提出了用于测量或监控局部腐蚀的方法的系统和方法，其中，感应电化学噪声（ＥＣＮ）信号并通过高通或带通滤波器滤波该电化学噪声（ＥＣＮ）信号，以便去除与局部腐蚀不相关的低频分量，并且计算及缩放滤波后的信号的标准偏差以提供局部腐蚀值。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及腐蚀测量，尤其涉及用于检测局部腐蚀的电化学噪声测量的系 统和方法。
技术介绍
电化学噪声(ECN)是一种用于检测诸如点蚀侵袭(pitting attack)、裂缝腐蚀、 应力腐蚀裂纹等局部腐蚀(localized corrosion)现象的技术。ECN方法涉及腐蚀电极的 自由腐蚀电势的波动(电势噪声)的测量或是耦合电流及其在一对名义上相同的腐蚀电极 之间的波动(电噪声)的测量。随后分析测量出的波动的统计性能以提供在测试电极上出 现的局部腐蚀的程度的定性量度。一般的，在经验等式中计算并使用统计参数，诸如记录的 噪声信号的标准偏差、偏斜(Skewness)或峰度(kurtosis)，以获得单个参数，该单个参数 被称为用于指示测试电极对于局部腐蚀侵袭的倾向的局部腐蚀指数或点蚀因数。另一种方 法涉及在频域中分析电化学噪声波动并使用诸如光谱密度图的滚降(roll-off)斜率的参 数作为局部腐蚀指示器。然而，现有方法都被证明在实际中对于监控系统或工厂的操作员 不能有效地给出是否存在局部腐蚀侵袭的清楚指示。相反，为了解释所记录的局部腐蚀参 数随着时间的变化以评估这种参数的特定行为是否指示正在发生局部腐蚀，需要一定程度 的经验。相应的，需要改善的局部腐蚀测量系统和技术。
技术实现思路
现在总结本公开的各个方面以有助于本公开的基本理解，其中该
技术实现思路
不是对 本公开的总体概述，既不打算识别本公开的特定元件，又不打算描绘其范围。相反的，该发 明内容的主要目的在于在后面给出的具体实施方式之前以简要形式提出本公开的某些概 念。本公开涉及在现场或实验室环境下使用的腐蚀测量系统和技术，以便更佳地量化局部腐蚀现象。根据本公开的一个或更多个方面，提供了腐蚀测量系统来测量或监控暴露于电解 液的结构的局部腐蚀。该系统包括探针接口，具有信号调节及感应电路，所述探针接口系统 与测量电极相接口并感应出腐蚀相关信号。该系统还包括滤波器，其从感应出的腐蚀相关 信号中去除低频分量、以及处理系统，其用于至少部分地根据滤波后的腐蚀信号计算标准 偏差值。该处理系统随后缩放标准偏差以提供具有从0至1的值的局部腐蚀值，从而量化 局部腐蚀侵袭的严重程度。在特定实施例中，该滤波器是高通滤波器或带通滤波器，其用于 从感应出的腐蚀相关信号中去除约0. 05Hz或更小的低频分量。该滤波器可以数字形式来 执行，利用模数转换器提供感应出的腐蚀相关信号的数字表达而采样值被提供给数字高通 或带通滤波器以便去除采样流中的至少某些低频分量。提供了用于测量或监控局部腐蚀的 方法，包括感应系统中的ECN信号，滤波感应出的ECN信号以去除低频分量来生成滤波后的 ECN信号，计算滤波后的ECN信号的标准偏差，并缩放标准偏差以提供局部腐蚀指数值。该 方法的特定实施例可包括保存局部腐蚀值以备用户后续取回。附图说明下面给出的具体实施方式和附图用于详细地提出本专利技术的特定示意性实施方式， 其仅是指出实现本公开的各种原则的几种示例性方式。然而，所说明的示例并非穷尽本公 开的众多可行的实施例。当结合附图考虑时，本公开的其他目的、优点和新颖特征将会在后 面的本专利技术的具体实施方式中提出，其中图IA是示出了根据本公开的一个或更多个方面的示例性局部腐蚀测量系统的简 化示意图；图IB是示出了根据本公开的其他方面的、用于测量或监控暴露于电解液的结构 的局部腐蚀的示例性方法的流程图；图IC是示出了在几乎没有或没有局部腐蚀并因此没有低频或高频噪声的示例性 环境中感应ECN值与时间的曲线图；图ID是示出了在几乎没有或没有局部腐蚀的示例性环境中感应ECN值和时间的 曲线图，其中测量到大量低频噪声而没有较高频噪声；图IE是示出了发生局部腐蚀并且较高频噪声是明显的示例性环境中感应ECN值 和时间的曲线图；图2A是示出了根据本专利技术的一个或更多个方面的示例性腐蚀测量设备的立体 图，该设备包括带有相关探针和电极的回路或电池供电的发射器；图2B是示出了关于图2的发射器的进一步细节的示意图，其中包括数字系统、回 路接口和探针接口；图3A是图2A和图2B的示例性发射器中的探针接口系统和数字系统的部分的示 意图，其中包括由处理器控制的激励电路、感应电路和模拟切换系统，用于程序上重新配置 多种不同腐蚀测量的设备；图;3B是示出了图2A和图2B的示例性发射器的回路接口系统中的隔离电路 的进一步细节的示意图，其中包括隔离变压器和两阶内部安全栅(intrinsic safety barrier)；图4示出了在图2A-3B的设备中的SRM、HAD、LPR、单元偏移电压和ECN测量的几 种示例性切换系统配置的表；图5是示意性地示出了在管道或存储结构中安装的测量设备的探针和电极的部 分横截面示意图，其中电极暴露于运输或存储电解液用于腐蚀测量；图6是示出了图5的安装中的电极和测量电解液中的一个的等效电路的简化示意 图；图7是示出了在图2A-图6的设备的完整测量循环中由激励电路对于测量的电解 液所应用的示例性激励波形的曲线图，其中包括用于电解液电阻测量的示例性实质上无dc 的200Hz双极方波、用于HAD和LPR测量的0. IHz正弦波和无激励的ECN部分；图8是进一步示出了用于电解液电阻测量的设备中使用的实质上无dc的200Hz 双极方波的曲线图；图9A是示出了在图2A-图6的设备中利用动态激励振幅调节对电解液(溶液) 电阻测量(SRM)的示例性操作的流程图；图9B-图9D是示出了在图2A-图6的设备中在动态振幅调节过程中不同激励波 形振幅的双极方波激励电压和对应的测量平均电流的电压和电流绘图的曲线图；图IOA是示出了利用大约0. 3秒的低采样周期以大约200Hz应用的示例性双极方 波电压激励信号和两个示例性异步A/D转换器采样的绘图的曲线图；图IOB是示出了在图IOA的两个示例性采样时刻的激励电压和感应电流绘图的曲 线图；图IOC是示出了图2A-图6的设备中的在线电流放大器偏移测量的示例性操作的 流程图；图11是示出了在图2A-图6的设备中包括计算出的B值的可能性测试的HAD或 LPR测量的动态算法改变的设备操作的流程图；以及图12是示出了在图2A-图6的设备中的示例性偏移测量和HAD腐蚀测量的激励 信号调节的流程图。具体实施例方式参考附图，下面结合附图描述本专利技术的几个实施例或实施方式，其中相同的附图 标记在全文中都用来参考相同的元件，并且其中不一定按照比例绘制各种特征和绘图。本 公开涉及可编程低功率腐蚀测量现场设备，用于利用一种或更多种先进的腐蚀测量类型提 供腐蚀测量和监控，以便提供用于可在通过标准4-20mA控制回路或其他通信装置连接的 分布式控制系统中应用的，或是可用作具有下载所保存的腐蚀数据至用户通信设备、USB存 储棒、微型SD卡等的能力的单机设备的实时腐蚀监控和/或离线腐蚀数据日志记录的电 导、总腐蚀和/或局部腐蚀值，。首先参考图IA和图1B，根据本公开的一个或更多个方面在图IA中示意性地示出 了示例性局部腐蚀测量系统2。系统2可由下面图2A和图2B所示的单个现场设备实现，或 是由具有独立装外置的探针接口和数字系统的分布式方式来实现。如图IA所示，系统2包 括具有与处在电解液中的多个测量电极8接口的信号调节电路3本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种腐蚀测量系统，用于测量或监控暴露于电解液的结构的局部腐蚀，所述系统包括：探针接口系统，具有信号调节电路，所述探针接口系统与位于电解液中的多个测量电极相接口，所述信号调节电路包括可操作地经由至少一个电极感应腐蚀相关信号的感应电路；滤波器，可操作地从感应出的腐蚀相关信号中去除低频分量；处理系统，可操作地至少部分地基于滤波后的腐蚀相关电信号来计算指示结构上的局部腐蚀的存在的标准偏差值。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US61/077,5512008年7月2日1.一种腐蚀测量系统，用于测量或监控暴露于电解液的结构的局部腐蚀，所述系统包括探针接口系统，具有信号调节电路，所述探针接口系统与位于电解液中的多个测量电 极相接口，所述信号调节电路包括可操作地经由至少一个电极感应腐蚀相关信号的感应电 路；滤波器，可操作地从感应出的腐蚀相关信号中去除低频分量； 处理系统，可操作地至少部分地基于滤波后的腐蚀相关电信号来计算指示结构上的局 部腐蚀的存在的标准偏差值。2.根据权利要求1所述的腐蚀测量系统，其中，所述处理系统进一步可操作地缩放所述标准偏差以提供局部腐蚀值。3.根据权利要求2所述的腐蚀测量系统，其中，所述滤波器从所述感应出的腐蚀相关信号中去除约0. 05Hz或更小的低频分量。4.根据权利要求3所述的腐蚀测量系统，进一步包括模数转换器，可操作地耦合以便从探针接口接收所感应出的腐蚀相关电信号并且生成 所感应出的腐蚀相关信号的数字表达。5.根据权利要求4所述的腐蚀测量系统，其中， 滤波器是在处理系统中实现的数字滤波器。6.根据权利要求5所述的腐蚀测量系统，其中， 滤波器是高通滤波器或带通滤波器。7.根据权利要求2所述的腐蚀测量系统，进一步包括模数转换器，可操作地耦合以便从探针接口接收所感应出的腐蚀相关电信号并且生成 所感应出的腐蚀相关信号的数字表达。8.根据权利要求2所述的腐蚀测量系统，其中， 滤波器是在处理系统中实现的数字滤波器。9.根据权利要求2所述的腐蚀测量系统，其中， 滤波器是高通滤波器或带通滤波器。10.根据权利要求1所述的腐蚀测量系统，其中，所述探针接口进一步包括 激励电路，可操作地经由电极中的第一电极...
【专利技术属性】
技术研发人员：卡雷尔·赫拉德基，
申请(专利权)人：倍加福公司，
类型：发明
国别省市：US
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