本實(shí)用新型屬于測(cè)量測(cè)試儀器，特別涉及一種腐蝕速度測(cè)量?jī)x。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)和工業(yè)化的發(fā)展，對(duì)金屬材料的應(yīng)用不斷增長(zhǎng)，從經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益方面考慮，迫切希望把金屬腐蝕的破壞及損失降低到最低，使金屬材料設(shè)備能夠長(zhǎng)期、安全的使用。目前，傳統(tǒng)的監(jiān)檢測(cè)金屬腐蝕的方法有掛片試驗(yàn)法、化學(xué)分析法、超聲波法、電阻探針法、電化學(xué)方法等。之前的金屬腐蝕監(jiān)檢測(cè)設(shè)備使用這些方法，有的檢測(cè)周期長(zhǎng)，有的測(cè)量精度低，有的不方便戶外現(xiàn)場(chǎng)使用，都難以滿足實(shí)際的應(yīng)用需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種金屬腐蝕測(cè)量?jī)x，該儀器操作簡(jiǎn)單，測(cè)量速度快，測(cè)量數(shù)據(jù)精度高，成本低。

本實(shí)用新型的金屬腐蝕測(cè)量?jī)x，包括MCU主控單元、恒電位單元和三電極傳感器，所述的三電極傳感器的輸出端聯(lián)接至恒電位單元，恒電位單元的輸出端分別聯(lián)接至直流信號(hào)測(cè)量單元和交流信號(hào)測(cè)量單元，直流信號(hào)測(cè)量單元和交流信號(hào)測(cè)量單元的輸出端均聯(lián)接至MCU主控單元，MCU主控單元的輸出端分別聯(lián)接至直流施加單元和交流施加單元，MCU主控單元、直流施加單元和交流施加單元的輸出端均聯(lián)接至恒電位單元。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的MCU主控單元與USB通訊單元通訊聯(lián)接。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述直流施加單元包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、差分放大器和運(yùn)算放大器。數(shù)模轉(zhuǎn)換器疊與比例放大器組成正負(fù)5V的直流電壓輸出，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器輸出給恒電位單元。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述交流施加單元包括DDS信號(hào)發(fā)生器和電壓跟隨器。DDS信號(hào)發(fā)生器受MCU控制，產(chǎn)生交流信號(hào)，經(jīng)過電壓跟隨器輸出給恒電位單元。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述恒電位單元包括：比例放大器、電壓跟隨器、電流/電壓轉(zhuǎn)換器。比例放大器和電壓跟隨器組成恒電位基本電路，直流施加單元的直流信號(hào)和交流施加單元的交流信號(hào)通過比例放大器接入恒電位電路的比例放大器反向輸入端，比例放大器的輸出端接入三電極中的輔助電極，電壓跟隨器的正向輸入端接入三電極中參比電極，電流/電壓轉(zhuǎn)換器由運(yùn)算放大器和數(shù)字模擬開關(guān)組成，三電極中的研究電極接入運(yùn)算放大器的反相輸入端，經(jīng)過采樣電阻和數(shù)字模擬開關(guān)輸出直流或者交流電壓信號(hào)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述直流信號(hào)測(cè)量單元和交流信號(hào)測(cè)量單元均包括儀表放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。經(jīng)過電流/電壓轉(zhuǎn)換器輸出的直流信號(hào)接入儀表放大器，儀表放大器的輸出端接入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器后將數(shù)字信號(hào)發(fā)送給MCU主控單元。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述三電極傳感器為三個(gè)金屬電極環(huán)。作為測(cè)量傳感器。

本實(shí)用新型的腐蝕速度測(cè)量?jī)x，采用了線性極化和弱極化腐蝕速率測(cè)量技術(shù)，配有交流阻抗測(cè)量模式。運(yùn)用交流阻抗技術(shù)，對(duì)腐蝕體系施加高頻正弦信號(hào)，高頻信號(hào)可穿過金屬和腐蝕介質(zhì)之間所形成的電化學(xué)雙電層電容，使得施加的高頻信號(hào)全部作用在介質(zhì)電阻上，由此可準(zhǔn)確的測(cè)得腐蝕體系的介質(zhì)電阻Rs。從線性極化所測(cè)得的極化電阻中減掉介質(zhì)電阻得到實(shí)際的極化電阻值，從而準(zhǔn)確的獲得腐蝕速率。其主要優(yōu)點(diǎn)是：具有易于攜帶、操作簡(jiǎn)便、快速測(cè)量、顯示結(jié)果直觀準(zhǔn)確等特點(diǎn)，既可以進(jìn)行手動(dòng)測(cè)量、又可以定時(shí)自動(dòng)測(cè)量；本儀器還具有時(shí)間、日期設(shè)置功能，可將每次實(shí)驗(yàn)的時(shí)間、日期存儲(chǔ)記錄，同時(shí)為用戶提供較大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；最終測(cè)試結(jié)果被傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行處理和顯示。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2直流信號(hào)施加單元電路圖；

圖3交流信號(hào)施加單元電路圖；

圖4恒電位單元電路圖；

圖5為直流信號(hào)測(cè)量單元電路圖；

圖6為交流信號(hào)測(cè)量單元電路圖；

圖7為通訊單元電路圖；

圖8三電極探頭結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型是一種快速腐蝕速度測(cè)量?jī)x，包括直流施加單元、交流施加單元、恒電位單元、直流信號(hào)測(cè)量單元、交流信號(hào)測(cè)量單元、USB通訊單元、MCU主控單元。所述的三電極傳感器的輸出端聯(lián)接至恒電位單元，恒電位單元的輸出端分別聯(lián)接至直流信號(hào)測(cè)量單元和交流信號(hào)測(cè)量單元，直流信號(hào)測(cè)量單元和交流信號(hào)測(cè)量單元的輸出端均聯(lián)接至MCU主控單元，MCU主控單元的輸出端分別聯(lián)接至直流施加單元和交流施加單元，MCU主控單元、直流施加單元和交流施加單元的輸出端均聯(lián)接至恒電位單元。所述的MCU主控單元與USB通訊單元通訊聯(lián)接。

如圖2所示，直流施加單元主要有U3(DAC)模數(shù)轉(zhuǎn)換器、U4差分放大器、U5運(yùn)算放大器組成。U3(DAC)模數(shù)轉(zhuǎn)換器和U4差分放大器組成正負(fù)5V的直流信號(hào)輸出器，直流信號(hào)輸出器的5、6、7腳接入MCU主控制器，根據(jù)MCU的控制輸出相應(yīng)數(shù)值，U4-6腳接U5運(yùn)算放大器的3腳，U5起到電壓跟隨器的作用，提高輸入阻抗和輸出驅(qū)動(dòng)能力，U5的6腳接入恒電位單元中的R11。

如圖3所示，交流施加單元主要由X1晶振芯片、U1 DDS信號(hào)發(fā)生器、U2A電壓跟隨器組成。X1晶振輸出25MHZ的脈沖信號(hào)給U1 DDS信號(hào)發(fā)生器的5腳，U1的6、7、8腳接入MCU主控制器，根據(jù)MCU的控制輸出固定頻率的交流信號(hào)，U1的10腳接如U2A的3腳，U2A起到提高輸入阻抗和輸出驅(qū)動(dòng)能力的作用。U2A的6腳接入恒電位單元中的R11。

如圖4所示，恒電位單元由比例放大器U6、電壓跟隨器U7、電流/電壓轉(zhuǎn)換器(U9+U8+U10)及采樣電阻(R3～R10)組成。直流和交流的信號(hào)發(fā)生單元輸出的信號(hào)接入R11，從而接入比例放大器的U6。U7的3腳接三電極中的參比電極，U7的6腳接U6的2腳。U6的6腳接三電極中的輔助電極。電流/電壓轉(zhuǎn)換器由U9、U8、U10及R3～R10組成，U9的2腳接三電極中的研究電極，由研究電極輸入的信號(hào)經(jīng)過采樣電阻R3～R10及模擬開關(guān)U8、U10獲得不同采樣電阻下的電壓值，由U9的2腳和U8的3腳輸出。

如圖5所示，直流信號(hào)測(cè)量由U1儀表放大器的2、3腳獲得恒電位單元輸出的電壓信號(hào)，經(jīng)過放大后由6腳輸出給ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器，再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出給MCU主控單元讀取。

如圖6所示，交流信號(hào)測(cè)量單元由U2儀表放大器的2、3腳獲得恒電位單元輸出的電壓信號(hào)，經(jīng)過放大后由6腳輸出給ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器，再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出給MCU主控單元讀取。

如圖7所示，通訊單元由PL2303及周邊器件組成。PL2303負(fù)責(zé)將MCU主控器的TTL串行通訊信號(hào)轉(zhuǎn)換成USB信號(hào)。U3的1、5接MUC的串行輸出口，配合周邊元器件，由U3的15、16腳輸出，經(jīng)過R2、R3磁珠及L1、L2電感濾波輸出給USB接口，再通過USB接口接入PC端。

如圖8所示，三電極傳感器的探頭主體由尼龍材料組成。三電極的輔助電極1、參比電極2、研究電極3由均金屬環(huán)構(gòu)成，套置于金屬載體4上。