SU1756812A1

SU1756812A1 - Устройство дл измерени коррозионной активности грунта

Info

Publication number: SU1756812A1
Application number: SU904790493A
Authority: SU
Inventors: Николай Михайлович Перминов; Андрей Валентинович Никифоров; Наталья Владимировна Кочменева
Original assignee: Читинский институт природных ресурсов СО АН СССР
Priority date: 1990-02-12
Filing date: 1990-02-12
Publication date: 1992-08-23

Abstract

Использование: контрольно-измерительна техника, в частности дл определ ё- ни коррозионной активности грунта. Сущность изобретени : устройство содержит задающий генератор 1, формирователь 2 импульсов, первый коммутатор 3, усилитель 4 посто нного тока, измерительный блок 5, первый генератор 6 тока, суммирующий усилитель 7, блок 8 выборки-хранени , второй генератор 9 тока, датчик 10 удельного сопротивлени , второй коммутатор 11, эталонный резистор 12, блок 13 управлени , аналого-цифровой преобразователь 14 и индикатор 15. 2 ил., 2 табл.

Description

4J

Ё

XI

(Л

о со

К)

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и предназначено дл определени коррозионной активности грунта при проектировании защиты уложенных в землю трубопроводов с целью вы влени участков трубопроводов, наход щихс в зоне коррозионной опасности; вызванной агрессивностью грунта или вли нием блуждающих токов.

Известен измеритель тока и потенциала пол ризации, содержащий двухэлектродный датчик, последовательно соединенные генератор импульсов, коммутатор, усилитель посто нного тока, выход которого обьединен с входом регистрирующего устройства, на- пример миллиамперметром, и подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого св зан с выходом датчика.

Недостатком известного измерител вл етс трудоемкость и сложность процес- са измерени , невысока точность результата измерени .

Наиболее близким по технической сущности вл етс устройство дл измерени коррозионной активности грунта, со- держащее задающий генератор, первый коммутатор, усилитель посто нного тока, измерительный блок и индикатор.

Недостатком этого устройства вл етс трудоемкость, сложность процесса измере- ни , а также невысока точность результата измерени .

Целью изобретени вл етс повышение точности измерени .

Указанна цель достигаетс тем, что ус- тройство дл измерени коррозионной активности грунта, содержащее задающий генератор, первый коммутатор, усилитель посто нного тока, измерительный блок, и индикатор, причем первый сход первого коммутатора соединен с первым выходом измерительного блока, первый вход которого соединен с первым выходом первого коммутатора , второй выход которого соединен с входом усилител посто нного тока, снаб- жено формирователем импульсов, первым и вторым генераторами тока, суммирующим усилителем, блоком выборки-хранени , датчиком удельного сопротивлени , вторым коммутаторам, эталонным резистором, бло- ком управлени и аналого-цифровым преобразователем , причем выход задающего генератора подключен к входу формировател импульсов, к первому входу второго коммутатора и первому входу первого гене- ратора тока, вход датчика удельного сопротивлени подключен к первому выходу первого генератора тока, второй вход кото-1 рого соединен с датчиком удельного сопротивлени , второй выход первого генератора

тока подключен к второму входу второго коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока управлени , выход измерительного блока шунтирован эталонным регистором, к выводам которого подключен второй вход блока управлени , выход формировател импульсов подключен к второму входу первого коммутатора, третий вход которого и первый вход блока выборки-хранени исключены к первому выходу блока управлени , выход усилител посто нного тока подключен к второму входу блока выборки-хранени и одному из входов суммирующего усилител , выход блока выборки-хранени через последовательно соединенные суммирующий усилитель и второй генератор тока подключен к четвертому входу первого коммутатора , а выход блока управлени через аналого-цифровой преобразователь подключен к индикатору.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства дл измерени коррозионной активности грунта; на фиг. 2 - принципиальна схема выполнени блоков, вход щих о устройство .

Устройство содержит задающий генератор 1, формирователь 2 импульсов, первый коммутатор 3, усилитель 4 посто нного тока, измерительный блок 5, перпый генератор б тока, суммирующий усилитель 7, блок 8 выборки-хранени , второй генератор 9 тока , датчик 10 удельного сопротивлени , второй коммутатор 11, эталонный резистор 12, блок 13 управлени , аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14, индикатор 15.

Измерительный блок 5 состоит из рабочего электрода 16, электрода 17 сравнени и вспомогательного электрода 18.

Формирователь 2 импульсов состоит из конденсатора 19 и резистора 20.

Блок 13 управлени состоит из переключателей 21 и 22.

Блок 8 выборки-хранени состоит из буферных усилителей 23 и 24, транзистора 25, резистора 26, реле 27 и конденсатора 28.

Генератор 6 тока состоит из резистив- ного моста, выполненного на резисторах 29 - 32 и электронного коммутатора 33.

Устройство работает следующим образом .

I. Режим измерени удельного тока пол ризации грунта.

Дл измерений в данном режиме используетс измерительный блок 5 предназначенный дл измерени удельного тока пол ризации грунта. Рабочий 16 и вспомогательный 18 электроды устанавливаютс на противоположных сторонах измерительной чейки по центру. Затем чейка запол- етс исследуемым грунтом. Сверху в

грунт устанавливаетс электрод 17 сравнени . Электроды 16 и 17 подключаютс соответственно к входам А и В коммутатора 3, а электрод 18 - к шине нулевого потенциала через резистор 12, В начальный момент времени переключатель 21 блока 13 управлени устанавливаетс d положение Коррози , При этом напр жение логической единицы подаетс на вход коммутатора 3. Импульсы частотой 200 Гц с задающего генератора 1 поступают на РС-цепь20и 19 с посто нной времени 0,65 мс. Эти импульсы поступают на второй вход коммутатора 3. Коммутатор 3 при подаче логической единицы на первый вход и импульсов на второй вход замыкает, во врем действи на втором в оде логической единицы, входи А,В соответственно с выходами А2, В2, Поэтому вход усилител 4 посто нного тока через вход В и выход В2 коммутатора 3 подключаетс к электроду 17 сравнени , а рабочий электрод 16 - к шине нулевого потенциала через вход А и выход А2 коммутатора 3. Усилитель 4 посто нного тока измер ет потенциал коррозии между вспомогательным электродом 18 и электродом 17 сравнени измерительного блока 5. Этот потенциал с выхода усилител 4 посто нного тока поступает на вход блока 8 выборки-хранени , который находитс в режиме Выборка, так как на управл ющими второй вход блока 8 выборки-хранени через переключатель 21 блока 13 управлени подаетс напр жение логической единицы, через 10 мин переключатель 21 блока 13 управлени устанавливаетс в положение Пол ризаци . При этом напр жение логического нул через переключатель 21 блока 13 управлени поступает на первый вход коммутатора 3.

Генератор 9 тока через вход А и выход A3 коммутатора 3 подключаетс к рабочему электроду 16 во врем действи логического нул на втором входе коммутатора 3. Ток пол ризации протекает через рабочий 16 и вспомогательный 18 электроды и эталонный резистор 12 на шину нулевого потенциала.

В моменты действи на втором входе коммутатора 3 логической единицы олект- рот 17 сравнени подключаетс к усилителю А посто нного тока, а рабочий электрод 16 - к шине нулевого потенциала. Цепь тока пол ризации разрываетс .

На второй управл ющий вход блока 8 выборки-хранени поступает напр жение логического нул и блок выборки-хранени 8 находитс в режиме Хранение. При этом на его выходе устзнавлизастс напр жение коррозии измеренное и запомненное до включени режима Пол ризаци (Uic.p.). Это напр жение поступает на первый вход

суммирующего усилител 7. На второй вход суммирующего усилител 7 поступает теку- Тдее значение напр жени на электроде 17 сравнени через усилитель 4 посто нного

тока и коммутатор 3.

Суммирующий усилитель 7 управл ет током енератора 9 тока. Так как коэффициент усилени суммирующего усилител 9 равен 1000, то при даже небольшой разнице

между его входными напр жени ми гок генератора 9 тока ограничиваетс и составл ет 23А.

Напр жение на втором входе суммирующего усилител 7, т.е. текущее значение

напр жени на электроде 17 сравнени (Up), обратно пропорционально величине тока пол ризации. Поэтому при протекании тока пол ризации разность напр жений на входах суммирующего усилител 7 уменьшаетс и стремитс к нулю.

В этом случае ток генератора 9 тока начинает определ тьс величиной разности напр жений на входах суммирующего усилител 7, т.е. 1 Up-Vic.p,1

Следовательно, генератор 9 тока поддерживает такой ток пол ризации, что на- пр жекие на электроде 17 сравнени приблизительно равно напр жению на выходе блока 8 выборки-хранени , т.е. потенциалу коррозии рабочего электрода 16 минус 100 мВ, Сдвиг на 100 мВ осуществл етс в буферном усилителе 24 блока 8 выборки-хранени .

1 Ток пол ризации протекает через эталонный резистор 12 на шину нулевого потенциала . Напр жение с этого резистора через переключатель 22 поступает на АЦП 14 и затем на генератор 15.

Таким образом индикатор 15 отображает текущее значение тока пол ризации.

Затем по табл. 1 определ ют коррозионную активность грунта.

Таблица 1

45

50

И. Режим измерени удельного сопротивлени грунта,

Ввидутого, что электроды, помещенные в раствор электролит, свойствами которого обладают реальные грунты, пол ризуютс при протекании посто нного тока и возникающа при этом разность потенциалов искажает значени сопротивлени ,

измер емого традиционным методом, необходимо измерить сопротивление на переменном токе, причем таком, что величина и длительность положительного полупериода равн лась бы отрицательному.

Дл измерений в данном режиме используетс второй датчик 10, предназначенный дл измерени удельного сопротивлени грунта. Два электрода 34 и 35 устанавливаютс на противоположных сторонах чейки измерени удельного сопротивлени . Затем измерительна чейка заполн етс исследуемым грунтом, а выходы электродов 34 и 35 подключаютс между резистором 30 и шиной нулевого потенциала блока 9. Стабилизированные напр жени 1+5В и -5В с блока питани подаТотс на электронный коммутатор 33 второго генератора 9 тока. Работой электронного коммутатора 33 управл ют импульсы с частотой 200 Гц и скважностью, равной единице с задающего генератора 1. На выходе коммутатора 33 получаетс переменное напр жение амплитудой 10В пр моугольной формы и скважностью , равной единице. Это напр жение подаетс в плечи моста, образованного эталонными резисторами 31 и 32,29 и 30, включенными последовательно с датчиком 10, а затем - на коммутатор 11, который управл етс импульсами 200 Гц с задающего генератора 1. Выпр мленное переменное напр жение с выхода коммутатора 11 через контакты переключател 22 блока 13 управлени поступает на АЦП 14 и затем на индикатор 15.

Таким образом, на индикаторе 15 отображаетс значениетока генератора 9 переменного тока , где R - сопротивление грунта чейки измерени удельного сопротивлени или

U-1xpxp

где р- удельное сопротивление грунта;

S - площадь пластины;

L - рассто ние между пластинами датчика .

Соответственно выбрав значени S и L получают на индикаторе показани , характеризующие удельное сопротивление грунта.

Затем по табл. 2 определ ют коррозионную активность грунта.

Таблица 2

В результате сравнени величин коррозионной активности грунта, полученных в обоих режимах, выбирают максимальную их из них.

Данное устройство обеспечивает высокую точность результата измерени , снижает трудоемкость и значительно упрощает процесс измерени .

10

Claims

Формула изобретени

Устройство дл измерени коррозионной активности грунта, содержащее задающий генератор, первый коммутатор,

усилитель посто нного тока, измерительный блок и индикатор, причем первый вход первого коммутатора соединен f первым выходом измерительного блока, первый вход которого соединен с первым выходом

первого коммутатора, второй выход которого соединен с входом усилител посто нного тока, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени , оно снабжено формирователем импульсов , первым и вторым генераторами тока, суммирующим усилителем, блоком выборки-хранени , датчиком удельного сопротивлени , вторым коммутатором, эталонным резистором, блоком управлени и аналогоцифровым преобразователем, причем выход задающего генератора подключен к входу формировател импульсов, к первому входу второго коммутатора и первому входу первого генератора тока, вход датчика

удельного сопротивлени подключен к первому выходу первого генератора тока, второй вход которого соединен с датчиком удельного сопротивлени , второй выход первого генератора тока подключен к второму входу второго коммутатора, выход которого подключен к первому входу блока управлени , выход измерительного блока шунтирован эталонным резистором, к выводам которого подключен второй вход блока

управлени , выход формировател импульсов подключен к второму входу первого коммутатора , третий вход которого и первый вход блока выборки-хранени подключены к первому выходу блока управлени , выход

усилител посто нного тока подключен к второму входу блока выборки-хранени и одному входу суммирующего усилител , выход блока выборки-хранени через последо- вательно соединенные суммирующий

усилитель и второй генератор тока подключен к четвертому входу первого коммутора, а выход блока управлени через аналого- цифровой преобразователь подключен к индикатору .

30

п ч

и

W

- ft «4