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专利号: 2020110018435
申请人: 江苏师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于波长变化的金属腐蚀状态评估测试装置,其特征在于,包括直流电源、装置本体、信号处理电路和PC机,所述装置本体包括壳体以及封装在壳体内的可见光发射器、反射镜、衍射光栅、聚焦透镜、载物台、准直透镜和发射光接收器,所述待测金属样品置于载物台上,所述可见光发射器连接直流电源,可见光发射器发射的可见光束经反射镜反射进入衍射光栅,不同波长的光信号从衍射光栅表面以不同出射角度射出,再经过聚焦透镜汇聚到待测金属样品的表面,由金属表面反射的光束通过准直透镜转变为同向、平行的光束,并由发射光接收器捕捉采集,所述发射光接收器通过所述信号处理电路连接所述PC机,所述发射光接收器用于将采集的光信号转换为电信号,并进行信号的放大,所述信号处理电路用于进行信号的二次放大,滤波,并将电信号转换为数字信号传输至PC机,所述PC机用于将采集的波长信息及带隙宽与预置腐蚀状态数据库进行匹配,确定待测金属的腐蚀状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于波长变化的金属腐蚀状态评估测试装置,其特征在于,所述发射光接收器内部设有光电二极管和前置放大电路,光电二极管的响应频率为30~50MHz,光电二极管直接与前置放大电路输入端电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于波长变化的金属腐蚀状态评估测试装置,其特征在于,所述信号处理电路包括运算放大器、低通滤波器和并行A/D转换器,运算放大器输出端与低通滤波器输入端连接,低通滤波器输出端与并行A/D转换器输入端的电压比较器电性连接,并行A/D转换器输出端的数据转换器与PC机连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于波长变化的金属腐蚀状态评估测试装置,其特征在于,所述可见光发射器能够在垂直方向30°~60°范围内进行调整。

5.根据权利要求1所述的一种基于波长变化的金属腐蚀状态评估测试装置,其特征在于,所述载物台的四条支腿为可伸缩式,能够实现垂直方向高度调节,调节高度为10~

20cm。

6.根据权利要求1所述的一种基于波长变化的金属腐蚀状态评估测试装置,其特征在于,所述衍射光栅的栅距为0.01~0.04mm,衍射光栅的光栅常数方程式为:d(sinθ+sini)=kλ,其中,k为光谱级次(k=0,±1,±2…),θ为衍射角,i为入射光与光栅垂直平面的入射角,λ为入射光波长。

7.一种利用权利要求3所述的评估测试装置进行金属腐蚀状态评估方法,其特征在于,具体步骤如下:将待测金属样品置于载物台上,接通电源,可见光发射器输出强度均匀的

220~1400nm的可见光束,经反射镜传输到衍射光栅,不同波长的光信号从衍射光栅表面以不同出射角度射出,再经过聚焦透镜汇聚待测金属表面并发生反射,准直透镜对反射光的光谱进行调制,使其转变为平行准直光束,发射光接收器捕捉采集反射光信号,光信号传送至信号处理电路中的运算放大器进行信号放大,放大信号经低通滤波器处理后并传输至并行A/D转换器输入端的电压比较器中,由并行A/D转换器输出端的数据转换器将数字信号传输至PC机,PC机将采集的波长信息及带隙宽与预置腐蚀状态数据库进行匹配,确定待测金属的腐蚀状态,并显示数据。

8.根据权利要求7所述的金属腐蚀状态评估方法,其特征在于,所述的待测金属样品为含硫环境下的银或铜材料。