耦合多电极阵列腐蚀在线监测仪及其工作方法技术

一种耦合多电极阵列腐蚀在线监测仪，包括控制器，控制器电连接有多个电流测量单元和多个电压测量单元；电压测量单元均与参比电极电连接；每一个电极均通过一个第一继电器分别连接对应的一个电流测量单元以及对应的一个电压测量单元，电极通过第一继电器在与电压测量单元电连接和与电流测量单元电连接之间进行切换。一种耦合多电极阵列腐蚀在线监测仪的工作方法包括开机上电、控制器运行、数据上传。本发明专利技术实施例中控制器通过各个电流测量单元同时对各个电极进行信号测量，得到同一时刻的腐蚀数据，对微区腐蚀的变化过程提供了准确的研究依据；不仅满足了管道腐蚀状态检测的需要，同时还能够在管道和介质的腐蚀检测之间进行灵活切换。灵活切换。灵活切换。

【技术实现步骤摘要】
耦合多电极阵列腐蚀在线监测仪及其工作方法


[0001]本专利技术属于腐蚀在线监测
，尤其涉及一种耦合多电极阵列腐蚀在线监测仪及其工作方法。

技术介绍

[0002]CMAS主要是连续测量耦合电极阵列探头中各电极的腐蚀电流，通过腐蚀电流与时间的积分得到局部腐蚀量(即腐蚀深度)，特别是点蚀的状态。其次，CMAS还可以测量耦合电极阵列探头中各电极极化电位，用于表征电位分布情况，辅助分析各电极腐蚀状态，这对异种金属电偶腐蚀分布的分析有一定的作用，在工业现场监测和实验室分析方面，是有意义的。
[0003]当前常用CMAS检测设备存在下述问题：
[0004]1、采用扫描测量方式完成多电极的信号测量，即耦合电极阵列探头中各电极逐一进行信号测量，每测量一个电流数据需要3～10s，所有电极全部完成依次测量需要几分钟到几十分钟，无法得到同一时刻的腐蚀数据，不利于准确研究微区腐蚀的变化过程；
[0005]2、测量某个电极的极化电位时，需要其他电极全部悬空，当需要对所有电极进行一次电极电位测量时，将导致电极长时间处于非耦合状态，严重影响了电极表面状态，不利于后续测量的准确性；
[0006]3、没有考虑与管道连接的测量工况，在实际现场监测时，无法准确得到监测点管道的腐蚀状态，只能得到探头周围介质的腐蚀性，不符合腐蚀测量的要求。

技术实现思路

[0007]针对相关技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种耦合多电极阵列腐蚀在线监测仪及其工作方法，以解决当前CMAS检测设备测量周期长、无法准确反应微区腐蚀变化、一次测量后影响后续极化电位检测、无法得到管道腐蚀状态的问题。
[0008]本专利技术提供一种耦合多电极阵列腐蚀在线监测仪，包括控制器，控制器电连接有多个电流测量单元和多个电压测量单元；
[0009]电压测量单元均与耦合电极阵列探头的参比电极电连接，参比电极与第二接地端电连接；
[0010]耦合电极阵列探头的每一个电极均通过一个第一继电器分别连接对应的一个电流测量单元以及对应的一个电压测量单元，第一继电器为选择开关，电极通过第一继电器在与电压测量单元电连接和与电流测量单元电连接之间进行切换；
[0011]管道通过第二继电器与第一接地端电连接，电流测量单元均通过第二继电器电连接管道；
[0012]控制器控制连接第一继电器以及第二继电器；
[0013]其中，电流测量单元包括依次串联的I/V变换单元、低通滤波器、模数转换单元和数字隔离单元，数字隔离单元电连接控制器，I/V变换单元电连接第二继电器及对应第一继
电器；电压测量单元包括依次串联的跟随器单元、低通滤波器、模数转换单元和数字隔离单元，数字隔离单元电连接控制器，跟随器单元电连接参比电极以及对应第一继电器；控制器电连接有存储器以及通讯单元。
[0014]在其中一些实施例中，进一步包括供电模块，供电模块包括第一隔离电源、第二隔离电源和第三隔离电源，第一隔离电源为第二隔离电源、第三隔离电源以及控制器供电，电流测量单元均与第二隔离电源供电连接，电压测量单元均与第三隔离电源供电连接。
[0015]在其中一些实施例中，控制器控制连接第二隔离电源以及第三隔离电源。
[0016]在其中一些实施例中，控制器电连接有卫星校时单元。
[0017]一种耦合多电极阵列腐蚀在线监测仪的工作方法，采用权利要求1至4任一项耦合多电极阵列腐蚀在线监测仪，步骤如下：
[0018]①
上电开机，从存储器中读取工作模式和测量周期；
[0019]②
控制器按照工作模式和测量周期运行，得到测量和处理后的监测数据；
[0020]③
控制器将监测数据发送至存储器存储；
[0021]④
控制器将存储器中存储的监测数据通过通讯单元上传至上位机；
[0022]⑤
循环执行步骤
②
至步骤
④
；
[0023]其中，上位机通过通讯单元和控制器将工作模式写入到存储器中，工作模式包括电流同步测量模式和极化电位同步测量模式；
[0024]控制器运行电流同步测量模式时，选取电极D1～D
n
中的a个为第一目标电极，a小于等于n，控制器控制第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
相连的第一继电器都切换至与电流测量单元电连接；控制器控制对应的多个电流测量单元同一时刻分别对第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
进行测量，得到第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
的实测电流，并通过电流测量单元中的低通滤波器对第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
的实测电流进行滤波，得到第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
的直流电流；控制器计算测量周期内第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
直流电流的平均值和最大值，分别得到第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
的平均电流和最大电流；控制器得到测量周期内第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
的平均腐蚀电流和最大腐蚀电流，电极的平均电流小于等于0时，控制器将该电极的平均腐蚀电流设定为0，电极的平均电流大于0时，控制器将该电极的平均电流设定为其平均腐蚀电流，电极的最大电流小于等于0时，控制器将该电极的最大腐蚀电流设定为0，电极的最大电流大于0时，控制器将该电极的最大电流设定为其最大腐蚀电流；控制器将测量周期内第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
的平均腐蚀电流、最大腐蚀电流作为监测数据存储至存储器中；
[0025]控制器运行极化电位同步测量模式时，选取电极D1～D
n
中的b个为第二目标电极，b小于等于n，控制器控制第二目标电极D
s
‑1～D
s
‑
b
相连的第一继电器都切换至与电压测量单元电连接；延迟设定时长T后，控制器控制对应的多个电压测量单元同一时刻分别对第二目标电极D
s
‑1～D
s
‑
b
进行测量，得到第二目标电极D
s
‑1～D
s
‑
b
的极化电位；控制器将第二目标电极D
s
‑1～D
s
‑
b
的极化电位作为监测数据存储至存储器中。
[0026]在其中一些实施例中，控制器同时运行电流同步测量模式和极化电位同步测量模式，第一目标电极的数量为a，第二目标电极的数量为b，a+b≤n。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耦合多电极阵列腐蚀在线监测仪，其特征在于，包括控制器，所述控制器电连接有多个电流测量单元和多个电压测量单元；所述电压测量单元均与耦合电极阵列探头的参比电极电连接，所述参比电极与第二接地端电连接；耦合电极阵列探头的每一个电极均通过一个第一继电器分别连接对应的一个电流测量单元以及对应的一个电压测量单元，所述第一继电器为选择开关，所述电极通过所述第一继电器在与电压测量单元电连接和与电流测量单元电连接之间进行切换；管道通过第二继电器与第一接地端电连接，所述电流测量单元均通过所述第二继电器电连接所述管道；所述控制器控制连接所述第一继电器以及所述第二继电器；其中，所述电流测量单元包括依次串联的I/V变换单元、低通滤波器、模数转换单元和数字隔离单元，所述数字隔离单元电连接所述控制器，所述I/V变换单元电连接所述第二继电器及对应所述第一继电器；所述电压测量单元包括依次串联的跟随器单元、低通滤波器、模数转换单元和数字隔离单元，所述数字隔离单元电连接所述控制器，所述跟随器单元电连接所述参比电极以及对应所述第一继电器；控制器电连接有存储器以及通讯单元。2.根据权利要求1所述的耦合多电极阵列腐蚀在线监测仪，其特征在于，进一步包括供电模块，所述供电模块包括第一隔离电源、第二隔离电源和第三隔离电源，所述第一隔离电源为所述第二隔离电源、所述第三隔离电源以及所述控制器供电，所述电流测量单元均与所述第二隔离电源供电连接，所述电压测量单元均与所述第三隔离电源供电连接。3.根据权利要求2所述的耦合多电极阵列腐蚀在线监测仪，其特征在于，所述控制器控制连接所述第二隔离电源以及所述第三隔离电源。4.根据权利要求1所述的耦合多电极阵列腐蚀在线监测仪，其特征在于，所述控制器电连接有卫星校时单元。5.一种耦合多电极阵列腐蚀在线监测仪的工作方法，采用权利要求1至4任一项所述耦合多电极阵列腐蚀在线监测仪，其特征在于，步骤如下：
①
上电开机，从存储器中读取工作模式和测量周期；
②
控制器按照工作模式和测量周期运行，得到测量和处理后的监测数据；
③
控制器将监测数据发送至存储器存储；
④
控制器将存储器中存储的监测数据通过通讯单元上传至上位机；
⑤
循环执行步骤
②
至步骤
④
；其中，上位机通过通讯单元和控制器将工作模式写入到存储器中，所述工作模式包括电流同步测量模式和极化电位同步测量模式；控制器运行电流同步测量模式时，选取电极D1～D
n
中的a个为第一目标电极，a小于等于n，控制器控制第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
相连的第一继电器都切换至与电流测量单元电连接；控制器控制对应的多个电流测量单元同一时刻分别对第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
进行测量，得到第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
的实测电流，并通过电流测量单元中的低通滤波器对第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
的实测电流进行滤波，得到第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
的直流电流；控制器计算测量周期内第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
直流电流的平均值和最大值，分别得到第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
的平均电流和最大电流；控制器得到测量周期内第一目标电极D
f
‑1～D
f
‑
a
的平均腐蚀
电流和最大腐蚀电流，电极的平均电流小于等于0时，控制器将该电极的平均腐蚀电流设定为0，电极的平均电流大于0时，控制器将该电极的平均电流设定为其平均腐蚀电流，电极的最大电流小于等于0时，控制器将该电极的最大腐蚀电流设定为0，电极的最大电流大于0时...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵秋山，马双，付春辉，张磊，姜刚，孙作辉，池佩佩，高桂飞，孙勤，
申请(专利权)人：青岛雅合科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：