CN206033894U - 一种恒电位仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种恒电位仪，包括电源模块、控制模块、数据采集转换模块、异常报警模块和参比电极，所述电源模块包括主电源和配合主电源输出的辅助电源，所述控制模块分别与电源模块和数据采集转换模块连接，所述数据采集转换模块与异常报警模块连接，所述数据采集转换模块包括对取样参比信号进行稳定转换的运放电路一和运放电路二，经过运放电路一的取样参比信号和经自动调节后的辅助电源的电位信号分别输入运放电路二，运放电路二的输出端与控制模块连接。本实用新型体积缩小、重量减轻、节约成本、降低耗材，整机效率提高了近30%，且设备自身功耗非常小，参数实现远程传输，设备控制实现远程操控，无线和有线均可通讯。

Description

一种恒电位仪

技术领域

本发明涉及电化学的防腐技术领域，具体而言，涉及一种恒电位仪。

背景技术

埋地管道通常采用外防腐层和阴极保护相结合的联合防腐措施。目前阴极保护在埋地管道的电化学防护领域已经得到了广泛的应用。使用外加电流阴极保护系统的主要设备为整流器或恒电位仪，其工作原理主要是利用一个大功率直流电源设备，将电源正极接到埋地辅助阳极地床、电源负极接到被保护的埋地管道、这样一来，辅助阳极地床和被保护的埋地管道通过大地形成一个氧化还原大电池，由于被保护的管道被赋予负极导线，电源工作时将会补充大量电子，而辅助阳极地床则与电源的正极相连，以利于电流向大地释放，氧化还原反应就此形成。此时，处于阴极的埋地管道由于得到大量来自电源的电子，在地下氧化还原过程中得到还原，使埋地管道得到有效保护，而处于氧化电极的辅助阳极地床，则选用高电位的耐腐蚀材料来保证系统稳定工作。

阴极保护系统需要一个稳定的直流电源来维持系统工作，此前有很多电源的解决方案，常见的有磁饱和恒电位仪，可控硅恒电位仪等。原有的恒电位仪体积庞大，耗费大量的硅钢铁芯和绕组铜线，功耗较大，体积笨重，在控制上靠磁通量和可控硅导通角进行控制，在输出线性上存在很大的不足，且输出纹波较大，滤波方面采用大功率平波电抗器也同样存在体积庞大问题，在使用过程中功率损耗非常大，而且整流和控制环节发热量非常大，需要较大体积的散热器和风扇才可以稳定工作。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种恒电位仪，其结合高频开关电源技术，解决了传统恒电位仪体积庞大，功耗高，效率低等传统电源的变换问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种恒电位仪，包括电源模块、控制模块、数据采集转换模块、异常报警模块和参比电极，所述电源模块包括主电源和配合主电源输出的辅助电源，所述控制模块分别与电源模块和数据采集转换模块连接，所述数据采集转换模块与异常报警模块连接，所述数据采集转换模块包括对取样参比信号进行稳定转换的运放电路一和运放电路二，经过运放电路一的取样参比信号和经自动调节后的辅助电源的电位信号分别输入运放电路二，运放电路二的输出端与控制模块连接，所述主电源和辅助电源为高频开关电源。

进一步，所述恒电位仪还包括远控模块，所述电源模块还包括断路器，所述主电源与断路器连接，断路器的输出端与远控模块的输入端连接，远控模块的输出端与控制模块连接。

进一步，所述数据采集转换模块还包括运放电路三，辅助电源的设定电位信号和取样参比信号还分别输入运放电路三，运放电路三与异常报警模块连接。

进一步，所述恒电位仪还包括防雷模块，所述断路器的输出端与防雷模块连接。

进一步，所述断路器与1号机或2号机之间还设有固态继电器。

本实用新型的有益效果如下：

（1）、本实用新型体积缩小、重量减轻、节约成本、降低耗材，整机效率提高了近30%，且设备自身功耗非常小，参数实现远程传输，设备控制实现远程操控，无线和有线均可通讯。

（2）、本实用新型主要采用双运放电路对控制与采样校对，功率转换采用模拟控制，在线性控制上有着独特的平滑优势，而且在运行过程中，可以根据需要随时线性调整，无需关机进行二次设定。

（3）、本实用新型在报警模块设置采样监控和输出监控，在管道电位异常超过保护范围时会及时发出声光报警；当设备运行设定值与反馈值出现偏差不同步时，设备同样会发出声光报警，在报警电路启动后，在一定的时间范围内，设备可以自行切换至恒流输出，或者切换至备用机启动工作等。

附图说明

图1为本实用新型恒电位仪的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一：

如图1所示，一种恒电位仪，包括电源模块、控制模块、数据采集转换模块、异常报警模块、参比电极和防雷模块，所述电源模块包括主电源和断路器，所述主电源与断路器连接，断路器的输出端与远控模块的输入端连接，并向远控模块输入12V的控制电源，远控模块的输出端与控制电路连接，断路器的另外2个输出端分别与2个固态继电器连接，2个固态继电器的输出端分别与2个工作机连接，由工作机的输出端输出辅助电源。所述数据采集转换模块包括运放电路一和运放电路二，辅助电源的电位信号和取样参比信号分别输入运放电路一，经运放电路一进行稳定转换，根据运放电路一的结果，控制面板自动给定调节，调节后的取样参比信号和辅助电源的电位信号分别输入运放电路二，运放电路二的输出端与控制电源的控制接口连接，然后接入控制电路，所述主电源和辅助电源为高频开关电源。工作机的主机输出的电流经过整流和场管功率转换后，对电流和电压取样，取样后输入反馈控制电路，反馈控制电路将电流和电压信息传输至控制电路。运放电路二的结果还可经过控制信号调理后进行工作指示，并切换信号，切换接线端子和继电器，更改参与工作的工作机。辅助电源的设定电位信号和取样参比信号还输入至运放电路三，若结果不符合要求，与其连接的超限报警设备将会输出信号至蜂鸣器和指示灯。运放电路二的结果经过控制信号调理后也会传输至指示灯和蜂鸣器。本实用新型主要采用双运放电路对控制与采样校对，功率转换仍采用模拟控制，在线性控制上有着独特的平滑优势，而且在运行过程中，可以根据需要随时线性调整，无需关机进行二次设定。

工作机输出的电流经过整流和场管功率转换后，再进行高频整流，然后输入至接线端子、固态继电器、滤波防逆流装置和断路器，最后经过防雷模块进行浪涌保护后连接至阴极和阳极。

本实用新型的辅助电源里，开关管（开关三极管）主要采用13007实现开关振荡。控制电路采用集成芯片3842集成电路控制。主电源由市电220V交流经过桥式整流整流成为300V直流电，直流电通过两个20N60S5场管进行高频交流振荡，300V高频交流通过变压器转换成为50V左右高频交流，再通过FMG32S进行直流整流滤波，得到所需电压和电流。高频振荡控制芯片采用UC3844AD集成电路，取样基准采用TL431集成电路，恒流恒压转换通过LM324N实现控制。设备控制采用固态继电器控制输入交流电源线路和直流输出线路，控制端电压12V，输入交流220V至380V，输出直流0-50V，固态继电器均采用光电耦合控制，有安全保证，控制端的12V在机控上可以通过开关直接控制。在远控模块上采用阿尔泰3024D开关模块（4通道I/O）实现设备切换和开启关闭，设备工作状态反馈实现监控设备运行状态（4通道I/O），通讯协议采用MODBUS-RTU标准协议。远控模块采用顺源485模拟输出模块，协议采用MODBUS-RTU标准协议，输出控制为0-5V，通过转换开关实现机控和远程通道切换。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种恒电位仪，包括电源模块、控制模块、数据采集转换模块、异常报警模块和参比电极，其特征在于，所述电源模块包括主电源和配合主电源输出的辅助电源，所述控制模块分别与电源模块和数据采集转换模块连接，所述数据采集转换模块与异常报警模块连接，所述数据采集转换模块包括对取样参比信号进行稳定转换的运放电路一和运放电路二，经过运放电路一的取样参比信号和经自动调节后的辅助电源的电位信号分别输入运放电路二，运放电路二的输出端与控制模块连接，所述主电源和辅助电源为高频开关电源。

2.根据权利要求1所述的恒电位仪，其特征在于，所述恒电位仪还包括远控模块，所述电源模块还包括断路器，所述主电源与断路器连接，断路器的输出端与远控模块的输入端连接，远控模块的输出端与控制模块连接。

3.根据权利要求2所述的恒电位仪，其特征在于，所述数据采集转换模块还包括运放电路三，辅助电源的设定电位信号和取样参比信号还分别输入运放电路三，运放电路三与异常报警模块连接。

4.根据权利要求3所述的恒电位仪，其特征在于，所述恒电位仪还包括防雷模块，所述断路器的输出端与防雷模块连接。

5.根据权利要求4所述的恒电位仪，其特征在于，所述断路器与1号机或2号机之间还设有固态继电器。