CN113957445A - 一种双向输出快速响应恒电位仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及恒电位仪技术领域，提供了一种双向输出快速响应恒电位仪。本发明是一种双向输出快速响应恒电位仪，包括：电源管理模块、高速电位采集模块、电位比较调整模块和高速大功率执行模块，电源管理模块输出端分别与高速电位采集模块、电位比较调整模块和高速大功率执行模块输入端连接，高速电位采集模块输入端与现场传感器、阳极地床和长输金属管线等设备连接，高速电位采集模块输出端与电位比较调整模块输入端连接，电位比较调整模块输出端与高速大功率执行模块输入端连接，高速大功率执行模块输出端与阳极地床和长输金属管线等设备连接，本发明设计合理，能精准控制长输管线的保护电位，使管线寿命达到最佳状态。
Description
技术领域
本发明涉及恒电位仪技术领域，尤其涉及了一种双向输出快速响应恒电位仪。
背景技术
恒电位仪是一种重要的腐蚀检测和电化学测量仪器，在电极过程动力学、电分析、电解、电镀、金属相分析、金属腐蚀速度测量和各种腐蚀与防腐蚀研究，以及电化学保护参数测试等方面具有广泛的用途。
如申请号：CN201621108224.5公开的一种应用于恒电位仪的远程测控装置，包括：远程测控器和供电电源；其中，远程测控器中包括：信号隔离调理电路，用于对恒电位仪发送的参比信号、输出电压以及输出电流并进行处理并输出至中央处理器；信号调理电路，用于检测恒电位仪的超差报警信号并输出至中央处理器；继电器控制电路，用于通过控制继电器实现恒电位仪的超差复位、断电测量以及备机切换；电源电路，用于为各整个远程测控器供电；信号隔离放大电路，用于对中央处理器发送的给定信号进行处理并输出至恒电位仪，以调整恒电位仪的给定电位；远程通信电路，用于中央处理器和恒电位仪之间的数据通信，实现中央处理器对恒电位仪的数据采集和控制操作，实现对恒电位仪的远程控制。
目前，长输金属管线由于受到其附近的高压输电线、地铁及高铁的的电磁场干扰，出现长输金属管线保护电位不达标的问题，现有技术中，常用的措施是把长输金属管线进行接地点接地处理，该方法可以把部分干扰电流流入大地，但流入大地的电流量不可控，实际使用效果不理想。
发明内容
为了解决目前，长输金属管线由于受到其附近的高压输电线、地铁及高铁的的电磁场干扰，出现长输金属管线保护电位不达标的问题，现有技术中，常用的措施是把长输金属管线进行接地点接地处理，该方法可以把部分干扰电流流入大地，但流入大地的电流量不可控，实际使用效果不理想的问题，本发明提供了一种双向输出快速响应恒电位仪，来解决该问题。
一种双向输出快速响应恒电位仪，包括：电源管理模块、高速电位采集模块、电位比较调整模块和高速大功率执行模块，所述电源管理模块输入端与外供电连接，电源管理模块输出端分别与高速电位采集模块、电位比较调整模块和高速大功率执行模块输入端连接，高速电位采集模块输入端与现场传感器、阳极地床和长输金属管线等设备连接，高速电位采集模块输出端与电位比较调整模块输入端连接，电位比较调整模块输出端与高速大功率执行模块输入端连接，高速大功率执行模块输出端与阳极地床和长输金属管线等设备连接。
优选地，所述高速电位采集模块包括：防浪涌保护电路单元、运放电路单元和信号隔离电路单元，所述防浪涌保护电路单元输入端与现场传感器、阳极地床和长输金属管线等设备连接，防浪涌保护电路单元输出端与运放电路单元输入端连接，运放电路单元输出端与信号隔离电路单元输入端连接，信号隔离电路单元输出端与电位比较调整模块输入端连接。
优选地，所述电位比较调整模块包括：可调稳压电路单元和信号偏移运放电路单元，所述可调稳压电路单元输入端与信号隔离电路单元输出端连接，可调稳压电路单元输出端与信号偏移运放电路单元输入端连接，信号偏移运放电路单元输出端与高速大功率执行模块输入端连接。
优选地，所述高速大功率执行模块包括：高速大功率电路单元，高速大功率电路单元输入端与信号偏移运放电路单元输出端连接，高速大功率电路单元输出端与现场传感器、阳极地床和长输金属管线等设备连接。
优选地，所述高速大功率电路单元包括：大功率放大器，高速大功率电路单元内多个大功率放大器为并联连接。
优选地，所述可调稳压电路单元包括：调压芯片，所述调压芯片的可调压范围为1-5V。
本发明的优点在于：通过使用电源管理模块，可以提供各个执行电路模块所需的电源，通过使用高速电位采集模块，用于转换隔离从现场传感器和长输金属管线输入的保护电位信号，通过使用电位比较调整模块，用于进行输入保护电位信号与输出控制信号比较并调整输出信号，通过使用高速大功率执行模块，用于执行电位比较调整模块输出的信号进行大功率快速输出从而精准控制长输管线的保护电位，使管线寿命达到最佳状态。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
图2是本发明高速电位采集模块、电位比较调整模块和高速大功率执行模块的流程示意图；
图3是本发明防浪涌保护电路单元的电路图；
图4是本发明运放电路单元的电路图；
图5是本发明信号隔离电路单元的电路图；
图6是本发明可调稳压电路单元的电路图；
图7是本发明信号偏移运放电路单元的电路图；
图8是本发明高速大功率电路单元的电路图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，本发明中提及的各安装方式及各技术术语，都是所属技术领域中早已明确知晓的技术用语，故不再做过多解释。此外，对于相同的部件采用了相同的附图标记，但这并不影响也不应构成本领域技术人员对技术方案的准确理解。
实施例一，结合图1-图8进行说明：
一种双向输出快速响应恒电位仪，包括：电源管理模块、高速电位采集模块、电位比较调整模块和高速大功率执行模块，所述电源管理模块输入端与外供电连接，电源管理模块输出端分别与高速电位采集模块、电位比较调整模块和高速大功率执行模块输入端连接，高速电位采集模块输入端与现场传感器、阳极地床和长输金属管线等设备连接，高速电位采集模块输出端与电位比较调整模块输入端连接，电位比较调整模块输出端与高速大功率执行模块输入端连接，高速大功率执行模块输出端与阳极地床和长输金属管线等设备连接，如此设置，电源管理模块的功能是把外供电转换为高速电位采集模块、电位比较调整模块和高速大功率执行模块所需的电压进行供电，高速电位采集模块的功能是转换从现场传感器和长输金属管线输入的保护电位信号，电位比较调整模块用于进行输入保护电位信号与输出控制信号比较并调整输出双向信号，高速大功率执行模块用于执行电位比较调整模块输出的双向信号进行大功率快速输出。
实施例二，在实施例一的基础上，结合图1、图2、图3、图4和图5进行说明：
所述高速电位采集模块包括：防浪涌保护电路单元、运放电路单元和信号隔离电路单元，所述防浪涌保护电路单元输入端与现场传感器、阳极地床和长输金属管线等设备连接，防浪涌保护电路单元输出端与运放电路单元输入端连接，运放电路单元输出端与信号隔离电路单元输入端连接，信号隔离电路单元输出端与电位比较调整模块输入端连接，如此设置，防浪涌保护电路单元的作用是防止从现场传感器和长输金属管线采集的超过范围的电压信号对电路进行破坏，运放电路单元的作用是把外部的高电压信号转换为电路能识别的低电压信号，同时也能把负电压信号转换成正电压信号，将参比电位-1～3V转换为1-5V，信号隔离电路的作用是，通过光电隔离方式把运放电路单元的电压信号传送到下一级电路模块中。
实施例三，在实施例二的基础上，结合图1、图2、图6和图7进行说明：
所述电位比较调整模块包括：可调稳压电路单元和信号偏移运放电路单元，所述可调稳压电路单元输入端与信号隔离电路单元输出端连接，可调稳压电路单元输出端与信号偏移运放电路单元输入端连接，信号偏移运放电路单元输出端与高速大功率执行模块输入端连接，所述可调稳压电路单元包括：调压芯片，所述调压芯片的可调压范围为1-5V，如此设置，可调稳压电路单元可以把输入的电压信号与用户设定的信号进行比较并输出相应的驱动信号，信号偏移运放电路单元可以把可调稳压电路单元输出的单向驱动信号转化为双向信号，信号偏移运放电路单元可以将调节芯片的信号由1～5V转为-2～2V，从单向信号转化为双向信号。
实施例四，在实施例三的基础上，结合图1、图2、图7和图8进行说明：
所述高速大功率执行模块包括：高速大功率电路单元，高速大功率电路单元输入端与信号偏移运放电路单元输出端连接，高速大功率电路单元输出端与现场传感器、阳极地床和长输金属管线等设备连接，如此设置，高速大功率电路单元可以把接受到信号偏移运放电路单元输出的的微小的双向信号转换为驱动能力更强的输出信号。
实施例五，在实施例四的基础上，结合图5进行说明：
所述高速大功率电路单元包括：大功率放大器，高速大功率电路单元内多个大功率放大器为并联连接，如此设置，高速大功率电路单元是通过多个大功率放大器进行并联连接，大功率放大器采用的信号为TDA7293，以提高输出驱动能力，由于功率放大器为-40V～+40V的电压输出，联合信号偏移运放电路单元的信号偏移运放可实现-40V～+40V的大功率输出能力。
本发明的工作原理：一种双向输出快速响应恒电位仪，包括：电源管理模块、高速电位采集模块、电位比较调整模块和高速大功率执行模块，所述电源管理模块输入端与外供电连接，电源管理模块输出端分别与高速电位采集模块、电位比较调整模块和高速大功率执行模块输入端连接，高速电位采集模块输入端与现场传感器、阳极地床和长输金属管线等设备连接，高速电位采集模块输出端与电位比较调整模块输入端连接，电位比较调整模块输出端与高速大功率执行模块输入端连接，高速大功率执行模块输出端与阳极地床和长输金属管线等设备连接，电源管理模块的功能是把外供电转换为高速电位采集模块、电位比较调整模块和高速大功率执行模块所需的电压进行供电，高速电位采集模块的功能是转换从现场传感器和长输金属管线输入的保护电位信号，电位比较调整模块用于进行输入保护电位信号与输出控制信号比较并调整输出信号，高速大功率执行模块用于执行电位比较调整模块输出的信号进行大功率快速输出，本发明控制了阳极地床和长输金属管线之间的电压，实现阳极地床和长输金属管线之间的阻值动态平衡，增大了驱动信号大功率输出能力，延长了长输金属管线的工作寿命。
对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种双向输出快速响应恒电位仪，其特征在于，包括：电源管理模块、高速电位采集模块、电位比较调整模块和高速大功率执行模块，所述电源管理模块输入端与外供电连接，电源管理模块输出端分别与高速电位采集模块、电位比较调整模块和高速大功率执行模块输入端连接，高速电位采集模块输入端与现场传感器、阳极地床和长输金属管线等设备连接，高速电位采集模块输出端与电位比较调整模块输入端连接，电位比较调整模块输出端与高速大功率执行模块输入端连接，高速大功率执行模块输出端与阳极地床和长输金属管线等设备连接。
2.根据权利要求1所述的一种双向输出快速响应恒电位仪，其特征在于，所述高速电位采集模块包括：防浪涌保护电路单元、运放电路单元和信号隔离电路单元，所述防浪涌保护电路单元输入端与现场传感器、阳极地床和长输金属管线等设备连接，防浪涌保护电路单元输出端与运放电路单元输入端连接，运放电路单元输出端与信号隔离电路单元输入端连接，信号隔离电路单元输出端与电位比较调整模块输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种双向输出快速响应恒电位仪，其特征在于，所述电位比较调整模块包括：可调稳压电路单元和信号偏移运放电路单元，所述可调稳压电路单元输入端与信号隔离电路单元输出端连接，可调稳压电路单元输出端与信号偏移运放电路单元输入端连接，信号偏移运放电路单元输出端与高速大功率执行模块输入端连接。
4.根据权利要求3所述的一种双向输出快速响应恒电位仪，其特征在于，所述高速大功率执行模块包括：高速大功率电路单元，高速大功率电路单元输入端与信号偏移运放电路单元输出端连接，高速大功率电路单元输出端与现场传感器、阳极地床和长输金属管线等设备连接。
5.根据权利要求4所述的一种双向输出快速响应恒电位仪，其特征在于，所述高速大功率电路单元包括：大功率放大器，高速大功率电路单元内多个大功率放大器为并联连接。
6.根据权利要求3所述的一种双向输出快速响应恒电位仪，其特征在于，所述可调稳压电路单元包括：调压芯片，所述调压芯片的可调压范围为1-5V。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220121 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |