一種管道保護恆電位儀的製作方法

2023-06-25 22:37:41

本實用新型涉及管道系統技術領域，更具體地說，涉及一種管道保護恆電位儀。

背景技術：

外加電流的陰極保護在金屬防腐蝕系統中被廣泛應用，根據國內外實踐經驗，保護效果是顯著的。外加電流陰極保護是通過外部電源來改變周圍環境的電位，使得需要保護的設備的電位一直處在低於周圍環境的狀態下，從而成為整個環境中的陰極，這樣需要保護的設備就不會因為失去電子而發生腐蝕了。這種強制外加電流的陰極保護系統是由整流電源、陽極電床、參比電極、連接電纜組成的，主要用在大型設備的陰極保護或者土壤電阻率比較高的環境中的設備的陰極保護，比如長距離輸油輸氣等埋在地下的工業管道還有大型的儲備石油等工業原料的儲罐群都是使用這種外加電流的陰極保護方式。在使用陰極保護法時，必須保證金屬對地電位控制在保護電位指定的範圍內，為此必須能夠根據給定的保護電位標準，自動調整恆電位儀的輸出功率和輸出電壓，使參比電位點對地恆定在某一數值上，從而使被保護的金屬體全段處於保護電位數值之內。

目前在恆電位上應用旋鈕來控制輸出功率和輸出電壓，這種調節方式要求當參比電位發生變化時要手去調節，可靠性和控制效果差，調節精度低而且浪費人力物力，恆電位工作一段時間後其輸出的電流和電壓波動過大，達不到金屬防腐蝕的效果。而且現在的恆電位儀要求工作人員要間斷去檢查恆電位儀，當有惡劣天氣或者路途不便時，會給工作人員造成很大的麻煩。

技術實現要素：

1.實用新型要解決的技術問題

本實用新型的目的在於提供一種可靠性好，控制精度高並且操作簡便的金屬防腐蝕系統中的恆電位儀，以解決上述背景技術中提出的問題。

2.技術方案

為達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為：

本實用新型的一種管道保護恆電位儀，包括MCU控制系統、信號處理單元、供電電源轉換單元和設置與顯示單元，所述MCU控制系統由中央處理器控制電路板組成；所述信號處理單元包括信號處理器；所述設置與顯示單元由液晶顯示屏構成；所述供電電源轉換單元由交流電源整流濾波電路、輸入過壓/欠壓保護電路、逆變電路、大功率高頻變壓器、高頻全橋整流電路、高頻輸出濾波電路和驅動電路組成；所述交流電源整流濾波電路的輸入端連接至交流電源，輸出端連接至逆變電路上；所述逆變電路與大功率高頻變壓器的輸入端連接；所述大功率高頻變壓器的副端通過高頻全橋整流電路連接到高頻輸出濾波電路上，高頻輸出濾波電路直接輸出直流電源；所述高頻輸出濾波電路通過反饋信號隔離輸入電路與MCU控制系統連接，MCU控制系統通過驅動電路與逆變電路連接；所述驅動電路還連接有輸入過壓/欠壓保護電路。

優選地，所述反饋信號隔離輸入電路設有陽極埠和陰極埠，陽極埠通過通斷控制開關與陽極電纜連接；陰極埠通過陰極電纜與埋地管道連接。

優選地，所述液晶顯示屏安裝在恆電位儀上，液晶顯示屏上預設陰極保護電位。

3.有益效果

採用本實用新型提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下有益效果：

本實用新型的一種管道保護恆電位儀，驅動電路和反饋信號隔離輸入電路取代模擬脈衝調製控制單元和反饋信號模擬轉換電路，組成一套比較完善的閉環負反饋系統。在負反饋系統中，MCU作為控制晶片可以更好地提高系統的穩定性，加快系統的反應速度，提高系統的控制精度，同時採用液晶顯示控制，將模擬控制電位輸出轉變為數字量控制電位儀的電位輸出，使得輸出電位的可靠性和精度提高，恆電位儀的輸出功率和輸出電壓平穩，產生良好的金屬防腐蝕效果。

附圖說明

圖1為本實用新型的管道保護恆電位儀構成圖。

示意圖中的標號說明：1MCU控制系統；2信號處理單元；21信號處理器；3供電電源轉換單元；31交流電源整流濾波電路；32輸入過壓/欠壓保護電路；33逆變電路；34大功率高頻變壓器；35高頻全橋整流電路；36高頻輸出濾波電路；37驅動電路；4設置與顯示單元；41液晶顯示屏；5交流電源；6直流電源；7反饋信號隔離輸入電路。

具體實施方式

為進一步了解本實用新型的內容，結合附圖和實施例對本實用新型作詳細描述。

實施例1

請參閱圖1，本實施例的一種管道保護恆電位儀，包括MCU控制系統1、信號處理單元2、供電電源轉換單元3和設置與顯示單元4，MCU控制系統1由中央處理器控制電路板組成；信號處理單元2包括信號處理器21；設置與顯示單元4由液晶顯示屏41構成；供電電源轉換單元3由交流電源整流濾波電路31、輸入過壓/欠壓保護電路32、逆變電路33、大功率高頻變壓器34、高頻全橋整流電路35、高頻輸出濾波電路36和驅動電路37組成；交流電源整流濾波電路31的輸入端連接至交流電源5，輸出端連接至逆變電路33上；逆變電路33與大功率高頻變壓器34的輸入端連接；大功率高頻變壓器34的副端通過高頻全橋整流電路35連接到高頻輸出濾波電路36上，高頻輸出濾波電路36直接輸出直流電源6；高頻輸出濾波電路36通過反饋信號隔離輸入電路7與MCU控制系統1連接，高頻輸出濾波電路36與反饋信號隔離輸入電路7連接，將反饋信號輸入到MCU控制系統1中的中央處理器控制電路板上，中央處理器控制電路板與液晶顯示屏41連接，實時顯示電位數據，MCU控制系統1通過驅動電路37與逆變電路33連接；驅動電路37還連接有輸入過壓/欠壓保護電路32。

反饋信號隔離輸入電路7設有陽極埠和陰極埠，陽極埠通過通斷控制開關與陽極電纜連接；陰極埠通過陰極電纜與埋地管道連接；用於檢測埋地管道在斷電時間段內的斷電電位是否與預設的陰極保護電位一致，並在斷電電位與陰極保護電位不一致的情況下，將埋地管道斷電電位調整至陰極保護電位。

液晶顯示屏41安裝在恆電位儀上，液晶顯示屏41上預設陰極保護電位，在埋地管道與柔性陽極迴路上的通斷控制開關斷開的情況下，檢測埋地管道的斷電電位；檢測埋地管道在斷電時間段內的斷電電位是否與預設的陰極保護電位一致，並在斷點電位與陰極保護電位不一致的情況下，將埋地管道的斷電電位調整至陰極保護電位，其中斷電時間段為管道與柔性陽極的電路迴路處於斷開狀態的時間長度；恆電位儀通過參比電極電纜與參比電極連接，在斷電時間段內，將埋地管道相對於參比電極的電位作為斷電電位反饋給恆電位控制晶片，其中，檢測埋地管道在斷電時間段內的斷電電位是否與預設的陰極保護電位一致包括：判斷斷電電位與設定的陰極保護電位一致，其中在斷點電位與陰極保護電位一致的情況下，確認斷電電位處於設定的陰極保護狀態；在斷電電位與陰極保護電位不一致的情況下，將斷電電位調整至與陰極保護電位一致。

本實用使用原理:

交流電源5與交流電源整流濾波電路31的輸入端連接，交流電源整流濾波電路31的輸出端連接逆變電路33，大功率高頻變壓器34的輸入端連接到逆變電路33上，大功率高頻變壓器34的副端經過高頻全橋整流電路35後連接到高頻輸出濾波電路36上直接輸出直流電源6。參比電壓、輸出電壓、輸出電流通過反饋信號處理轉換成數位訊號傳送給MCU控制系統1，MCU控制系統1通過內部程序經數字濾波處理後把控制信號發給驅動電路37去控制逆變電路33的動作，經過大功率高頻變壓器34、高頻全橋整流電路35、高頻輸出濾波電路36輸出滿足保護陰極需要的電流。

以上示意性的對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結構並不局限於此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本實用新型創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬於本實用新型的保護範圍。