電阻探針測定測定系統(tǒng)

電阻探針腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)是由腐蝕電阻探針、緊固件、腐蝕數(shù)據(jù)采集器、連接電纜、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)和在線監(jiān)測軟件系統(tǒng)組成，如右圖2。

電阻探針測定電阻探針

高溫電阻探針探頭如右圖3所示，由保護(hù)帽、測量元件、探頭桿、信號(hào)接口組成。

由于金屬材料電阻率隨溫度變化，為避免因介質(zhì)溫度變化引起的測量誤差，在探頭桿內(nèi)置入溫度補(bǔ)償元件，并與測量元件串連在電路中，溫度的影響可完全消除。保護(hù)帽套在探針的外面，以減緩介質(zhì)高速流動(dòng)對探針測量元件的沖擊?？ú塾糜诎惭b和拆卸探頭時(shí)與拆裝裝置連接與固定。研制高溫電阻探針的關(guān)鍵是探針的密封及內(nèi)部引線絕緣。采用玻璃陶瓷作密封材料，在1000℃以上高溫?zé)Y(jié)，采用瓷套管對探頭桿內(nèi)引線絕緣，連接部位全部采用激光焊接。將密封過的探針安裝在自制的模擬工況裝置中，其條件為450℃、2.0MPa、含硫柴油，經(jīng)過72小時(shí)，未發(fā)現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。探針的密封及耐高溫性能均能滿足設(shè)計(jì)要求。

此外，為提高耐壓性能，探針密封填料部位設(shè)計(jì)成螺旋式內(nèi)套底座。測量元件制成細(xì)絲狀，與片狀相比其優(yōu)點(diǎn)：一是壽命長，二是絲狀測量元件表面較均勻，不會(huì)像片狀測量元件易產(chǎn)生邊緣效應(yīng)。從使用和安裝角度，探針分帶壓可拆卸和法蘭兩種形式。一般來說，前者適用于管道壓力小于2.0MPa以下環(huán)境，后者適用于管道壓力大于2.0MPa的環(huán)境。

電阻探針測定監(jiān)測儀

（1）微弱信號(hào)的遠(yuǎn)距離采集、放大和數(shù)字量轉(zhuǎn)換：運(yùn)行在300℃以上的石油化工設(shè)備因腐蝕原因有著潛在的危險(xiǎn)，現(xiàn)場測試應(yīng)該遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)。以往人們曾了解的電阻探針測試儀（包括早期進(jìn)口的ER8000和國內(nèi)研制的），它與探針之間的引線很短，只有1~2m。為避免在高溫區(qū)操作，RPM-1511儀器的設(shè)計(jì)采用測量元件和溫度補(bǔ)償元件獨(dú)立差動(dòng)放大和濾波降噪技術(shù)，使測量引線達(dá)50m以上，也使一臺(tái)儀器對多探針測量成為可能。采集到原始信號(hào)并放大后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并由單片機(jī)完成運(yùn)算、顯示和存貯。

（2）數(shù)字信號(hào)的長距離傳輸，計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)：要進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測量監(jiān)測儀必須同時(shí)具有信號(hào)自動(dòng)采集和向監(jiān)控室傳輸功能。計(jì)算機(jī)均配有RS-232標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，但它的傳輸距離只有15m，對于工業(yè)現(xiàn)場來說不能滿足要求。

為了延長傳輸距離，在現(xiàn)場監(jiān)測儀和監(jiān)控室計(jì)算機(jī)的RS-232之間接入RS-485接口模塊，監(jiān)測儀內(nèi)也設(shè)計(jì)相應(yīng)電路MAX487，使原來信號(hào)以電位形式傳輸變成電流環(huán)形式傳輸，傳輸距離達(dá)到1200m，適應(yīng)了現(xiàn)場需要，如右圖4。計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是在線式測量所需要的，采用Visual Basic軟件平臺(tái)編寫腐蝕在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控程序，實(shí)現(xiàn)了界面清晰、操作簡便、數(shù)據(jù)管理規(guī)范等要求。

電阻探針測量腐蝕速率是利用了在任意時(shí)刻，在電阻探針絲在長度不變的前提下，截面積與電阻的線形關(guān)系得出金屬腐蝕速率的。同時(shí)，為消除溫度引起的測量誤差，在測量結(jié)構(gòu)上增加了溫度補(bǔ)償元件。

如右圖1，長度一定的金屬材料在腐蝕減薄后其截面積減少，電阻值增大，只要知其電阻的變化值，即可算出其減薄量。對于絲狀探針，其腐蝕減薄量

對于絲狀試片：

由上式推導(dǎo)出腐蝕深度

腐蝕率計(jì)算公式：

電阻探針測定可以跟蹤金屬表面在真實(shí)環(huán)境中的腐蝕行為、掌握腐蝕速率和腐蝕狀況，從而適時(shí)地采取相應(yīng)的工藝防腐蝕措施，及時(shí)采取措施控制腐蝕速率在合乎要求的范圍內(nèi)。電阻探針測定方法的建立，可以及時(shí)顯示設(shè)備管道的腐蝕情況，快速發(fā)現(xiàn)腐蝕異常情況，避免設(shè)備腐蝕引起的安全生產(chǎn)情況，是有效的腐蝕檢測手段。電阻探針測定數(shù)據(jù)處理軟件設(shè)計(jì)簡單、實(shí)用，有效地實(shí)用探針數(shù)據(jù)的管理，提高了數(shù)據(jù)處理的效率，方便對腐蝕數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。

電阻探針測定系統(tǒng)研制及應(yīng)用，豐富了腐蝕監(jiān)測手段，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，為設(shè)備的安全運(yùn)行提供了有利的技術(shù)支持。 2100433B

對于半導(dǎo)體材料的電阻率，一般采用四探針、三探針和擴(kuò)展電阻。

電阻率是反映半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的重要參數(shù)之一。測量電阻率的方法很多，四探針法是一種廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)方法。它的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、操作方便，精確度高，對樣品的形狀無嚴(yán)格要求。

最常用的是直線型四探針。四根探針的針尖在同一直線上，并且間距相等，都是S，一般采用0.5mm的間距，不同的探針間距需要對測量結(jié)果做相應(yīng)的校正。

一般四探針電阻率（電導(dǎo)率）測試儀均已配置厚度的修正，通過厚度數(shù)值的設(shè)置，計(jì)算出不同的樣品厚度對電阻率的影響。

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探針臺(tái)分類

探針臺(tái)從操作上來區(qū)分有：手動(dòng)，半自動(dòng)，全自動(dòng)

從功能上來區(qū)分有：溫控探針臺(tái)，真空探針臺(tái)（超低溫探針臺(tái)），RF探針臺(tái)，LCD平板探針臺(tái)，霍爾效應(yīng)探針臺(tái)，表面電阻率探針臺(tái)

經(jīng)濟(jì)手動(dòng)型

根據(jù)客戶需求定制

chuck尺寸：4"*4" 6"*6" 8"*8" 12"*12" (可選）

X-Y移動(dòng)行程：4"*4" 6"*6" 8"*8" 12"*12"(可選）

chuck Z軸方向升降10mm（選項(xiàng)）方便探針與樣品快速分離

顯微鏡：金相顯微鏡、體式顯微鏡、單筒顯微鏡（可選）

顯微鏡移動(dòng)方式：立柱環(huán)繞型、移動(dòng)平臺(tái)型、龍門結(jié)構(gòu)型（可選）

探針座：有0.7um、2um、10um精度可選，磁性吸附帶磁力開關(guān)

可搭配Probe card測試

適用領(lǐng)域：晶圓廠、研究所、高校等

半自動(dòng)型

chuck尺寸800mm/600mm

X,Y電動(dòng)移動(dòng)行程200mm/150mm

chuck粗調(diào)升降9mm，微調(diào)升降16mm

可搭配MITUTOYO金相顯微鏡或者AEC實(shí)體顯微鏡

針座擺放個(gè)數(shù)6～8顆

顯微鏡X-Y-Z移動(dòng)范圍2"x2"x2"

可搭配Probe card測試

適用領(lǐng)域：8寸/6寸Wafer、IC測試之產(chǎn)品

電動(dòng)型

chuck尺寸1200mm，平坦度土1u（不銹鋼或鍍金）

X,Y電動(dòng)移動(dòng)行程300mm x 300mm

chuck粗調(diào)升降9mm，微調(diào)升降16mm，微調(diào)精度土1u

可搭配MITUTOYO晶像顯微鏡或者AEC實(shí)體顯微鏡

針座擺放個(gè)數(shù)8～12顆

顯微鏡X-Y-Z移動(dòng)范圍2“x2”x2“

材質(zhì)：花崗巖臺(tái)面 不銹鋼

可搭配Probe card測試

適用領(lǐng)域：12寸Wafer、IC測試之產(chǎn)品

LCD半自動(dòng)探針臺(tái)

機(jī)械手臂取放片

電動(dòng)、鍵入坐標(biāo)尋位置

量測尺寸（mm）：1800x1600、1300x1200、1200x1000

LCD手動(dòng)探針臺(tái)

白熾燈或者LED整面背光

TFT元件特性、Driver IC量測分析

機(jī)臺(tái)尺寸（mm）：800x600、500x400、300x300

PCB量測探針臺(tái)（TDR）

高頻測試探頭GSG / GS / SG

頻率10GHZ / 40GHZ / 50GHZ / 67GHZ

機(jī)臺(tái)尺寸同LCD 探針臺(tái)

太陽能產(chǎn)業(yè)探針臺(tái)（Solar Cell 量測系統(tǒng)）

量測軟體:

I-V /C-V Curve, Isc, Voc,

Pmax, Imax, Vmax, RS, Fill Factor,

Power Convert Efficiency

采用KEITHLEY Source Meter

可加配任意品牌之太陽光模擬器

四探針電阻率/方阻測試儀