CN201233357Y

CN201233357Y - 现场在线腐蚀速率监测装置

Info

Publication number: CN201233357Y
Application number: CNU2008200298190U
Authority: CN
Inventors: 王荣; 张骁勇; 雒设计
Original assignee: Xian Shiyou University
Current assignee: Xian Shiyou University
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2009-05-06
Anticipated expiration: 2018-07-31

Abstract

一种现场在线腐蚀速率监测装置，由下述电路连接构成：将所接收到金属的腐蚀信号转换成电信号的接收电路；对接收电路的电信号进行放大的放大电路，该电路的输入端接接收电路；将经放大电路放大的电信号转换成数字信号的A/D转换电路，该电路的输入端接放大电路；数据通讯电路，该电路的输入端接A/D转换电路；计算机系统，该电路的输入端接数据通讯电路。本实用新型具有监测时间长、监测点多、集中管理、自动报警、瞬时腐蚀速率监测、对腐蚀形态能进行分析等优点，可在石油、天然气、石油炼化的生产、石油和天然气储运、工业污水等金属设备的自动腐蚀监测和腐蚀性评价。

Description

现场在线腐蚀速率监测装置

技术领域

本实用新型属于腐蚀监测装置，具体涉及到现场在线腐蚀速率监测装置。

背景技术

在酸、碱、盐生产企业以及石油、石化企业中，所用的设备，如反应塔、腐蚀液体和腐蚀气体的流通管道，反应塔为金属塔，腐蚀液体和腐蚀气体的流通管道多数为金属管道，腐蚀液体和腐蚀气体对反应塔和金属管道的腐蚀非常严重，一旦出现泄漏，需停产对设备进行检修，对环境造成了严重地污染，对生产造成了损失。为了防止腐蚀液体和腐蚀气体对金属设备的腐蚀所引起的泄漏事故，许多企业采取定期更换设备；不少单位开展了金属设备的腐蚀研究试验，采取了一定的防护措施，并对金属设备的腐蚀状况进行了监测。

金属设备的腐蚀监测是重要的工业应用技术，有关在线腐蚀监测技术研究及应用，国内、外都有文献报道。由于金属设备的腐蚀速率低，所接收到的腐蚀信号弱，给金属设备的腐蚀监测带来了一定的难度。现有的腐蚀监测装置所采用的主要设备是电阻型腐蚀探针，这种监测设备，腐蚀探针直径固定、表面积小、信号微弱，测量时间短、不能兼顾腐蚀形态的分析。而且也没有解决微弱信号的远距离传输和放大的技术问题。

专利号为200720031083.6、发明名称为《高温动态腐蚀检测仪》的中国专利，采用在反应管内安装金属挂片，用泵对腐蚀液体加压使腐蚀液体在反应管内高速流动，腐蚀液体对反应管内的金属挂片进行腐蚀，模拟腐蚀液体和腐蚀气体在不同温度、压力和流动状态下对金属管道以及金属容器的腐蚀。这种模拟实验检测仪器，只能在实验室模拟腐蚀流体对金属的腐蚀情况进行实验，不能在生产现场用于检测腐蚀流体对金属设备的腐蚀进行监测。

在生产现场中，目前还没有一种现场在线腐蚀速率监测装置。在金属设备的检测技术领域中，当前迫切需要解决的一个技术问题是提供一种能在生产现场随时可进行检测并按照设备的腐蚀情况及时进行报警的监控设备。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述在线腐蚀监测装置的缺点，提供一种监测时间长、监测点多、集中管理、自动报警、瞬时腐蚀速率监测、对腐蚀形态能进行分析的现场在线腐蚀速率监测装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案它是由下述的电路连接构成：

将所接收到金属的腐蚀信号转换成电信号的接收电路；对接收电路的电信号进行放大的放大电路，该电路的输入端接接收电路；将经放大电路放大的电信号转换成数字信号的A/D转换电路，该电路的输入端接放大电路；数据通讯电路，该电路的输入端接A/D转换电路；计算机系统，该电路的输入端接数据通讯电路。

本实用新型的接收电路至少包括1个监测探针Pe1和1个相对应的对照探针Pa1，监测探针Pe1的2脚接地、1脚接3～12V电源的负极、4脚接对照探针Pa1的1脚、3脚接放大电路；对照探针Pa1的2脚接地、4脚接3～12V电源的正极、3脚接放大电路。

本实用新型的放大电路至少包括2个偶数个结构相同的单元放大电路，1个单元放大电路的输入端接监测探针Pe1的3脚、输出端接A/D转换电路；另1个单元放大电路的输入端接对照探针Pa1的3脚、输出端接A/D转换电路。

本实用新型的单元放大电路为：集成电路U1的输入端5脚接监测探针Pe1的3脚、另一输入端4脚接9脚以及通过电阻R2和电阻R1接地并通过电阻R2和电阻R3接输出端10脚、1脚接电容C1的一端、2脚接电容C2的一端、8脚接电容C1和电容C2的另一端、正电源端11脚接12V电源正极、负电源端7脚接12V电源负极、输出端10脚接集成电路U2的6脚。集成电路U2的2脚和7脚接12V电源负极、4脚和5脚接地、1脚和8脚接12V电源正极、3脚通过电阻R4接电阻R5的一端和电容C3的一端，电阻R5的另一端和电容C4的一端通过电阻R6接电容C5的一端和集成电路U3的输入端3脚，电容C4的另一端接集成电路U3的另一输入端2脚和输出端7脚，电容C5和电容C3的另一端接地。集成电路U3的正电源端6脚接12V电源正极、负电源端4脚接12V电源负极、输出端7脚接集成电路U31的1脚。上述的集成电路U1的型号为ICL7650，集成电路U2的型号为IS0124，集成电路U3的型号为HA17741，集成电路U31的型号为HA-TX301。

本实用新型采用将监测探针的微弱电位信号通过长距离的电缆传输到500米以远的放大器进行信号放大，放大电路可同时对不同部位的多个检测点的监测探针进行在线检测，经过放大的监测探针电信号通过模数转换，数据通讯，传输到远端检测计算机，传输距离可达2公里，有效地实现了多点、集中腐蚀监测，满足了油气处理厂等现场腐蚀检测集中管理的要求。计算机系统按照事先设定的程序对集成电路U32输出的信号进行计算，计算出在监测时间内平均的腐蚀速率，并根据设定的临界腐蚀速率自动给出腐蚀速率超标的报警信号。本实用新型具有监测时间长、监测点多、集中管理、自动报警、瞬时腐蚀速率监测、对腐蚀形态能进行分析等优点，可在石油、天然气、石油炼化的生产、石油和天然气储运、工业污水等金属设备的自动腐蚀监测和腐蚀性评价。

附图说明

图1是本实用新型的电气原理方框图。

图2是本实用新型一个实施例的电子线路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。

图1是本实用新型的电气原理方框图，参见图1。在图1中，本实用新型是由接收电路、放大电路、A/D转换电路、数据通讯电路以及计算机系统连接构成。接收电路的输出端接放大电路，放大电路的输出端接A/D转换电路，A/D转换电路的输出端接数据通讯电路，数据通讯电路的输出端接计算机系统。接收电路将所接收到的金属腐蚀的信号转换成电压信号，输出到放大电路，放大电路对所输入的电压信号进行放大，输出到A/D转换电路，A/D转换电路将输入的电压信号转换成数字信号输出到数据通讯电路，数据通讯电路将输入的数字信号输出到计算机系统。计算机系统按照事先设定的程序对输入的数字信号进行计算，并将计算结果显示出并输出报警信号。

在图2中，本实施例的接收电路由监测探针Pe1、监测探针Pe2、监测探针Pe3、监测探针Pe4、监测探针Pe5、对照探针Pa1、对照探针Pa2、对照探针Pa3、对照探针Pa4、对照探针Pa5连接构成，监测探针和对照探针的形状为片状结构，其形状完全相同。1个监测探针和1个对照探针成对封装在探针堵头内，监测探针和对照探针的材料与被监测设备金属材料相同，其厚度可根据监测时间的长短和监测灵敏度来调整，监测探针Pe1、监测探针Pe2、监测探针Pe3、监测探针Pe4、监测探针Pe5的金属片放置在被监测金属设备的腐蚀环境中，5个监测探针可对被监测金属设备中不同的五个点，或5个不同设备进行检测。监测探针Pe1的2脚接地、1脚接3～12V电源的负极、4脚接对照探针Pa1的1脚、3脚接放大电路。对照探针Pa1的2脚接地、4脚接3～12V电源的正极、3脚接放大电路。其它任意一个监测探针与封装在同一个探针堵头内的对照探针的连接关系和监测探针Pe1与对照探针Pa1的连接关系完全相同。监测探针将所接收到的金属的腐蚀信号转换成电信号输出到放大电路。

本实施例的放大电路由10个结构完全相同的单元放大电路连接构成，仅以第一个单元放大电路为例说明其结构。第一个单元放大电路由集成电路U1～集成电路U3、电阻R1～电阻R6、电容C1-电容C5连接构成，集成电路U1的型号为ICL7650，集成电路U2的型号为IS0124，集成电路U3的型号为HA17741。集成电路U1的输入端5脚接监测探针Pe1的3脚、另一输入端4脚接9脚以及通过电阻电阻R2和电阻R1接地并通过电阻R2和电阻R3接输出端10脚、1脚接电容C1的一端、2脚接电容C2的一端、8脚接电容C1和电容C2的另一端、正电源端11脚接12V电源正极、负电源端7脚接12V电源负极、输出端10脚接集成电路U2的6脚。集成电路U2的2脚和7脚接12V电源负极、4脚和5脚接地、1脚和8脚接12V电源正极、3脚通过电阻R4接电阻R5的一端和电容C3的一端，电阻R5的另一端和电容C4的一端通过电阻R6接电容C5的一端和集成电路U3的输入端3脚，电容C4的另一端接集成电路U3的另一输入端2脚和输出端7脚，电容C5和电容C3的另一端接地。集成电路U3的正电源端6脚接12V电源正极、负电源端4脚接12V电源负极、输出端7脚接A/D转换电路。第一个单元放大电路将监测探针Pe1输出的电信号由集成电路U1的5脚输入，经集成电路U1进行放大输出到集成电路U2，集成电路U2对放大的电信号进行隔离放大，由集成电路U3的3脚输入，集成电路U3对输入的电信号进行放大滤波，输出到A/D转换电路。

第二个单元放大电路由集成电路U4～集成电路U6、电阻R7～电阻R12、电容C6～电容C10连接构成，集成电路U4的型号为ICL7650，集成电路U5的型号为IS0124，集成电路U6的型号为HA17741。集成电路U4的输入端5脚接对照探针Pa1的3脚，集成电路U6的输出端7脚接A/D转换电路。第二个单元放大电路的元器件以及元器件的连接关系与第一个单元放大电路完全相同。第二个单元放大电路用于对对照探针Pa1所接收的电信号进行放大输出到A/D转换电路。

第九个单元放大电路由集成电路U25～集成电路U27、电阻R49～电阻R54、电容C41～电容C45连接构成，集成电路U25的型号为ICL7650，集成电路U26的型号为IS0124，集成电路U27的型号为HA17741。集成电路U25的输入端5脚接监测探针Pe5的3脚，集成电路U27的输出端7脚接A/D转换电路。第九个单元放大电路的元器件以及元器件的连接关系与第一个单元放大电路完全相同。第九个单元放大电路用于对监测探针Pe5所接收的电信号进行放大输出到A/D转换电路。

第十个单元放大电路由集成电路U28～集成电路U30、电阻R55～电阻R60、电容C46～电容C50连接构成，集成电路U28的型号为ICL7650，集成电路U29的型号为IS0124，集成电路U30的型号为HA17741。集成电路U28的输入端5脚接对照探针Pa5的3脚，集成电路U30的输出端7脚接A/D转换电路。第十个单元放大电路的元器件以及元器件的连接关系与第一个单元放大电路完全相同。第十个单元放大电路用于对对照探针Pa5所接收的电信号进行放大输出到A/D转换电路。

第三至第八个单元放大电路中每个单元放大电路的元器件以及元器件的连接关系与第一个单元放大电路完全相同。每个单元放大电路的输入端接监测探针或对照探针、输出端接A/D转换电路，每个单元放大电路用于对所连接的监测探针或对照探针所接收的电信号进行放大输出到A/D转换电路。

本实施例的A/D转换电路由集成电路U31构成，集成电路U31的型号为HA-TX301。集成电路U31的1脚接集成电路U3的输出端7脚、2脚接集成电路U6的输出端7脚、9脚接集成电路U27的输出端7脚、10脚接集成电路U30的输出端7脚、11脚接地、电源端接12V电源、3脚～8脚分别接第三至第八个单元放大电路的输出端、12脚和13脚接数据通讯电路。集成电路U31的1～10脚将放大电路输出的5个监测点的监测探针电信号和5个对照探针电信号转换成数字信号由12脚、13脚输出到数据通信电路。

本实施例的数据通讯电路由集成电路U32构成，集成电路U32的型号为ADAN-4520。集成电路U32的10脚接集成电路U31的12脚、11脚接集成电路U31的13脚、1脚～9脚接计算机系统。数据通讯电路用于与外接的计算机系统进行数据通信。

本实施例的计算机系统由1台台式计算机PC构成，台式计算机PC为市场上购买的商品。台式计算机PC的COM输入口通过电缆与集成电路U32的1脚～9脚相连接。计算机系统按照事先设定的程序对集成电路U32输出的信号进行计算，计算出在监测时间内平均的腐蚀速率，并根据设定的临界腐蚀速率自动给出腐蚀速率超标的报警信号，及时了解监测探针所处环境的腐蚀性，以便采取有效的措施，防止因腐蚀所引起的泄露等事故的发生。

根据上述原理，按照被监测金属设备的具体结构和设备的大小确定设置监测探针和对照探针的具体个数，设计出另外一种具体结构的现场在线腐蚀速率监测装置，但均在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1、一种现场在线腐蚀速率监测装置，其特征在于它是由下述的电路连接构成：

将所接收到金属的腐蚀信号转换成电信号的接收电路；

对接收电路的电信号进行放大的放大电路，该电路的输入端接接收电路；

将经放大电路放大的电信号转换成数字信号的A/D转换电路，该电路的输入端接放大电路；

数据通讯电路，该电路的输入端接A/D转换电路；

计算机系统，该电路的输入端接数据通讯电路。

2、按照权利要求1所述的现场在线腐蚀速率监测装置，其特征在于：所说的接收电路至少包括1个监测探针(Pe1)和1个相对应的对照探针(Pa1)，监测探针(Pe1)的2脚接地、1脚接3～12V电源的负极、4脚接对照探针(Pa1)的1脚、3脚接放大电路；对照探针(Pa1)的2脚接地、4脚接3～12V电源的正极、3脚接放大电路。

3、按照权利要求1所述的现场在线腐蚀速率监测装置，其特征在于：所说的放大电路至少包括2个偶数个结构相同的单元放大电路，1个单元放大电路的输入端接监测探针(Pe1)的3脚、输出端接A/D转换电路；另1个单元放大电路的输入端接对照探针(Pa1)的3脚、输出端接A/D转换电路。

4、按照权利要求2所述的现场在线腐蚀速率监测装置，其特征在于所说的单元放大电路为：集成电路(U1)的输入端5脚接监测探针(Pe1)的3脚、另一输入端4脚接9脚以及通过电阻(R2)和电阻(R1)接地并通过电阻(R2)和电阻(R3)接输出端10脚、1脚接电容(C1)的一端、2脚接电容(C2)的一端、8脚接电容(C1)和电容(C2)的另一端、正电源端11脚接12V电源正极、负电源端7脚接12V电源负极、输出端10脚接集成电路(U2)的6脚；集成电路(U2)的2脚和7脚接12V电源负极、4脚和5脚接地、1脚和8脚接12V电源正极、3脚通过电阻(R4)接电阻(R5)的一端和电容(C3)的一端，电阻(R5)的另一端和电容(C4)的一端通过电阻(R6)接电容(C5)的一端和集成电路(U3)的输入端3脚，电容(C4)的另一端接集成电路(U3)的另一输入端2脚和输出端7脚，电容(C5)和电容(C3)的另一端接地；集成电路(U3)的正电源端6脚接12V电源正极、负电源端4脚接12V电源负极、输出端7脚接集成电路(U31)的1脚；上述的集成电路(U1)的型号为ICL7650，集成电路(U2)的型号为ISO124，集成电路(U3)的型号为HA17741，集成电路(U31)的型号为HA-TX301。