全自动腐蚀加速实验机的设计

　　1　引言

　　腐蚀加速实验在众多领域都存在,通过加速腐蚀实验以确定材料性能、物质特性、产品性能等,特别是在化学、石油、化工等行业应用广泛。原有的腐蚀加速实验装置普遍存在自动化程度不高,控制精度低,功能不全等缺陷,这些缺陷不但对实验的准确性带来影响,而且给实验人员带来了很大的不便,影响实验的顺利进行。为提高实验精度,减轻劳动强度,本文作者开发和设计了全自动腐蚀加速实验机。该实验机将用于测试土壤对材料的不同腐蚀特性,以便根据具体使用环境相应改变材料的化学组成,有针对性地提高材料特性,降低腐蚀速度,延长使用寿命。

　　2　主要功能

　　全自动腐蚀加速实验机主要要实现以下几类功能:

　　(1)温度控制　温度控制分为两档:恒温和保温。在恒温档该设备可实现室温至80℃范围的温度控制,控制精度为±1℃,该温度的保持时间可设定;在保温档,系统可保证形体温度不低于15℃.

　　(2)极化输出　设备可提供0~2000mA的恒定极化电流,电流稳定精度为±50mA.所有负载两端总电压<50·0V.

　　(3)通风　设备具有周期性通风功能,通风开始时间和周期时间可控。

　　(4)供水　周期性供水、供水水量、供水开始时间和周期时间可控。供水水箱(水箱容积>2.5L)有上、下限报警(采用蜂鸣器)。加水最小量50ml/次;水量有1、2、3、4档;分别对应水量为50ml/次、100ml/次、150ml/次、200ml/次。

　　(5)掉电补偿　在系统运行过程中,若遇上停电情况,控制系统自动补足恒温档设定时间和极化未完成时间。

　　(6)温度和湿度　系统实时检测并显示箱体内的温度和湿度,温度检测范围为0~99℃,湿度检测范围为5%~95%RH.

　　(7)报警　当设备出现异常情况时,能自动以声音和显示双重报警,保证系统安全可靠地运行。

　　3　系统硬件设计

　　本系统由以80C196KC单片机为CPU的最小系统,操作键盘,液晶显示器,微型打印机,恒温加热功能,恒流输出控制,开关量控制以及湿度显示等组成,其系统的总体结构如图1所示。

　　3·1　80C196KC最小系统

　　80C196KC最小系统是本系统的控制核心。除80C196KC单片机以外,它还包括一片地址锁存器74HC573、译码电路、32K只读存储器27C256和32K读写存储器等。其中所选RAM为具有防掉电功能的芯片DS1230Y-100,译码电路由可编程逻辑器件GAL实现。

　　3·2　操作键盘

　　操作键盘是系统的输入设备,本系统采用4个小按键,其状态分别通过单片机的4个高速输入引脚送给CPU。这4个键分别为模式键、设置键、加键和减键,它们用来设置系统的参数及运行方式。