基于A(yíng)T89C52的電化學(xué)工作站設計
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3 基本功能
3．1 恒電位功能
在三電極體系中，即便從開(kāi)始就把相對于參比電極的研究電極電位設定為某值，但由于隨著(zhù)電極反應的進(jìn)行，電極表面反應物濃度不斷減小，生成物濃度不斷增加，電極電位將偏離初始設定電位。所以為使設定的電位保持一定，就應隨著(zhù)研究電極和參比電極之間的電位變化，不斷地調節施加于兩電極之間的電壓?？墒沁@樣的操作在很短的時(shí)間內是不能做到的，只能借助恒電位儀來(lái)實(shí)現。恒電位儀是電化學(xué)研究工作中的重要儀器，它可以用于控制電極電位為指定值，從而達到恒電位極化和研究恒電位暫態(tài)等目的，配以信號發(fā)生器后，可以使電極電位自動(dòng)跟蹤信號發(fā)生器給出的指令信號而變化。
3．2 恒電流功能
當運行在恒電流功能時(shí)，電化學(xué)工作站的恒電流模塊控制流過(guò)工作電極和輔助電極間的電流等于給定的電流值，而且電解池中等效電阻的變化也不會(huì )影響電流，同時(shí)測量工作電極相對于參比電極的電位值并保存。
3．3 導體電阻測量
對于電阻測量，常用的是萬(wàn)用表，它使用方便并且便于移動(dòng)。但是萬(wàn)用表測量的電阻阻值較大，對于小阻值的電阻如導體，阻值一般是mΩ級，普通萬(wàn)用表就無(wú)能為力。若要獲得導體電阻值的變化，萬(wàn)用表則無(wú)法測出。工作站選用導體降壓法來(lái)測導體電阻。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/172378.htm
采用圖3所示方法進(jìn)行測量，給被測導體接通一個(gè)恒定電流，電流值稍大，如1A，然后用微電壓測量?jì)x測量導體上的壓降。根據歐姆定律R=U／I，就可以算出導體電阻。通過(guò)的電流較大是希望導體壓降更大，便于微電壓測量?jì)x測量，減小誤差。
3．4 陰極保護
在輸油管道、變電站等場(chǎng)合，金屬的腐蝕問(wèn)題會(huì )導致嚴重事故，這就需要對管道、接地導體進(jìn)行保護和監測，對腐蝕嚴重的設備提前維護和更換，避免造成重大損失。工作站在強制電流陰極保護技術(shù)的基礎上進(jìn)行了改進(jìn)，提出“動(dòng)態(tài)恒流法”，使得陰極保護效果更好。首先用恒電位儀給被保護金屬加一個(gè)直流電，使被保護金屬的腐蝕失電子與外加電流的電子處于相對平衡狀態(tài)，對其進(jìn)行保護。同時(shí)實(shí)時(shí)監測接地導體的電阻變化情況，當電阻值增大時(shí)，調節給定保護電流值使保護達到一個(gè)新的平衡狀態(tài)。這樣就可以最大程度地對其進(jìn)行保護。同時(shí)根據其阻值的變化還可以得出腐蝕速率，預計使用年限，提前對接地導體進(jìn)行更換，避免因接地不良而導致不安全事故。
導體電阻阻值R=ρL／S，其中，ρ為電阻率；導線(xiàn)橫截面積S=a×b；L為導線(xiàn)長(cháng)度。若在土中埋放一段時(shí)間后，其高度變化量為δa，寬度變化量為δb，設電阻變化為δR。對電阻值求增量，得
由式(3)可以看出，電阻值變化率和腐蝕速率的關(guān)系。這樣就可以根據電阻的變化得知接地導體腐蝕情況。
4 結束語(yǔ)
隨著(zhù)金屬的廣泛應用，金屬腐蝕問(wèn)題得到人們的關(guān)注。金屬腐蝕的主要原因是電化學(xué)腐蝕，而研究電化學(xué)反應需要一個(gè)良好的電化學(xué)工作站。所設計的電化學(xué)工作站融合了智能控制、人機交互等技術(shù)，通過(guò)軟硬件測試證明所設計的電化學(xué)工作站能夠實(shí)現恒電位、恒電流、導體電阻測量、陰極保護和遠程監控等功能。
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