ATLAS 0441 HIGH IMPEDANCE ANALYSER

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "ATLAS 0441 HIGH IMPEDANCE ANALYSER"

Michał Wróblewski
4 lat temu
Przeglądów:

1 ZAKŁAD SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH ATLAS - SOLLICH ul. Mjr. M. Słabego 2, Gdańsk, Polska tel/fax sollich@atlas-sollich.pl ATLAS 0441 HIGH IMPEDANCE ANALYSER Gdańsk

2 ATLAS 0441 Analizator Wysokich Impedancji do diagnostyki powłok przeciwkorozyjnych ATLAS 0441 High Impedancje Analyser jest przyrządem do spektroskopii wysokoimpedancyjnej obiektów technicznych modelowanych wieloelementowymi dwójnikami, o module impedancji do 100GΩ, w szerokim zakresie częstotliwości, od bardzo niskich 10µHz do 1MHz. W szczególności Analizator jest przeznaczony do monitorowania i diagnostyki jakości powłok przeciwkorozyjnych w warunkach laboratoryjnych oraz terenowych. Opracowano trzy rodzaje sond pomiarowych: dwu-zaciskową, trzy-zaciskową z funkcją potencjostatu i trzy-zaciskową bez funkcji potencjostatu. Sonda dwu-zaciskowa i sonda trzy-zaciskowa z funkcją potencjostatu przeznaczone są do spektroskopii impedancyjnej powłok przeciwkorozyjnych na obiektach uziemionych w terenie (np. mostach, wiaduktach, rurociągach, itp.) w zakresie częstotliwości 10µHz do 100kHz. Kable łączące sondę z analizatorem mogą mieć długość do 10m, co umożliwia dojście z sondą pomiarową do trudno dostępnych obszarów obiektu. Sonda trzy-zaciskowa bez funkcji potencjostatu umożliwia pomiary impedancji powłok na obiektach nieuziemionych w warunkach laboratoryjnych w przedziale częstotliwości od 10µHz do 1MHz. Opracowano multiplekser pomiarowy umożliwiający jednoczesne podłączenie do przyrządu i pomiar 8 próbek badawczych. Dzięki zastosowaniu obwodów wejściowych w postaci sondy pomiarowej analizator umożliwia pomiary impedancji w przedziale 100 Ω< Z x <100 GΩ. Amplituda harmonicznego sygnału pomiarowego może być programowana od 1mV do 1000mV z rozdzielczością 1mV, natomiast składowa stała w przedziale ±3V z rozdzielczością 16- bitów. Analizator ATLAS 0441 HIA zrealizowano w formie przyrządu wirtualnego. Składa się on z małogabarytowego bloku pomiarowego, łatwego do przenoszenia i instalowania na stanowisku badawczym, połączonego interfejsem USB z komputerem PC. Komputer służy do zaprogramowania parametrów eksperymentu pomiarowego oraz rejestracji wyników. W warunkach pracy laboratoryjnej jak i terenowej, komputer może śledzić realizowany proces pomiarowy i wizualizować na bieżąco otrzymane wyniki pomiaru. Wyniki zapisane w pamięci komputera mogą być przenoszone do innych programów graficznych i analitycznych. W pracy terenowej analizator może być zasilany z akumulatora o napięciu 12V. Maksymalny pobór prądu nie przekracza 0,9A, co umożliwia wielogodzinne zasilanie przyrządu z akumulatora o niedużej pojemności (np. akumulator 12-15Ah wystarcza na 8-10 godzin pracy). W laboratorium przyrząd jest zasilany z 230V za pomocą zewnętrznego zasilacza ac/dc 12V/2A. Dodatkowym wyposażeniem stanowiska pomiarowego zbudowanego w oparciu o przyrząd ATLAS 0441 High Impedance Analyser mogą być specjalne elektrody pomiarowe i elektrody odniesienia oraz naczyńka pomiarowe oferowane przez firmę ATLAS-SOLLICH ZSE. Analizator ATLAS 0441 HIA może być wykorzystany także do spektroskopii impedancyjnej dielektryków, struktur półprzewodnikowych, baterii i ogniw, mieszanek betonowych i wielu innych obiektów. Jego zastosowanie jest coraz szersze, ponieważ spektroskopia impedancyjna jako narzędzie badawcze znajduje zastosowanie w nowych dziedzinach takich jak biologia i medycyna np. w procesach transplantacji organów, badaniach dermatologicznych i stomatologicznych oraz przy rozpoznawaniu nowotworów. W analizatorze zastosowano nowe rozwiązania układowe i programistyczne. Do wyznaczania składowych ortogonalnych sygnałów pomiarowych zastosowano technikę cyfrowego przetwarzania sygnałów DSP, która pozwoliła na pomiary w szerokim zakresie częstotliwości.

Dane techniczne: Przedział częstotliwości spektroskopii impedancyjnej 10µHz do 1 MHz; Zakres pomiaru impedancji 100 Ω< Z x <100 GΩ; Dokładność pomiaru impedancji pokazano na załączonym wykresie

3 Dane techniczne: Przedział częstotliwości spektroskopii impedancyjnej 10µHz do 1 MHz; Zakres pomiaru impedancji 100 Ω< Z x <100 GΩ; Dokładność pomiaru impedancji pokazano na załączonym wykresie 1,0E+11 1,0E+10 1,0E+09 ` 0.1% % 0.1 1% % 10 1,0E+08 Z [ohm] 1,0E+07 1,0E+06 1,0E+05 1,0E+04 1,0E+03 1,0E-04 1,0E-03 1,0E-02 1,0E-01 1,0E+00 1,0E+01 1,0E+02 1,0E+03 1,0E+04 1,0E+05 1,0E+06 f [Hz] sonda trzy-zaciskowa z funkcją potencjostatu oraz sonda dwu-zaciskowa sonda trzy-zaciskowa bez funkcji potencjostatu Amplituda sygnału pomiarowego programowana w przedziale 1 mv do 1000 mv (z krokiem 1mV), jest automatycznie utrzymywana na zaprogramowanym poziomie ze zmianą częstotliwości i zakresu pomiarowego impedancji; Zakres ustawiania składowej stałej wynosi ±3V z rozdzielczością 16-bitów. Umożliwia automatyczną kompensację SEM ogniwa elektrochemicznego powstałego w wyniku korozji podpowłokowej; Nowa głowica pomiarowa z wbudowanym trzy-elektrodowym potencjostatem; Multiplekser pomiarowy umożliwia jednoczesne podłączenie do przyrządu 8 próbek badawczych; Możliwość wykonania widm impedancji dla potencjału stacjonarnego i potencjałów wymuszonych próbki; Możliwość pomiaru pojedynczego widma jak i serii widm; W analizatorze zastosowano autodiagnostykę i auto-zerowanie torów pomiarowych analizatora; Analizator zasilany jest napięciem DC 9-18V lub AC 230V, pobiera moc 12W; Długość standardowego kabla łączącego głowicę pomiarową z przyrządem wynosi 2m; Wymiary obudowy analizatora wynoszą: SxWxG = 260 x 160 x 380 mm.

Za pomocą panelu programuje się parametry dotyczące czterech obszarów: generatora sygnału pobudzającego umożliwiają one wybór przedziału generowanych częstotliwości pomiarowych, liczbę punktów

4 Oprogramowanie Analizatora Komunikacja użytkownika z analizatorem odbywa się za pomocą komputera PC. Panel interfejsu użytkownika, umożliwia zaprogramowanie parametrów spektroskopii impedancyjnej przedstawiono na rysunku. Za pomocą panelu programuje się parametry dotyczące czterech obszarów: generatora sygnału pobudzającego umożliwiają one wybór przedziału generowanych częstotliwości pomiarowych, liczbę punktów częstotliwości w dekadzie (w sekwencji liniowej lub logarytmicznej) lub wybranie zapisanej wcześniej listy punktów pomiarowych, poziomu amplitudy sygnału harmonicznego i parametrów polaryzacji składową stałą; analizatora związanego z pomiarem impedancji pozwalając zaprogramować automatyczny tryb wyboru zakresu pomiarowego, czas opóźnienia pomiędzy pomiarami na poszczególnych częstotliwościach i pomiędzy kolejnymi seriami pomiarowymi oraz wybór pracy w trybie z kompensacją DC i kontrolą amplitudy AC; multipleksera pomiarowego umożliwiając zaprogramowanie ilości dołączonych próbek oraz odstępów czasowych pomiędzy pomiarami; etykiety pomiarów - opisującej obiekt badany i warunki w których przeprowadzono pomiar.

5 Na rysunku pokazano kilka paneli jednocześnie otwartych podczas pomiaru, które przedstawiają wyniki pomiaru parametrów impedancji dla poszczególnych częstotliwości w postaci tekstowej i graficznej. Umożliwiają one zobrazowanie wyników w postaci wykresu modułu i fazy impedancji w funkcji częstotliwości (wykresy Bodego) i wykresu składowej urojonej od rzeczywistej, gdzie parametrem jest częstotliwość (wykres Nyquista). Na wykresie, w oknie u dołu, pokazano możliwość odczytu wartości współrzędnych poszczególnych punktów pomiarowych. W tym celu naprowadza się marker myszki na punkt pomiarowy, a wartości współrzędnych odczytuje się w oknach oznaczonych X-Coord i Y-Coord. Przyrząd opracowano w ramach europejskiego projektu badawczo-wdrożeniowego Eureka E!3174 HIADAC pt.: High impedance analyser for diagnostics of anticorrosion coating, którego głównym wykonawcą i koordynatorem była Katedra Metrologii i Systemów Elektronicznych Politechniki Gdańskiej. Partnerami w realizacji projektu EUREKA byli ponadto: ATLAS-SOLLICH Zakład Systemów Elektronicznych w Gdańsku, Instytut Budowy Dróg i Mostów w Warszawie oraz Uniwersytet w Trento (Włochy). Wdrożenie analizatora ATLAS 0441 HIA do produkcji nastąpiło w I kwartale 2005 roku, w firmie ATLAS-SOLLICH Zakład Systemów Elektronicznych, ul. Mjr. M. Słabego 2, Gdańsk.

Podobne dokumenty

SPECYFIKACJA TECHNICZNA

Załącznik Nr 10 SPECYFIKACJA TECHNICZNA Zakup, dostawa i instalacją dwóch sztuk zestawów elektrochemicznych, stanowiących wyposażenie laboratoryjne dla potrzeb Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego w Stalowej