基于USB接口的恒电量腐蚀监测仪设计-检测技术与自动化装置专业论文.docx

独创性声明 本人声明所里交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取 得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 又哮嫂且大学 或 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位份文作者签名 tf 1位 签字町期: 年 A 日 学位恰式版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 义哼理工大学有关保留、使用学位论文 的规定。特授权大哼理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，并采用影印、缩印成扫描等复制手段保存、汇编， 以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门成机构送交论文的复本和电子 文件。 (保密的学位论文在解密后适用木授权说明) 学位以作者签名:都 j 他 刊μ: 树今 签字日期: 年月日 签字日期: 年 A 日 - 摘要 在工业化国家，金属腐蚀破坏所导致的经济损失占国民生产总值 (GNP) 的 3%-5% ， 成功的腐蚀监测，带来的经济效益相当于投资成本的数十甚至上自倍，因此腐蚀监测被 认为是实现文明生产的重要保证手段。实际工程中的金属腐蚀大部分均为电化学腐蚀， 本文对各种电化学腐蚀检测方法进行分析与对比，得出恒电量方 1点是一种简单易行、快 速灵敏、适用条件普遍的非破坏性的腐蚀检测方法。为了实现怕屯最腐蚀监测的自动化 测量，本课题研发了基于 USB 接口的恒电最腐蚀监测仪。主机i醒过 USB 总线控制恒电 量模块，加载激励信号极化电极，同时自动采集极化也位到主机，并由主机软件进行数 据平滑、软件滤波、曲线拟合后显示各咆化学参数。 本课题所完成的主要工作包括: 1.对极化曲线法、交流阻抗法等多种腐蚀电化学检测方法比较，分析恒电量方法在 腐蚀监测中的优势:对恒电量法进行理论分析，由等效电路理论推导出各种电化学参数: 分析了复杂涂装余)属腐蚀体系等四种等效模型电路，并对等效电路通过拉氏变换及其逆 运算推导出恒咆最激励条件下的响应方程式。 2.完成恒电量腐蚀监测仪的恒咆量模块和恒电量接口模块的设计。激励倍号的加载 采用精密电容器充放电方式，通过减小充电电容 Cs和增加充电电压 Vs 的方法来减小时 间常数民沪Cs 使激励信号的充电磁度提高 3f音以上:接口芯片采用 Cypress 公词的 FX2 芯片，该芯片端点 FIFO 和接口 FIFO 两者相结合，大大提高了 USB2.0 带宽的利用率，可 实现数据的高速采集。 3.究成接口芯片固件程序、 USB 设备驱动和主机监控程序的设计。监控程序控制搭 个检测过程，采用 VC 和 MATLAB 混合编程，结合了 VC 友好的界面效果与 MATLAB 强大的数值计算能力;除了硬件上的防干扰措胞，本系统还提供了软件消除噪声的方法， 首先采用五点三次平滑方法对采集数掘进行数据平滑，再跑过低通滤波器去除 50Hz 的 市电和高频干扰，保证数据的收敛性和准确性。 关键诩:恒电量 腐蚀监测 USB2.0 CY7C68013 Abstract In industrialized cOuntries，the ecOnOmic lOss caused by metal cOrrOsiOn is 3% -5% Of GNP. And successful cOrrOsiOn mOnitOring wí1l bring ecOnOmic benefits dOzens Or even hundreds Of times Of the investment cOst. SO the cOrrOsiOn MOnitOring is cOnsidered tO be an impOrtant means tO guarantee prOductiOn civilizatiOn.MOst of the metal cOrrOsiOn is electrOchemical cOrrOsiOn in actual prOject. Based On analysis and cOmparisOn with variOus detectiOn methOds fOr electrochemical cO町OsiOn，we can knOw that coulOstatic detectiOn is a methOd with advantages Of simple tO ca町y Out，fast，sensitive，non-destructive and generally suitable conditiOn. In Order tO achieve autOmated measurement Of cOul