NO143501B - Analogifremgangsmaate til fremstilling av terapeutisk virksom benzopyranforbindelse - Google Patents

Abstract

Analogifremgangsmåte til fremstilling av terapeutisk virksom benzopyranforbindelse.

Description

Automatisk styrt anlegg for krafttilførsel til et katodisk beskyttelsesanlegg.

Foreliggende oppfinnelse angår effekt-styreanlegg, nærmere bestemt anlegg med

lukket sløyfekrets, hvor optimale forhold

vedlikeholdes ved tilførsel av effekt med

variabel høyde til en belastning i avhen-gighet av et signal som antyder avvikelser

fra optimale forhold.

Systemer av den ovennevnte art kan

f. eks. anvendes i forbindelse med krafttil-førselen til en elektrisk ovn. For å holde

ovnstemperaturen på en bestemt høyde

som anses for optimale forhold, kan der

anvendes et termoelement som tilveiebrin-ger en temperaturfølsom signalspenning

som påtrykkes styrekretsen for innstilling

av krafttilførselen til ovnen, slik at ovnstemperaturen holdes i det vesentlige konstant under forøvrig varierende forhold.

Blandt de utallige områder hvor slike

systemer benyttes, finnes bestemte anven-delser hvor der bare kan fåes et ytterst

svakt signal slik at økningen av systemets

følsomhet uten forvrengning av reaksjo-nen utgjør et problem som er forholdsvis

vanskelig å løse. Da teoretisk sett alle systemer oppviser en null-avvikelse, er det

bare systemer med en slik avvikelse innenfor et forsvinnende lite område sammen-lignet med signalet, som har akseptable

driftsegenskaper. Dessuten er tidsreaksjo-nen i mange tilfeller av største betydning

mens i andre tilfeller en forholdsvis liten

forsinkelse kan anses tillatelig.

Foreliggende oppfinnelse angår spesielt et system med lukket sløyfekrets av

den type som brukes for katodisk beskyt-

telse av metallgjenstander i kontakt med en elektrolytt, såsom et skipsskrog, propel-ler og andre deler som til stadighet er utsatt for den korroderende virkning av f. eks. vann.

Det er kjent at f. eks. malte overflater på et skipsskrog kan beskyttes mot rust og korrosjon ved at der sendes en elektrisk strøm til skrogoverflaten. Dette kan ut-føres ved hjelp av metallanoder anbragt på skrogets overflate og isolert fra denne. Strømstyrken må reguleres for å sikre tilstrekkelig beskyttelse og allikevel unngå de store strømstyrker som søker å skade malingen. Ved anvendelse for et skip vil f. eks. forskjellige strømstyrker være påkrevet ved forskjellige hastigheter av skipet. Således må der skaffes flere ganger så stor strømstyrke når skipet er underveis som når det ligger i dokk. Andre faktorer som bestemmer den nødvendige strøm-styrke omfatter arten av og den elektriske motstand i det vann hvori den malte overflate er neddykket og dettes temperatur.

Der har vært foreslått forskjellige fø-lerkretser for å konstatere disse variasjo-ner i de katodiske beskyttelsesbetingelser. Hittil har det mest konvensjonelle føler-element for slike kretser vært ansett for å være en sølv-sølvkloridhalvcelle nedsen-ket i vannet og hvor den overflate som skal beskyttes, dvs. skipsskroget, som den annen elektrode. Denne referansehalvcelle gir ved riktig katodisk beskyttelse av skroget en spenning på ca. 0,85 volt. Når denne spenning øker eller minsker vesentlig fra verdien på 0,85 volt, økes eller minskes den beskyttende strøm som tilføres anoden eller anodene til de ønskede optimale forhold, representert ved spenningsnivået 0,85, er gjenopprettet.

Konvensjonelle, magnetiske forsterkere anvendes i stor utstrekning særlig i mange elektroniske systemer. Imidlertid er stabiliteten for slike magnetiske forsterkere når det gjelder katodiske beskyttelsesanlegg, ikke tilstrekkelig til å gi et virksomt system. Konvensjonelle magnetiske forsterkere krever således inngangssignaler i stør-relsesorden 10—5 watt (10 milliontedeler av 1 watt) eller deromkring for å arbeide kor-rekt. Hvis imidlertid de signaler som trekkes fra en referansehalvcelle overstiger en effekt med størrelsesorden 10-8 watt, svek-kes nøyaktigheten av de av cellen angitte verdier. Således vil den ovennevnte på-krevede inngangsydelse for en konvensjonell magnetisk forsterker på 10-s watt føre til dårligere resultater. Som følge der-av er en av hovedhensiktene med foreliggende oppfinnelse å stabilisere og forbedre katodiske beskyttelsessystemer som anven-der magnetiske forsterkere.

Ved katodiske beskyttelsesanlegg, såsom det som er beskrevet i norsk patent nr. 96 412, reguleres den til anoden eller anodene for katodisk beskyttelse av skroget tilførte likestrøm i samsvar med de signaler som fremskaffes av referansehalvcellen. Disse celler er av kjente materialer, såsom sølvklorid avsatt på metallisk sølv eller annet materiale som nevnt ovenfor og beskrevet f. eks. i U.S. patent 2 934 484.

I det nevnte norske patent er beskrevet et katodisk beskyttelsessystem som omfatter en ytterligere spenningskilde i motkobling til den spenning som utvikles av referansehalvcellen. Den motkoblede, elektromotoriske kraft utgjør følgelig en referansespenning og ved sammenligning av en spenning med den annen fremkommer hva man hensiktsmessig kan betegne som en «differanse-signalspenning» eller «feil-spenning».

Den anodestrøm som er påkrevet for å gi optimal katodisk beskyttelse, reguleres ifølge systemet i foreliggende oppfinnelse ved hjelp av den nevnte lille differanse-signalspenning. Ved optimale katodiske beskyttelsesbetingelser er spenningen fra referansehalvcellen ikke lik spenningen fra referansespenningens tilleggskilde, som tilfellet er ved det system som er beskrevet i norsk patent nr. 96 412. Ved anvendelsen av en meget følsom magnetisk forsterker reduseres imidlertid denne nødvendige differansesignalspenning til en akseptabel liten verdi. Ved denne verdi er den strøm som går mellom referansehalvcellen og den motkoblede spenning av så liten stør-relse at referansehalvcellens levetid og ar-beidskarakteristikk ikke påvirkes. Under normale arbeidsforhold har differanse-signalet en slik polaritet at strømmen alltid går fra kretsen mot referansehalvcellen og således reduserer forbruket av materialet i referansecellen, såsom sølvklorid.

Bruken av magnetiske forsterkere for kontinuerlig kontroll av beskyttelsesstrøm-men i anlegg for katodisk beskyttelse er i og for seg kjent.

Mens de kjente magnetiske forsterkere, selv om de har vært foreslått for bruk i katodiske beskyttelsesanlegg, av de nevnte grunner unnlot å gi tilfredsstillende resultater, viste det seg at prinsippet med bruk av referanse-motspenning var en betyd-ningsfull forbedring ved katodiske beskyttelsesanlegg.

Da elimineringen av bevegelige deler, såsom reléer, motorer og lignende fra de anlegg som her betraktes, er ansett som et meget ønsket fremskritt og da magnetiske forsterkere er fri for slike deler, påli-telige i drift, meget følsomme og da de oppviser en betydelig effektforsterkning, er det en av de mer betydningsfulle hensikter med foreliggende oppfinnelse å anvende prinsippet med magnetisk forsterker for de høyst spesielle krav ved katodisk beskyttelse.

Det har vist seg at når begrepet differanse-signalspenning, som forklart i det nevnte norsk patent nr. 96 412, kombineres med en bestemt type magnetisk forsterker, får man et system med en lukket sløyfe-krets som fyller kravene ved katodisk beskyttelse i en slik utstrekning at der fåes et virksomt system. Som følge av dette utgjør foreliggende oppfinnelse en ytterligere utvikling av det system som er beskrevet i norsk patent nr. 96 412.

Ifølge oppfinnelsen oppnås disse hensikter ved bruken av en annen-harmonisk magnetisk forsterker som mottar signaler fra en referansehalvcelle i det katodiske beskyttelsesanlegg og styrer nivået for den strømstyrke som tilføres systemets anoder. Der anvendes en motkoblet referansespenning for justering av referanse-halvcelle-spenningen på en slik måte at polariteten av det resulterende differanse-signal angir overbeskyttelsesforhold eller underbeskyt-telsesforhold. I en utførelse tjener den annen-harmoniske magnetiske forsterker som en første forforsterker, en konvensjonell magnetisk forsterker hever nivået for inngangssignalet ytterligere og der anvendes en mettbar reaktansspole for regulering av den likestrøm som tilføres anodene i det katodiske beskyttelsessystem.

Det ovenfor beskrevne system har for-delen av å anvende styrekretser av rent magnetisk art som er meget mindre føl-somme for vibrasjoner, stråling og andre faktorer som søker å fremskaffe feil i va-kuumrør- eller transistorkretser. Systemet er dessuten en viktig forbedring fremfor anordninger hvor der benyttes bevegelige kontakter, idet slike systemer er utsatt for feil som følge av kontaktsvikt, vibrasjoner og lignende. Dessuten skaffer bruken av annen-harmoniske magnetiske forsterkere i motsetning til konvensjonelle magnetiske forsterkere den nødvendige følsomhet for svake inngangssignaler. Mens et annet-harmonisk system ofte anses forkastelig på grunn av dets lille reaksjonstid, er dette ingen innvendig ved store katodiske beskyttelsesanlegg hvor den gjennomsnittlige reaksjonstid vanligvis er lav.

Ifølge et annet viktig trekk ved oppfinnelsen og som nevnt ovenfor, er det signal som tilføres den annen-harmoniske magnetiske forsterkers styrevindinger en differansespenning, hvor såvel størrelsen som polariteten er betegnende for de katodiske beskyttelsesbetingelser, mens der under normale arbeidsforhold anvendes et differansesignal med bare én polaritet og størrelsen av dette signal bestemmer stør-relsen av den strøm som er tilført en belastning. Mens konvensjonelle magnetiske forsterkere ikke tilfredsstiller kravene i et katodisk beskyttelsessystem, spesielt med hensyn til følsomhet, uttrykt ved forholdet mellom signal og avvikelse, har det vist seg at den annen-harmoniske magnetiske forsterker er en spesielt godt egnet komponent når den forbindes med en anordning som er følsom for polaritet og størrelse og som fremkommer ved kombinasjonen av en referansehalvcelle og en motspennings-kilde.

Ytterligere hensikter, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgen-de nærmere beskrivelse og under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 er et skje-matisk blokkdiagram av et katodisk beskyttelsesanlegg ifølge oppfinnelsen, fig. 2 er et mere detaljert skjema av systemet ifølge fig. 1, fig. 3 viser grafisk den spen-ningsform som fremkommer i den annen-harmoniske magnetiske forsterkers ut-gangsviklinger og fig. 4 er en grafisk fremstilling av karakteristikken for systemet ifølge fig. 1 og 2. På fig. 1 er vist et katodisk beskyttelsessystem ifølge oppfinnelsen bestående av en følerkrets for tilveiebringelse av et differansesignal. Det vil bemerkes at uttrykket «differansesignal» er brukt i samsvar med det foregående for definering av en spenning hvis størrelse og polaritet antyder hvorvidt der foreligger overbeskyttelsesforhold eller om der kreves mer be-skyttelsesstrøm.

Differansesignalet som ifølge foregående beskrivelse fremkommer som forskjel-len mellom to spenninger eller ved sammenligning av den ene med den annen, tilføres styreviklingene i en annen-harmonisk magnetisk forsterker MAI, som utgjør systemets første trinn. Utgangseffekten i første trinn forsterkes ytterligere, for-trinnsvis ved hjelp av en konvensjonell magnetisk forsterker MA2.

Ydelsen av MA2 styrer igjen en mettbar reaktansspole 24 og denne bestemmer den strøm som trekkes fra strømkilden 12. Den regulerte strøm blir deretter likeret-tet og tilført anoden eller anodene 26 og skroget 8 og danner således beskyttelses-strømmen.

Den i det foregående nevnte følerkrets omfatter en referansehalvcelle 6 festet igjennom skroget 8 på et skip. Der kan f. eks. benyttes et utstyr bestående av en sølv-sølvkloridelektrode som beskrevet i det ovennevnte U.S. patent 2 934 484. En slik referansehalvcelle er festet i det malte stålskrog 8 og gir under optimale forhold et signal på ca. 0,85 volt. Dette betyr at når potensialet mellom skroget og referansehalvcellen har en verdi av 0,85 volt, har beskyttelsesstrømmen antatt den optimale verdi ved de virkelig herskende forhold tilstrekkelig for beskyttelse av skroget mot korrosjon uten å være overdrevet stor, slik at malinghinnen på skroget ikke angripes av vannets dekomponerende produkter.

For tilveiebringelse av differansesignalet og som beskrevet i det nevnte norske patent nr. 96 412, benyttes en motspenning og for forenklings skyld er der på tegnin-gen vist en spenningskilde ved 10 i form av et batteri. I praksis forsynes alle kretser i et katodisk beskyttelsessystem av den her behandlede type hensiktsmessig fra en strømkilde 12 ombord på skipet og motspenningen taes hensiktsmessig fra en spenningsdeler hvor spennningsfallet holdes konstant ved hjelp av en Zener-diode. Da det er vel kjent for fagfolk å skaffe en konstant spenning fra et nett, anses det ikke nødvendig å beskrive dette mere detaljert.

Motspenningskilden 10 fremskaffer et spenningsfall over potensiometeret 14 og under forutsetning av at der anvendes en sølv-sølvkloridcelle 6 innstilles kontakt-armen 16 på potensiometeret således at der ved punkt 20 oppstår en spenning på 0,85 volt i forhold til skroget 8. Følerkretsen omfatter videre en høyreaktansspole 22 som imidlertid har lav ohmsk motstand for å hindre at en eventuell indusert strøm går gjennom referansehalvcellen, idet en slik strøm ville søke å polarisere cellen og skade dens funksjon samtidig som systemets virk-ningsgrad ville senkes.

Det vil av det foregående fremgå at når referansehalvcellen 6 gir et potensial på 0,85 volt i forhold til skroget 8, vil der ikke tilføres styreviklingene i den annen-harmoniske magnetiske forsterker MAI noen strøm fordi punktet 20 holdes på samme potensial. Når imidlertid referansehalvcellens potensial overstiger den nevnte verdi, vil der gå strøm i en retning mens der ved referansehalvcellens potensial under denne verdi vil gå strøm i den motsatte retning. Følgelig angir polariteten av differansesignalspenningen i det vesentlige enten overbeskyttelse eller under beskyttelse. Ved normale arbeidsbetingelser anvendes imidlertid differansesignalspenningen med bare én signalpolaritet og dens størrelse som angir de katodiske beskyttel-seskrav brukes til å styre anode- eller ut-gangsstrømmen. I det følgende skal nærmere forklares forholdet mellom polaritet og størrelse for signalet med hensyn til anodestrømmen og under henvisning til fig. 4.

Likeretteren 21 tjener til forbikobling av differensialstrømmen med den polaritet som antyder overbeskyttelse, for begrens-ning av reaksjonsområdet for å hindre uønsket ydelse i det tilfelle at et signal skriver seg fra for sterk overbeskyttelse. Likeretterens 21 virkemåte vil komme kla-rere frem av fig. 4 og av forklaringen ne-denfor som angår systemets karakteristikk.

Det skal bemerkes at i det foregående har der vært henvist til en elektrode av sølv-sølvklorid. Mens denne art referanse-elektrode utvikler 0,85 volt i forhold til det malte stålskrog ved optimal høyde av katodisk beskyttelse, viser andre materialer for referanseelektroder avvikende egenskaper med hensyn til polariteter og med hensyn til spenningen ved optimale betingelser. Generelt sett kan polariteter og størrelser være forskjellig fra de som fremkommer ved sølv-sølvkloridelektroder. Imidlertid er det klart at prinsippet med tilveiebringelse av et differansesignal kan benyttes med en hvilken som helst valgt referansehalvcelle.

Differansesignalet som oppstår i føler-kretsen vist på venstre side av fig. 1 og som beskrevet ovenfor, tilføres styreviklingene i første trinn MAI, forsterkes deretter ytterligere ved annet trinn MA2 og benyttes tilslutt til å drive den mettbare reaktor 24 for å justere høyden av den strøm som tilføres fra strømkilden 12 til anoden 26 gjennom utgangslikeretteren 28.

Det vil fremgå at den på fig. 2 viste følerkrets er identisk med den vist på fig. 1. De samme henvisningstall er benyttet for identiske kretskomponenter. En annen-harmonisk magnetisk forsterker omfatter vanligvis et par innbyrdes tilpassede kjerner 30 og 32. Uttrykket «tilpassede kjerner» er ment å antyde at de oppviser magnetiske egenskaper som er så nær innbyrdes identiske som mulig. Betydningen av dette trekk vil fremgå av følgende beskrivelse i forbindelse med fig. 3. Styreviklingene 34 og 36 er forbundet i motkoblinger i forhold til hinannen og det samme gjelder for utgangsviklingene 38 og 40. Det skal bemerkes at i motsetning til vanlige magnetiske forsterkere omfatter utgangskretsen som består av viklingene 38 og 40, ikke noen spenningskilde. Den annen-harmoniske magnetiske forsterker drives i virkeligheten ved krafttilførsel gjennom et par tilkob-lingsklemmer 42 for magnetisering av inn-gangsspolene 44 og 46. Klemmene 42 er til-koblet skipets kraftkilde og for enkelthets skyld er denne del av den komplette krets utelatt som nevnt ovenfor i forbindelse med motspenningskilden 10.

Det vil av det foregående fremgå at der i viklingene 38 og 40 oppstår strøm utelukkende ved induksjon og dette faktum og den kjennsgjerning at styreviklingene 34 og 36 og utgangsviklingene 38 og 40 er viklet i motkobling kan anses som vesentlige trekk ved en annen-harmonisk magnetisk forsterker. Det kan påvises, og vil i det følgende bli beskrevet med hensyn til fig. 3, at denne art magnetisk forsterker oppviser spesielle egenskaper og det har vist seg at den ønskede anvendelse av magnetiske forsterkere i systemer, såsom et katodisk beskyttelsesanlegg, er muliggjort iføl-ge foreliggende oppfinnelse. Det skal her bemerkes at den forholdsvis langsomme reaksjon som har ført til annen-harmoniske magnetiske forsterkere ikke kan anvendes for en rekke formål, har vist seg ikke å stå i veien for anvendelsen i katodiske beskyttelsesanlegg.

Den annen-harmoniske magnetiske forsterker har også vist seg, når den anvendes som her beskrevet, å være en egnet komponent for utvikling av et utgangssignal som er en funksjon av både polariteten og størrelsen av inngangssignalet og dette er en av de fundamentale sider ved den foreliggende oppfinnelse. En innret-ning av denne art oppviser dessuten en stor forsterkningsfaktor og som et ytterligere viktig trekk er der en mulighet for å holde avvikelsen av utgangseffekten på et lavt nivå og innenfor de stabilitetsgrenser som er akseptable i et katodisk beskyttelsessystem.

Stabiliteten for første trinns annen-harmoniske magnetiske forsterker bestem-mes ved forholdet mellom det forsterkede utgangssignal på den ene side og den mid-lere avvikelse fra den ideale utgangseffekt, vanligvis kalt «avvikelse», uten signalfor-andring i styreviklingene. Det foregående vil forståes bedre i forbindelse med be-skrivelsen av fig. 3. Det skal her fremholdes at følsomheten for forsterkeren er en funksjon av den grad av innbyrdes tilpasning som foreligger for kjernene 30 og 32. Det vil være innlysende at selv når disse frem-stilles av samme materiale og med identisk form, er graden av innbyrdes tilpasning ved hjelp av mekaniske midler begrenset. Det er kjent at tilpasningsegenskapene for kjerner i annen-harmoniske magnetiske forsterkere kan forbedres ved anordning av en motstand over enten den ene eller begge inngangsviklingene 34 og 36 og ved justering av motstanden til der fåes et optimum. En slik anordning er vist på fig. 2 og motstanden er betegnet med 48. Ved innstilling av glidekontakten 50 på den variable motstand 48 kan manglende til-pasningsegenskaper kompenseres i en slik grad at verdien av utgangseffekten i hvile-stilling bringes til en verdi som kan godtas for formålet ved katodiske beskyttelsesanlegg og de fleste andre forsterkeranlegg.

Som et resultat av viklingenes anordning i motkobling og når der ikke går noen strøm gjennom styreviklingene 34, 36, vil der ikke oppstå noen vesentlig strøm i utgangskretsen. Hvis kjernene 30 og 32 er nøyaktig innbyrdes tilpasset, er utgangs-strømmen lik null, uansett høyden av inngangseffekten påtrykket klemmene 42, fordi en hvilken som helst elektromotorisk kraft i viklingene 38 som har tilknytning til kjernen 30, oppveies nøyaktig av en like stor elektromotorisk kraft i viklingen 40 for kjernen 32. Mens der teoretisk sett uten signalstrøm i styreviklingene og ved ideal tilpasning ikke vil gå noen strøm i utgangsviklingene, er dette ikke tilfelle i praksis. Små avvikelser fra den ideale tilpasning melom kjernene vil alltid foreligge og gi små strømmer i utgangsviklingen vanligvis kalt «hvileeffekt» i samsvar med vanlig anvendt terminologi. Som allerede beskrevet kan der anvendes en motstand over bare én av viklingene 44 og 46 eller

den på fig. 2 viste motstandsanordning for

kompensering og således minske denne hvileeffekt.

Når der oppstår en differanse-signalspenning i viklingene 34 og 36, blir systemet asymetrisk forsåvidt som hver periode omfatter et øyeblikk hvor bare én av kjernene 30 og 32 er mettet, mens den annen kjerne ikke er mettet. I et annet øyeblikk fra samme periode er forholdene motsatte og den annen kjerne er mettet mens den første ikke er mettet. Dette vil bli beskrevet nærmere i forbindelse med fig. 3. På det nåværende punkt kan det være tilstrekkelig å bemerke at for hver inngangseffekt-periode oppstår der i utgangskretsen to

strømimpulser forutsatt at signalstrømmen

er påtrykket styreviklingene. Det skal også bemerkes at utgangsimpulsene oppviser den ene eller den annen polaritet som en

funksjon av signalstrømmens polaritet. Dette betyr at når en signalstrøm med én retning gir en utgangsimpuls med én polaritet som kan betegnes som positiv, vil en signalstrøm med den motsatte polaritet føre til en negativ utgangsstrøm.

Det i signalkretsen tilveiebragte differansesignal innstilles på en slik måte at dets polaritet og størrelse angir graden av

overbeskyttelse eller underbeskyttelse. I

tilfelle av underbeskyttelse kreves der mer beskyttelsesstrøm, mens i tilfelle av overbeskyttelse strømmen til anoden reduseres inntil de naturlig forekommende polarise-ringsfenomener i skroget gjenoppretter systemets likevekt.

Ifølge det som er nevnt, omfatter utgangskretsen med spolene 38 og 40 en likeretter 52 som er slik koblet at der ikke går noen strøm selv ved ikke-likevektsbetingelser for kjernene 30 og 32, når differansesignalet angir overbeskyttelse. Det vil fremgå at den annen-harmoniske magnetiske forsterkers spesielle egenskaper tillater styring av en utgangsstrøm som en funksjon av differansesignalets polaritet såvel som av dettes størrelse. Der har vært gjort prøver med vanlige magnetiske forsterkere i en anordning som i det tilfelle nødvendigvis krevet eliminering av den ene polaritet fra inngangssignalet. Imidlertid var de oppnådde resultater ikke tilfredsstillende fordi en likeretter i følerkretsen forvrengte signalet i den grad at systemet ble ubrukbart for praktiske formål. Det vil fremgå av fig. 2 at likeretteren 52 under-trykker én polaritet i utgangsstrømmen slik at der ikke kan oppstå noen forvrengning eller unødvendige tap i følerkretsen.

Det vil fremgå av det foregående at ved et differansesignal som angir behovet for beskyttelsestrøm, induseres strømimpul-ser i utgangsviklingene 38 og 40 med en frekvens som er to ganger frekvensen for inngangseffekten påtrykket spolene 44 og 46 gjennom klemmene 42. Dette kjente arbeidstrekk ved innretningen har ført til uttrykket «annen-harmonisk magnetisk forsterker». For hver av impulsene opplades en kondensator 54 og utlades deretter gjennom styreviklingene 56 og 58 i den konvensjonelle magnetiske forsterker MA2.

De resterende utgangs- og styrekom-ponenter omfatter den konvensjonelle magnetiske forsterker MA2 som har for-spenningsviklinger 60 og 62 og utgangs-viklinger 64 og 66. Når utgangsviklingene 64 og 66 som arbeider på konvensjonell måte, magnetiseres over klemmene 72, be-virker disse metning av kjernene 68 og 70 i MA2. Forspenningsspolene 60 og 62 arbeider på en slik måte at de ikke trekker noen effekt fra MA2 når der bare foreligger en liten, men konstant inngangseffekt i styreviklingene 66 og 68. Denne inngangseffekt tilsvarer den hvilende verdi som er et resultat av ukorrekte tilpasningsforhold i kjernene 30 og 32, som ovenfor beskrevet. Kompensering ved hjelp av forspenningsspolene 60 og 62 innstilles på en slik måte at når bare en hvilende strøm går gjennom viklingene 56 og 58, holdes kjernene 68 og 70 på et nivå som er nær ved metning. Følgelig gir ikke forsterkeren MA2 noen effekt når der ikke er strøm på inn-gangen for MAI og maksimal utgangseffekt i tilfelle av underbeskyttelse, dvs. når strømmen i inngangskretsen angir behov for mer beskyttelsesstrøm.

Forsterkerens MA2 utgangseffekt like-rettes ved hjelp av fire dioder koblet i en brokrets 74 og tilføres styreviklingene 76 for den mettbare reaktansspole 24. Styrin-gen av den utgangsstrøm som trekkes fra strømkilden 12 til anoden 28 bevirkes i inngangsviklingene 78 for den mettbare reaktansspole 24. Den justerte effekt påtrykkes deretter anoden eller anodene 26 og skroget 8 gjennom transformatoren 80 og en hel-bølgelikeretter 28.

For å vise funksjonen av den annen-harmoniske magnetiske forsterker som beskrevet ovenfor, antas forholdet mellom bølgeformene for elektromotoriske krefter å være som vist på fig. 3. I kurven (a) fremstiller hele linjen en komplett spen-ningsperiode indusert i en av spolene 38 eller 40. I den annen spole induseres en tilsvarende men motsatt elektromotorisk kraft som vist ved linjen i kurven (b). Det vil være klart at denne omvendte form er en følge av det faktum at viklingene er anordnet i motkobling innbyrdes. Teoretisk skulle den resulterende strøm være null gjennom hele perioden. Da imidlertid en fullkommen tilpasning ikke kan fåes i praksis, vil der oppstå en svak strøm i utgangskretsen som antydet ved en strek-prikk-trukket linje som viser den hvilende strøm i kurven (c) på fig. 3.

Det ble ovenfor antatt at der ikke gikk noen signalstrøm gjennom styreviklingene 34 og 36. Når en signalstrøm opptrer, forskyves den vertikale del av de heltrukne kurver som utgjør de elektromotoriske krefter, i pilenes retning og til en antatt stilling antydet ved strektrukne linjer, idet retningen for pilene er en funksjon av inngangssignalenes polaritet. Det vil uten videre være klart at når de elektromotoriske krefter ifølge kurve (a) og (b) legges over hinannen og ved forskyvning av disse til de stillinger som er vist ved strektrukne linjer, vil der fremkomme spenningsimpulser som vist ved de rektangulære skraverte flater i kurven (c) på fig. 3. Den virkelige oppnådde utgangsspenning har formen av en kurve som omslutter de rektangulære arealer vist i kurven (c) på fig. 3. Det vil fremgå av det foregående og det kan sees av kurven (a) og (b) at når pilenes retning vendes vil spenningsimpulsene og derfor også strømkurven vist ved (c), opptre på den negative side av tidsaksen, dvs. i systemets annen kvadrant. Disse spenningsimpulser som er resultatet av et signal som tilsvarer overbeskyttelse, undertrykkes ved hjelp av likeretteren 52 og fører således ikke til noen vesentlig utgangsstrøm til anodene med unntagelse av den forholdsvis lille utgangseffekt som skyldes manglende tilpasning og som til stadighet opptrer som en hvilende verdi.

Fig. 4 er en grafisk fremstilling av arbeidskarakteristikken 84 for det katodiske beskyttelsesanlegg beskrevet ovenfor. I dette diagram er differansesignalspenningen tegnet opp som abscisse i forhold til anodestrømmen i prosent av samlet tilgjengelig effekt. Det vil fremgå at dia-grammets sentrum, markert med null, tilsvarer likevektsbetingelser hvor potensia-lene.i punktet 20 på fig. 1 og 2 fremskaffet ved hjelp av referansehalvcellen og ved hjelp av motspenningskilden 10, oppveier hinannen, hvilket fører til at differanse-signalspenningen blir lik null. Under slike betingelser er anodestrømuttaket omkring 4 pst. av det samlede tilgjengelige uttak og utgjør den hvilende effektverdi. Abscissens høyre side, vilkårlig betegnet med et pluss-symbol, tilsvarer differanse-signalspennin-ger som fåes i følerkretsen når det potensial som påtrykkes av motspenningskilden 10 hersker over det som utvikles av referansehalvcellen. Det antas at under bestemte forhold, såsom en viss sammensetning av vannet når det dreier seg om beskyttelse av et skipsskrog, skipets hastighet osv., opprettholdes optimale katodiske beskyttelsesbetingelser ved et strømuttak på anoden på omkring 20 pst. En slik effekt er resultatet av en differanse-signalspenning på 0,001 volt med en polaritet som tilsvarer abscissens høyre side. De således beskrevne forhold er vist på fig. 4 ved arbeidspunktet 86. Ved forandring av de optimale betingelser, beveger punktet 86 seg langs kurven 84 og det vil bemerkes at under normale arbeidsbetingelser holder differanse-signalspenningen seg i området for den polaritet som tilsvarer abscissens høyre side på fig. 4 som ovenfor nevnt, slik at strømmen i følerkretsen bare går fra motspenningskilden 10 mot referansehalvcellen, hvorved cellens levetid økes. Det fremgår at med unntagelse av et meget lite område for differanse-signalspenningen fra null til 0,001 volt, tilsvarer polariteten for signalet representert av abscissens høy-re side, betegnet med pilen 88, de betingelser som i det foregående er betegnet som underbeskyttelse.

Med den samme unntagelse av det lille område er overbeskyttelsesbetingelser forbundet med den polaritet av differanse-signalspenningen som svarer til abscissens venstre side, vilkårlig betegnet med sym-bolet Det gjenstående positive område fra 0,001 volt til null og hele det negative venstre område av differanse-signalspen-ninger tilsvarer med andre ord overbeskyttelsesbetingelser som antydet med pilen 90.

Det er nevnt i det foregående at ved normale arbeidsforhold forblir arbeidspunktet 86, som tilsvarer optimale betingelser, i området for differanse-signalspenningen betegnet med positiv polaritet på fig. 4. Ved ekstreme overbeskyttelsesbetingelser, såsom de som hersker når det katodiske beskyttelsesanlegget ifølge oppfinnelsen settes igang for virksomhet i forbindelse med et beskyttet skrog, trenges imidlertid meget liten beskyttelsesstrøm, slik at arbeidspunktet 86 kan forskyves til det negative område for differanse-signalspen-ninger. Anleggets karakteristikk omfatter en oppadgående gren 92 (se fig. 4) som fremviser faren ved øket beskyttelsesstrøm sammen med økende overbeskyttelsesbetingelser og som vil føre til hva der kunne betegnes som «rusing» av systemet. Av denne grunn omfatter følerkretsen for-trinnsvis også den forbikoblende diode eller likeretter 21 med et ledningsområde antydet ved pilen 94 som begynner ved ut-koblingspunktet 96 anordnet ved 0,05 volt

mot differanse-signalspenningenes mer negative område. Det fremgår av fig. 1 og 2 at likeretter eller diode 21 tillater strøm-gjennomgang fra halvcellen innenfor et område antydet ved pilen 94 på fig. 4. Når signalene ligger i et område forbi utkob-lingspunktet 96, vil følgelig ingen strøm som overskrider det minimum som tilsvarer det med punktet 96 forbundne bli tilført den annen-harmoniske forsterkers MAI styreviklinger 34 og 36 og den strek-trukne del 92 av kurven på fig. 4 gjøres uvirksom. Som en følge av dette unngås muligheten for tilførsel av beskyttelsesstrøm under ekstreme overbeskyttelsesforhold og like-ledes en rusing av systemet langs denne del av kurven i ekstreme tilfeller.

I praksis har et system for katodisk beskyttelse basert på den i det foregående beskrevne anordning og som kan benyttes til beskyttelse av skrog på store sjøgående fartøy, vanligvis en effekt på anodene på så meget som 30 000 watt. Det vil innsees at styring av en slik forholdsvis stor utgangseffekt som en funksjon av et meget svakt inngangssignal i størrelsesorden på 10-n watt representerer et resultat som er muliggjort ved bruken av den meget føl-somme annen-harmoniske magnetiske forsterker. Det bør bemerkes at pilene som angir forskyvningen i kurven (a) og kurven (b) på fig. 3 peker i motsatte retninger, slik at de resulterende spenningsimpulser vist i kurven (c) har en bredde som er to ganger hver av forskyv-ningene som forekommer i (a) og (b); den

store effektforsterkning i innretningen er

delvis en følge av dette faktum. Det er i

det foregående vist at konvensjonelle magnetiske forsterkere oppviser egenskaper som ikke tillater styring av utgangseffek-

ten i et system i samsvar med et signal under 10-s watt. Systemets følsomhet kan karakteriseres ved å nevne at den hvilende effektverdi bare utgjør omkring 4 pst. av den totale utgangseffekt. Det har følgelig vist seg at med maksimal utgangseffekt på

30 000 watt tilføres der anoden bare 1200

watt maksimalt når der ikke foreligger en signalstrøm gjennom styreviklingene 34 og 36.

Det vil være klart at det her viste sys-

tem uten videre kan tilpasses for bruk ved anodisk beskyttelse. Ved visse elektrolytter,

såsom oleum er det kjent at korrosjonen kan hindres ved å påtrykke den overflate som skal beskyttes et positivt potensial (f.

eks. en ståltank som inneholder oleum). Tilpasning av det i det foregående beskrev-

ne kretssystem foretas ved reversering av polariteten for utgangseffekten til elektro-

den eller elektrodene 26 betegnet «anoder»

i det foregående som da arbeider som kato-

der. Ved en tilsvarende forandring eller reversering av polariteten for motspennin-

gen 10 er systemet tilpasset for og kan inn-

stilles for drift som anodisk beskyttelses-

utstyr.

Systemet er ovenfor beskrevet og vist i

sin prinsipielle form, idet detaljer kjent for fagfolk er utelatt. Som nevnt i forbindelse med motspenningen 10 og klemmene 42

for inngangseffekten, taes all strømtilførsel medregnet den til klemmene 72 og 84, hvil-

ke siste har tilknytning til forspennings-

spolene 60 og 62 på den konvensjonelle magnetiske forsterker MA2, fra det nett som er tilgjengelig ombord på skipet. For enkelhets skyld er alle ikke-vesentlige komponenter utelatt og der er bare vist én referansecelle og én anode, mens der i praksis anvendes et antall av hver. Van-

ligvis er krafttilførselen et trefasesystem og den mettbare reaktansspole kan tilsva-

rende omfatte tre styreviklinger og tre inngangsviklinger.

Claims (5)

1. Automatisk styrt anlegg for kraft-tilførsel til et katodisk beskyttelsesanlegg omfattende en anordning for tilførsel av beskyttende strøm til minst én anode og til den overflate som skal beskyttes, en referansehalvcelle for frembringelse av en signalspenning som gir et bilde av katode-beskyttelsesbetingelsene på den overflate som skal beskyttes, en kilde for en referansespenning i motkobling til referansehalvcellens spenning for å skaffe et differansesignal, og en anordning for innstilling av referansespenning for å gi likevekt

ved forutbestemte katodebeskyttelsesbe-tingelser, karakterisert ved en «annen-harmonisk magnetisk forsterker» (MAI), en anordning (21, 22) for påtryk-

king av differansesignalspenningen på den annen-harmoniske magnetiske forsterkers styrevikling (34, 36), en anordning (24) for økning eller minskning av den til overflaten (8) tilførte effekt som en funksjon av den i forsterkerens (MR1) utgangsvik-ling (38, 40) opptredende strøm med én polaritet og en anordning (52) for i det vesentlige å undertrykke forsterkerens ut-gangsstrøm med den annen polaritet.

2. Anlegg ifølge påstand 1, karakterisert ved en likeretteranordning (21) i forsterkerens utgangskrets for undertrykkelse av den utgangspolaritet som svarer til differansesignaler som angir en for stor beskyttelsesstrøm, en konvensjonell magnetisk forsterker (MA2), anordninger (54) for å påtrykke den annen-harmoniske magnetiske forsterkers annen utgangspolaritet på den konvensjonelle magnetiske forsterkers (MA2) styreviklinger (56, 58) for økning av dennes ytelse, en mettbar reaktans-spole (24) for justering av krafttilførselen til overflaten (8) som skal beskyttes og anoden, anordninger (74) for å påtrykke den vanlige forsterkers (MA2) utgangseffekt på den mettbare reaktansspole (24) og anordninger (80) for tilførsel av den likerettede effekt til anoden og overflaten (8).

3. Anlegg ifølge påstand 2, karakterisert ved at anlegget også omfatter en annen-harmonisk magnetisk forsterker (MAI) med innbyrdes tilpassede kjerner, med styreviklinger (34, 36) anordnet i motkobling, inngangseffektvik-linger (44, 46) og utgangseffektviklinger (38, 40), hvilke siste også er anordnet i motkobling, hvorved spenninger som induseres i utgangseffekt-viklingene opphever hinannen når inngangseffekt-viklingene er magnetisert og der ikke er strøm i styreviklingene (34, 36), ved anordninger (21, 22) for tilførsel av differansesignalspenningen til den annen-harmoniske magnetiske forsterkers (MAI) styreviklinger (34, 36), hvorved der fremkommer differanse-signalspenning i utgangsviklingene ved ulikevekt mellom de magnetiske egenskaper i de innbyrdes tilpassede kjerner, likeret-teranordninger (52) for undertrykkelse av differansesignalspenningen i utgangsviklingene som følge av én polaritet for differansesignalspenningen, anordninger (MA2) for forsterkning av de i den annen-harmoniske magnetiske forsterkers (MAI) ut-gangsviklinger (38, 40) opptredende diffe-ransesignalspenninger som følge av signalspenning med den annen polaritet og anordninger (24) for styring av beskyttelses-effekthøyden levert til anoden (26) og overflaten (8) som en funksjon av den forsterkede utgangsdifferansesignalspenning fra den annen-harmoniske magnetiske forsterker (MAI).

Anlegg ifølge påstand 3, karakterisert ved at der i følerkretsen er anordnet en induktans (22) for å øke for-sterkningen og hindre de annen-harmonis ke strømmer i passering gjennom referansehalvcellen.

5. Anlegg ifølge påstand 4, karakterisert ved en tilleggsanordning for kompensering av ujevn tilpassing mellom kjernene i den annen-harmoniske magnetiske forsterker, hvilken anordning består av minst én innstillbar motstand (14) koblet over en av inngangseffektviklingene.