Measurement microsystem for high impedance spectroscopy of anticorrosion coatings

• Autorzy: Hoja, J. , Lentka, G. , Zielonko, R.

Warianty tytułu

PL

Mikrosystem pomiarowy do wysokoimpedancyjnej spektroskopii powłok antykorozyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deals with the problem of very high impedance measurements ... in a wide frequency range from 100 [mi]Hz to 1 MHz dedicated to parameters identification of anticorrosion coatings. The construction of the high impedance measurement microsystem (HIMS) has been de-scribed. The microsystem consists of 5-terminal input circuitry, a phase sensitive detector based on discrete Fourier transformation (DTF), a measurement generator with direct digital synthesis (DDS) and DSP processor. The results of the microsystem verification have been presented on the example of measurement of multi-element two-terminal RC networks modelling real anticorrosion coatings.

PL

W artykule przedstawiono mikrosystem do pomiarów bardzo dużych impedancji ... ukierunkowany na identyfikację parametrów powłok antykorozyjnych metodą spektroskopii impedancyjnej. Do wyznaczania składowych ortogonalnych sygnałów pomiarowych zastosowano w nim technikę cyfrowego przetwarzania sygnałów. Pozwoliła ona na uzyskanie szerokiego zakresu częstotliwości pomiarowych, a zwłaszcza bardzo niskich, od 100 [mi]Hz do 1 MHz, przy zachowaniu prostej konstrukcji zapewniającej niską cenę mikrosystemu. Dzięki zastosowaniu obwodu wejściowego z przetwornikiem prądu na napięcie, mikrosystem umożliwia pomiary impedancji w zakresie ... z błędem mniejszym niż 2,5 %. Mikrosystem zrealizowano w formie przyrządu wirtualnego. Składa się on z modułu pomiarowego połączonego interfejsem RS-232 z komputerem przenośnym. Moduł pomiarowy zrealizowany na pięciu eurokartach składa się z 5-zaciskowego obwodu wejściowego, detektora fazoczułego wykorzystującego dyskretną transformatę Fouriera, generatora pomiarowego z bezpośrednią syntezą częstotliwości, procesora sygnałowego oraz zasilacza. Przedstawiono badania dwu i czteroelementowych dwójników RC modelujących powłoki antykorozyjne. Pozwoliły one na identyfikację elementów składowych dwójników z dokładnością nie gorszą niż 2 % dla elementów rezystorowych i 2-4 % dla pojemnościowych w zależności od wpływu sieci bocznikującej. Wykorzystanie nowoczesnych podzespołów elektronicznych w połączeniu z techniką cyfrowego przetwarzania sygnałów pozwoliło na uzyskanie taniego przyrządu, którego parametry użytkowe w zakresie częstotliwości stosowanych w diagnostyce powłok antykorozyjnych, przewyższają parametry komercyjnej aparatury profesjonalnej (Solartron) wykonanej w technologii tradycyjnej.

Słowa kluczowe

PL

pomiary dużych impedancji; diagnostyka powłok antykorozyjnych

EN

high impedance measurements; diagnostics of anticorrosion coatings

• Czasopismo: Metrology and Measurement Systems
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 9, nr 1
• Strony: 31-44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hoja, J.

• Gdańsk University of Technology, Electronic Measurement Department

autor

Lentka, G.

• Gdańsk University of Technology, Electronic Measurement Department

autor

Zielonko, R.

• Gdańsk University of Technology, Electronic Measurement Department

Bibliografia

• 1. Hoja J., Lentka G.: High impedance measuring of anticorrosion coating. Proc. of XVI IMECO WORLD CONGRESS 2000, Vienna, Austria 2000, vol. IV, TC-4, pp. 137-142.
• 2. Macdonald J. R.: Impedance spectroscopy. John Wiley & Sons 1987.
• 3. Miszczyk A.: Charakterystyka impedancyjna powłok organicznych przeznaczonych do ochrony instalacji odsiarczania spalin metodą mokrą (The impedance characteristic of the organic coatings designed for protections of fuel gas desulfurization systems using wet method). PhD Dissertation directed by K. Darowicki, Technical University of Gdansk, Chemical Department, Gdańsk 1998.
• 4. Hoja J.: Mikrosystem do wektorowych pomiarów impedancji w szerokim zakresie częstotliwości (Microsystem for vector impedance measurements in a wide frequency range). Metroligy and Measurement Systems, vol. 7, no. 3, PWN, Warsaw 2000, pp. 51-67.
• 5. Hoja J., Lentka G.; Low cost impedance analyser for diagnostics of non-electrical objects. Proc. 11-th International Symposium, IMEKO TC-4, Lisbon, Portugal 2001, vol. I, pp. 121-124.
• 6. Hoja J., Czaja Z.: Accuracy processing analysis of the measuring impedance system based on four vector method. Proc. of the International Symposium on Electrical Instruments in Industry, IMECO TC-4 Glasgow, 8-9 September 1977, pp. 229-232.
• 7. Angrisani L., Baccigalupi A., PietrosantoA.: A Digital Signal Processing Instrument for Impedance Measurement. IEEE Trans. on Instrumentation and Measurement, vol. 45, no. 6, December 1996, pp. 930-934.
• 8. Dygas J. R., Breiter M. W.: Measurements of large impedance in a wide temperature and frequency range. Electrochimica Acta, vol. 41, nos. 7/8, 1996, pp. 993-1001.
• 9. Carullo A., Ferravis F., Parvis M., Vallan A., Angelini E., Spinelli P.: Low-Cost Electrochemical Impedance Spectroscopy System for Corrosion Monitoring of Metallic Antiquities and Work of Art. IEEE Trans. On Instrumentation and Measurement, vol. 49, no. 2, April 2000, pp. 371-375.
• 10. Macdonald J. R.: LEVM Manual ver.7.11. CNLS Immitance Fitting Program. Soltartron Group Limited 1999.
• 11. Hinton A. J., Sayers B.: Advanced Instrumentation for solid stste applications. Information Note from Solartron, Solartron 1997.