[发明专利]基于微电极阵列的多通道电偶腐蚀测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种基于微电极阵列的多通道电偶腐蚀测试系统，其特征在于：所述测试系统包括：模块化硬件测试系统和可视化软件测试系统；所述模块化硬件测试系统由机箱、嵌入式控制器、外设模块、仪器模块四部分组成，所述硬件测试系统为独立主控式硬件测试系统或远程控制式硬件测试系统，所述独立主控式硬件测试系统的机箱为集成了所述嵌入式控制器及外设模块的 PXI机箱，所述远程控制式硬件测试系统的机箱为具有集成MXI-Express控制模块并由台式计算机或者便携式计算机远程控制的PXI机箱；所述独立主控式硬件测试系统的控制方式由运行操作系统的所述嵌入式控制器来独立控制，所述远程控制式硬件测试系统的控制方式由运行操作系统的所述台式计算机或者便携式计算机通过所述MXI-Express控制模块来远程控制；所述仪器模块包括采用PXI总线的高速矩阵转换开关(1)、第一数字万用表(2)、第二数字万用表(3)和微弱电流放大器(4)；所述高速矩阵转换开关(1)为按一线M行×N列矩阵配置的高速FET矩阵开关，其行通道R0~RM的数量(M+1)≥4，列通道C0~CN的数量(N+1)≥微电极的数量n，并且列通道C0~C(n-1)各自连接微电极阵列(5)中的一个微电极；所述第一数字万用表(2)和第二数字万用表(3)分别用来测量微电极阵列(5)中每个微电极的电偶腐蚀电流和电偶腐蚀电位；将所述高速矩阵转换开关(1)进行电偶电流测量的两个行通道连接到所述微弱电流放大器(4)的两个电流输入测量端，而将所述微弱电流放大器(4)的两个电压输出端接到所述第一数字万用表(2)的两个电压输入测量端，即，将电流测量转换为电压测量；将所述高速矩阵转换开关(1)进行电偶电位测量的另外两个行通道连接到第二数字万用表(3)的两个电压输入测量端，其中，电压输入的低电位测量端连接一个参比电极(6)，微电极阵列(5)和参比电极(6)都放置在腐蚀电解池(7)的电解质溶液(8)中；所述可视化软件测试系统用虚拟仪器软件LabVIEW编写。

2.一种使用如权利要求1所述基于微电极阵列的多通道电偶腐蚀测试系统进行的基于微电极阵列的多通道电偶腐蚀测试方法，所述测试方法的测试流程为：1) 根据用户的测试需求对高速矩阵转换开关(1)、第一数字万用表(2)、第二数字万用表(3)和微弱电流放大器(4)进行初始化设置，然后将高速矩阵转换开关(1)的列通道C0~C(n-1)逐一连接到其进行电偶电流测量的第一行通道上，实现所有微电极的耦合；2) 耦合了经用户指定的时间后，对列通道C0~C(n-1)逐一执行以下五个步骤操作：①通过高速矩阵转换开关(1)将列通道Ci(i=0~n-1)从第一行通道上断开并连接到另一个进行电偶电流测量的第二行通道上；②通过第一数字万用表(2)和微弱电流放大器(4)测量第一和第二行通道之间流过的电流，即为该通道所连接微电极的电偶腐蚀电流；③ 通过高速矩阵转换开关(1)将列通道Ci从第二行通道上断开并连接到另一个进行电偶电位测量的第三行通道上；④ 通过第二数字万用表(3)测量第三行通道和连接参比电极(6)的第四行通道之间的电位差，即为该通道所连接微电极的电偶腐蚀电位；⑤ 通过高速矩阵转换开关(1)将列通道Ci从第三行通道上断开并连接到第一行通道上，使得所有的微电极重新耦合在一起；5)按照流程2)所述步骤，测量完微电极阵列(5)中所有微电极的电偶腐蚀电流和电偶腐蚀电位后，绘制出微电极阵列(5)的电偶电流和电偶电位的平面分布及按列平均的统计数据，并按测试时间自动保存该次测量数据；4)高速矩阵转换开关(1)断开所有的行通道和列通道，释放模块化硬件测试系统中所有的硬件资源，关闭所有打开的数据文件，退出可视化软件测试系统，结束测试。

3.如权利要求2所述的基于微电极阵列的多通道电偶腐蚀测试方法，其特征在于：根据用户的需求，可多次重复流程2)和3)中所述测量操作，获得并显示出微电极阵列(5)电偶腐蚀行为的时空演化规律。