本發(fā)明涉及一種鍍錫板耐腐蝕性能檢測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，鍍錫板被廣泛使用于食品和飲料的包裝領(lǐng)域，諸如啤酒和飲料的易拉罐、食品罐頭、食品包裝瓶蓋等。由于食品質(zhì)量的高要求，鍍錫板耐腐蝕性能也被提上新的要求。通過鍍錫板耐腐蝕性能的有效檢測以確保食品安全顯得十分必要。

目前各類鍍錫板耐腐蝕性能檢測裝置基本上為非標(biāo)產(chǎn)品，且產(chǎn)品種類很少，自動(dòng)化水平較低，影響了鍍錫板耐腐蝕性能的有效檢測，對(duì)食品安全存在一定的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鍍錫板耐腐蝕性能檢測系統(tǒng)及方法，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍍錫板耐腐蝕性能的準(zhǔn)確檢測，本方法具有較高的自動(dòng)化水平，提高了鍍錫板耐腐蝕性能檢測精度，確保食品安全。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明鍍錫板耐腐蝕性能檢測系統(tǒng)包括脫脂單元、脫錫單元、腐蝕單元、檢測單元和控制單元，鍍錫板樣品依次經(jīng)脫脂單元脫脂處理、脫錫單元脫錫處理和腐蝕單元腐蝕處理，檢測單元檢測樣品在腐蝕單元的腐蝕電流，控制單元分別控制樣品在脫脂單元的脫脂處理過程、脫錫單元的脫錫處理過程和腐蝕單元的腐蝕處理過程，以及采集檢測單元的腐蝕電流信息并且依據(jù)腐蝕電流信息獲得樣品的耐腐蝕性能。

進(jìn)一步，所述脫脂單元包括脫脂槽、石墨陽極、碳酸鈉溶液和恒電流源，所述碳酸鈉溶液注入所述脫脂槽內(nèi)，所述石墨陽極設(shè)于所述脫脂槽內(nèi)，所述樣品設(shè)于所述脫脂槽內(nèi)作為陰極，所述恒電流源輸出端連接所述石墨陽極和樣品陰極。

進(jìn)一步，所述脫錫單元包括脫錫槽、不銹鋼板陰極、氫氧化鈉溶液和恒電壓源，所述氫氧化鈉溶液注入所述脫錫槽內(nèi)，所述不銹鋼板陰極設(shè)于所述脫錫槽內(nèi)，所述樣品設(shè)于所述脫錫槽內(nèi)作為陽極，所述恒電壓源輸出端連接所述樣品陽極和不銹鋼板陰極。

進(jìn)一步，所述腐蝕單元包括恒溫水槽、純凈水、腐蝕罐、純錫棒陽極和番茄汁，所述純凈水注入所述恒溫水槽并且通過恒溫控制器和加熱器控制水溫，所述腐蝕罐設(shè)于恒溫水槽內(nèi)，所述腐蝕罐上部設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)氣口和氮?dú)獬鰵饪冢龇阎⑷胨龈g罐了，所述純錫棒陽極從所述腐蝕罐頂面中心伸入腐蝕罐內(nèi)，多個(gè)所述樣品圍繞所述純錫棒陽極從所述腐蝕罐頂面伸入腐蝕罐內(nèi)。

進(jìn)一步，所述檢測單元包括微電流檢測儀和切換開關(guān)，所述微電流檢測儀正極連接所述純錫棒陽極、負(fù)極通過所述切換開關(guān)分別連接多個(gè)樣品。

進(jìn)一步，所述控制單元包括微處理模塊、第一繼電器數(shù)字量輸出控制器和第二繼電器數(shù)字量輸出控制器，所述微處理模塊通過所述第一繼電器數(shù)字量輸出控制器控制所述恒電流源的輸出電流，所述微處理模塊通過所述第二繼電器數(shù)字量輸出控制器采集檢測單元的腐蝕電流信息。

一種鍍錫板耐腐蝕性能檢測方法包括如下步驟：

步驟一、鍍錫板樣品置于脫脂槽內(nèi)作為陰極，微處理模塊通過第一繼電器數(shù)字量輸出控制器控制恒電流源在石墨陽極和樣品陰極之間加入電流密度為25mA/cm²的恒電流，由第一繼電器數(shù)字量輸出控制器控制恒電流源輸出的恒電流按10秒正電流、1秒負(fù)電流方式交替加到石墨陽極與樣品陰極上，并且重復(fù)5次以上，直至鍍錫板樣品完全脫脂；

步驟二、將脫脂后的樣品置于脫錫槽內(nèi)作為陽極，通過恒電壓源在樣品陽極與不銹鋼板陰極之間加入0.4伏直流電壓，當(dāng)樣品陽極與不銹鋼板陰極之間的電流下降到0.07A時(shí)，樣品陽極與不銹鋼板陰極之間加入的電壓調(diào)節(jié)為0.2伏，直至樣品陽極與不銹鋼板陰極之間電流下降到接近零，此時(shí)鍍錫板樣品脫錫完成；

步驟三、將多個(gè)脫脂、脫錫后的鍍錫板樣品從腐蝕罐頂面伸入腐蝕罐內(nèi)并且圍繞純錫棒陽極，氮?dú)庾愿g罐的氮?dú)膺M(jìn)氣口進(jìn)入腐蝕罐后從氮?dú)獬鰵饪谝绯?，通過氮?dú)鈱⒏g罐內(nèi)番茄汁與空氣隔絕，以防止空氣氧化番茄汁、純錫棒和樣品，通過恒溫控制器和加熱器控制恒溫水槽水溫處于27±0.5℃的恒溫狀態(tài)；

步驟四、鍍錫板樣品在腐蝕罐內(nèi)的番茄汁侵蝕下被腐蝕，每個(gè)樣品與純錫棒陽極之間產(chǎn)生腐蝕電流，微電流檢測儀通過切換開關(guān)依次檢測每個(gè)樣品與純錫棒陽極之間的腐蝕電流；

步驟五、微處理模塊通過第二繼電器數(shù)字量輸出控制器采集20小時(shí)微電流檢測儀檢測的腐蝕電流信息，微處理模塊對(duì)采集的腐蝕電流進(jìn)行分析處理、繪圖、儲(chǔ)存和輸出，腐蝕電流大小表征鍍錫板樣品的耐腐蝕性能，腐蝕電流越小，耐腐蝕性能越好。

由于本發(fā)明鍍錫板耐腐蝕性能檢測系統(tǒng)及方法采用了上述技術(shù)方案，即本系統(tǒng)包括脫脂單元、脫錫單元、腐蝕單元、檢測單元和控制單元，鍍錫板樣品依次經(jīng)脫脂單元脫脂處理、脫錫單元脫錫處理和腐蝕單元腐蝕處理，檢測單元檢測樣品在腐蝕單元的腐蝕電流，控制單元分別控制樣品在脫脂單元的脫脂處理過程、脫錫單元的脫錫處理過程和腐蝕單元的腐蝕處理過程，以及采集檢測單元的腐蝕電流信息并且依據(jù)腐蝕電流信息獲得樣品的耐腐蝕性能。本方法設(shè)定鍍錫板樣品脫脂處理的電流密度及陽極與陰極之間的正反向電流時(shí)間，直至樣品完全脫脂；設(shè)定樣品脫錫處理的直流電壓及陽極與陰極之間的電流，直至樣品完全脫錫；檢測樣品在腐蝕處理過程中的腐蝕電流，根據(jù)腐蝕電流判定鍍錫板樣品的耐腐蝕性能。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍍錫板耐腐蝕性能的準(zhǔn)確檢測，本方法具有較高的自動(dòng)化水平，提高了鍍錫板耐腐蝕性能檢測精度，確保食品安全。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

圖1為本發(fā)明鍍錫板耐腐蝕性能檢測系統(tǒng)原理框圖；

圖2為本系統(tǒng)中脫脂單元示意圖；

圖3為本系統(tǒng)中脫錫單元示意圖；

圖4為本系統(tǒng)中腐蝕單元示意圖；

圖5為本系統(tǒng)中檢測單元示意圖；

圖6為本系統(tǒng)中控制單元示意圖；

圖7為鍍錫板樣品脫脂處理的流程框圖；

圖8為鍍錫板樣品脫錫處理的流程框圖；

圖9為鍍錫板樣品腐蝕處理過程腐蝕電流采集的流程框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明鍍錫板耐腐蝕性能檢測系統(tǒng)包括脫脂單元1、脫錫單元2、腐蝕單元3、檢測單元4和控制單元5，鍍錫板樣品依次經(jīng)脫脂單元1脫脂處理、脫錫單元2脫錫處理和腐蝕單元3腐蝕處理，檢測單元4檢測樣品在腐蝕單元3的腐蝕電流，控制單元5分別控制樣品在脫脂單元1的脫脂處理過程、脫錫單元2的脫錫處理過程和腐蝕單元3的腐蝕處理過程，以及采集檢測單元4的腐蝕電流信息并且依據(jù)腐蝕電流信息獲得樣品的耐腐蝕性能。

優(yōu)選的，如圖2所示，所述脫脂單元包括脫脂槽11、石墨陽極12、碳酸鈉溶液13和恒電流源14，所述碳酸鈉溶液13注入所述脫脂槽11內(nèi)，所述石墨陽極12設(shè)于所述脫脂槽11內(nèi)，所述樣品10設(shè)于所述脫脂槽11內(nèi)作為陰極，所述恒電流源14輸出端連接所述石墨陽極12和樣品10陰極。

優(yōu)選的，如圖3所示，所述脫錫單元包括脫錫槽21、不銹鋼板陰極22、氫氧化鈉溶液23和恒電壓源24，所述氫氧化鈉溶液23注入所述脫錫槽21內(nèi)，所述不銹鋼板陰極22設(shè)于所述脫錫槽21內(nèi)，所述樣品10設(shè)于所述脫錫槽11內(nèi)作為陽極，所述恒電壓源24輸出端連接所述樣品10陽極和不銹鋼板陰極22。

優(yōu)選的，如圖4所示，所述腐蝕單元包括恒溫水槽31、純凈水32、腐蝕罐33、純錫棒陽極34和番茄汁35，所述純凈水32注入所述恒溫水槽31并且通過恒溫控制器36和加熱器37控制水溫，所述腐蝕罐33設(shè)于恒溫水槽31內(nèi)，所述腐蝕罐33上部設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)氣口38和氮?dú)獬鰵饪?9，所述番茄汁35注入所述腐蝕罐33了，所述純錫棒陽極34從所述腐蝕罐33頂面中心伸入腐蝕罐33內(nèi)，多個(gè)所述樣品10圍繞所述純錫棒陽極34從所述腐蝕罐33頂面伸入腐蝕罐33內(nèi)。根據(jù)需要圍繞所述純錫棒陽極可插入8個(gè)樣品，各樣品之間都是獨(dú)立的，互不干涉，純錫棒陽極為公用，同時(shí)恒溫水槽內(nèi)可放置多個(gè)腐蝕罐，以提高樣品檢測的效率。

優(yōu)選的，如圖5所示，所述檢測單元包括微電流檢測儀41和切換開關(guān)42，所述微電流檢測儀41正極連接所述純錫棒陽極44、負(fù)極通過所述切換開關(guān)42分別連接多個(gè)樣品10。

優(yōu)選的，如圖6所示，所述控制單元包括微處理模塊51、第一繼電器數(shù)字量輸出控制器52和第二繼電器數(shù)字量輸出控制器53，所述微處理模塊51通過所述第一繼電器數(shù)字量輸出控制器52控制所述恒電流源14的輸出電流，所述微處理模塊51通過所述第二繼電器數(shù)字量輸出控制器53采集檢測單元4的腐蝕電流信息。同時(shí)，微處理模塊51控制脫錫單元中恒電壓源24的電壓調(diào)節(jié)，并且采集脫錫處理過程中陽極與陰極之間的電流。其中第一繼電器數(shù)字量輸出控制器52和第二繼電器數(shù)字量輸出控制器53可采用帶有繼電器的ADAM4068數(shù)字量輸出控制器，其具有8路繼電器輸出，可用于恒電流源輸出電流的多次調(diào)節(jié)，以及用于多點(diǎn)信號(hào)的采集。

一種鍍錫板耐腐蝕性能檢測方法包括如下步驟：

步驟一、如圖7所示，鍍錫板樣品置于脫脂槽內(nèi)作為陰極，微處理模塊通過第一繼電器數(shù)字量輸出控制器控制恒電流源在石墨陽極和樣品陰極之間加入電流密度為25mA/cm²的恒電流，由第一繼電器數(shù)字量輸出控制器控制恒電流源輸出的恒電流按10秒正電流、1秒負(fù)電流方式交替加到石墨陽極與樣品陰極上，并且重復(fù)5次以上，直至鍍錫板樣品完全脫脂；

步驟二、如圖8所示，將脫脂后的樣品置于脫錫槽內(nèi)作為陽極，通過恒電壓源在樣品陽極與不銹鋼板陰極之間加入0.4伏直流電壓，當(dāng)樣品陽極與不銹鋼板陰極之間的電流下降到0.07A時(shí)，樣品陽極與不銹鋼板陰極之間加入的電壓調(diào)節(jié)為0.2伏，直至樣品陽極與不銹鋼板陰極之間電流下降到接近零，此時(shí)鍍錫板樣品脫錫完成；

步驟三、將多個(gè)脫脂、脫錫后的鍍錫板樣品從腐蝕罐頂面伸入腐蝕罐內(nèi)并且圍繞純錫棒陽極，氮?dú)庾愿g罐的氮?dú)膺M(jìn)氣口進(jìn)入腐蝕罐后從氮?dú)獬鰵饪谝绯觯ㄟ^氮?dú)鈱⒏g罐內(nèi)番茄汁與空氣隔絕，以防止空氣氧化番茄汁、純錫棒和樣品，通過恒溫控制器和加熱器控制恒溫水槽水溫處于27±0.5℃的恒溫狀態(tài)；

步驟四、如圖9所示，鍍錫板樣品在腐蝕罐內(nèi)的番茄汁侵蝕下被腐蝕，每個(gè)樣品與純錫棒陽極之間產(chǎn)生腐蝕電流，微電流檢測儀通過切換開關(guān)依次檢測每個(gè)樣品與純錫棒陽極之間的腐蝕電流；

步驟五、微處理模塊通過第二繼電器數(shù)字量輸出控制器采集20小時(shí)微電流檢測儀檢測的腐蝕電流信息，微處理模塊對(duì)采集的腐蝕電流進(jìn)行分析處理、繪圖、儲(chǔ)存和輸出，腐蝕電流大小表征鍍錫板樣品的耐腐蝕性能，腐蝕電流越小，耐腐蝕性能越好。

本發(fā)明鍍錫板耐腐蝕性能檢測系統(tǒng)及方法采用了合金-錫電偶合試驗(yàn)原理，通過將鍍錫板樣品脫脂、脫錫預(yù)處理后放入腐蝕環(huán)境中進(jìn)行腐蝕處理，腐蝕過程中樣品與純錫棒之間產(chǎn)生腐蝕電流，通過檢測腐蝕電流大小，即可判定鍍錫板樣品的耐腐蝕性能，提高了檢測的自動(dòng)化程度及檢測效率，保證了采用鍍錫板包裝食品的安全性。