CN108872048A - 一种大气环境腐蚀监测装置 - Google Patents

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蒋益明
王家明
孙道明
李劲
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Abstract

本发明属于材料腐蚀监测技术领域，具体为一种大气环境腐蚀监测装置。本发明装置包含控制器、信号采集模块、信号放大模块、模数转换模块、数据存储模块、数据上传模块以及时钟模块。本发明采用控制器控制数据上传模块按照特定频率通过GPRS制式的SIM卡利用通讯网络将装置实时监测的环境状况与服役设备腐蚀、故障状况数据上传至服务器，可供用户远程访问和下载，解决了现有的大气环境腐蚀监测装置应用环境具有局限性和数据收集具有滞后性的问题。本发明能够远程实时监测环境状况以及服役设备腐蚀、故障状态，能够为用户的重大设备制定维护保养周期、分析故障原因、判明责任归属、预测设备故障风险等方面提供数据支持。

Description

一种大气环境腐蚀监测装置
技术领域
本发明属于材料腐蚀监测技术领域，具体涉及一种大气环境腐蚀监测装置。
背景技术
金属材料的腐蚀是其失效的重要形式。对于金属材料在大气环境中的腐蚀监测是工业生产、海洋开发等领域重点关注的问题。大气环境腐蚀监测装置的应用是用来监测金属材料在大气环境中发生腐蚀的重要手段。
目前，大气环境腐蚀监测装置有两种数据收集方式，一种是通过装置与计算机连接，使用计算机读取金属材料的腐蚀数据；另一种是将腐蚀数据存储在装置中，定期由实验人员拷贝。
将监测装置与计算机直接连接的方法对于环境要求的局限性较大，在实际工况尤其是海洋环境、大型工地中很难实现。将数据暂存于装置并定期拷贝的方法导致数据存在滞后性，无法实现对于腐蚀状况的实时监测和远程监测，在操作上也显得更加复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有的大气环境腐蚀监测装置存在的使用环境存在局限性和数据采集存在滞后性的问题，提供一种能够实现多环境远程实时监测大气环境服役设备腐蚀状况的监测装置。
本发明提供的大气环境监测装置，包含控制器、信号采集模块、信号放大模块、模数转换模块、数据存储模块、数据上传模块以及时钟模块；
所述信号采集模块、信号放大模块、模数转换模块、控制器、数据存储模块、数据上传模块依次连接；其中：
所述信号采集模块，用于采集金属材料在大气环境中的腐蚀电流以及大气环境的温湿度信息；
所述控制器，对信号采集模块采集的腐蚀电流进行检测，通过比较电流大小，将电流通过所述信号放大模块进行放大；
所述模数转换模块与信号放大模块连接，将经过放大的电流由模拟信号转换为数字信号；
所述控制器与模数转换模块、信号采集模块连接，用于处理经模数转换模块转换获得的数据以及信号采集模块采集的大气环境温湿度数据；
所述数据存储模块与控制器连接，用于存储经控制器处理的数据；
所述时钟模块与控制器连接，用于向控制器提供特定频率的时钟脉冲；
所述数据上传模块与控制器连接，用于将控制器从数据存储模块读取的数据按照特定频率通过GPRS制式SIM卡上传至服务器，供用户远程访问和下载，实时监测环境状况与服役设备腐蚀、故障状况。
本发明中，所述信号采集模块采用大气环境腐蚀传感器，可直采集金属材料在大气环境中的腐蚀电流以及大气环境的温湿度信息。
本发明采用控制器控制数据上传模块按照特定频率通过GPRS制式的SIM卡利用通讯网络将装置实时监测的环境状况与服役设备腐蚀、故障状况数据上传至服务器，可供用户远程访问和下载，解决了现有的大气环境腐蚀监测装置应用环境具有局限性和数据收集具有滞后性的问题。
本发明能够远程实时监测环境状况以及服役设备腐蚀、故障状态，能够为用户的重大设备制定维护保养周期、分析故障原因、判明责任归属、预测设备故障风险等方面提供数据支持。
附图说明
图1是本发明的大气环境腐蚀监测装置的结构示意图。
图2是数据上传模块所采用的电路原理图。
图3是信号放大模块所采用的电路原理图。
图4是模数转换模块所采用的电路原理图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的具体实施方式。
大气环境腐蚀监测装置的结构如图1所示。
数据上传模块所采用的电路原理图如图2所示。
信号放大模块所采用的电路原理图如图3所示。
模数转换模块所采用的电路原理图如图4所示。
信号采集模块，采用GCS系列大气环境金属腐蚀传感器和温湿度传感器SHT-21-1。
信号放大模块，使用三个独立的电流放大电路。
模数转换模块，采用芯片ADS1216。
数据存储模块，采用芯片SST25VF064C。
控制器，采用单片机ATMEGA128。
时钟模块，采用芯片PCF8563T。
数据上传模块，采用芯片MG323。
通过所述信号采集模块采集得到的腐蚀电流信号经过控制器检测，选择通过特定信号放大模块进行放大，经过放大后的信号进入模数转换模块进行转换，经过转换后得到的数字信号进入控制器处理。同时，通过所述信号采集模块采集得到的大气温湿度信号直接进入控制器。
经控制器处理的数据在储存模块存储，同时时钟模块向控制器提供特定频率的时钟脉冲，控制器根据特定频率的时钟脉冲读取存储模块中的数据，并通过数据上传模块按照特定频率通过GPRS制式SIM卡向服务器发送数据，供用户实时监测环境状况与服役设备腐蚀、故障状况。

Claims (9)

1.一种大气环境腐蚀监测装置，其特征在于，包括控制器、信号采集模块、信号放大模块、模数转换模块、数据存储模块、数据上传模块以及时钟模块；信号采集模块、信号放大模块、模数转换模块、控制器、数据存储模块、数据上传模块依次连接；其中：
所述信号采集模块，用于采集金属材料在大气中的腐蚀电流以及大气环境的温湿度信息；
所述控制器，用于对信号采集模块采集的腐蚀电流进行检测，通过比较电流大小，将电流通过所述信号放大模块进行放大；
所述模数转换模块与信号放大模块连接，将经过放大的电流由模拟信号转换为数字信号；
所述控制器与模数转换模块、信号采集模块连接，用于处理经模数转换模块转换获得的数据以及信号采集模块采集的大气环境温湿度数据；
所述数据存储模块与控制器连接，用于存储经控制器处理的数据；
所述时钟模块与控制器连接，用于向控制器提供特定频率的时钟脉冲；
所述数据上传模块与控制器连接，用于将控制器从数据存储模块读取的数据按照特定频率通过GPRS制式SIM卡上传至服务器，供用户远程访问和下载，实时监测环境状况与服役设备腐蚀、故障状况。
2.根据权利要求1所述的大气环境腐蚀监测装置，其特征在于，所述的信号采集模块采用大气环境腐蚀传感器。
3.根据权利要求1所述的大气环境腐蚀监测装置，其特征在于，所述的信号采集模块采用GCS系列大气环境金属腐蚀传感器和温湿度传感器SHT-21-1。
4.根据权利要求1所述的大气环境腐蚀监测装置，其特征在于，所述的信号放大模块使用三个独立的电流放大电路。
5.根据权利要求1所述的大气环境腐蚀监测装置，其特征在于，所述的模数转换模块采用芯片ADS1216。
6.根据权利要求1所述的大气环境腐蚀监测装置，其特征在于，所述的数据存储模块采用芯片SST25VF064C。
7.根据权利要求1所述的大气环境腐蚀监测装置，其特征在于，所述的控制器采用单片机ATMEGA128。
8.根据权利要求1所述的大气环境腐蚀监测装置，其特征在于，所述的时钟模块采用芯片PCF8563T。
9.根据权利要求1所述的大气环境腐蚀监测装置，其特征在于，所述的数据上传模块采用芯片MG323。
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