[發明專利]自動化掃描振蕩電極技術

有效

• 申請號: 201010512924.1
• 申請日: 2010-10-20
• 公開（公告）號: CN102455375A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 許越
• 申請（專利權）人: 旭月（北京）科技有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R19/08;G01N17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種自動控制微電極以振蕩方式接近樣品進行測量，非接觸獲得被測樣品電壓梯度或電流密度信息的方法，屬光電機一體化技術領域。

背景技術

帶電離子的流動會產生電流。在生命科學、醫學、材料科學等諸多領域，對離子電流的檢測具有非常重要的意義。例如，在醫學領域中，特定的離子電流是很多生理過程如傷口愈合過程的調控信號，檢測離子電流可以提出針對性的治療措施；在材料科學領域，金屬材料的腐蝕過程伴隨著離子電流的產生和擴大過程，對離子電流的檢測不僅能夠精確判斷腐蝕反應的機制并提出相應的防腐手段，還能對現有防腐手段的效果進行科學評價。

在很多情況下，用電流密度即單位面積內的電流量來表征離子電流的大小。根據歐姆定律，電阻率不變的條件下，電流密度與單位面積內的電壓梯度成比例關系，因此通過測量電壓梯度也可以獲得電流密度信息。

基于電流密度的重要性，檢測樣品電流密度的方法已有大量報道。但以驅動微電極振蕩方式非接觸性測量樣品電壓梯度或電流密度的方法尚未見報道。

發明內容

本發明提供的自動化掃描振蕩電極技術，包括：信號采集單元、多維運動單元、控制單元以及顯微成像/視頻采集單元。

下面具體說明本發明各單元的部件及結構關系。

所述的信號采集單元包括信號處理器、前置放大器、微電極、微電極振蕩器以及其他必要配件。其他必要配件主要包括參比電極、測量器皿、液體介質等。微電極既可以是金屬微電極，如鉑銥合金微電極、不銹鋼微電極，也可以是其他類型的微電極。微電極需要具有一定強度以保證振蕩過程中不被損壞。微電極數量一般是一個，特殊情況下也是多個。樣品測量一般需要液體介質環境，被測樣品、微電極與參比電極都處于液體介質中。微電極一般要近距離接近被測樣品，具體接近程度根據測量實驗的要求確定。參比電極與被測樣品要保持一定的距離，以避免干擾測量信號。

所述的多維運動單元包括運動控制器、驅動器以及其他必要配件。其他必要配件主要包括位移傳遞架、固定連接彈簧、鉛制螺桿等。運動控制器的運動指令發送到驅動器，驅動器通過位移傳遞架等的配合驅動微電極按照指令運動。

所述的控制單元包括控制硬件單元和控制軟件單元。控制硬件單元為控制軟件單元的物質載體，控制軟件單元通過控制硬件單元發揮功能。控制軟件單元包括自動化掃描振蕩電極技術專用軟件及其他必要配套軟件。自動化掃描振蕩電極技術專用軟件指自動化掃描振蕩電極技術專用，集成了微電極信號采集及數據處理、微電極運動控制、被測樣品運動控制等諸多功能的軟件系統。其他必要配套軟件指自動化掃描振蕩電極技術專用軟件發揮功能所不可缺少的配套軟件，如操作系統、文本處理軟件等。控制硬件單元包括系統控制盒以及其他必要配件，其他必要配件主要包括數據連接線等。

所述的顯微成像/視頻采集單元包括顯微鏡、視頻采集器以及其他必要配件。顯微鏡既可以是普通光學顯微鏡，如倒置顯微鏡、金相顯微鏡等，也可以是其他類型的顯微鏡，如熒光顯微鏡等。視頻采集器為能夠采集被測樣品及微電極圖像的硬件設備，如CCD攝像頭等。其他必要配件主要包括連接線、配套工具等。

下面具體說明本發明技術系統各單元部件之間的線路關系。

信號采集單元的微電極與前置放大器連接，前置放大器一方面與信號處理器連接，一方面與多維運動單元的驅動器連接；驅動器與運動控制器連接，信號處理器和運動控制器都與控制單元的控制硬件單元連接；微電極振蕩器一方面與微電極連接，另一方面與控制硬件單元連接；控制硬件單元還分別與顯微成像/視頻采集單元的顯微鏡及視頻采集器連接，顯微鏡與視頻采集器相互連接。上述部件的連接關系需要各單元的其他必要配件配合完成。

本發明提供的自動化掃描振蕩電極技術，通過微電極振蕩的方式采集樣品電壓梯度或電流密度信息，測量過程不接觸或侵入樣品，不對樣品造成損傷，操作自動化程度高，方便快捷，樣品范圍廣，所獲取的數據準確可靠，具有極高的實際應用價值。

附圖說明

圖1是自動化掃描振蕩電極技術的組成示意圖。

圖2是自動化掃描振蕩電極技術的部件連接示意圖。

圖3是A24鋼筋樣品在只含有腐蝕成分的溶液中浸泡24小時后自動化掃描振蕩電極技術獲取的電流密度分布圖。

圖4是A24鋼筋樣品在含有腐蝕成分和抑制劑的溶液中浸泡24小時后自動化掃描振蕩電極技術獲取的電流密度分布圖。

具體實施方式

下面用實施例對本發明做進一步說明，但本發明不限于這一實施例。

實施例：