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摘 要：采用了以MSP430单片机作为核心控制模块的方法,在恒电位仪手动测量基础上实现了自动测量和数据采集、接收及存储的目的.使得系统具备了小型、快速、低功耗等特点,方案设计中详细介绍了监测系统的设计原理和软硬件设计,并通过实验测量得到与腐蚀深度的相关电压、电流数据,同时指出了在实际应用中的方法以及改进措施.

关 键 词：三电极体系；MSP430；FLASH；自动测量

中图分类号：TN0634文献标识码：A文章编号：1004373X（2013）11009203

0引言

金属腐蚀检测技术主要通过三电极电化学传感器来实现.工作时在工作电极和参比电极间加控制电压,使工作电极表面产生电流信号,该电流信号与被测物质浓度具有一定的关系,分析该电流信号就可以算出被测物的度.实际进行信号处理时,需要在工作电极和参比电极间加一个恒定电位,以维持传感器的电化学稳定性,使其能稳定地输出模拟信号[1].

目前国内使用的恒电位仪主要是磁放大式和晶闸管式的恒电位仪,主要缺点是空载电流大,功率因数低,能耗高,可靠性差,而且工作电流过大时主变压器便会出现较大的震动噪音,最主要的缺点是不能够自动测量.针对水下器械不宜经常拆卸,仪器在水下检测不易手动测量的情况,从实践的角度提出了一种实施自动测量新型恒电位仪的设计与实现方法,对水下腐蚀情况自动及时检测,以便能够确切了解水下机械的被腐蚀状况从而能因材施教的研究防腐蚀.新型恒电位仪与普通恒电位仪相比,具有重量轻、噪音小和成本低、实现参数的自动检测和控制、检测显示方便等优点.

1总体设计

三电极作为传感器,控制电路用单片机做控制器对电路实现整体的控制以及数据的采集、存储.在传感器采集到模拟信号后,将采集到的数据送入单片机MSP430,经过MSP430的A/D转换器转换成数字量送入单片机系统,对数字进行格式化处理后,按分类存入设定的数据区以供发送时取用,单片机内部A/D转化后将数据存储到外扩FLASH中,数据存储在系统断电后数据不会丢失,并便于数据的存储及提取.采用单片机系统实现参数的自动检测和控制,检测显示方便,功能完善,且便于实现恒电位仪的远程监控.

总体设计框架图如图1所示.

2硬件电路的设计

恒电位仪是各种三电极式电化学传感器的接口,将外部激励信号近乎准确地施加于传感器上,驱动样品溶液发生电化学反应,使电化学体系的研究电极与参比电极之间的电位保持某一恒定值,并对产生的响应信号做相应的预处理（信号转换、放大、滤波）.