基于AT89C52的電化學工作站設計
加入技術交流群
3 基本功能
3．1 恒電位功能
在三電極體系中，即便從開始就把相對于參比電極的研究電極電位設定為某值，但由于隨著電極反應的進行，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。可是這樣的操作在很短的時間內是不能做到的，只能借助恒電位儀來實現。恒電位儀是電化學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等目的，配以信號發生器后，可以使電極電位自動跟蹤信號發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，電化學工作站的恒電流模塊控制流過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影響電流，同時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，常用的是萬用表，它使用方便并且便于移動。但是萬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，普通萬用表就無能為力。若要獲得導體電阻值的變化，萬用表則無法測出。工作站選用導體降壓法來測導體電阻。本文引用地址：http://www.104case.com/article/172378.htm
采用圖3所示方法進行測量，給被測導體接通一個恒定電流，電流值稍大，如1A，然后用微電壓測量儀測量導體上的壓降。根據歐姆定律R=U／I，就可以算出導體電阻。通過的電流較大是希望導體壓降更大，便于微電壓測量儀測量，減小誤差。
3．4 陰極保護
在輸油管道、變電站等場合，金屬的腐蝕問題會導致嚴重事故，這就需要對管道、接地導體進行保護和監測，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的基礎上進行了改進，提出“動態恒流法”，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，對其進行保護。同時實時監測接地導體的電阻變化情況，當電阻值增大時，調節給定保護電流值使保護達到一個新的平衡狀態。這樣就可以最大程度地對其進行保護。同時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；導線橫截面積S=a×b；L為導線長度。若在土中埋放一段時間后，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
隨著金屬的廣泛應用，金屬腐蝕問題得到人們的關注。金屬腐蝕的主要原因是電化學腐蝕，而研究電化學反應需要一個良好的電化學工作站。所設計的電化學工作站融合了智能控制、人機交互等技術，通過軟硬件測試證明所設計的電化學工作站能夠實現恒電位、恒電流、導體電阻測量、陰極保護和遠程監控等功能。
評論