[其他]腐蝕電位分布測定儀

無效

• 申請號: 85101940
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85101940A
• 公開（公告）日: 1986-08-27
• 發明（設計）人: 甘復興;姚祿安;涂漢文;張哲
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 武漢大學專利事務所
• 代理人: 柳傳忠

本發明是用于研究金屬腐蝕的電化學測量儀器。

在一定的介質條件下，金屬表面由于物理、化學狀態不均勻，會引起表面腐蝕電位分布的不均勻。測定金屬表面液層腐蝕電位的分布，對于預測金屬材料耐非均勻腐蝕（如點蝕）的傾向，研究非均勻腐蝕的機理，有著重要意義。利用微參比電極相對金屬表面進行面掃描，從而測定其腐蝕電位分布，是一條可行的途徑。人們為此而設計了若干裝置，例如廈門大學化學系研制了“掃描微電極測量系統”（中國腐蝕與防護學報，Vol·2，NO·4，P·1～8（1982））。該系統的機械掃描工作過程是：電機通過變速箱帶動凸輪，傳動搖臂，使樣品在具有緊配合的軸上往返擺動，這時裝配在橫梁滑軌上的微電極便自動在樣品表面作相對的往返掃描運動，當微電極掃描到一端時，由裝置中的光電同步電路產生一脈沖信號，驅動繼電器吸合以推動棘輪，絲桿使微電極沿滑軌前進一步，當微電極掃描到另一端，又重復這一過程，這樣反復循環，微電極便自動掃描了整個樣品表面。其電位分布測量電路主要部分是由改裝的PZ-28a數字面板等制成的等電位發生器。該系統在國內首先實現了腐蝕電位分布的自動測量，但由于其機械設計與電路都較為簡陋，故掃描精度及測量自動化程度不高。

本發明所述測定儀采用微型計算機控制步進電機驅動掃描機械裝置，并利用微機進行腐蝕電位分布測量、數據貯存與處理，在機械設計加工上采用了與已有同類裝置不同的開式滾珠導軌，無間隙絲桿傳動、積木式定心結構等工藝，因此，該測定儀具有較高的掃描精度和自動化程度。

附圖1為本發明所述測定儀掃描機械裝置圖。圖中1-步進電機;2-底板;3-絲桿;4-下拖板;5-滾珠導軌;6-上拖板;7-工作臺板;8-電解池;9-金屬腐蝕樣品;10-微參比電極;11-千分尺;12-懸臂。

本測定儀包括三部分：

一、掃描機械裝置（參看附圖1，下述標記均系該圖中標記）及驅動電源，機械裝置主要由兩個平迭的但運動方向互相垂直的拖板組成。下拖板（4）與底板（2）、上拖板（6）與下拖板（4）之間分別用開式滾珠導軌（5）相連。兩個步進電機（1）分別用積木式定心結構固定在底板（2）及下拖板（4）上，兩機軸互相垂直。兩個步進電機（1）通過絲桿（3）與上拖板（6）、下拖板（4）相連牽引拖板、絲桿采用單絲桿、雙螺母自動調節間隙結構。上拖板（6）上安裝有可調平的工作臺板（7），電解池（8）固定在工作臺板中央。金屬腐蝕樣品（9）平放在電解池（8）中。拖板上有一懸臂（12），垂直向下安裝微參比電極（10），微電極高度可由千分尺（11）精確調節。

步進電機的驅動電源為六路脈沖功率放大器。由單板計算機按給定控制程序對驅動電源寫入數據（分配脈沖），經驅動電源功率放大后，精確地控制兩個三相步進電機運動，從而使拖板上的金屬樣品相對微參比電極作面掃描。由于采用了計算機控制的步進電機作驅動系統，又采用了滾珠導軌、無間隙絲桿傳動等結構，此裝置摩擦阻尼小掃描精度高（誤差小于0.05%），且掃描范圍（行數與行距）、速度均可用程序設定，使用非常靈活。

二、微計算機控制與數據處理系統。采用TP801單板計算機，配有2通路12位模入和2通道12位模出接口板和32K內存擴充板模數轉換接口輸入阻抗高，轉換速度快，有可編程增益放大器。系統帶有步進電機掃描控制、腐蝕電位數據轉換與存取、數據處理（包括電位分布曲面圖、等電位圖繪制，電位極值點尋找與打印等）固化程序。可與X-Y函數記錄儀或智能繪圖儀連用顯示測定結果。

三、微參比電極，采用Ag/AgCl電極，毛細管內徑小于10um阻抗小于100KΩ。

附圖2為本發明所述測定儀聯機框圖。圖中1-驅動電源;2-掃描機械裝置及電極系統;3-微計算機;4-記錄系統（X-Y記錄儀、智能繪圖儀、打印機）。

本測定儀的工作過程為：由程序啟動機械裝置作面掃描，每掃描一定間距后啟動模數轉換，將該點的腐蝕電位（相對微參比電極）與整個樣品表面的平均腐蝕電位（相對宏參比電極）之差，即腐蝕電位的變化量經差分放大后轉換成數字量并作數字平均后存于計算機內存中，采樣完后又繼續掃描一定間距，如此循環直至所設定的面積測定完。最后將內存中的數據按繪圖程序模擬輸出到X-Y函數記錄儀繪制電位分布曲面圖或等電位圖，亦可直接輸入到智能繪圖儀繪出同類電位分布圖并打印（或顯示）出電位極值點，即腐蝕活性點的位置及個數。

本測定儀具有選擇掃描范圍及速度，采樣密度、信號增益等多種功能，能從四個方向繪出直觀形象的電位分布曲面圖，找出腐蝕活性點的位置和個數（或單位面積上出現的機率）。該測定儀電位測量靈敏度高（＜0.1mv），空間分辨率高（＜10u），掃描精度高（誤差小于0.05%），模數轉換接口輸入阻抗高（＞100M）是測量金屬腐蝕電位分布、預測金屬材料非均勻腐蝕傾向、研究非均勻腐蝕機理的有效手段。同時，它還可以測定極化條件下電極表面電位的分布，研究非均勻電極的電化學性質。因而，本測定儀可以在金屬腐蝕與防護和電極反應動力學研究中得到廣泛應用。