靖, 馬春陽(yáng) 申請(qǐng)人:東北石油大學(xué)