PL162500B1 - Sposób i układ do pomiaru potencjału metalowej konstrukcji w środowisku elektrolitycznym - Google Patents

Abstract

1. Sposób pomiaru potencjału metalowej konstrukcji w środowisku elektrolitycznym polegający na szybkich pomiarach potencjału konstrukcji, znamienn y tym , że potencjał konstrukcji (3) obarczony sygnałem zakłócającym, wynikającym z omowego spadku napięcia, występującego pod wpływem przepływu prądów ochronnego i błądzących, mierzy się w okresie czasu rzędu kilkudziesięciu milisekund elektrodę odniesienia (1), a następnie na ten potencjał nakłada się różnicę potencjałów reprezentującą sobąjedynle omowy spadek napięcia, wynikający z przepływu prądu ochronnego i prądów błądzących, zmierzonego pomiędzy elektrodą odniesienia (1) a dodatkową elektrodą (2), przy czym przed każdym następnym pomiarem, elektrody odniesienia (1)1 dodatkową (2) zwiera się ze sobą przez rezystancję na okres czasu wynikający z rezystancji 1 pojemności i obwodu zwarcia Jednocześnie podczas zwarcia elektrody te odlzolowuje się od masy mierzonej konstrukcji (3). 2. Układ pomiaru potencjału metalowej konstrukcji w środowisku elektrolitycznym, składający się z miernika sprzężonego z obwodem wykrywania przerwy w pracy źródła ochrony katodowej, do którego dołączona jest mierzona konstrukcja oraz elektrody, znam ienny tym , że elektroda odniesienia (1)1 dodatkowa elektroda (2) połączone są z kluczującym układem (8), który przez wzmacniacz (9) zwarty Jest z Jednym z wejść sumatora (10), a do drugiego wejścia podłączona Jest metalowa konstrukcja (3), zaś wyjście sumatora (10) zwarte jest miernikiem (11), przy czym z masą całego układu połączona Jest elektroda odniesienia (1).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do pomiaru potencjału metalowej konstrukcji w środowisku elektrolitycznym. Znajduje on zastosowanie szczególnie do pomiaru potencjału metalowej konstrukcji, obarczonego sygnałem zakłócającym, wynikającym z omowego spadku napięcia, umieszczonej w środowisku elektrolitycznym. Może to być przykładowo rurociąg zakopany w ziemi albo element metalowy osadzony w wodzie morskiej.

Znany sposób polega na nagłym przerwaniu pracy źródła ochrony katodowej, a następnie szybkim pomiarze potencjału występującego pomiędzy żądanym punktem konstrukcji i otaczającą ją ziemią. Urządzenie do realizacji tego sposobu składa się z elektrody podłączonej do jednego z zacisków woltomierza, a drugi zwarty jest z konstrukcją.

Woltomierz sprzężony jest z obwodem wykrywania przerwy w pracy źródła ochrony katodowej oraz obwodem sterowania uczulonym na przerwy w pracy tego źródła. W metodzie tej, zwanej wyłączeniową, wykorzystuje się fakt, że czas zaniku polaryzacji omowej, to jest spadku napięcia na rezystancji wewnętrznej gruntu, jest znacznie krótszy od czasu zaniku polaryzacji elektrochemicznej. Wadą tego sposobu jest konieczność zsynchronizowania chwili wyłączenia wszystkich źródeł prądu polaryzującego konstrukcję z momentem rozpoczęcia pomiaru.

Znane są również sposoby kompensacji fluktuacji przedstawione w polskich opisach patentowych ar 115039,132385,146906. Pierwszy ze sposobów polega na tym, że do kompensacji fluktuacji podczas wykonywania pomiarów stosuje się jednocześnie minimum dwie sondy odniesienia, przy czym umieszcza się je w obszarze leżącym po przeciwnych stronach płaszczyzny przechodzącej przez punkt usytuowania sondy pomiarowej. Sondy odniesienia zwarte są ze sobą galwanicznie tworząc wielopunktową sondę odniesienia, połączoną z jednym zaciskiem miernika, a z drugim zaciskiem połączonajest sonda pomiarowa. W drugim ze sposobów stosuje

162 500 się jednocześnie minimum dwie pary sond, przy czym tylko jedną sondę z każdej pary umieszcza się w strefie oddziaływania pola mierzonego, drugą zaś sondę z każdej pary umieszcza się poza tą strefą. Z każdą sondą znajdującą się w obszarzem oddziaływania pola mierzonego zwarta jest galwanicznie sonda znajdująca się poza tym obszarem. Jedna para sond połączona jest z dodatnim zaciskiem miernika, a druga z ujemnym zaciskiem. Trzeci ze sposobów polega na tym, że po pojawieniu się sygnału użytecznego, pętlę sprzężenia zwrotnego przerywa się, zaś wysterowanie wzmacniacza podtrzymuje się z dodatkowego źródła napięcia, regulowanego na poziomie ustalonym w chwili rozwarcia pętli. Mimo istnienia jeszcze innych rozwiązań, zagadnienie eliminowania oddziaływania pól zewnętrznych na przestrzeni pomiędzy elektrodą pomiarową, a badaną konstrukcją ciągle jest aktualne.

Przy sposobie według wynalazku potencjał konstrukcji mierzy się w okresie czasu rzędu kilkudziesięciu milisekund elektrodą odniesienia, a następnie na ten potencjał nakłada się różnicę potencjałów, reprezentującą sobą jedynie omowy spadek napięcia. Jest to spadek wynikający z przepływu prądu ochronnego i prądów błądzących, zmierzonego pomiędzy elektrodą odniesienia a dodatkową elektrodą. Przed każdym następnym pomiarem, elektrody odniesienia i dodatkową zwiera się ze sobą przez rezystację na okres czasu wynikający z rezystacji i pojemności obwodu zwarcia. Podczas zwarcia elektrody te odizolowuje się od masy mierzonej konstrukcji. Układ, który służy do realizacji tego sposobu charakteryzuje się -tym, że elektroda odniesienia i dodatkowa elektroda połączone są z kluczującym układem, który poprzez wzmacniacz zwarty jest z jednym z wejść sumatora. Do drugiego wejścia sumatora podłączona jest metalowa konstrukcja, a wyjście sumatora zwarte jest miernikiem. Na masę całego układu połączona jest elektroda odniesienia.

Stosowanie sposobu i układu według wynalazku pozwala na znaczne ograniczenie wpływu składowej omowej spadku napięcia na pomiar potencjału metalowej konstrukcji, a tym samym na zwiększenie dokładności wykonania pomiaru potencjału tej konstrukcji. Zaletą układu według wynalazku jest duża dowolność wyboru miejsca umieszczenia elektrody odniesienia i dodatkowej elektrody w stosunku do mierzonej konstrukcji. Ma to szczególne znaczenie w przypadku, gdy dostęp do konstrukcji jest utrudniony.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia konstrukcję i układ w perspektywicznym widoku, fig. 2 - schematycznie układ pomiarowy.

W sposobie według wynalazku, potencjał konstrukcji 3, obarczony sygnałem zakłócającym, wynikającym z omowego spadku napięcia, występującego pod wpływem przepływu prądów ochronnego i błądzących, mierzy się elektrodą odniesienia 1 w okresie czasu rzędu kilkudziesięciu milisekund. Następnie na ten potencjał nakłada się różnicę potencjałów zmierzoną pomiędzy elektrodą odniesienia 1, a dodatkową elektrodą 2. Różnica ta jest proporcjonalna do spadku napięcia wynikającego z przepływu prądu ochronnego, generowanego do środowiska poprzez anody polaryzacyjne 6 ze źródła prądu 5, a także z przepływu zakłócających prądów elektrycznych. Przed każdym następnym pomiarem elektrodę odniesienia 1 i dodatkową elektrodę 2 zwiera się ze sobą przez rezystancję na okres czasu wynikający z rezystancji i pojemności obwodu zwarcia. Podczas zwarcia elektrody 1 i 2 odizolowane są od masy mierzonej konstrukcji

3. Dodatkową elektrodę 2 umieszcza się w odpowiednim miejscu środowiska elektrolitycznego, po tej samej stronie konstrukcji 3, co elektroda odniesienia 1. Pętlę pomiarową tworzoną pomiędzy układem pomiarowym 4, a sondami 1 i 2 buduje się tak, aby obejmowana przez przewody powierzchnia, w możliwie największym stopniu, ograniczała induktowanie się pasożytniczych sił elektromotorycznych.

Układ składa się z elektrody odniesienia 1 oraz dodatkowej elektrody 2, połączonych ekranowymi przewodami 7 do kluczującego układu 8, charakteryzującego się w stanie pomiarowym dużą rezystancją wejściową. W stanie zwarciakluczujący układ 8 charakteryzuje się małą rezystancję rzędu pojedynczych omów. Kluczujący układ 8 zwarty jest z wejściem wzmacniacza 9, a ten z kolei z jednym z wejść sumatora 10. Do drugiego wejścia sumatora 10 podłączona jest mierzona konstrukcja 3. Wyjście sumatora 10 zwarte jest miernikiem 11. Na masę całego układu

162 500 połączona jest elektroda odniesienia 1. W wyniku pomiaru uzyskuje się potencjał metalowej konstrukcji bez konieczności przerywania pracy źródła ochrony katodowej.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób pomiaru potencjału metalowej konstrukcji w środowisku elektrolitycznym polegający na szybkich pomiarach potencjału konstrukcji, znamienny tym, że potencjał konstrukcji (3) obarczony sygnałem zakłócającym, wynikającym z omowego spadku napięcia, występującego pod wpływem przepływu prądów ochronnego i błądzących, mierzy się w okresie czasu rzędu kilkudziesięciu milisekund elektrodę odniesienia (1), a następnie na ten potencjał nakłada się różnicę potencjałów reprezentującą sobą jedynie omowy spadek napięcia, wynikający z przepływu prądu ochronnego i prądów błądzących, zmierzonego pomiędzy elektrodą odniesienia (1) a dodatkową elektrodą (2), przy czym przed każdym następnym pomiarem, elektrody odniesienia (1) i dodatkową (2) zwiera się ze sobą przez rezystancję na okres czasu wynikający z rezystancji i pojemności obwodu zwarcia, jednocześnie podczas zwarcia elektrody te odizolowuje się od masy mierzonej konstrukcji (3).

2. Układ pomiaru potencjału metalowej konstrukcji w środowisku elektrolitycznym, składający się z miernika sprzężonego z obwodem wykrywania przerwy w pracy źródła ochrony katodowej, do którego dołączona jest mierzona konstrukcja oraz elektrody, znamienny tym, że elektroda odniesienia (1) i dodatkowa elektroda (2) połączone są z kluczującym układem (8), który przez wzmacniacz (9) zwarty jest z jednym z wejść sumatora (10), a do drugiego wejścia podłączona jest metalowa konstrukcja (3), zaś wyjście sumatora (10) zwarte jest miernikiem (11), przy czym z masą całego układu połączona jest elektroda odniesienia (1).