[发明专利]一种针对多电极阵列腐蚀传感器微小电流的检测装置及方法

权利要求书

1.一种针对多电极阵列腐蚀传感器微小电流的检测装置，其特征在于，包括依次连接的腐蚀阵列连接电路、电子切换开关电路、电流转电压放大电路、AD范围内的电压转换电路以及单片机控制与采样系统；所述单片机控制与采样系统通过运算放大器输入偏置电压消除电路与电流转电压放大电路连接，该单片机控制与采样系统还与电子切换开关电路连接，电子切换开关电路和电流转电压放大电路同时与AD范围内的电压转换电路连接；

所述运算放大器输入偏置电压消除电路包括3个电阻R31、R32、R36，电阻R31、R32、R36一端连在一起；其中电阻R31另一端接-3v；电阻R32另一端接地；电阻R36另一端接DAC；电阻R31、R32、R36连在一起的一端接入运算放大器U2A的正向输入端，运算放大器U2A的负端接地并与运算放大器U2A的输出端相接；

所述电子切换开关电路包括型号是ADG706的多路电子切换开关U3，1脚接电源电压VCk，11和12脚接地，14到18脚接STM32引脚的PB7--PB3，19到26脚接对应的腐蚀阵列探头；

所述电流转电压放大电路接运算放大器输入偏置电压消除电路中运算放大器U2A的正端，负端与输出端之间接入电阻R，并在负端接入电阻R26与电子切换开关产生的电压VDG相连；

所述AD范围内的电压转换电路包括运算放大器U2B，所述运算放大器U2B正向输入端接电阻R24和电阻R23串联所产生的中间电压，电阻R24另一端接地，电阻R23另一端接电源电压VCk；负向输入端与输出端之间接入电阻R33，并在负端接入电阻R29，电R29另一端接地；

电压转换电路包括型号为TP7660负电压芯片U5，所述单片机控制与采样系统采用STM32F103的单片机芯片，该单片机芯片与电子切换开关U3、负电压芯片U5、运算放大器连接。

2.根据权利要求1的所述的一种针对多电极阵列腐蚀传感器微小电流的检测装置，其特征在于，所述腐蚀阵列连接电路包括若干腐蚀阵列传感器以及阵列连接电路，所述腐蚀阵列传感器包括至少8个腐蚀微阵列探头；所述阵列连接电路包括与腐蚀阵列传感器对应的至少8个100欧的电阻R1-Rn；通过电阻R1-Rn接地的方式，把腐蚀阵列探头的各个电极元件连接起来；在此方式下，与被测金属的腐蚀过程一样，在电极元件处形成阳极区和阴极区。

3.根据权利要求1的所述的一种针对多电极阵列腐蚀传感器微小电流的检测装置，其特征在于，负电压芯片U5的1脚、3脚、6脚接地，2脚和4脚接电解电容C1，5脚接电解电容C2并输出负电压Vss，7脚不接，8脚接电源电压VCk 和0.1uf电容C30接地。

4.一种采用权利要求1所述的针对多电极阵列腐蚀传感器微小电流的检测装置的检测方法，其特征在于，包括：

步骤1，电子切换开关接地，先控制DAC输出消除输入失调电压的影响；

步骤2，电子切换开关接电极整列腐蚀传感器,进行腐蚀电流测量算法；

所述步骤1的具体操作包括以下步骤：

步骤1.1、控制DAC输出为1.5V；

步骤1.2、断开电子切换开关时测量输出电压为V1，得到0电流状态下的输出；V1是运算放大器U2B第7引脚输出端的电压；

步骤1.3、切换电子切换开关与地连通，然后检测接地时测量的电压值为V2；

步骤1.4、控制DAC的输出使V2与V1接近，保证与0电流状态输出结果相同；

步骤1.5、接阵列点时的信号输出，与0电流状态下进行比较，得到实际电流大小；

所述步骤2的具体操作包括以下步骤：

步骤2.1、DAC控制输出，消除输入失调电压影响；

步骤2.2、电流转电压放大：V1＝(V2/R26)*R22；其中V1为运算放大器U2B的输出端，V2为运算放大器U2B的负端，R26的阻值为2.5欧，R22的阻值为100K欧；

步骤2.3、电子切换开关切换，连通腐蚀电极；

步骤2.4、AD转换采样输出信号，AD范围内的电压转换：V为转换所得的电压，R23和R29的阻值为20K欧，R24和R33的阻值为10K欧，VCk为电源电压；

步骤2.5、计算整体阵列腐蚀电流；

2.5.1、没有腐蚀电流时，输出电压为1.65V，对应的AD转换结果为2048；

2.5.2、有腐蚀电流时，输出电压V＝1.65+i*R,其中i为腐蚀电流，R是阻值为100K欧姆的电阻；这时对应的AD转换结果得出腐蚀电流