CS226712B2 - Apparatus for automatic detection of defects in protective layers of metallic vessels - Google Patents

Description

•i- 226 712

Vynález se týká zařízení pro automatické zjišťovánívad, zejména ke kontrole elektricky izolujících ochrannýchvrstev uzemněných kovových nádob, které je opatřeno měřicísondou ponořenou do kovové nádoby, měřicím zesilovačem za-pojeným za měřicí sondou, ukazatelem připojeným k tomutozesilovači, snímačem signálu či signálním čidlem připojenýmk výstupu měřicího zesilovače, dále vysílačem poplašnéhosignálu zapojeným na výstup signálního čidla, jakož i optickým a/nebo akustickým indikátorem.

Zařízení podle vynálezu lze používat v chemickém afarmaceutickém průmyslu ke stacionární nebo příležitostnékontrole nádob, autoklávů různých rozměrů v provozu při vý-skytu vady, k vyslání poplašného či varovného signálu a křízení samočinného zařízení k vyprázdnění nádoby a ke kato-dické ochraně proti korozi.

Poškození ochranné vrstvy v kovové nádobě, popřípaděopožděné zjištění vady, může způsobit často značné škodya dokonce může též být příčinou těžkých úrazů. U nádob velkých rozměrů, o obsahu několika tisíců nebodesetitisíců litrů a rovněž u chemických nebo farmaceutic-kých průmyslových zařízení o malých rozměrech je škodlivé, -2- 228 712 ba 1 nebezpečné, jestliže v důsledku poáfcozaní ochrannévrstvy nádoby vzniklého korozí, jejímž Účinkem může býtstěna nádoby v několika minutách nebo hodinách proděravěna,kapalina z nádoby odtéká, popřípadě jestliže se kov nádobyv tekutině rozpouští·

Povlak nádoby se v praxí ve většině případů nekontro-luje, vizuální kontrola nebo kontrola pomocí přístrojů seprovádí jen tehdy, když byla nádoba po poškození již vy-prázdněna, Je zřejmé, že výtok tekutiny v důsledku vady vnádobě je spojen se značnou věcnou škodou, popřípadě s vel-kým nebezpečím úrazu. Vizuální kontrola je nadto ještě zdlouhavá a nepřesná, V německém patentovém spise č. 1 293 478 je popsánozařízení, které umožňuje běžnou kontrolu elektricky izolu-jící ochranné vrstvy kovových nádob za provozu. Měří se od-por mezi měřicí sondou, ponořenou do tekutiny v nádobě, akovovou stěnou nádoby. Ze zásad činnosti tohoto zařízenívyplývá, že kontrolní zařízení je nutno v každém případěpřizpůsobit vodivosti tekutiny - elektrolytu - v nádobě ageometrickým rozměrům nádoby. Závadou tohoto zařízení je skutečnost, že je nutnopoužívat poměrně vysokého měřicího napětí asi 9 V i v pří-padě, že jde o tekutiny, u nichž je nebezpečí požáru a ex-ploze. Měření se provádí stejnosměrným napětím, takže elek-trolyt v nádobě se polarizuje při dlouho trvajících měřeních ~3~ 226 712 jejichž účinnoet závisí pak také na časovém relé· Úkolem vynálezu je vytvořit zařízení pro automatickézjišťování vad, která je v podstatě prosto výše uvedenýchzávad, takže lze provádět provozní průběžné nebo občasnékontroly} jde-li o tekutiny, u nichž je nebezpečí požárua exploze, může zařízení pracovat s patřičně nízkým napě-

Dalším úkolem vynálezu je vytvořit zařízení, jímž lzepřípadnou kontrolu ochranných vrstev několika nádob prová-dět jediným přístrojem a u něhož je možné nádobu automa-ticky vyprázdnit současně s varováním či poplachem, popříp·u něhož při vyprazdňování vstoupí v činnost katodová ochra-na proti korozi· Vynález má rovněž za úkol vytvořit měřicísondu, přizpůsobenou tomuto zařízení·

Tyto úkoly splňuje zařízení podle vynálezu, které jeopatřeno měřicí sondou ponořenou do kovové nádoby, za nižje zapojen měřicí zesilovač, k němuž je připojen ukazatel,dále signálním čidlem připojeným na výstup měřicího zesilo-vače, vysílačem varovného či poplašného signálu připojenýmna výstup signálního čidla, jakož i optickým a/nebo akustic-kým indikátorem·

Podstata vynálezu spočívá v tom, že měřicí sonda jepřipojena k jednomu konci sekundárního vinutí diferenciální-ho transformátoru, jehož střed sekundárního vinutí je spo-jen se vstupem měřicího zesilovače, a jeho druhý konec jepřipojen paralelním obvodem RC na zemní potenciál, přičemž i -l+~ 226 712 primární vinutí diferenciálního transformátoru je spojenos výstupem stabilizátoru napětí účelně o výstupním střída-vém napětí 1 V a na vstup stabilizátoru napětí je připojensííový přístroje Ve výhodném provedení výstup přepínače mě-řicích míst je připojen ke konci sekundárního vinutí dife-renciálního transformátoru, přivrácenému k měřicí sondě,přičemž na vstupech je vždy upraveno po jedné sondě·

Automatické zařízení k oznamování vad podle vynálezupracuje na podkladě principu měření impedance· Vznikne-livada v ochranné vrstvě, je dána možnost kompenzace, vadyúčinkem diferenciálního transformátoru, popřípadě jde-li osmaltovaná zařízení, kompenzuje se změna vedení způsobenáobvyklým tantalovým šroubem· Tato kompenzace se provádíR-C články· V doporučovaném provedení výstup vysílače varovného čipoplašného signálu je spojen s řídícím vstupem zařízení ksamočinnému vyprázdnění nádoby a ke katodické ochraně protikorozi·

Vynález se dále vyznačuje tím, že měřicí sonda sestáváz kovového nosiče, z první vrstvy smaltu pokrývající celýpovrch kovového nosiče, na níž je upravena elektricky vodi-vá vrstva,a z druhé vrstvy smaltu, pokrývající elektrickyvodivou vrstvu, přičemž ve druhé vrstvě smaltu je několikdesetin, event· několik čtverečních milimetrů povrchu elek-tricky vodivé vrstvy u konce, ležícího pod hladinou tekutiny, 5- 228 712 ponecháno volných a tento povrch tvoří plochu čidla, kteráje povlečena výhodně platinou anebo materiálem známým podnázvem palaplatt, tj. materiálem obsahujícím paladium, rho-dium, platinu a zlato. Elektricky vodivá vrstva je opatřenapřípojným bodem, který je umístěn na měřicí sondě nad hla-dinou tekutiny.

Zařízení podle vynálezu bude v dalším podrobně popsánona podkladě připojených výkresů a jednoho příkladu provede-ní, přičemž obr. 1 znázorňuje blokové schéma zařízení podlevynálezu, obr. 2 představuje toto zařízení s udáním místavady Rh vrstvy smaltu v nádobě a se znázorněním tantalovéhošroubu TA, obr. 5 zobrazuje schéma elektrického zapojení,obr. 4 představuje měřicí sondu podle vynálezu v řezu, obr.5je detail z obr. 4 ve zvětšeném měřítku a obr. 6 znázorňujeuspořádání s několika měřicími místy podle vynálezu.

Zařízení podle vynálezu lze v podstatě rozdělit na dvěhlavní části a to měřicí sondu 2 a ústřední elektronickoujednotku.

Blokové schéma podle obr. 1 znázorňuje tyto části:Sílový přístroj 1, k němuž je připojen stabilizátor 2 napětí,jímž je stabilizátor střídavého proudu, k jehož výstupu jsoupřipojeny oba konce primárního vinutí diferenciálního trans-formátoru 2· Sekundární vinutí diferenciálního transformáto-ru 2. sestává ze dvou souměrných částí. X jedné polovině to-hoto vinutí je připojena měřicí sonda 2» k® druhé polovině 226 712 vinutí paralelní obvod RC a ke středovému bodu vinutí jepřipojen měřicí zesilovač £. Měřicí sonda 2 je ponořena donádoby 8 naplněné tekutinou, přičemž vnější stěna nádoby 8je kovová a je uzemněna· Druhý konec paralelního obvodu RCje zapojen na zemní potenciál a sestává ze stavitelného od-poru R a kondenzátoru C. Na vstup měřicího zesilovače £ jepřipojen potenciometr P2. Na jeden výstup měřicího zesilo-vače £ je připojen ukazatel, na druhý snímač signálu čisignální čidlo 2, k němuž je připojen vysílač 6 poplašnéhosignálu· K jednomu výstupu vysílače 6 poplašného signálu jepřipojen akustický a/nebo optický indikátor X, přičemž dal-ší výstupy jsou spojeny s liniovým zapisovačem nebo regi-stračním písátkem anebo jinou indikační jednotkou, popří-padě lze připojit řídící vstup zařízeni k samočinnému vy-prázdnění nádoby a katodické ochraně proti korozi. Z obr. 5 je zřejmé schéma elektrického zapojení zaříze-ní, kde jsou uvedeny konkrétní typové prvky proudových obvo-dů resp. hodnoty. Sílový přístroj 1 obsahuje transformátoro sítovém napětí 220 V a pojistku 0,1 A.

Stabilizátor napětí 2 obsahuje dvě Zehnerovy diodyZG 8,2 a symetrizující potenciometr PÍ o 470 Ohmech.

Obvod RC, připojený na sekundární vinutí diferenciální-ho transformátoru obsahuje např. kondenzátor Cl o hodnotě 2,2 riF, kondenzátor 500 pF o měnitelných hodnotách - trimmer-, 226 712 dále potenciometr P5 o 10 kOhmech® Hodnota potenciometru P2,připojeného na vstup měřicího zesilovače £, je např. 15 kOhmů®Měřicí zesilovač 4 J»ůže být typu 1405.

Na obr® 4 je znázorněna v řezu měřicí sonda £ podle vy-nálezu, vytvořená jako samostatné armatura a z obr® 5 jezřejmá její zvětšená část, zakroužkovaná na obr® 4® Měřicísondu 2 tvoří vlastně tyčovitý kovový nosič 10, jehož jedenkonec je upraven tak, aby bylo možno upevnit měřicí sondu 2na nádobě 8, např. přišroubováním® První vrstva smaltu 11na kovovém nosiči 10, pokrývající celý povrch, se nanášívýhodně jako vypalovaný smalt, na této vrstvě se upraví elek-tricky vodivé vrstva 12 a posléze se zvnějšku vytvoří druhávrstva smaltu 15. U konce měřicí sondy 2 pod hladinou teku-tiny ponechává vrstva smaltu 15 část o velikosti několikadesetin, event® několika čtverečních milimetrů vodivé vrstvy12 volnou a tato volná část se pokryje účelně platinou nebovýše uvedenou hmotou o názvu palaplatt, která tvoří plochu14 čidla. Drahý konec vodivé vrstvy 12 měřicí sondy 2 j®opatřen elektrickým přípojným bodem 16. Měřicí sondu 2 lz® umístiti na libovolné armatuře pono-řené pod hladinu tekutiny, např. u autoklávů v chemickémprůmyslu na pouzdru teploměru nebo na omezovači proudu, alelze ji též vestavět do závěrného kotouče, popřípadě do vý-stupního hrdla. Důležité však .je, aby plocha 14 čidla byla 226 712 izolována oproti kovové nádobě 8 a nebyla vystavena žádnémuúčinku koroze nebo mechanickým vlivům. Rovněž tak nesmí snížit odolnost nádoby 8 proti tlaku.

Povrch měřicí sondy £ se s výjimkou plochy 14 čidla účelně povlékne toutéž látkou jako vnitřní povrch kovové nádoby 8. Plocha 14 čidla je tedy platinová nebo palapla- tová plocha o velikosti několika desetin Čtverečního mili-2 metrujevent. několika mm . Vývod z elektricky vodivé vrstvy 12, připojené k ploše14 čidla, se účelně k ochraně proti mechanickým a jinýmpoškozením uloží např. do ochranné vrstvy kovové nádoby 8a pečlivě izoluje od stěny kovové nádoby 8, jakož i od elektrolytu. U autoklávů v chemickém průmyslu je účelné uložitvývod např. do vrstvy vypalovaného smaltu. Jako materiálplochy 14 čidla se volí proto platina nebo palaplatt, pro-tože tyto látky jsou odolné vůči korozi. Tekutinu v nádoběneznečistí, protože se nerozpouátějí a lze je při ukládánísprávně přizpůsobit vypalovanému smaltu, použitému jakožtovnitřní ochranné vrstvy.

Popsané zařízení pracuje takto: Sílový přístroj 1 vyšle měřicí signál odpovídajícífrekvence 50 Hz a amplitudy IV stabilizátorem 2 napětí doprimárního vinutí diferenciálního transformátoru 2· Patřič-ným vyregulováním hodnot jednotlivých prvků paralelního 226 712 obvodu RC, spojeného s jedním koncem primárního vinutí, jenutno nastavit symetrii diferenciálního transformátoru 2při zahájení provozu*, toto nastavení lze provést u kovovýchnádob libovolných geometrických rozměrů, přičemž není zapo-třebí žádných doplňkových přizpůsobovacích součástek nebooperací.

Vznikne-li vada ve smaltu, tvořícím ochrannou vrstvukovové nádoby 8, poruší se rovnováha v souměrných proudo-vých obvodech diferenciálního transformátoru 5 v důsledkusvodu v místech Rh. na nichž je porušen smalt.

Poruchový signál se vyvolá na měřicím odporu, tj. napotenciometru P2, změnou velikosti napětí a proudu. Tentoporuchový signál se zesílí tranzistorovým měřicím zesilo-vačem 4» který ovládá akustický a/nebo optický indikátor 2prostřednictvím signálního Čidla % a vysílače 6 poplašnéhosignálu. Na vysílač 6 poplašného signálu lze účelně připo-jit též jiné ukazatele Či indikátory, např. liniový zapiso-vač, či registrační záznamový přístroj anebo lze jeho vý-stupním signálem řídit zařízení k vyprázdnění nádoby 8 azařízení ke katodické ochraně proti korozi.

Velikost vady lze odečíst na ukazateli, vytvořeném účel-ně jako ručičkový či číslicový přístroj, připojený k tranzi-storovému měřicímu zesilovači 4<> --10- 226 712

Zařízení podle vynálezujdoplněné přepínačem měřicíchmístjje použitelné též k občasné kontrole několika nádob» V tomto případě se výstup přepínače měřicích míst připojík jeho konci, ležícímu u měřicí sondy 2 a na vstup se při-pojí po jedné měřicí sondě <3, sahající do kovové nádoby 8nebo nasazené na této nádobě. Toto uspořádání je zřejmé zobr. 6»

Hlavní oblastí použití zařízení podle vynálezu je kon-trola a dozor na ochranné vrstvy smaltu autoklávů v chemic-kém průmyslu. Použití takovýchto autoklávů je všeobecněběžné v chemickém a farmaceutickém průmyslu. Počet autoklá-vů, v nichž se zpracovávají látky vyžadující velkou čistotuanebo korozivní látky, je značně veliký. U těchto autoklávůlze použitím vynálezu předejít velkým škodám a četným situa-cím, v nichž je nebezpečí úrazu.

Vynálezu lze kromě toho použit v jakémkoli odvětví průmyslu nebo činnosti, kde je požadována kontrola nevodivéochranné vrstvy kovových nádob. Využití vynálezu je zaruče-no ve velmi četných odvětvích.

Claims (2)

Ρ fi Ε D M'Č τ. VYNALEZU 226 712

1. Zařízení pro automatické zjišťování vad v ochrannýchvrstvách kovových nádob, opatřené měřicí sondou, ponořenoudo kovové nádoby, měřicím zesilovačem zapojeným za měřicí son-dou, ukazatelem připojeným k měřicímu zesilovači, signálnímčidlem spojeným s výstupem měřicího zesilovače, dále s vysí-lačem poplašného signálu zapojeného na výstup signálního čid-la, jakož i optickým a/nebo akustickým indikátorem, vyznačenétím, že měřicí sonda (9) je připojena k jednomu konci sekundářního vinutí diferenciálního transformátoru (3), jehož &amp;ředsekundárního vinutí je spojen se vstupem měřicího zesilovače(4) a jeho druhý konec je připojen paralelním obvodem RC nazemní potenciál, přičemž primární vinutí diferenciálního transformátorh (3) je spojeno s výstupem stabilizátoru napětí (2),účelně o výstupním střídavém napětí IV, a na vstup stabilizá-toru (2) napětí je připojen síťový přístroj (1)-

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že konec sekun-dárního’ vinutí diferenciálního transformátoru (3), ležícína straně»,měřicí sondy (9), je připojen k výstupu přepínačeměřicích míst, jehož konce jsou spojeny'vždy s jednou sondou. 220 712 5C Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že výstup vysílače(6) poplašného signálu je spojen s řídicím vstupem zaří-zení k automatickému vyprázdnění nádoby a ke katodickéochraně proti korozi· 4· Zařízení podle bodu 1 až 5» vyznačené tím, že měřicí sonda(9) je tvořena kovovým nosičem (10), jehož celý povrch jepokryt první vrstvou smaltu (11), na níž je nanesena elek-tricky vodivá vrstva (12), která je pokryta druhou vrst-vou smaltu (15), v níž je v části ležící pod hladinou te-kutiny volný prostor či plocha o velikosti několika dese-tin čtverečního milimetru, event· několika čtverečníchmilimetrů, jež tvoří plochu (14) čidla, která je povleče-na platinou nebo palaplattem, přičemž elektricky vodivávrstva (12) je nad hladinou tekutiny opatřena elektrickýmpřípojným bodem (16)· 5· Zařízení podle bodu 4, vyznačené tím, že měřicí sonda (9)tvoří součást kovové nádoby (8)· 6· Zařízení podle bodu 4, vyznačené tím, že měřicí sonda (9)je vytvořena jako samostatná armatura· 6 výkresů