[发明专利]用于金属腐蚀监测的传感器

摘要

用于金属腐蚀监测的新型传感器，包括供电模块、MCU控制模块和腐蚀监测模块；供电模块用于向MCU控制模块和腐蚀监测模块供电；MCU控制模块用于对腐蚀监测模块进行控制，并对来自腐蚀监测模块的信息进行分析处理；腐蚀监测模块用于对待测金属的腐蚀状况进行监测，并将数据实时上传到MCU控制模块。本发明为非接触式测量，可以完成金属腐蚀程度的短期预估和长期监测。经测试，本发明传感器具有可与昂贵且体积较大的台式恒电位仪相比的性能，可提升金属尤其是钢铁材料腐蚀程度的监测能力。

主权项

1.用于金属腐蚀监测的传感器，其特征在于，包括供电模块、MCU控制模块和腐蚀监测模块，所述供电模块用于向MCU控制模块和腐蚀监测模块供电；MCU控制模块和腐蚀监测模块双向连接；所述MCU控制模块用于对腐蚀监测模块进行控制，并对来自腐蚀监测模块的信息进行分析处理；所述腐蚀监测模块用于对待测金属的腐蚀状况进行监测，并将数据实时上传到MCU控制模块；所述腐蚀监测模块包括DAC模块、对电极、参考电极、工作电极、1号运算放大器、2号运算放大器、低偏移零漂移放大器、控制开关、电容和电阻；所述DAC模块具有两个输入端和一个输出端；所述1号运算放大器，2号运算放大器和低偏移零漂移放大器都具有一个正向输入端、一个反向输入端和一个输出端；所述DAC模块的两个输入端分别与MCU控制模块的数字输出引脚SCLK和DOUT连接，DAC模块的输出端与1号运算放大器的正向输入端连接；所述DAC模块用于将来自MCU控制模块的数字信号转换为模拟电压信号，使得MCU控制模块能够输出稳定的电压；所述1号运算放大器的正向输入端与DAC模块的输出端连接，1号运算放大器的反向输入端同时与低偏移零漂移放大器的正向输入端和参考电极连接，1号运算放大器的输出端与控制开关连接；所述1号运算放大器用于保证其正向输入端和反向输入端的电压相等，在控制开关闭合时，作为恒流源工作；所述控制开关的一端与1号运算放大器的输出端连接，另一端与对电极连接，其通过MCU控制模块控制通断；所述2号运算放大器的正向输入端与MCU控制模块模拟输出引脚A2连接，2号运算放大器的反向输入端同时与电阻、电容、工作电极连接，2号运算放大器的输出端与电阻的另一端、电容的另一端和MCU控制模块的模拟输入引脚A3连接；所述2号运算放大器用于保证其正向输入端和反向输入端的电压相等，并输出稳定的电压作为线性极化测量中的重要参数；所述低偏移零漂移放大器的正向输入端与1号运算放大器反向输入端连接，低偏移零漂移放大器的反向输入端与低偏移零漂移放大器的输出端连接，低偏移零漂移放大器的输出端还与MCU控制模块的模拟输入引脚A1连接；所述低偏移零漂移放大器用于将参考电极与MCU控制模块隔离开，并向MCU控制模块输入参考电极的电位值；所述电容用于滤除线性极化读数中的高频噪声；所述电阻用于在测量线性极化曲线时，通过测量电阻两侧的电压计算获得流过电阻的电流值；所述对电极的电极材料使用耐腐蚀的导电材料；所述参考电极的电极材料使用银‑氯化银复合材料；所述工作电极的电极材料使用待测金属样本。