基于AT89C52的电化学工作站设计
3 基本功能
3．1 恒电位功能
在三电极体系中，即便从开始就把相对于参比电极的研究电极电位设定为某值，但由于随着电极反应的进行，电极表面反应物浓度不断减小，生成物浓度不断增加，电极电位将偏离初始设定电位。所以为使设定的电位保持一定，就应随着研究电极和参比电极之间的电位变化，不断地调节施加于两电极之间的电压。可是这样的操作在很短的时间内是不能做到的，只能借助恒电位仪来实现。恒电位仪是电化学研究工作中的重要仪器，它可以用于控制电极电位为指定值，从而达到恒电位极化和研究恒电位暂态等目的，配以信号发生器后，可以使电极电位自动跟踪信号发生器给出的指令信号而变化。
3．2 恒电流功能
当运行在恒电流功能时，电化学工作站的恒电流模块控制流过工作电极和辅助电极间的电流等于给定的电流值，而且电解池中等效电阻的变化也不会影响电流，同时测量工作电极相对于参比电极的电位值并保存。
3．3 导体电阻测量
对于电阻测量，常用的是万用表，它使用方便并且便于移动。但是万用表测量的电阻阻值较大，对于小阻值的电阻如导体，阻值一般是mΩ级，普通万用表就无能为力。若要获得导体电阻值的变化，万用表则无法测出。工作站选用导体降压法来测导体电阻。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/172378.htm
采用图3所示方法进行测量，给被测导体接通一个恒定电流，电流值稍大，如1A，然后用微电压测量仪测量导体上的压降。根据欧姆定律R=U／I，就可以算出导体电阻。通过的电流较大是希望导体压降更大，便于微电压测量仪测量，减小误差。
3．4 阴极保护
在输油管道、变电站等场合，金属的腐蚀问题会导致严重事故，这就需要对管道、接地导体进行保护和监测，对腐蚀严重的设备提前维护和更换，避免造成重大损失。工作站在强制电流阴极保护技术的基础上进行了改进，提出“动态恒流法”，使得阴极保护效果更好。首先用恒电位仪给被保护金属加一个直流电，使被保护金属的腐蚀失电子与外加电流的电子处于相对平衡状态，对其进行保护。同时实时监测接地导体的电阻变化情况，当电阻值增大时，调节给定保护电流值使保护达到一个新的平衡状态。这样就可以最大程度地对其进行保护。同时根据其阻值的变化还可以得出腐蚀速率，预计使用年限，提前对接地导体进行更换，避免因接地不良而导致不安全事故。
导体电阻阻值R=ρL／S，其中，ρ为电阻率；导线横截面积S=a×b；L为导线长度。若在土中埋放一段时间后，其高度变化量为δa，宽度变化量为δb，设电阻变化为δR。对电阻值求增量，得
由式(3)可以看出，电阻值变化率和腐蚀速率的关系。这样就可以根据电阻的变化得知接地导体腐蚀情况。
4 结束语
随着金属的广泛应用，金属腐蚀问题得到人们的关注。金属腐蚀的主要原因是电化学腐蚀，而研究电化学反应需要一个良好的电化学工作站。所设计的电化学工作站融合了智能控制、人机交互等技术，通过软硬件测试证明所设计的电化学工作站能够实现恒电位、恒电流、导体电阻测量、阴极保护和远程监控等功能。
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