Мікропроцесорний вимірювач поляризаційного опору

Мікропроцесорний вимірювач поляризаційного опору, що містить двоелектродний вимірювальний перетворювач, один електрод якого з'єднаний з виходом перетворювача напруга поляризаціїструм поляризації, а другий - із зразковим резистором, неінвертувальним входом диференційного підсилювача і інвертувальним входом перетворювача напруга поляризації-струм поляризації, неінвертувальний вхід якого приєднаний до джерела 3 52523 ризуючої напруги, а також програмний пристрій, причому вихід блока віднімання через ще один пристрій запам'ятовування з'єднаний з реєстратором, а програмний пристрій з'єднаний із входами керування всіх пристроїв запам'ятовування, ключів і блока віднімання. Вимірювач працює циклічно: період вимірюCp вання і, відповідно, зарядження змінюється Cp періодом підготовки і розрядження . Вимірювальний період складається з двох рівних у часі ступенів (двоступінчатий метод). Після завершення вимірювання на кожному ступені отримане знаR чення p вноситься в реєстратор. Дійсне значенR C ня p (без похибки, пов'язаної з впливом p на процес вимірювання) розраховується за формулою: Rp де Rp12 / 2Rp1 Rp2 Rp1 , - перше наближення поляризаційного R опору (перше показання реєстратора), p 2 - друге наближення поляризаційного опору (друге показання реєстратора). Розглянутий вимірювач, на відміну від попередніх аналогів, забезпечує автоматизацію процесу вимірювання проміжних значень поляризаційного опору, а отриманий кінцевий результат розрахунку дійсного значення поляризаційного опору за допомогою запропонованої формули дає у порівнянні з найближчим аналогом більш високу точність вимірювання, незалежно від величини поляризаційної ємності. Проте, недоліком такого вимірювача є необхідність проведення окремих додаткових R розрахунків для отримання дійсного значення p , що знижує оперативність отримання результату корозійного моніторингу, особливо в промислових умовах. В основу корисної моделі покладено завдання створення вимірювача поляризаційного опору, R який дозволяв би отримувати дійсне значення p незалежно від величини поляризаційної ємності в процесі вимірювання приладом. Це значно підвищить оперативність корозійного моніторингу і розширить сферу застосування таких вимірювачів. Поставлене завдання вирішено так. У вимірюR вач p , що містить двоелектродний вимірювальний перетворювач, один електрод якого з'єднаний з виходом перетворювача напруга поляризації струм поляризації, а другий - із зразковим резистором, неінвертувальним входом диференційного підсилювача і інвертувальним входом перетворювача напруга - струм, неінвертувальний вхід якого приєднаний до джерела поляризуючої напруги, перший та другий пристрої запам'ятовування, входи яких через відповідно перший та другий ключі з'єднані з виходом диференційного підсилювача, а виходи з'єднані з відповідними входами блока віднімання, третім ключем, що встановлений у ланцюгу перетворювача напруга поляризації - струм поляризації та джерела поляризуючої напруги, а 4 також програмний пристрій, причому вихід блока віднімання через ще один пристрій запам'ятовування з'єднаний з реєстратором, а програмний пристрій з'єднаний із входами керування всіх пристроїв запам'ятовування, ключів і блока віднімання, відповідно до корисної моделі в ролі програмного пристрою застосовано мікропроцесор та введено аналогово-цифровий перетворювач, який з'єднаний з виходом блока віднімання і входом мікропроцесора. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображені: двоелектродний вимірювальний перетворювач - давач корозії (фіг. 1), функціональна схема вимірювача поляризаційного опору (фіг. 2), епюри напруг в окремих вузлах схеми вимірювача (фіг. 3). Вимірювальний перетворювач (ВП) складається (фіг. 1) з електродів 1 і 2, що мають виводи 3 і 4 із струмопровідного матеріалу. Електроди занурені в електропровідне корозійне середовище 5, що знаходиться в комірці 6. Вимірювач поляризаційного опору (фіг. 2) містить ВП, еквівалентна схема якого позначена поз.7. Це багатоелементний активний двохполюсR C ник, де p - поляризаційний опір, а p - поляриR заційна ємність обох електродів ВП, s - електриU чний опір корозійного середовища, 0 - початкова різниця корозійних потенціалів електродів ВП. ІнI формація про швидкість корозії c закладена в Rp I , який обернено пропорційний c . Коефіцієнт оберненої пропорційності K відомий для різних корозійних процесів. Вимірювальний перетворювач виводом 3 (фіг. 2) з'єднаний з виходом 8 перетворювача 9 напруга поляризації - струм поляризації, а виводом 4 - із зразковим резистором 10 та інвертувальним входом 11 перетворювача 9 і неінвертувальним входом 12 диференційного підсилювача 13. Вхід 14 перетворювача 9 через ключ 15, що має зв'язок з мікропроцесором 16, з'єднаний з джерелом 17 поляризуючої напруги. Вихід 18 диференційного підсилювача 13 через ключі 19 і 20 з'єднаний з входами пристроїв запам'ятовування 21 і 22 миттєвого значення напруги. Ключі 19 і 20 зв'язані з мікропроцесором 16, причому ключ 20 має дві лінії зв'язку. Виходи 23 і 24 пристроїв запам'ятовування 21 і 22 з'єднані з входами блока віднімання 25, з'єднаного з мікропроцесором 16 також двома лініями зв'язку. Вихід пристрою віднімання 25 з'єднаний з входом аналогово-цифрового перетворювача 26, який в свою чергу зв'язаний з мікропроцесором 16. Мікропроцесор 16 з'єднаний з реєстратором 27. До інвертувального входу диференційного підсилювача 13 підключені резистори 28 і 29. Вимірювач працює циклічно: період вимірюCp вання і, відповідно, зарядження змінюється Cp періодом підготовки і розрядження . Вимірювальний період складається з двох рівних у часі сту 5 52523 6 пенів. В період часу від 0 до 1 (фіг. 3), що відповідає режимові підготовки вимірювання, ключі 15, 19 і 20 через відсутність команд р, q і r знаходяться в замкнутому стані. При цьому на неінвертувальному вході 12 диференційного підсилювача 13 сигнал відсутній (фіг. 3,а), на виході перетворювача 9 формується сигнал, який пропорційний початU ковій різниці корозійних потенціалів 0 , а на виході диференційного підсилювача 13 u18 встановлюється напруга (фіг. 3,б), яка визнаU чається початковою різницею 0 вимірювального перетворювача і коефіцієнтом передачі диференційного підсилювача 13, який обумовлений співвідношенням резисторів 28 і 29. R пропорційна першому наближенню p1 ВП 7 перетворюється в аналогово-цифровому перетворювачі 26 і запам'ятовується мікропроцесором 16. В момент часу 1 , що відповідає початку періоду вимірювання, ключ 15 командою р (фіг. 3,є) з мікропроцесора 16 підключає до входу 14 перетворювача 9 джерело 17 поляризуючої напруги і u напруга 18 на виході диференційного підсилюваU ча 13 стає пропорційною сумі 0 і падінню напруR ги на опорі s . Ця сумарна напруга по команді q (фіг. 3,ж) з мікропроцесору 16 через ключ 19 подається на запам'ятовуючий пристрій 21 (фіг. 3,в). часу 6 з мікропроцесору 16 (фіг. 3,ї) пристрій віднімання 25 утворює різницю вихідних напруг u пристроїв запам'ятовування 21, 22 25 (фіг. 3,д), R яка пропорційна другому наближенню p 2 ВП 7 перетворюється в аналогово-цифровому перетворювачі 26 і запам'ятовується мікропроцесором 16. В момент часу 2 , що відповідає закінченню C першого ступеня зарядження p , командою r (фіг. 3,з) з мікропроцесора 16 на короткий час відкривається ключ 20 і на вхід запам'ятовуючого пристрою u 22 подається напруга 18 з виходу диференційноU го підсилювача 13, яка тепер пропорційна сумі 0 , R падінню напруг на опорі розчину s і поляризаR ційному опорі p (фіг. 3,г). З деякою затримкою по команді s з мікропроцесору 16 (фіг. 3,і) пристрій віднімання 25 утворює різницю вихідних напруг запам'ятовуючих пристроїв 21 і 22. Різниця напруг u24 (фіг. 3,д) на виході пристрою віднімання 25 В момент часу 5 , що відповідає закінченню C r другого ступеня зарядження p , командою 1 (фіг. 3,и) з мікропроцесору 16 на короткий час відкривається ключ 20 і на вхід запам'ятовуючого пристрою u 22 подається нова підвищена напруга 18 (фіг. 3,б) з виходу диференційного підсилювача 13, яка U R пропорційна сумі 0 та падінням напруг на s і Rp (фіг. 3,г). s З деякою затримкою по команді 1 в момент В момент часу 7 , що відповідає кінцю періоду вимірювання і початку періоду підготовки, ключ 15 командою р мікропроцесору 16 відключає джерело 17 поляризуючої напруги, починається розC ряд p , а також проходить скид запам'ятовуючих пристроїв 21 і 22 у початковий стан командою u (фіг. 3,й) мікропроцесору 16. Одночасно мікропроR цесор розраховує дійсне значення p за наведеною формулою, яке відтворюється на цифровому реєстраторі. Запропонована корисна модель забезпечує автоматизацію процесу вимірювання проміжних значень та розрахунку дійсного значення поляризаційного опору. Це суттєво підвищує оперативність і точність корозійного моніторингу і розширює сферу застосування таких вимірювачів. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 52523 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601