[实用新型]铜氧化膜厚度测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及氧化物厚度测量领域，尤其涉及用于测量铜杆或铜板表面的铜氧化膜厚度的测量仪。

背景技术

铜杆、铜丝或铜板中氧化膜的厚度直接对其表面质量和后续的加工性能都会造成不同程度的影响。特别在一些微小的电器元件中，例如传感器，其使用的铜丝中氧化膜的厚度会直接影响到传感器检测的精确度。

本实用新型的工作原理来源于美国ASTM标准B49-98(2004)《电气用铜杆拉伸标准》中的铜杆表面氧化物厚度的检测方法——电解还原法。据检索，中国实用新型专利电工用铜杆氧化膜厚度测试装置(申请号201420400302.3)中公开了一种使用该方法的装置，但是该装置需要直流电流源、电位记录器、电量计等多个设备，并分别记录多个数据，其计算过程复杂、设备结构复杂，测量操作麻烦，容易产生错误。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供铜氧化膜厚度测量仪，简化测量设备，减少计算换算过程，并保证测量的准确性。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

铜氧化膜厚度测量仪，包括电解槽，所述电解槽的上方开设阳极接口和阴极接口，所述电解槽内设置电解液，还包括信号控制模块，所述信号控制模块包括恒定电流输出模块、电压采样模块、处理模块和通信模块，所述恒定电流输出模块、电压采样模块、通信模块均连接至所述处理模块，所述恒定电流输出模块连接所述阳极接口、所述阴极接口，所述阴极接口、所述阳极接口均连接至所述电压采样模块，所述通信模块用于连接计算机处理系统。恒定电流输出模块将连接至信号控制模块的电源转换成恒定的直流电，并输送至阳极接口、阴极接口。电压采样模块直接测量电解液的电压变化情况，并发送至处理模块，处理模块接收电压采样测量到的信息，并对所述信息进行放大、并转化成数字信号后，通过通信模块发送出去。

在测量过程中，阴极与阳极之间有电流通过，会对电极产生极化作用，导致工作电极的电位测量值并非一个非常准确的测量值。因此现有技术采用三电极测量体系结构。但是本实用新型测量铜氧化物厚度的方法仅需要通过电位变化值来确定准确的反应时间。采用二电极体系测量的工作电极电位，并通过比对该电极电位的变化值获得电位的变化，该变化值能准确地反映化学反应的时间，因此测量电位的变化值足够满足测量需求。同时，通过设置信号控制模块，即时记录电位值和时间，电位差值通过处理模块转化为计算机处理系统的可读格式，并通过通信模块将电位值与所述电位值对应的时间发送至计算机处理系统进行分析，保证电位值对应时间的准确性。

在一种优选实施方式中，还包括电位传感器，电位传感器设置在阳极接口上。电位传感器直接测量试样电解过程中的电位变化，通过测量该电位的变化，得到测量反应的电压——时间曲线，根据曲线的拐点得到氧化亚铜及氧化铜的反应时间。

在一种优选实施方式中，还包括计算机处理系统，所述通信模块通过RS232串口连接至所述计算机处理系统。计算机处理系统接收通信模块的信息，并对信息进行处理计算，通过美国ASTM标准B49-98(2004)《电气用铜杆拉伸标准》中的氧化物计算公式直接计算得出铜氧化膜的厚度。

在一种优选实施方式中，阳极接口连接惰性金属，惰性金属插入电解槽，惰性金属的下端浸入电解液中，所述阴极接口用于连接试样。

在一种优选实施方式中，阴极接口安装夹具。夹具方便将试样与阴极接口连接起来。

在一种优选实施方式中，电解槽的顶部设置试样固定筒，所述固定筒上开设长条形槽口和圆形槽口，固定筒的轴线方向与所述惰性金属的长度方向平行。固定筒用于调整试样的测量位置，使其与惰性金属平行，保证试样电解过程的均匀、平稳。设置不同形状的槽口以适宜不同截面形状的试样。

在一种优选实施方式中，电解槽的一个或多个侧面为透明或半透明，所述透明或半透明侧面设置刻度，方便观察试样中插入电解液的高度。

在一种优选实施方式中，电解液的高度不小于101.6毫米。

在一种优选实施方式中，惰性金属为铂丝。

本实用新型的有益效果为：

1)信号控制模块实现供应恒定直流电、测量试样电压以及放大、转换信息的功能，无需外设直流电流源，电量计，整体结构简单；

2)电位传感器直接测量试样电解过程中的电位变化，通过测量该电位的变化值，可以绘制测量反应的电压——时间曲线，根据曲线的两个拐点分别得到氧化亚铜及氧化铜的反应时间，无需在电解槽中设置参考电极；