Измеритель параметров коррозии

Измеритель параметров коррозии

Реферат

 

Измеритель относится к неразрушающему контролю объектов и может быть использован для измерения параметров процесса коррозии металлов в электропроводящих жидких средах с целью диагностики состояния технологического оборудования и трубопроводов. Прибор содержит датчик-зонд, блок предварительной обработки сигналов, многоканальный аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор, энергонезависимый модуль памяти, жидкокристаллический дисплей, клавиатуру, часы реального времени, нагревательный элемент и датчик температуры. Корпус прибора с размещенными в нем функциональными блоками и элементами помещен в герметичный защитный бокс. Энергонезависимый модуль памяти выполнен съемным с возможностью подключения к прибору с внешней стороны корпуса. Техническим результатом данного технического решения является расширение функциональных возможностей прибора и увеличение температурного диапазона, при котором может работать прибор. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю объектов и может быть использовано для измерения параметров процесса коррозии металлов в электропроводящих жидких средах с целью диагностики состояния технологического оборудования и трубопроводов, используемых для переработки и транспортировки жидких электропроводящих сред, например нефти.

Предшествующий уровень техники.

Из патентной литературы известны устройства, содержащие измерительные электроды, токоподводами соединенные с блоком обработки информации и управления, подключенным к индикаторному блоку, например "Устройство для контроля качества антикоррозионных покрытий на внутренней поверхности трубопроводов" (ав. св. SU 1509710 А1, 4 G 01 N 27/20, приоритет 29.06.87, опубл. 23.09.89), "Устройство неразрушающего контроля качества стенок труб" (патент RU 2037815 С1, 6 G 01 N 27/20, 27/00, приоритет 21.12.90, опубл. 19.06.95).

Одним из аналогов заявляемого устройства является "Электрохимический анализатор физико-химических свойств материалов" (патент RU 2112965 C1, 6 G 01 N 27/00, 27/20, приоритет 10.10.97, опубл. 10.06.98), содержащий источник питания, блок обработки информации и управления с пультом ввода программ исследования на входе и индикаторным блоком на выходе, а также измерительные электроды, подключенные к блоку обработки информации и управления.

Устройство - аналог позволяет уменьшить время анализа, диагностировать состояние и возможность поломок, прогнозировать ресурс работы эксплуатируемого оборудования.

Другим аналогом заявляемого технического решения является "Портативное устройство сбора данных" (патент US 5526287, МПК 6 G 01 D 9/00, опубл. 1996 г. ), содержащее датчик - первичный преобразователь физической величины в электрический сигнал, соединенный кабелем с электронным блоком предварительной обработки сигнала, включающим источник питания, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь и микропроцессор, включающий контроллер, таймер реального времени и запоминающее устройство.

Электронный блок предварительной обработки данных выполнен в отдельном корпусе и может работать независимо от системы окончательной обработки сигналов (компьютера). Источник питания в виде одной или нескольких батарей обеспечивает сохранение измеренных данных в запоминающем устройстве. Недостатком данного аналога является ограниченный ресурс работы в непрерывном режиме без замены батарей питания.

Наиболее близким по технической сущности, т. е. прототипом, является устройство, описанное в изобретении "Способ регистрации механической величины и регистратор для осуществления способа" (патент RU 2189565 С2, МПК 7 G 01 D 9/00, приоритет 30.10.2000, опубл. 20.09.2002).

Общими признаками прототипа (регистратора механической величины) и заявляемого устройства (измерителя параметров коррозии) является наличие датчика - первичного преобразователя измеряемой величины в электрический сигнал (в заявляемом устройстве датчик - первичный преобразователь информативных величин в электрические сигналы), и электронного блока, включающего электрический соединитель, источник питания, датчик температуры, усилители сигнала (в заявляемом устройстве блок предварительной обработки сигналов), мультиплексора, аналого-цифрового преобразователя (АЦП), микропроцессора, включающего контроллер, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и таймер реального времени; электрически программируемого энергонезависимого запоминающего устройства (в заявляемом измерителе энергонезависимый модуль памяти), а также корпуса, в котором размещены соединенные между собой функциональные блоки. Выход усилителя-формирователя соединен со входом мультиплексора.

Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что регистратор не обладает функциональной законченностью, так как он предварительно накапливает измеренные данные, а именно механическую величину, время нерегламентированных нагрузок и температуру. Затем при подключении регистратора через пульт сбора данных к системе окончательной обработки сигналов (компьютеру), переданные результаты измерений обрабатываются по специальной программе и выводятся на экран дисплея или принтер в виде окончательного результата. Кроме того, запись в регистратор необходимой для его работы информации (температурной зависимости коэффициента преобразования, момента времени включения рабочего режима регистратора и др.) производится из системы окончательной обработки сигналов через портативный пульт сбора данных, поэтому регистратор должен эксплуатироваться вместе со всей системой.

Другим недостатком прототипа является ограниченный ресурс работы без замены батарей питания, хотя увеличение срока работы, обусловленное экономией питания, достигается за счет уменьшения частости записи данных в ОЗУ путем их первичного анализа и отбрасывания неинформативных сигналов, которые считаются механическим шумом и не записываются регистратором, а также уменьшением частоты дискретизации АЦП.

Кроме того, ЭПЭЗУ позволяет долговременно сохранять измеренные данные без потребления электрической энергии.

Сущность изобретения.

Задача, на решение которой направлено заявляемое устройство, заключается в: а) расширении функциональных возможностей; б) увеличении срока автономной работы без замены батарей питания; в) увеличении температурного диапазона, при котором может работать устройство.

Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является: а) расширение функциональных возможностей за счет реализации нескольких режимов измерения (ручной и автономный), индикации результатов измерения, возможности управления процессом измерения путем оперативного изменения установочных коэффициентов (В_а, В_к, К и S), характеризующих электропроводящую среду и измерительные электроды, за счет изменения интервала времени между измерениями Тизм и изменения временной паузы перед началом измерения Тcм, за счет обеспечения непрерывного мониторинга путем перезаписи результатов измерений из ОЗУ микропроцессора в съемный энергонезависимый модуль памяти и замены его на новый; б) увеличение срока автономной работы без замены батарей питания путем снижения энергопотребления за счет диспетчеризации питания (распределенная система питания) и введения режима "сна", когда функциональные блоки активны только в течение интервала времени очередного замера, а в паузах между замерами автоматически отключаются, и за счет использования энергонезависимого модуля памяти; в) увеличение температурного диапазона, при котором может работать устройство за счет термостатирования и нагрева, необходимого для работы жидкокристаллического дисплея и помещения электронной части устройства в герметичный бокс для защиты от воздействий внешней среды.

Для достижения технического результата в измерителе параметров коррозии, содержащем датчик - первичный преобразователь информативных величин в электрические сигналы, энергонезависимый модуль памяти и расположенные в корпусе источник питания, электрический соединитель, датчик температуры, блок предварительной обработки сигналов, выход которого соединен со входом многоканального аналого-цифрового преобразователя (МАЦП), включающего мультиплексор и АЦП; а также микропроцессор, включающий контроллер, ОЗУ и таймер реального времени, согласно изобретению предусмотрено следующее: в него дополнительно введены помещенные в корпус второй электрический соединитель, контроллер питания, клавиатура, жидкокристаллический дисплей, часы реального времени и нагревательный элемент, причем микропроцессор соединен соответствующими односторонними связями с блоком предварительной обработки сигналов, жидкокристаллическим дисплеем, а соответствующими двусторонними связями - с МАЦП, клавиатурой, часами реального времени, датчиком температуры, контроллером питания и первым электрическим соединителем, который своими информационными выходами подключен параллельно к цифровым выходам МАЦП, второй электрический соединитель двусторонними связями подключен к блоку предварительной обработки сигналов, контроллер питания своими тремя управляющими выходами соответственно подключен к первому электрическому соединителю, нагревательному элементу и блоку предварительной обработки сигналов вместе с жидкокристаллическим дисплеем, источник питания подключен к соответствующим питающим входам датчика температуры, часов реального времени, МАЦП, микропроцессора, а также контроллера питания; энергонезависимый модуль памяти, подключенный двусторонними связями к первому электрическому соединителю, и корпус с размещенными в нем функциональными блоками и элементами помещены в герметичный защитный бокс, снабженный третьим электрическим соединителем, входами соединенным через кабель с датчиком - первичным преобразователем информативных величин в электрические сигналы, а выходами - через кабель, находящийся внутри бокса, со вторым электрическим соединителем.

Первичный преобразователь информативных величин в электрические сигналы выполнен в виде зонда, включающего два электрода датчика, соединенного с кабелем.

Корпус содержит два электрических соединителя, установленные на его торцевой стороне, и лицевую панель, на которой расположено поле клавиатуры и табло жидкокристаллического дисплея, при этом датчик температуры и нагревательный элемент размещены около дисплея и имеют с ним тепловую связь.

Герметичный защитный бокс выполнен из материала повышенной прочности, например полистирола, и состоит из крышки и основания с электрическим соединителем на его торцевой стороне, соединенным с кабелем, обеспечивающим подключение ко второму электрическому соединителю корпуса, и имеет наполнитель из материала с малой теплопроводностью, например пенопласта, теплона или изолона, при этом кабель расположен между основанием и наполнителем, а бокс снабжен кронштейнами для установки в подвесном состоянии.

Энергонезависимый модуль памяти выполнен съемным с возможностью подключения к первому электрическому соединителю с внешней стороны корпуса.

Новые отличительные функциональные блоки и элементы заявляемого устройства: контроллер питания, клавиатура, жидкокристаллический дисплей, часы реального времени, нагревательный элемент, два электрических соединителя, герметичный защитный бокс.

Новые функциональные блоки и элементы соединены соответствующими входами и выходами с другими функциональными блоками и образуют новые отличительные связи, позволяющие осуществить измерение параметров коррозии как функцию времени, а именно: ток коррозии I_кор, скорость коррозии V_кор и реальное время измерений.

Контролер питания распределяет энергию от источника питания между функциональными блоками, циклически подает на них напряжение питания, а после обработки сигнала соответствующим блоком, отключает его питание, обеспечивая режим "сна", что увеличивает срок работы устройства в автономном режиме без замены батарей питания. Кроме того, он контролирует падение напряжения в батареях питания с целью не допущения недостоверных результатов измерения.

Клавиатура предназначена для управления оператором в ручном режиме процессом измерения, для установки при автономном режиме работы устройства программируемых коэффициентов В_а и В_к, пересчетных коэффициентов К и S, изменяемых параметров Тизм и Тcм, а также текущего времени и даты. При проверке работоспособности, в процессе технического обслуживания и калибровки, для переключения режимов работы пользуются клавиатурой.

Жидкокристаллический дисплей предназначен для воспроизведения необходимых команд и результатов проводимых измерений, а также результатов контроля батарей питания. В паузах между измерениями дисплей автоматически отключается, что способствует экономии энергии батарей питания.

Часы реального времени необходимы для записи во время измерений текущего времени и установки временных промежутков, характеризующих процесс измерения.

Нагревательный элемент расположен около жидкокристаллического дисплея и вместе с датчиком температуры служит для создания необходимого температурного режима для его функционирования.

Второй и третий электрические соединители осуществляют подключение датчика - первичного преобразователя информативных величин в электрические сигналы к измерительной части устройства, находящейся внутри корпуса и защитного бокса. Кроме того, второй электрический соединитель при подключении к нему кабелей или модуля калибровки обеспечивает перевод электронного ключа подачи питания в открытое состояние.

Герметичный бокс защищает функциональные блоки устройства от воздействия внешней среды, обеспечивая рабочий температурный диапазон от -45^oС до +55^oС.

Совокупность отличительных признаков заявляемого устройства не обнаружена из патентной и научно-технической информации.

Заявляемое устройство поясняется описанием и чертежами, где на фиг.1 представлена структурная схема измерителя параметров коррозии; на фиг.2 - блок-схема соединения модуля памяти с системой обработки данных (компьютером).

На фото (фиг.3) представлено следующее: а) модификация устройства для работы в лабораторных условиях; б) модификация устройства для работы в полевых условиях, когда измеритель параметров коррозии помещен в герметичный защитный бокс; в) блок считывания информации, соединенный с модулем памяти.

На фиг.1 и 2 обозначено следующее: 1 - датчик-первичный преобразователь информативных величин в электрический сигнал (зонд); 2 - кабель зонда; 3 - корпус; 4 - первый электрический соединитель; 5 - блок предварительной обработки сигналов; 6 - многоканальный аналого-цифровой преобразователь (МАЦП); 7 - мультиплексор; 8 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 9 - микропроцессор; 10 - контроллер; 11 - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ); 12 - таймер реального времени; 13 - источник питания; 14 - часы реального времени; 15 - датчик температуры; 16 - контроллер питания; 17 - клавиатура; 18 - жидкокристаллический дисплей; 19 - нагревательный элемент; 20 - второй электрический соединитель; 21 - энергонезависимый модуль памяти; 22 - герметичный защитный бокс; 23 - третий электрический соединитель; 24 - кабель в защитном боксе; 25 - блок считывания информации (БСИ); 26 - система обработки данных (компьютер); 27 - интерфейс, связывающий модуль памяти и БСИ; 28 - интерфейс, связывающий БСИ и компьютер.

Датчик - первичный преобразователь информативных величин в электрические сигналы (зонд) 1 соединен кабелем 2 со входами третьего электрического соединителя 23 и через кабель 24 со входами второго электрического соединителя 20, который двусторонними связями подключен к блоку 5 предварительной обработки сигналов, выход которого соединен с соответствующим входом МАЦП 6, включающего мультиплексор 7 и АЦП 8.

Микропроцессор 9 соединен соответствующими односторонними связями с блоком 5 предварительной обработки сигналов и жидкокристаллическим дисплеем 18. Соответствующими двусторонними связями микропроцессор 9 соединен с МАЦП 6, клавиатурой 17, часами 14 реального времени, датчиком 15 температуры, контроллером питания 16 и первым электрическим соединителем 4, который своими информационными выходами подключен параллельно цифровым выходам МАЦП 6.

Контроллер питания 16 своими тремя управляющими выходами соответственно подключен к первому электрическому соединителю 4, нагревательному элементу 19 и блоку 5 предварительной обработки сигналов вместе с жидкокристаллическим дисплеем 18.

Источник питания 13 подключен к соответствующим питающим входам датчика 15 температуры, часов 14 реального времени, МАЦП 6, микропроцессора 9, а также контроллера питания 16.

Энергонезависимый модуль памяти 21 подключен двусторонними связями к первому электрическому соединителю 4 с внешней стороны корпуса 3, что обеспечивает быстрый съем модуля памяти 21 и замену его на новый.

Микропроцессор 9 включает в себя контроллер 10, ОЗУ 11 и таймер 12 реального времени.

ОЗУ 11 служит для хранения промежуточных результатов косвенных вычислений. После их пересчета по заданной программе, окончательные результаты измерений остаются в ОЗУ 11, а затем переписываются в модуль памяти 21.

Перезапись зарегистрированной информации из ОЗУ 11 в энергонезависимый модуль памяти 21 позволяет долговременно сохранять и накапливать данные измерений (пакеты данных) без потребления энергии и отключать модуль памяти 21 от источника питания 13 в интервалах между измерениями.

Таймер 12 реального времени вырабатывает тактовые импульсы для синхронизации функциональных узлов микропроцессора 9, управления АЦП 8 с мультиплексором 7.

Контроллер 10 включает в себя контроллер интерфейса, ЗУ программ, ЭПЭЗУ данных.

Контроллер интерфейса предназначен для управления МАЦП 6 и организации процесса передачи результатов измерения в модуль памяти 21.

ЗУ программ служит для хранения управляющих программ, реализующих заданный алгоритм: измерений, вычислений, индикации и записи результатов измерений в модуль памяти.

ЭПЭЗУ данных предназначено для запоминания и хранения задаваемых оператором коэффициентов Ва, Вк, К и S, параметров времени Тcм и Тизм, а также момента времени и даты начала измерений.

Возможность электрического программирования ЭПЭЗУ данных позволяет управлять процессом измерения путем оперативного изменения установочных коэффициентов и временных интервалов, характеризующих режим измерения, очистку ЭПЭЗУ данных и запись в него новой информации при смене режимов измерений, что расширяет функциональные возможности заявляемого устройства.

Источник питания 13 содержит две малогабаритные батареи с общим номинальным напряжением 3В и обеспечивает автономное электропитание функциональных блоков.

Контроллер питания 16 определяет последовательность работы функциональных блоков, циклически подает на них напряжение питания и обеспечивает режим "сна".

Первый электрический соединитель 4 необходим для организации связи микропроцессора 9 с модулем памяти 21 и коммутации электропитания на модуль памяти 21 в момент перезаписи в него информации.

Энергонезависимый модуль памяти 21 накапливает все результаты измерений, проводимые как в ручном режиме, если он подключен к устройству, так и в автономном. В дальнейшем, по мере заполнения модуль памяти 21 отсоединяют от устройства и осуществляют перезапись результатов измерений (пакетов данных) в компьютер, систему обработки данных 26 для дальнейшего анализа.

Все функциональные блоки и элементы, кроме модуля памяти 21 и третьего электрического соединителя 23, помещены в корпус 3, на торцевой стороне которого установлены два электрических соединителя 4 и 20. На лицевой панели корпуса 3 расположены поле клавиатуры 17 и табло жидкокристаллического дисплея 18. Около дисплея 18 размещены датчик 15 температуры и нагревательный элемент 19 для контроля и поддержания необходимого температурного режима.

В такой модификации заявляемое устройство используется для работы в ручном режиме в лабораторных условиях (фото, вариант а), при этом датчик (зонд) 1 через кабель 2 соединяют со вторым электрическим соединителем 20 корпуса 3.

Для работы в автономном режиме и реальных условиях вблизи диагностируемого оборудования, например трубопровода, измерительное устройство помещают в герметичный защитный бокс 22 из материала повышенной прочности, например полистирола. Защитный бокс 22 состоит из крышки и основания, на торцевой стороне которого установлен электрический соединитель 23. Основание и крышка бокса 22 снабжены наполнителем из материала с малой теплопроводностью, например пенопласта, теплона или изолона. Для установки в подвесном состоянии защитный бокс 22 имеет кронштейны, закрепленные по периметру основания.

В защитный бокс 22 помещают модуль памяти 21, который подключают к первому электрическому соединителю 4, расположенному на торцевой стороне корпуса 3.

Третий электрический соединитель 23 через кабель 24, находящийся между основанием защитного бокса 22 и наполнителем, соединяют со вторым электрическим соединителем 20 корпуса 3.

Датчик (зонд) 1 через кабель 2 подключают с внешней стороны к электрическому соединителю 23 защитного бокса 22.

В такой модификации устройство может эксплуатироваться круглосуточно в автономном режиме с остановками для технического обслуживания (фото, вариант б).

Заявляемое устройство выполнено на известной элементной базе.

Работа устройства.

В основу принципа действия устройства положен метод линейной поляризации (синоним метод "поляризационного сопротивления").

Косвенные измерения тока коррозии I_кор и скорости коррозии V_кор этим методом производятся путем измерения сопротивления R_мп межэлектродного промежутка зонда при приложении к электродам небольшой разности потенциалов (обычно не превышающей 20-30 мВ) и реализации специальных вычислительных процедур.

Значение тока коррозии I_кор получается в результате вычислительной процедуры, реализуемой устройством по формуле где В_а, В_к - задаваемые с клавиатуры 17 значения программируемых коэффициентов Тафеля.

Далее, полученный ток коррозии пересчитывается устройством в скорость коррозии V_кор в соответствии с формулой где К и S - задаваемые с клавиатуры 17 значения пересчетных коэффициентов, учитывающих материал и площадь электродов датчика (зонда) соответственно.

На практике измерение тока при воздействии небольшой разности потенциалов на электроды затруднено тем, что на границе электрод-раствор существует двойной электрический слой, т.е. электрическая емкость. Наличие емкости приводит к тому, что в первый момент после подачи разности потенциалов на электроды величина тока значительно превышает его значение в стационарном режиме.

Значение тока и соответственно скорость коррозии зависят от промежутка времени Т_см, прошедшего с момента подачи разности потенциалов на электроды и началом измерения.

Емкость двойного электрического слоя определяется электрохимическими свойствами системы электрод-раствор, природой электролита, наличием в электролите поверхностно-активных веществ и др. и может меняться в широких пределах. Соответственно в широких пределах изменяется и промежуток времени Т_см, необходимый для получения корректных значений тока I_кор от нескольких секунд до десятков минут. В связи с этим, в устройстве предусмотрена возможность программирования с клавиатуры значения Т_см - временного промежутка под конкретные параметры системы электрод-раствор.

Кроме того, с клавиатуры 17 предусмотрена возможность установки интервала времени Тизм между соседними измерениями.

Измерения осуществляются следующим образом.

После включения устройства оператор должен с клавиатуры 17 установить текущее время и дату начала измерений, значения коэффициентов В_а, В_к, К и S и параметры измерения: Т_см - интервал времени между подачей напряжения на электроды датчика 1 и началом измерений и Т_изм - интервал времени между измерениями.

В устройстве предусмотрены два режима измерения: ручной и автономный.

В ручном режиме результат измерения появляется только после команды, поданной оператором посредством клавиатуры 17. При этом дисплей 18 и функциональные блоки устройства находятся постоянно в активном состоянии, только в момент измерения клавиатура 17 заблокирована.

В автономном режиме измерения проводятся без участия оператора, автоматически, через заданные между измерениями промежутки времени Т_изм.

В этом режиме дисплей 18 вместе с МАЦП 6, блоком 5 предварительной обработки сигналов активны только в течение интервала времени очередного измерения, а в паузах между измерениями автоматически отключаются (режим "сна"), в результате чего обеспечивается наиболее эффективное использование энергии источника питания и увеличивается срок автономной работы устройства.

После того, как оператором выбран и запущен режим измерения, на электроды датчика 1 через электрические соединители 20 и 23 подается небольшое напряжение(20-30 мВ). Далее через интервал времени Т_см МАЦП 6 производит измерения, по результатам которых микропроцессор 9 вычисляет R_мп, I_кор, V_кор и сохраняет их в ОЗУ 11, а дисплей 18 индицирует полученные значения. Результаты измерений из ОЗУ 11 по интерфейсу и через электрический соединитель 4 перезаписываются в модуль памяти 21, на котором при записи появляется питание. По окончании записи модуль памяти 21 опять обесточивается до следующей записи. Для каждого измерения запоминается I_кор, V_кор, дата и момент времени его осуществления. Следующее измерение осуществляется через заданный интервал времени Т_изм.

Датчик температуры 15 циклически опрашивается и его показания вводятся в микропроцессор 9. Если температура ниже заданного значения, то через контроллер питания 16 включается нагревательный элемент 19. При достижении температуры выше заданного значения через контроллер питания 16 нагревательный элемент 19 отключается.

Таким образом, информативные сигналы, полученные от датчика 1, поступают по кабелям 2 и 24 через электрические соединители 23 и 20 в блок 5 предварительной обработки сигналов, где они усиливаются, а в МАЦП 6 преобразовываются в цифровой вид. Поступая в микропроцессор 9, сигналы обрабатываются по заданной программе, а при получении окончательного результата выводятся на дисплей 18 и сохраняются в ОЗУ 11. Из ОЗУ 11 информация перезаписывается по соответствующему интерфейсу, который связывает микропроцессор 9 и первый электрический соединитель 4, в модуль памяти 21. В энергонезависимый модуль памяти 21 заносятся и накапливаются значения тока коррозии I_кор, скорости коррозии V_кор, дата и время измерений (пакет данных).

По заполнению модуля памяти 21 пакетами данных, оператор осуществляет его замену на новый модуль для продолжения работы устройства.

В дальнейшем содержащаяся в модуле памяти 21 информация считывается в систему обработки данных (компьютер) 26. Для этого модуль памяти 21 через интерфейс 27, блок считывания информации 25 через интерфейс 28 соединяют с компьютером 26. Полученная информация анализируется с целью определения тенденций развития процесса коррозии.

Таким образом, расширение функциональных возможностей устройства достигнуто за счет а) введения двух режимов измерения: ручного под управлением оператора и автономного по заданной программе; б) возможности управления процессом измерения путем изменения коэффициентов и временных интервалов между измерениями; в) осуществления непрерывного мониторинга за процессом коррозии.

Увеличение срока автономной работы устройства без замены батарей питания достигнуто за счет снижения энергопотребления путем диспетчеризации питания, введения режима "сна" и использования энергонезависимых функциональных узлов.

Работа устройства при температуре окружающей среды от -45^oС до +55^oС достигнута за счет установки электронной части устройства в герметичный защитный бокс и создания теплового режима, необходимого для функционирования жидкокристаллического дисплея.

Промышленная применимость.

Заявляемый измеритель параметров коррозии прошел испытания, которые дали положительные результаты. На устройство получен сертификат соответствия.

Измеритель параметров коррозии рассчитан на работу с любыми двухэлектродными датчиками, а также датчиками с дисковыми электродами "заподлицо". При этом отсутствует жесткая привязка к длине кабеля зонда (датчика) и его параметрам.

Основные технические данные устройства.

1. Диапазон измерения Rмп - сопротивления межэлектродного промежутка зонда - от 0,5 до 910⁴ Ом.

2. Предел допускаемого значения относительной погрешности 5%.

3. Диапазон измерения I_кор - тока коррозии - от 0,02 мкА до 500 мА.

4. Диапазон измерения V_кор - скорости коррозии - от 0,001 до 100 мм/год.

5. Емкость модуля памяти - не менее 32000 пакетов данных.

Устройство обеспечивает 100 часов непрерывной работы в лабораторных условиях или 1,5 недели автономной работы в реальных условиях при Т_изм=6 часов и Т_см<15 с.

Формула изобретения

1. Измеритель параметров коррозии, содержащий датчик-первичный преобразователь информативных величин в электрические сигналы, энергонезависимый модуль памяти и расположенные в корпусе источник питания, электрический соединитель, датчик температуры, блок предварительной обработки сигналов, выход которого соединен со входом многоканального аналого-цифрового преобразователя (МАЦП), включающего мультиплексор и АЦП, а также микропроцессор, включающий контроллер, оперативное запоминающее устройство и таймер реального времени, отличающийся тем, что в него дополнительно введены помещенные в корпус второй электрический соединитель, контроллер питания, клавиатура, жидкокристаллический дисплей, часы реального времени и нагревательный элемент, причем микропроцессор соединен соответствующими односторонними связями с блоком предварительной обработки сигналов, жидкокристаллическим дисплеем, а соответствующими двусторонними связями - с МАЦП, клавиатурой, часами реального времени, датчиком температуры, контроллером питания и первым электрическим соединителем, который своими информационными выходами подключен параллельно цифровым выходам МАЦП, второй электрический соединитель двусторонними связями подключен к блоку предварительной обработки сигналов, контроллер питания своими тремя управляющими выходами соответственно подключен к первому электрическому соединителю, нагревательному элементу и блоку предварительной обработки сигналов вместе с жидкокристаллическим дисплеем, источник питания подключен к соответствующим питающим входам датчика температуры, часов реального времени, МАЦП, микропроцессора, а также контроллера питания, энергонезависимый модуль памяти, подключенный двусторонними связями к первому электрическому соединителю, и корпус с размещенными в нем функциональными блоками и элементами помещены в герметичный защитный бокс, снабженный третьим электрическим соединителем, входами соединенным через кабель с датчиком-первичным преобразователем информативных величин в электрические сигналы, а выходами через кабель, находящийся внутри бокса, со вторым электрическим соединителем.

2. Измеритель параметров коррозии по п.1, отличающийся тем, что первичный преобразователь информативных величин в электрические сигналы выполнен в виде зонда, включающего два электрода датчика, соединенных с кабелем.

3. Измеритель параметров коррозии по п.1, отличающийся тем, что корпус содержит два электрических соединителя, установленные на его торцевой стороне, и лицевую панель, на которой расположено поле клавиатуры и табло жидкокристаллического дисплея, при этом датчик температуры и нагревательный элемент размещены около дисплея и имеют с ним тепловую связь.

4. Измеритель параметров коррозии по п.1, отличающийся тем, что герметичный защитный бокс выполнен из материала повышенной прочности, например полистирола, и состоит из крышки и основания с электрическим соединителем на его торцевой стороне, соединенным с кабелем, обеспечивающим подключение ко второму электрическому соединителю корпуса, и имеет наполнитель из материала с малой теплопроводностью, например пенопласта, теплона или изолона, при этом кабель расположен между основанием и наполнителем, а бокс снабжен кронштейнами для установки в подвесном состоянии.

5. Измеритель параметров коррозии по п.1, отличающийся тем, что энергонезависимый модуль памяти выполнен съемным, с возможностью подключения к первому электрическому соединителю с внешней стороны корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

NF4A Восстановление действия патента

Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.12.2011

Дата публикации: 20.12.2011