[发明专利]一种有机涂层耐蚀性原位检测的便携式装置及方法

说明书

发明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。

技术领域

本发明属于理化检测技术领域，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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明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。

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：

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做为电解质溶液。

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：

1)模拟开关：控制模拟金属完整的电化学反应过程；

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；

3)低内阻检流计：按照指令采集样品电流信号；

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；

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。

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。