一種環(huán)境可控的薄液膜厚度自動測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種環(huán)境可控的薄液膜厚度自動測量裝置，屬于薄液膜測試裝置領域。本發(fā)明所解決的是薄液膜厚度測試裝置環(huán)境不穩(wěn)定的問題。本發(fā)明采用加入溫度控制模塊和濕度控制模塊實現(xiàn)，具有能提供薄液膜測量所需的穩(wěn)定測試環(huán)境的效果，在穩(wěn)定環(huán)境下，實現(xiàn)更加精準、簡潔的測試。
【專利說明】一種環(huán)境可控的薄液膜厚度自動測量裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于溫度和濕度控制的薄液膜厚度測試裝置，特別適用于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(shù)】
[0002]金屬置于大氣環(huán)境中時，其表面通常會形成一層極薄的不易看見的濕汽膜(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(chǎn)生厚度穩(wěn)定的薄液膜，并采用薄液膜測量裝置精確測量出薄液膜厚度。然而隨著蒸發(fā)、吸附和毛狀水珠的冷凝，以及溫度、濕度的變化，在金屬表面產(chǎn)生的薄液膜層會處于“不穩(wěn)定狀態(tài)”。如專利文獻CN103267488A和CN201335805Y中所述薄液膜測試裝置屬于在“不穩(wěn)定狀態(tài)”下進行測試。本發(fā)明設計了一種在薄液膜“穩(wěn)定狀態(tài)”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(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種穩(wěn)定狀態(tài)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、用于厚度控制的溫度控制模塊及濕度控制模塊(溫濕控制模塊)、用于厚度測量的自動控制測試模塊、人機終端5。
[0006]所述溫濕度控制模塊包括溫濕傳感器6、數(shù)據(jù)采集卡4、加熱器7、加濕器8及濕汽輸送管9。所述溫濕控制模塊首先分別由溫濕傳感器6采集信號，然后將該信號傳遞給數(shù)據(jù)采集卡4，然后傳遞給人機終端5，與設定溫度值\濕度值比較，當?shù)陀谏鲜鲈O定值時，分別對加熱器7和加濕器8發(fā)出進行加熱\加濕指令。所述加熱器7位于有機玻璃箱11底部，所述加濕器8經(jīng)過濕汽輸送管9向有機玻璃箱11輸送濕汽，所述濕汽輸送管9在箱內(nèi)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(zhuǎn)換放大電路3、數(shù)據(jù)采集卡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、活動桿。
[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然后安裝到活動桿上(圖1中未給出)。由人機終端5發(fā)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，然后由軟件控制進行厚度測量。
[0009]所述人機終端5與數(shù)據(jù)采集卡4相連，實現(xiàn)測量開始及停止、記錄及顯示位移曲線。
[0010]另外，為實現(xiàn)上述目的對測試裝置結(jié)構(gòu)做出了相應改進，改進之處在于:
1、在大容積的有機玻璃箱11內(nèi)，使電解池12在有機玻璃箱中的位置盡可能遠離濕汽輸送管9的通入孔位置；
2、將濕汽通過濕汽通入管9直接通入到有機玻璃箱11底部，避免濕汽直接吹到電極表
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。并盡可能用環(huán)氧樹脂密封，所述測試窗口位于有機玻璃箱10上表面與檢測臺相對應位置(圖中未示出)。
[0011]基于本發(fā)明構(gòu)思，可以極大消除周圍大氣環(huán)境對薄液膜的影響，在封閉環(huán)境下獲取穩(wěn)定薄液膜并進行相關(guān)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(huán)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(guān)，打開人機終端的液膜厚度自動測定系統(tǒng)，啟動加濕器87，結(jié)合溫濕傳感器調(diào)節(jié)加濕速度，使液層厚度大體保持不變，獲得穩(wěn)定測試環(huán)境，然后利用人機終端5的液膜厚度自動測定系統(tǒng)，探針2便會在軟件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，然后由人機終端5自動計算出液膜厚度值。
[0014]PZT致動器驅(qū)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(qū)動放大電路3輸出壓電陶瓷驅(qū)動電壓，壓電陶瓷驅(qū)動電壓直接作用在PZT致動器上可得到與電壓成線性關(guān)系的位移量，同時，對壓電陶瓷所產(chǎn)生的位移量進行檢測并轉(zhuǎn)化成模擬信號，該模擬信號傳送到數(shù)據(jù)采集卡4，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，由人機終端5讀取，根據(jù)探針碰觸薄液膜上表面和金屬表面?zhèn)骰氐膬纱瓮蛔冸娏餍盘枙r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，從而硬件上構(gòu)成了控制系統(tǒng)的閉環(huán)。
[0015]最后說明，以上實施例僅用以說明本發(fā)明技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案某些或者全部技術(shù)特征進行修改或者/和等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)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)、溫濕控制模塊、自動控制測試模塊，其特征在于所述溫濕控制模塊包括溫濕傳感器(6)、數(shù)據(jù)采集卡(4)、加熱器(7)、加濕器(8)及濕汽輸送管(9)，所述的檢測臺(10)位于有機玻璃箱(11)內(nèi)遠離濕汽輸送管(9)的一側(cè),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，所述的濕汽輸送管(9)在箱內(nèi)部分的出汽口朝向下方，所述的加熱器(8 )位于有機玻璃箱(11)底部。
2.如權(quán)利要求1所述的自動控制測試模塊，其特征在于包括測量探針2、信號轉(zhuǎn)換放大電路(3)、數(shù)據(jù)采集卡(4)、人機終端(5)、PZT致動器(I)、電子螺旋測微頭(13)、活動桿。
【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(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)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
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