一種環境可控的薄液膜厚度自動測量裝置製造方法
2024-02-21 06:26:15 3
一種環境可控的薄液膜厚度自動測量裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種環境可控的薄液膜厚度自動測量裝置，屬於薄液膜測試裝置領域。本發明所解決的是薄液膜厚度測試裝置環境不穩定的問題。本發明採用加入溫度控制模塊和溼度控制模塊實現，具有能提供薄液膜測量所需的穩定測試環境的效果，在穩定環境下，實現更加精準、簡潔的測試。
【專利說明】一種環境可控的薄液膜厚度自動測量裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於溫度和溼度控制的薄液膜厚度測試裝置，特別適用於薄液膜下金屬極化曲線測試等腐蝕電化學行為研究領域。
【背景技術】
[0002]金屬置於大氣環境中時，其表面通常會形成一層極薄的不易看見的溼汽膜(水膜)。當這層水膜達到20-30個分子厚度時，它就變成電化學腐蝕所需要的電解液膜，即薄液膜。針對這種電解液膜的研究首先需要產生厚度穩定的薄液膜，並採用薄液膜測量裝置精確測量出薄液膜厚度。然而隨著蒸發、吸附和毛狀水珠的冷凝，以及溫度、溼度的變化，在金屬表面產生的薄液膜層會處於「不穩定狀態」。如專利文獻CN103267488A和CN201335805Y中所述薄液膜測試裝置屬於在「不穩定狀態」下進行測試。本發明設計了一種在薄液膜「穩定狀態」下用來檢測薄液膜厚度的裝置。
[0003]測量原理:利用薄液膜的導電性能，當鉬針和液膜接觸時，電流有一突變，而當鉬針接觸到金屬表面時電流又有一突變，兩次電流突變間鉬針移動的距離即為液膜厚度。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於，提供一種穩定狀態下的薄液膜厚度自動測試裝置。
[0005]為達到上述目的，所述薄液膜測試裝置中包括有機玻璃箱11、檢測臺10、用於厚度控制的溫度控制模塊及溼度控制模塊(溫溼控制模塊)、用於厚度測量的自動控制測試模塊、人機終端5。
[0006]所述溫溼度控制模塊包括溫溼傳感器6、數據採集卡4、加熱器7、加溼器8及溼汽輸送管9。所述溫溼控制模塊首先分別由溫溼傳感器6採集信號，然後將該信號傳遞給數據採集卡4，然後傳遞給人機終端5，與設定溫度值\溼度值比較，當低於上述設定值時，分別對加熱器7和加溼器8發出進行加熱\加溼指令。所述加熱器7位於有機玻璃箱11底部，所述加溼器8經過溼汽輸送管9向有機玻璃箱11輸送溼汽，所述溼汽輸送管9在箱內部分彎折向下。
[0007]所述自動控制測試模塊包括測量探針2、信號轉換放大電路3、數據採集卡4、人機終端5、壓電陶瓷致動器(PZT致動器)1、電子螺旋測微頭13、活動杆。
[0008]所述PZT致動器I的一端與測量探針2連接，另一端與電子螺旋測微頭13連接，電子螺旋測微頭13然後安裝到活動杆上(圖1中未給出)。由人機終端5發出指令，控制電子螺旋測微頭13和PZT致動器I致動，使得探針2向下移動，然後由軟體控制進行厚度測量。
[0009]所述人機終端5與數據採集卡4相連，實現測量開始及停止、記錄及顯示位移曲線。
[0010]另外，為實現上述目的對測試裝置結構做出了相應改進，改進之處在於:
1、在大容積的有機玻璃箱11內，使電解池12在有機玻璃箱中的位置儘可能遠離溼汽輸送管9的通入孔位置；
2、將溼汽通過溼汽通入管9直接通入到有機玻璃箱11底部，避免溼汽直接吹到電極表
面；
3、適當提高電解池12在有機玻璃箱10中的高度，縮短電極表面與測量窗口間的距離，這樣我們既可以在測量窗口上方觀察到探針2在電極表面的具體位置，又可以比較容易的進行液膜厚度的控制；
4、減小測試窗口的大小，可供測試探針通過即可。並儘可能用環氧樹脂密封，所述測試窗口位於有機玻璃箱10上表面與檢測臺相對應位置(圖中未示出)。
[0011]基於本發明構思，可以極大消除周圍大氣環境對薄液膜的影響，在封閉環境下獲取穩定薄液膜並進行相關薄液膜電化學行為的研究實驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為環境可控的薄液膜自動檢測裝置圖。
【具體實施方式】
[0013]測試前先用微量注射器將電解液注入檢測臺10中的電解池12溶液槽中直至覆蓋電極達到一定的厚度，打開電源總開關，打開人機終端的液膜厚度自動測定系統，啟動加溼器87，結合溫溼傳感器調節加溼速度，使液層厚度大體保持不變，獲得穩定測試環境，然後利用人機終端5的液膜厚度自動測定系統，探針2便會在軟體控制下自動進行液膜厚度的測量，分別讀取探針2碰觸薄液膜上表面和金屬表面時電流值突變時刻的位移，然後由人機終端5自動計算出液膜厚度值。
[0014]PZT致動器驅動測量厚度原理如下:人機終端5輸出控制模擬信號，該模擬信號通過驅動放大電路3輸出壓電陶瓷驅動電壓，壓電陶瓷驅動電壓直接作用在PZT致動器上可得到與電壓成線性關係的位移量，同時，對壓電陶瓷所產生的位移量進行檢測並轉化成模擬信號，該模擬信號傳送到數據採集卡4，轉換為數位訊號後，由人機終端5讀取，根據探針碰觸薄液膜上表面和金屬表面傳回的兩次突變電流信號時間，記錄兩時刻壓電陶瓷的位移量，再進行計算得到薄液膜厚度值，從而硬體上構成了控制系統的閉環。
[0015]最後說明，以上實施例僅用以說明本發明技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案某些或者全部技術特徵進行修改或者/和等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種環境可控的薄液膜厚度自動測量裝置，包括有機玻璃箱(11)、檢測臺(10)、溫溼控制模塊、自動控制測試模塊，其特徵在於所述溫溼控制模塊包括溫溼傳感器(6)、數據採集卡(4)、加熱器(7)、加溼器(8)及溼汽輸送管(9)，所述的檢測臺(10)位於有機玻璃箱(11)內遠離溼汽輸送管(9)的一側,靠近有機玻璃箱(11)的上表面與有機玻璃箱(11)上表面的測試窗口位置相對應，所述的溼汽輸送管(9)在箱內部分的出汽口朝向下方，所述的加熱器(8 )位於有機玻璃箱(11)底部。
2.如權利要求1所述的自動控制測試模塊，其特徵在於包括測量探針2、信號轉換放大電路(3)、數據採集卡(4)、人機終端(5)、PZT致動器(I)、電子螺旋測微頭(13)、活動杆。
【文檔編號】G01B7/06GK103615964SQ201310603771
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】王貴, 胡杰珍, 劉海濤, 張貴林, 朱志輝 申請人:王貴, 廣東海洋大學