CN110849796B - 腐蚀监测系统 - Google Patents

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CN110849796B CN201810952880.0A CN201810952880A CN110849796B CN 110849796 B CN110849796 B CN 110849796B CN 201810952880 A CN201810952880 A CN 201810952880A CN 110849796 B CN110849796 B CN 110849796B
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Abstract

本申请公开了一种腐蚀监测系统,属于机械技术领域。该腐蚀监测系统用于监测待测金属的腐蚀,且该腐蚀监测系统包括:电源组件、处理组件、霍尔传感组件和电阻探针组件;霍尔传感组件和电阻探针组件并联在电源组件的两端,且均位于待测金属周围,电源组件、霍尔传感组件以及电阻探针组件均与处理组件连接。本申请解决了相关技术中的现场挂片法所需的时间较长,确定腐蚀速率的效率较低,且该方法无法监测到待测金属的腐蚀速率与磁感应强度的关系的问题,本申请用于腐蚀监测系统。

Description

腐蚀监测系统
技术领域
本申请涉及机械技术领域,特别涉及一种腐蚀监测系统。
背景技术
金属处于磁场环境时腐蚀速率会增大,且增大的幅度与磁场的强度有着直接的关系。
相关技术中,当金属位于磁场环境时,监测金属的腐蚀速率的方法通常为现场挂片法。现场挂片法是指将一定量的金属试片靠近待测金属放置,以使得金属试片与待测金属处于同一磁场环境中,并经过一段时间后将金属试片取出,然后根据金属试片的减薄量计算在该磁场环境下金属试片的腐蚀速率,进而将该腐蚀速率确定为在该磁场环境下待测金属的腐蚀速率。
可见,相关技术中的现场挂片法所需的时间较长,确定腐蚀速率的效率较低,且该方法无法监测到待测金属的腐蚀速率与磁感应强度的关系。
发明内容
本申请提供了一种腐蚀监测系统,可以解决相关技术中的现场挂片法所需的时间较长,确定腐蚀速率的效率较低,且该方法无法监测到待测金属的腐蚀速率与磁感应强度的关系的问题,所述技术方案如下:
提供了一种腐蚀监测系统,用于监测待测金属的腐蚀,所述腐蚀监测系统包括:电源组件、处理组件、霍尔传感组件和电阻探针组件,
所述霍尔传感组件和所述电阻探针组件并联在所述电源组件的两端,且均位于所述待测金属周围,所述电源组件、所述霍尔传感组件以及所述电阻探针组件均与所述处理组件连接,
所述电源组件用于向所述霍尔传感组件、所述电阻探针组件以及所述处理组件输入额定电流;
所述霍尔传感组件用于根据所述额定电流向所述处理组件输出第一信号;
所述电阻探针组件用于根据所述额定电流向所述处理组件输出第二信号;
所述处理组件用于根据所述额定电流、所述第一信号和所述第二信号,得到所述电阻探针组件中电阻丝的目标腐蚀速率,以及所述霍尔传感组件监测到的目标磁感应强度,并确定所述目标腐蚀速率为所述待测金属的腐蚀速率,以及确定所述目标磁感应强度为所述待测金属所在磁场的磁感应强度。
可选地,所述处理组件用于:在多个采样时刻采集所述额定电流、所述第一信号和所述第二信号;
根据在所述第i个采样时刻采集到的所述额定电流、所述第一信号和所述第二信号,以及在第i+1个采样时刻采集的所述第二信号,确定所述探针在所述第i+1个采样时刻的目标腐蚀速率,以及所述霍尔传感组件在所述第i个采样时刻监测到的目标磁感应强度,i>1。
可选地,所述霍尔传感组件包括:并联的n个霍尔传感器,n≥2,所述目标磁感应强度包括:所述n个霍尔传感器监测到的方向相互垂直的n个磁感应强度。
可选地,n=3。
可选地,所述电阻丝的材质与所述待测金属的材质相同。
可选地,所述处理组件包括:依次连接的模数转换器、单片机和处理单元,以及与所述单片机连接的时钟单元,所述模数转换器与所述电源组件、所述霍尔传感组件以及所述电阻探针组件均连接;
所述模数转换器用于将接收到的所述额定电流、所述第一信号和所述第二信号转换为数字信号,并将所述数字信号输入所述单片机;
所述单片机用于在所述时钟单元的控制下,在所述多个采样时刻采集并存储所述数字信号,并将存储的所述数字信号输入所述处理单元;
所述处理单元用于根据所述单片机在所述第i个采样时刻和所述第i+1个采样时刻采集的所述数字信号,确定所述霍尔传感组件在所述第i个采样时刻检测到的目标磁感应强度,以及所述电阻丝在所述第i+1个采样时刻的目标腐蚀速率。
可选地,所述处理单元包括:通信模块和处理模块,且所述通信模块串联在所述单片机和所述处理模块之间,
所述单片机用于将存储的所述数字信号输入所述通信模块;
所述通信模块用于将接收到的所述数字信号转发至所述处理模块;
所述处理模块用于根据所述单片机在所述第i个采样时刻和所述第i+1个采样时刻采集的所述数字信号,确定所述霍尔传感组件在所述第i个采样时刻监测到的目标磁感应强度,以及所述电阻丝在所述第i+1个采样时刻的目标腐蚀速率。
可选地,所述腐蚀监测系统还包括:第一开关、第二开关和第三开关,
所述单片机与所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的控制端均连接,用于在所述时钟单元的控制下,控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关开启或关闭;
所述第一开关的输入端与所述电源组件的正极连接,所述第一开关的输出端与所述第二开关的一端、所述第三开关的一端和所述模数转换器均连接,所述第二开关的输出端与所述电阻探针组件连接,所述第三开关的输出端与所述霍尔传感组件连接。
可选地,所述电阻探针组件包括:辅助电阻、探针、第一减法器、第二减法器和半径监测单元,所述探针包括:探针管、电阻丝和接口,所述辅助电阻、所述接口和所述电阻丝串联在所述电源组件的两端,所述探针管套在所述电阻丝外,且与所述接口卡接,所述第一减法器与所述辅助电阻并联且连接至所述处理组件,所述第二减法器与所述电阻丝并联且连接至所述处理组件,所述半径监测单元与所述电阻丝和所述处理组件均连接,所述电阻丝靠近所述待测金属设置,所述辅助电阻远离所述待测金属设置;
所述第二信号包括:所述第一减法器输出的所述辅助电阻两端的辅助电压,所述第二减法器输出的所述电阻丝两端的参考电压,以及所述半径监测单元输出的所述电阻丝的半径;所述处理组件用于根据腐蚀公式、所述辅助电阻的第一预设电阻、所述电阻丝在未腐蚀前的第二预设电阻和预设半径,以及在所述第i个采样时刻和所述第i+1个采样时刻采集的辅助电压、参考电压和半径,确定所述探针在所述第i+1个采样时刻的目标腐蚀速率;
其中,所述腐蚀公式为
Figure BDA0001770985290000031
V表示在所述第i+1个采样时刻采集的目标腐蚀速率,H2表示在所述第i+1个采样时刻采集的半径相对于所述预设半径的减小量,H1表示在所述第i个采样时刻采集的半径相对于所述预设半径的减小量,T2表示所述第i+1个采样时刻,T1表示所述第i个采样时刻,在所述第t个采样时刻采集的半径相对于所述预设半径的减小量
Figure BDA0001770985290000041
t≥1,r0表示所述预设半径,Uct表示在所述第t个采样时刻采集的参考电压,Uft表示在所述第t个采样时刻采集的辅助电压,Rf表示所述第一预设电阻,R0表示所述第二预设电阻。
可选地,所述n个霍尔传感器的霍尔系数相同,所述第一信号包括每个霍尔传感器输出的霍尔电压,所述处理组件用于根据磁感应公式,以及在所述第i个采样时刻采集的额定电流、辅助电压以及第j个霍尔传感器输出的霍尔电压,确定所述第j个霍尔传感器在所述第i个采样时刻监测到的磁感应强度B,1≤j≤n;
其中,所述磁感应公式为
Figure BDA0001770985290000042
U表示在所述第i个采样时刻采集的所述第j个霍尔传感器输出的霍尔电压,k表示所述霍尔传感组件的霍尔系数,Imi表示所述电源组件在所述第i个采样时刻采集到的额定电流,Ufi表示在所述第i个采样时刻采集的辅助电压,d表示所述第j个霍尔传感器中霍尔元件的厚度。
本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
由于本发明实施例提供的腐蚀监测系统中同时包括了电源组件、处理组件、霍尔传感组件和电阻探针组件,且霍尔传感组件和电阻探针组件均与处理器连接,使得霍尔传感组件和电阻探针组件可以将测得的数据传输给处理组件,处理组件也可以处理来自霍尔传感组件和电阻探针组件的数据,进而可以快速的确定待测金属的腐蚀速率和待测金属所在磁场的磁感应强度,从而得到待测金属的腐蚀速率与磁感应强度的关系。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种腐蚀监测系统的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种电源组件的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的一种霍尔元件的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的一种探针的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的一种电阻丝在腐蚀前后的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
金属处在磁场环境时,较容易产生腐蚀,而金属的腐蚀速率与磁感应强度有着直接的关系。本发明实施例提供了一种腐蚀监测系统,可以快速、准确地监测到金属的腐蚀速率与磁感应强度的关系,从而可以根据该关系提前对处在磁场环境下的金属进行相应的防腐蚀处理。
图1为本发明实施例提供的一种腐蚀监测系统的结构示意图,该腐蚀监测系统可以用于监测待测金属的腐蚀。如图1所示,该腐蚀监测系统0可以包括:电源组件01、处理组件02、霍尔传感组件03和电阻探针组件04。其中,霍尔传感组件03和电阻探针组件04并联在电源组件01的两端,且均位于待测金属A周围,电源组件01、霍尔传感组件03以及电阻探针组件04均与处理组件02连接。
需要说明的是,电源组件01用于向霍尔传感组件03、电阻探针组件04以及处理组件02输入额定电流;霍尔传感组件03用于根据额定电流向处理组件02输出第一信号;电阻探针组件04用于根据额定电流向处理组件02输出第二信号。
处理组件02用于根据额定电流、第一信号和第二信号,得到电阻探针组件04中电阻丝的目标腐蚀速率,以及霍尔传感组件03监测到的目标磁感应强度,并确定目标腐蚀速率为待测金属的腐蚀速率,以及确定目标磁感应强度为待测金属所在磁场的磁感应强度。
综上所述,由于本发明实施例提供的腐蚀监测系统中同时包括了电源组件、处理组件、霍尔传感组件和电阻探针组件,且霍尔传感组件和电阻探针组件均与处理器连接,使得霍尔传感组件和电阻探针组件可以将测得的数据传输给处理组件,处理组件也可以处理来自霍尔传感组件和电阻探针组件的数据,进而可以快速的确定待测金属的腐蚀速率和待测金属所在磁场的磁感应强度,从而得到待测金属的腐蚀速率与磁感应强度的关系。
可选地,图2为本发明实施例提供的一种电源组件的结构示意图,如图2所示,该电源组件01上可以设置有电压量程调节旋钮011、电压调节开关012、电流量程调节旋钮013、电流调节开关014、电压显示表015和电流显示表016。其中,在将电压调节开关012上的滑钮从关闭(OFF)滑动至开启(ON)时,电压调节开关012处于开启状态,此时,可以通过旋转电压量程调节旋钮011调节电源组件01输出的额定电流所对应的额定电压;在将电流调节开关014上的滑钮从关闭(OFF)滑动至开启(ON)时,电流调节开关014处于开启状态,此时,可以通过旋转电流量程调节旋钮013调节电源组件01输出的额定电流。
请继续参考图1,可选地,处理组件02还可以用于:在多个采样时刻采集额定电流、第一信号和第二信号。示例地,处理组件可以根据在第i个采样时刻采集到的额定电流、第一信号和第二信号,以及在第i+1个采样时刻采集的第二信号,进而确定探针在第i+1个采样时刻的目标腐蚀速率,以及霍尔传感组件在第i个采样时刻监测到的目标磁感应强度,i>1。
可选地,腐蚀监测系统0中的处理组件02可以包括:依次连接的模数转换器021、单片机022和处理单元023,以及与单片机022连接的时钟单元024。其中,模数转换器021与电源组件01、霍尔传感组件03以及电阻探针组件04均连接。
需要说明的是,模数转换器021可以用于将接收到的额定电流、第一信号和第二信号转换为数字信号,并将数字信号输入单片机022。单片机022可以用于在时钟单元024的控制下,在模数转换器输入的连续的模拟信号中,在多个采样时刻采集并存储离散的数字信号,并将存储的该离散的数字信号输入处理单元023。处理单元023可以用于根据单片机022在第i个采样时刻和第i+1个采样时刻采集的数字信号,确定霍尔传感组件03在第i个采样时刻监测到的目标磁感应强度,以及电阻丝在第i+1个采样时刻的目标腐蚀速率。
可选地,处理组件02中的处理单元023可以包括:通信模块和处理模块(图1中均未示出),且通信模块串联在单片机和处理模块之间。可选的,该通信模块可以为以太网模块,且可以与模数转换器和单片机均设置在待测金属附近,而该处理模块可以为远端的计算机,且通信模块与该处理模块能够通信。其中,单片机还可以用于将存储的数字信号输入通信模块。通信模块可以用于将接收到的数字信号转发至处理模块。处理模块可以用于根据单片机在第i个采样时刻和第i+1个采样时刻采集的数字信号,确定霍尔传感组件在第i个采样时刻监测到的目标磁感应强度,以及电阻丝在第i+1个采样时刻的目标腐蚀速率。
可选地,霍尔传感组件03可以包括:并联的n个霍尔传感器,且n个霍尔传感器的霍尔系数相同,n≥2,霍尔传感组件监测到的目标磁感应强度可以包括:n个霍尔传感器监测到的方向相互垂直的n个磁感应强度。示例地,请继续参考图1,本发明实施例提供的腐蚀监测系统中霍尔传感器的个数n=3,即该腐蚀监测系统可以监测方向相互垂直的3个磁感应强度。
示例地,如图1所示,每个霍尔传感器均可以包括:霍尔元件(图1中未示出)、输入端C1、输出端C2和接地端C3,输入端C1可以连接至电源组件的正极,输出端C2连接至模数转换器,接地端C3可以连接至电源组件的负极。其中,霍尔元件为霍尔传感器中的重要元件,且霍尔元件通常呈长方体状。图3为本发明实施例提供的一种霍尔元件的结构示意图,请结合图1和图3,在霍尔传感器的输入端C1输入有工作电流I时,工作电流I可以沿霍尔元件031长度L的方向传输,此时,若存在磁感应强度B的方向平行于霍尔元件厚度d方向的磁场,则霍尔元件会产生沿霍尔元件031宽度W方向的霍尔电压U,该霍尔电压U由霍尔传感器的输出端C2输出至模数转换器。图3中可以看出,磁感应强度B、霍尔元件的工作电流I以及霍尔元件的霍尔电压U的方向是相互垂直的。该磁感应强度B为该霍尔传感器用于监测的磁感应强度。
进一步地,霍尔传感组件根据额定电流向处理组件输出的第一信号可以包括每个霍尔传感器输出的霍尔电压。此时,处理组件还可以用于根据磁感应公式,以及在第i个采样时刻采集的额定电流、辅助电压以及第j个霍尔传感器输出的霍尔电压,确定第j个霍尔传感器在第i个采样时刻监测到的目标磁感应强度B,1≤j≤n;
其中,磁感应公式为
Figure BDA0001770985290000071
U表示在第i个采样时刻采集的第j个霍尔传感器输出的霍尔电压,k表示霍尔传感器的霍尔系数,Imi表示电源组件在第i个采样时刻采集到的额定电流,Ufi表示在第i个采样时刻采集的辅助电压,d表示第j个霍尔传感器中霍尔元件的厚度。
可选地,请继续参考图1,腐蚀监测系统0中的电阻探针组件04可以包括:辅助电阻041、探针042、第一减法器043、第二减法器044和半径监测单元(图1中未示出)。其中,如图4所示,该探针042可以包括:探针管0421、电阻丝0422、接口0423和保护帽0424,其中保护帽0424与探针管0421连接,可以在不使用探针时卡接在探针管上,以起到保护电阻丝的作用。
请结合图1和图4,辅助电阻041、接口0423和电阻丝0422串联在电源组件01的两端,探针管0421套在电阻丝0422外,且与接口0423卡接,第一减法器043与辅助电阻041并联且连接至处理组件02中的模数转换器021,第二减法器044与电阻丝0422并联且连接至处理组件02中的模数转换器021,半径监测单元与电阻丝0422和处理组件02中的模数转换器021均连接,电阻丝0422靠近待测金属A设置,辅助电阻041远离待测金属A设置。
需要说明的是,电阻探针组件04中的电阻丝的材质可以与待测金属的材质相同。当电阻丝与待测金属所处的环境和材质均相同时,电阻探针组件04中测得的目标腐蚀速率更接近于待测金属的腐蚀速率,提高了监测待测金属腐蚀速率的精确度。可选地,电阻丝的材质还可以与待测金属的材质不同,本发明实施例对此不做限定。
还需要说明的是,电阻探针组件根据额定电流向处理组件输出的第二信号包括:第一减法器输出的辅助电阻两端的辅助电压,第二减法器输出的电阻丝两端的参考电压,以及半径监测单元输出的电阻丝的半径。此时,处理组件还用于根据腐蚀公式、辅助电阻的第一预设电阻、电阻丝在未腐蚀前的第二预设电阻和预设半径,以及在第i个采样时刻和第i+1个采样时刻采集的辅助电压、参考电压和半径,确定探针在第i+1个采样时刻的目标腐蚀速率。
其中,腐蚀公式为
Figure BDA0001770985290000081
V表示在第i+1个采样时刻采集的目标腐蚀速率,H2表示在第i+1个采样时刻采集的半径相对于预设半径的减小量,H1表示在第i个采样时刻采集的半径相对于预设半径的减小量,T2表示第i+1个采样时刻,T1表示第i个采样时刻。H1和H2可以根据在第t个采样时刻采集的半径相对于预设半径的减小量Ht的计算公式进行计算,该计算公式为:
Figure BDA0001770985290000091
式中的Rt的计算公式可以为:
Figure BDA0001770985290000092
t≥1,r0表示预设半径,Uct表示在第t个采样时刻采集的参考电压,Uft表示在第t个采样时刻采集的辅助电压,Rf表示第一预设电阻,R0表示第二预设电阻。
示例地,图5为本发明实施例提供的一种电阻丝在腐蚀前后的结构示意图,如图5所示,电阻丝未腐蚀时的预设半径为r0,在第t个采样时刻电阻丝被腐蚀后的半径为r2,则电阻丝在第t个采样时刻的半径相对于预设半径的减小量Ht=r0-r2
可选地,电阻探针组件中还可以设置有温度补偿元件,该温度补偿元件可以安装在探针管内,并与电阻丝串联连接。温度补偿元件可以用于补偿电阻探针组件因温度而引起的监测误差。
可选地,请继续参考图1,腐蚀监测系统0还可以包括:第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3。并且第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3上均设有三个端口,分别是输入端、输出端和控制端。需要说明的是,图1仅示意性地示出了每个开关,但并不代表开关的具体结构。处理组件02中的单片机022与第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3的控制端均连接,第一开关K1的输入端与电源组件01的正极连接,第一开关K1的输出端与第二开关K2的一端、第三开关K3的一端和模数转换器021均连接,第二开关K2的输出端与电阻探针组件04连接,第三开关K3的输出端与霍尔传感组件03连接。
单片机022用于在时钟单元024的控制下,控制第一开关K1、第二开关K2和第三开关K2开启或关闭。示例地,本发明实施例提供的腐蚀监测系统需要对待测金属的腐蚀进行监测时,单片机可以先控制第二开关K2和第三开关K3关闭,然后再控制第一开关K1关闭,此时,电源组件01可以同时向霍尔传感组件03、电阻探针组件04以及处理组件02输送额定电流,从而保证了霍尔传感组件03、电阻探针组件04以及处理组件02的正常工作。可选地,第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3的关闭顺序还可以为:先关闭第一开关K1,然后再关闭第二开关K2和第三开关K3。本发明实施例对第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3的关闭顺序不做限定。
另外,为了使腐蚀监测系统能够更灵活地监测待测金属的腐蚀情况,单片机还可以周期性的控制第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3中的任意一个开关开启或关闭,以达到周期性的监测待测金属的腐蚀速率或待测金属所处磁场的磁感应强度的目的。示例地,单片机可以控制第二开关K2每24小时关闭一次,每次关闭的时长可以是3秒,即电阻探针组件可以每隔24小时对电阻丝测量一次,测量的时长可以是3秒。需要说明的是,测量时间间隔和测量时长可以是用户在时钟单元上直接设置的,还可以是用户在远端通过处理模块和单片机在时钟单元上设置的,本发明实施例对此不作限定。
示例地,待测金属可以为处于磁场环境下的油气管道,油气管道的材质可以是管线钢材质,且电阻探针组件中的电阻丝采用与油气管道相同的材质,根据电阻丝被腐蚀后,长度不变、直径将减小、电阻将增大的原理,利用电阻与电阻丝减少的关系计算电阻丝的腐蚀速率,进而得到油气管道的腐蚀速率。具体的,腐蚀监测系统在监测该油气管道的腐蚀情况时,可以时时将霍尔传感组件中采集到的霍尔电压,以及将电阻探针组件中采集到的辅助电压、参考电压和电阻丝的半径输送至处理组件中的模数转换器,接下来,处理组件中的单片机在时钟单元的控制下采集并存储模数转换器处理后的数字信号,并将采集并存储的数字信号输入处理组件中的处理单元,处理单元对采集到的数字信号根据腐蚀公式和磁感应公式计算管道的腐蚀速率和监测到的磁感应强度。
另外,本发明实施例提供的腐蚀监测系统可以监测到磁感应强度为微特斯拉大小的磁场,以及该磁感应强度下的腐蚀速率,进一步说明了本发明实施例提供的腐蚀监测系统的精度较高,并且由于腐蚀监测系统的精度较高,使得该腐蚀监测系统具有较强的抗干扰能力。
综上所述,由于本发明实施例提供的腐蚀监测系统中同时包括了电源组件、处理组件、霍尔传感组件和电阻探针组件,且霍尔传感组件和电阻探针组件均与处理器连接,使得霍尔传感组件和电阻探针组件可以时时地将测得的数据传输给处理组件,处理组件也可以时时地处理接收到的数据,进而可以快速的确定待测金属的腐蚀速率和待测金属所在磁场的磁感应强度,同时,还可以监测到待测金属的腐蚀速率与磁感应强度的关系。
以上所述仅为本申请的可选实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种腐蚀监测系统,其特征在于,用于监测待测金属的腐蚀,所述腐蚀监测系统包括:电源组件、处理组件、霍尔传感组件和电阻探针组件,
所述霍尔传感组件和所述电阻探针组件并联在所述电源组件的两端,且均位于所述待测金属周围,所述电源组件、所述霍尔传感组件以及所述电阻探针组件均与所述处理组件连接,
所述电源组件用于向所述霍尔传感组件、所述电阻探针组件以及所述处理组件输入额定电流;
所述霍尔传感组件用于根据所述额定电流向所述处理组件输出第一信号;
所述电阻探针组件用于根据所述额定电流向所述处理组件输出第二信号;
所述处理组件用于根据所述额定电流、所述第一信号和所述第二信号,得到所述电阻探针组件中电阻丝的目标腐蚀速率,以及所述霍尔传感组件监测到的目标磁感应强度,并确定所述目标腐蚀速率为所述待测金属的腐蚀速率,以及确定所述目标磁感应强度为所述待测金属所在磁场的磁感应强度;
所述霍尔传感组件包括:并联的n个霍尔传感器,n≥2,所述目标磁感应强度包括:所述n个霍尔传感器监测到的方向相互垂直的n个磁感应强度;
所述电阻探针组件包括:辅助电阻、探针、第一减法器、第二减法器和半径监测单元,所述探针包括:探针管、电阻丝和接口,所述辅助电阻、所述接口和所述电阻丝串联在所述电源组件的两端,所述探针管套在所述电阻丝外,且与所述接口卡接,所述第一减法器与所述辅助电阻并联且连接至所述处理组件,所述第二减法器与所述电阻丝并联且连接至所述处理组件,所述半径监测单元与所述电阻丝和所述处理组件均连接,所述电阻丝靠近所述待测金属设置,所述辅助电阻远离所述待测金属设置;
所述第二信号包括:所述第一减法器输出的所述辅助电阻两端的辅助电压,所述第二减法器输出的所述电阻丝两端的参考电压,以及所述半径监测单元输出的所述电阻丝的半径;所述处理组件用于根据腐蚀公式、所述辅助电阻的第一预设电阻、所述电阻丝在未腐蚀前的第二预设电阻和预设半径,以及在第i个采样时刻和第i+1个采样时刻采集的辅助电压、参考电压和半径,确定所述探针在所述第i+1个采样时刻的目标腐蚀速率;
其中,所述腐蚀公式为
Figure FDA0003354890640000021
V表示在所述第i+1个采样时刻采集的目标腐蚀速率,H2表示在所述第i+1个采样时刻采集的半径相对于所述预设半径的减小量,H1表示在所述第i个采样时刻采集的半径相对于所述预设半径的减小量,T2表示所述第i+1个采样时刻,T1表示所述第i个采样时刻,在第t个采样时刻采集的半径相对于所述预设半径的减小量
Figure FDA0003354890640000022
t≥1,r0表示所述预设半径,Uct表示在所述第t个采样时刻采集的参考电压,Uft表示在所述第t个采样时刻采集的辅助电压,Rf表示所述第一预设电阻,R0表示所述第二预设电阻;
所述n个霍尔传感器的霍尔系数相同,所述第一信号包括每个霍尔传感器输出的霍尔电压,所述处理组件用于根据磁感应公式,以及在所述第i个采样时刻采集的额定电流、辅助电压以及第j个霍尔传感器输出的霍尔电压,确定所述第j个霍尔传感器在所述第i个采样时刻监测到的磁感应强度B,1≤j≤n;
其中,所述磁感应公式为
Figure FDA0003354890640000023
U表示在所述第i个采样时刻采集的所述第j个霍尔传感器输出的霍尔电压,k表示所述霍尔传感组件的霍尔系数,Imi表示所述电源组件在所述第i个采样时刻采集到的额定电流,Ufi表示在所述第i个采样时刻采集的辅助电压,d表示所述第j个霍尔传感器中霍尔元件的厚度。
2.根据权利要求1所述的腐蚀监测系统,其特征在于,n=3。
3.根据权利要求1所述的腐蚀监测系统,其特征在于,
所述电阻丝的材质与所述待测金属的材质相同。
4.根据权利要求1所述的腐蚀监测系统,其特征在于,所述处理组件包括:依次连接的模数转换器、单片机和处理单元,以及与所述单片机连接的时钟单元,所述模数转换器与所述电源组件、所述霍尔传感组件以及所述电阻探针组件均连接;
所述模数转换器用于将接收到的所述额定电流、所述第一信号和所述第二信号转换为数字信号,并将所述数字信号输入所述单片机;
所述单片机用于在所述时钟单元的控制下,在多个采样时刻采集并存储所述数字信号,并将存储的所述数字信号输入所述处理单元;
所述处理单元用于根据所述单片机在所述第i个采样时刻和所述第i+1个采样时刻采集的所述数字信号,确定所述霍尔传感组件在所述第i个采样时刻检测到的目标磁感应强度,以及所述电阻丝在所述第i+1个采样时刻的目标腐蚀速率。
5.根据权利要求4所述的腐蚀监测系统,其特征在于,所述处理单元包括:通信模块和处理模块,且所述通信模块串联在所述单片机和所述处理模块之间,
所述单片机用于将存储的所述数字信号输入所述通信模块;
所述通信模块用于将接收到的所述数字信号转发至所述处理模块;
所述处理模块用于根据所述单片机在所述第i个采样时刻和所述第i+1个采样时刻采集的所述数字信号,确定所述霍尔传感组件在所述第i个采样时刻监测到的目标磁感应强度,以及所述电阻丝在所述第i+1个采样时刻的目标腐蚀速率。
6.根据权利要求4所述的腐蚀监测系统,其特征在于,所述腐蚀监测系统还包括:第一开关、第二开关和第三开关,
所述单片机与所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的控制端均连接,用于在所述时钟单元的控制下,控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关开启或关闭;
所述第一开关的输入端与所述电源组件的正极连接,所述第一开关的输出端与所述第二开关的一端、所述第三开关的一端和所述模数转换器均连接,所述第二开关的输出端与所述电阻探针组件连接,所述第三开关的输出端与所述霍尔传感组件连接。
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