一种有机涂层耐蚀性原位检测的便携式装置及方法制造方法及图纸

发明专利技术公开了一种有机涂层耐蚀性原位检测的便携式装置，包含便携式电化学探头、测试系统和软件，可用于原位无损检测金属表面有机涂层的耐蚀性，无需破坏涂层，即可简便检测涂层的防腐性能。本发明专利技术所述装置基于利用低频区特征频率下获得的阻抗模值表征涂层耐蚀性的原理，结合新颖的移动式双电化学探头，精密电化学测试模块及微处理机技术，可在工业现场或实验室快速、原位、无损检测有机涂层的耐蚀性。无损检测有机涂层的耐蚀性。无损检测有机涂层的耐蚀性。

【技术实现步骤摘要】
一种有机涂层耐蚀性原位检测的便携式装置及方法


[0001]本专利技术属于理化检测
，具体涉及一种有机涂层耐蚀性原位检测的便携式装置及方法。

技术介绍

[0002]金属材料腐蚀不仅造成巨大的经济损失，还可能带来严重的安全隐患，远远超过自然灾害造成的损失。金属材料腐蚀防护的手段主要有有机涂层防护、电化学保护和缓蚀剂保护等，其中有机涂层防护因为成本低、易于操作等优点得到广泛应用。
[0003]涂层防护是通过提供阻挡作用，减缓腐蚀介质与金属接触，降低腐蚀速度。但涂层表面难免会存在一些微观缺陷，不能完全隔绝腐蚀性介质的侵入，同时涂层本身在服役过程也会发生降解老化，造成防护性能降低，缩短防护周期。因此，发展有机涂层体系防护性能的检测与评价技术对人们评价涂层防护性能和开发新型防护涂层体系具有重要意义。
[0004]涂层防护性能的检测技术分为实验室测试技术和工业现场检测技术。实验室测试技术包括电化学阻抗谱、极化曲线测试、电化学噪音和红外光谱以及盐雾试验、紫外老化、阴极剥离等。然而实验室测试技术对测试环境、设备要求严格，难以应用于工业现场。工业现场检测技术主要包括涂层厚度检测、电火花检测和色差检测等。值得注意的是，有机涂层下的金属腐蚀本质上是电化学过程，目前的现场测试技术大多基于非电化学原理，导致往往只能作为一种“参考”值，并不能准确评价涂层防护性能。基于电化学原理开发兼有能够在实验室研究和工业现场检测的涂层防护性能测试技术很有必要。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种有机涂层耐蚀性原位检测的便携式装置以及方法，其特征在于，所述有机涂层耐蚀性原位检测的便携式装置包含便携式电化学探头、测试系统和软件。
[0006]其中，所述便携式电化学探头用于原位检测涂层阻抗数据，其特征在于：
[0007]1)探头为双电解池的两电极系统，左侧电解池中设有一个Pt工作电极和一个Ag/AgCl参比电极，右侧电解池中设有与左侧电解池相同的Pt对电极；
[0008]2)左右两侧电解池中均填充含有固态的离子导通材料做为电解质溶液。
[0009]其中所述测试系统由由低通过滤器、恒电位仪、放大器、模数转换(A/D或D/A转换)、I/V转换器和微处理器等组成，各部分功能特征如下所述：
[0010]1)模拟开关：控制模拟金属完整的电化学反应过程；
[0011]2)恒电位仪单元：输出直流动电位扫描激励信号、输出定频交流阻抗激励信号；
[0012]3)低内阻检流计：按照指令采集样品电流信号；
[0013]4)模数转换：将连续的模拟信号，通过取样转换成离散的数字信号；
[0014]5)微处理器：通过控制模块开关和很恒电位仪单元进行控制，并控制检流计和模数转换进行数据采集和处理。
[0015]所述测试系统按以下程序进行工作：将电化学探头(1)的工作电极获得的信号通过I/V转换器(2)传输至低通过滤器(3)，进而由放大器(4)进行放大，然后通过A/D转换器(5) 进入微处理器(6)处理，处理过的信号通过D/A转换器(7)进入恒电位仪(8)；最后反馈至电化学探头的对电极，形成一个完整的测试系统，并在微处理器上显示所需要的测试数据。
[0016]所述软件基于安卓平台，采用java语言开发，具有直流阻抗和交流阻抗两种测量模块：其中直流阻抗测试模块具有直流电压扫描范围、速率可调的特点，进入扫描页面后能够反映实时电流随扫描电压变化的情况，并计算得到涂层的直流阻抗。其中交流阻抗测试模块具有交流电频率可调的特点，并能够计算得到所选频率下的涂层交流阻抗值。所述软件具有交互式软件界面系统，整机系统测量精度高，抗干扰性能强，自动化程度高等技术指标。
[0017]所述有机涂层耐蚀性原位检测的便携式装置，其特征在于：
[0018]1)能够提供循环直流电位扫描，扫描速度、扫描间隔、扫描范围可调；
[0019]2)能够实时采集电位扫描过程的电流信号，并计算电阻值；
[0020]3)能够提供选定频率的交流激励，并测量该频率下的阻抗值
[0021]本专利技术装置通过多重动电位扫描极化技术(MCPDP)结合特定频率交流阻抗的方法测量涂层耐蚀性。通过比较设定时间内的极化电流大小或者到达预设极化电流的时间长短来评价有机涂层的防护性能。在相同条件下，设定时间内极化电流越小或者到达设定极化电流的时间越长，代表涂层的耐蚀性越优异。
[0022]本专利技术技术的特点为采取阴阳极对称电位多重极化测量，既可加速测量过程，又可避免因加速过程的积累而造成涂层损坏。同时，为了满足工业现场无损检测的要求，涂层耐蚀性快速检测仪采用可移动式双电解池探头，可以有效避免传统电化学检测中需要刮擦涂层使金属基底外露才能进行相关测试的要求，适合现场便携、无损对涂层耐蚀性进项评价。
附图说明
[0023]图1涂层无损检测探头结构示意图。
[0024]图2涂层无损检测系统工作原理示意图。
[0025]图3不同程度的金属基底污染的金相显微镜图(20x)，(a)未处理，(b)0.18M H2SO4 溶液处理，(c)1.8M H2SO4溶液处理。
[0026]图4经稀硫酸处理并涂敷改性聚氨酯涂层的Q235碳钢样品的多重动电位测试结果， (a)未处理，(b)0.18M H2SO4溶液处理，(c)1.8M H2SO4溶液处理。
[0027]图5存在缺陷的改性聚氨酯涂层表面的金相显微镜图(5x)，(a)未处理，(b)人为划痕，(c)掺入NaCl颗粒。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]实施例
[0030]一种有机涂层耐蚀性原位检测的便携式装置以及方法，其特征在于，所述有机涂层耐蚀性原位检测的便携式装置包含便携式电化学探头、测试系统和软件。
[0031]其中，所述便携式电化学探头用于原位检测涂层阻抗数据，其特征在于：
[0032]1)探头为双电解池的两电极系统，左侧电解池中设有一个Pt工作电极和一个Ag/AgCl参比电极，右侧电解池中设有与左侧电解池相同的Pt对电极；
[0033]2)左右两侧电解池中均填充含有固态的离子导通材料作为电解质溶液。
[0034]其中所述测试系统由模拟开关、恒电位仪单元、低内阻检流计、模数转换(A/D或D/A转换)、I/V控制和微处理器等组成。
[0035]所述测试系统按以下程序进行工作：将电化学探头(1)的工作电极获得的信号通过I/V 转换器(2)传输至低通过滤器(3)，进而由放大器(4)进行放大，然后通过A/D转换器(5) 进入微处理器(6)处理，处理过的信号通过D/A转换器(7)进入恒电位仪(8)；最后反馈至电化学探头的对电极，形成一个完整的测试系统，并在微处理器上显示所需要的测试数据。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机涂层耐蚀性原位检测的便携式装置，其特征在于：包含便携式电化学探头、测试系统和软件；所述便携式电化学探头结构为：1)探头为双电解池的两电极系统，左侧电解池中设有一个Pt工作电极和一个Ag/AgCl参比电极，右侧电解池中设有与左侧电解池相同的Pt对电极；2)左右两侧电解池中均填充含有固态的离子导通材料作为电解质溶液。2.如权利要求1所述的有机涂层耐蚀性原位检测的便携式装置，其特征在于，所述测试系统由低通过滤器、恒电位仪、放大器、模数转换器(A/D或D/A转换)、I/V转换器和微处理器等组成。3.如权利要求1所述的有机涂层耐蚀性原位检测的便携式装置，其特征在于，所述测试系统按以下程序进行工作：将电化学探头(1)的工作电极获得的信号通过I/V转换器(2)传输至低通过滤器(3)，进而由放大器(4)进行放大，然后通过A/D转换器(5)进入微处理器(6)处理，处理过的信号通过D/A转换器(7)进入恒电位仪(8)；最后反馈至电化学探头的对电极，形成一个完整的测试系统，并在微处理器上...

【专利技术属性】
技术研发人员：林理文，林昌健，
申请(专利权)人：厦门乐钢材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：