RU201536U1 - MEANS FOR CATHODIC CORROSION PROTECTION OF METAL STRUCTURE IN WATER - Google Patents

MEANS FOR CATHODIC CORROSION PROTECTION OF METAL STRUCTURE IN WATER Download PDF

Info

Publication number
RU201536U1
RU201536U1 RU2020133392U RU2020133392U RU201536U1 RU 201536 U1 RU201536 U1 RU 201536U1 RU 2020133392 U RU2020133392 U RU 2020133392U RU 2020133392 U RU2020133392 U RU 2020133392U RU 201536 U1 RU201536 U1 RU 201536U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
controller
metal structure
filter
Prior art date
Application number
RU2020133392U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Леонидович Кашин
Сергей Алексеевич Жуков
Дмитрий Ефимович Рябинин
Александр Эдуардович Добрынский
Ильяс Юсыфович Абдулхаков
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение Завод "Волна"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное объединение Завод "Волна" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение Завод "Волна"
Priority to RU2020133392U priority Critical patent/RU201536U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU201536U1 publication Critical patent/RU201536U1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
    • C23F13/04—Controlling or regulating desired parameters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области применения электротехники и электроники в судостроении и может быть использована в системах катодной защиты от коррозии металлоконструкций, находящихся в воде, преимущественно, корпусов судов. Средство содержит электрод сравнения, анод, последовательно соединенные ШИМ-инвертор, выпрямитель и фильтр, положительный вывод которого соединен с анодом, а отрицательный вывод выполнен с возможностью соединения с металлоконструкцией. При этом оно снабжено контроллером, у которого первый вход подключен к электроду сравнения, второй вход выполнен с возможностью соединения с металлоконструкцией, а выход подключен к управляющему входу ШИМ-инвертора, блоком управления и индикации, который выполнен на основе микропроцессора и подключен входом-выходом к входу-выходу контроллера, датчиком напряжения, подключенным входами к выводам фильтра, а выходом - к третьему входу контроллера, и датчиком тока, включенным в цепь отрицательного вывода фильтра, выполненного с возможностью соединения с металлоконструкцией, и подключенным выходом к четвертому входу контроллера. Технический результат: расширение арсенала технических средств катодной защиты металлоконструкций от коррозии. 2 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering and electronics in shipbuilding and can be used in systems for cathodic corrosion protection of metal structures in water, mainly ship hulls. The tool contains a reference electrode, an anode, a series-connected PWM inverter, a rectifier and a filter, the positive terminal of which is connected to the anode, and the negative terminal is configured to be connected to the metal structure. At the same time, it is equipped with a controller, in which the first input is connected to the reference electrode, the second input is configured to be connected to the metal structure, and the output is connected to the control input of the PWM inverter, a control and display unit, which is based on a microprocessor and is connected by the input-output to input-output of the controller, a voltage sensor connected by inputs to the filter terminals, and by an output to the third input of the controller, and a current sensor connected to the negative output circuit of the filter, configured to be connected to the metal structure, and connected by the output to the fourth input of the controller. EFFECT: expanding the arsenal of technical means for cathodic protection of metal structures from corrosion. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области применения электротехники и электроники в судостроении и может быть использована в системах катодной защиты от коррозии металлоконструкций, находящихся в воде, преимущественно, корпусов судов.The utility model relates to the field of electrical engineering and electronics in shipbuilding and can be used in cathodic protection systems against corrosion of metal structures in water, mainly ship hulls.

Для защиты подводной части корпусов морских судов от коррозии широко используются системы катодной защиты, которые обеспечивают поддержание требуемого защитного потенциала корпуса судна за счет автоматического регулирования электрического тока, протекающего между погруженным в воду анодом и корпусом судна.Cathodic protection systems are widely used to protect the underwater part of the hulls of marine vessels against corrosion, which ensure the maintenance of the required protective potential of the hull by automatically regulating the electric current flowing between the submerged anode and the hull of the vessel.

Принцип действия систем катодной защиты (Коррозия и защита судов: Справочник / Люблинский Е.Я. и др. - Л.: Судостроение, 1987. - 376 с. Бибиков Н.Н., Люблинский Е.Я., Поварова Л.В. Электрохимическая защита морских судов от коррозии. - М.: Металлургия, 1987. - 96 с.) основан на способности металла, погруженного в морскую воду, переходить в пассивное состояние при смещении его потенциала в отрицательную сторону от стационарного значения.The principle of operation of cathodic protection systems (Corrosion and protection of ships: Handbook / Lyublinsky E.Ya. et al. - L .: Sudostroenie, 1987. - 376 pp. Bibikov N.N., Lyublinsky E.Ya., Povarova L.V. Electrochemical protection of sea vessels against corrosion. - Moscow: Metallurgy, 1987. - 96 p.) Is based on the ability of a metal immersed in sea water to pass into a passive state when its potential is displaced in the negative direction from the stationary value.

Для эффективного функционирования системы катодной защиты должны обеспечивать как высокоточное задание требуемого значения защитного потенциала корпуса судна, так и высокоточное автоматическое поддержание текущего значения защитного потенциала на уровне его требуемого значения с ошибкой, не превышающей 1% от требуемого значения защитного потенциала, на основании сравнения текущего значения потенциала, снимаемого с установленного на корпусе судна электрода сравнения, с заданным требуемым значением.For the effective functioning of the cathodic protection systems, they must provide both high-precision setting of the required value of the protective potential of the ship's hull and high-precision automatic maintenance of the current value of the protective potential at the level of its required value with an error not exceeding 1% of the required value of the protective potential, based on a comparison of the current value potential taken from the reference electrode installed on the ship's hull, with a given required value.

Известны системы катодной защиты от коррозии металлоконструкции, преимущественно корпуса судна (RU 2110616 С1, 1998; RU 2110617 С1, 1998; RU 2215823 С1, 2003), которые в общей для них части содержат управляемый источник постоянного тока, отрицательный и положительный полюсы которого подключены к корпусу судна и аноду, соответственно, электрод сравнения, источник уставки защитного потенциала и блок управления, у которого первый, второй и третий входы подключены к корпусу судна, электроду сравнения и источнику уставки защитного потенциала, соответственно, а выход соединен со входом управляемого источника постоянного тока. При этом источник уставки защитного потенциала выполнен на основе параметрического стабилизатора напряжения в виде, по меньшей мере, одного полупроводникового стабилитрона с балластным резистором и регулирующего потенциометра, подключенного параллельно стабилитрону.Known systems for cathodic corrosion protection of metal structures, mainly the hull of the ship (RU 2110616 C1, 1998; RU 2110617 C1, 1998; RU 2215823 C1, 2003), which in their common part contain a controlled DC source, the negative and positive poles of which are connected to the ship's hull and the anode, respectively, the reference electrode, the source of the protective potential setting and the control unit, in which the first, second and third inputs are connected to the ship's hull, the reference electrode and the source of the protective potential setting, respectively, and the output is connected to the input of the controlled DC source ... In this case, the source of the setting of the protective potential is made on the basis of a parametric voltage stabilizer in the form of at least one semiconductor zener diode with a ballast resistor and a control potentiometer connected in parallel with the zener diode.

Наиболее близкой по технической сущности к настоящей полезной модели является известная система катодной защиты от коррозии корпуса корабля (RU 2618968 С1, 2017). Ближайший аналог содержит источник эталонного напряжения, отрицательный вывод которого соединен с корпусом корабля, электрод сравнения, аноды, дифференциальный операционный усилитель, первый вход которого соединен с положительным выводом источника эталонного напряжения, а второй вход - с электродом сравнения, измерительный операционный усилитель, первый вход которого соединен с выходом дифференциального операционного усилителя, и фазосдвигающий ШИМ-конвертор, вход которого соединен с выходом измерительного операционного усилителя, а выход опорного напряжения - со вторым входом измерительного операционного усилителя. Кроме того, ближайший аналог содержит высокочастотный трансформатор, первичная обмотка которого через последовательно включенный разделительный конденсатор подключена к выходам фазосдвигающего ШИМ-конвертора, а также последовательно соединенные выпрямитель, подключенный ко вторичной обмотке высокочастотного трансформатора, и фильтр, который соединен положительным выводом с анодами, а отрицательным выводом - с корпусом корабля.The closest in technical essence to the present utility model is the well-known system of cathodic protection against corrosion of the ship's hull (RU 2618968 C1, 2017). The closest analogue contains a reference voltage source, the negative terminal of which is connected to the ship's hull, a reference electrode, anodes, a differential operational amplifier, the first input of which is connected to the positive terminal of the reference voltage source, and the second input to the reference electrode, a measuring operational amplifier, the first input of which is connected to the output of the differential operational amplifier, and a phase-shifting PWM converter, the input of which is connected to the output of the measuring operational amplifier, and the reference voltage output to the second input of the measuring operational amplifier. In addition, the closest analogue contains a high-frequency transformer, the primary winding of which is connected through a series-connected isolating capacitor to the outputs of a phase-shifting PWM converter, as well as a series-connected rectifier connected to the secondary winding of a high-frequency transformer, and a filter, which is connected by a positive terminal to the anodes, and a negative output - with the ship's hull.

Вместе с тем, согласно современным достаточно высоким требованиям, системы катодной защиты корпуса судна от коррозии должны обеспечивать задание требуемого значения защитного потенциала в диапазоне 0,2-1,5 В с точностью ±0,01 В и поддержание текущего значения защитного потенциала на уровне его требуемого значения с ошибкой, не превышающей ±0,015 В, при функционировании в условиях широких диапазонов изменения рабочей температуры и предельной температуры, составляющих 60°С и 120°С, соответственно.At the same time, according to modern rather high requirements, the systems of cathodic protection of the ship's hull against corrosion should ensure the setting of the required value of the protective potential in the range of 0.2-1.5 V with an accuracy of ± 0.01 V and maintaining the current value of the protective potential at its level. the required value with an error not exceeding ± 0.015 V, when operating under conditions of wide ranges of changes in the operating temperature and the limiting temperature, which are 60 ° C and 120 ° C, respectively.

Использование в упомянутых выше аналогах параметрических стабилизаторов напряжения на основе полупроводникового стабилитрона с балластным резистором и регулирующего потенциометра в качестве источника эталонного напряжения и операционных усилителей для сравнения текущего значения потенциала, снимаемого с электрода сравнения, с заданным требуемым значением в виде эталонного напряжения, то есть элементов аналоговой электронной техники, работающих в условиях широкого диапазона изменения температуры, не позволяет обеспечить их соответствие современным требованиям по точности.The use in the aforementioned analogs of parametric voltage stabilizers based on a semiconductor zener diode with a ballast resistor and a regulating potentiometer as a source of reference voltage and operational amplifiers to compare the current value of the potential taken from the reference electrode with a given required value in the form of a reference voltage, that is, analog elements electronic equipment operating in a wide range of temperature variation does not allow ensuring their compliance with modern accuracy requirements.

Кроме того, упомянутые выше аналоги не обеспечивают возможности контроля процесса осуществления катодной защиты, в том числе, с возможностью выявления обрыва цепи анода, а также защиты электронных элементов в случае превышения выходным током предельно допустимого значения, например, при коротком замыкании в выходной цепи.In addition, the aforementioned analogs do not provide the ability to monitor the cathodic protection process, including with the ability to detect an open circuit in the anode, as well as to protect electronic elements in the event that the output current exceeds the maximum permissible value, for example, with a short circuit in the output circuit.

В связи с указанными выше обстоятельствами потребовалось решение технической проблемы, которая при создании настоящей полезной модели заключалась в расширении арсенала технических средств для катодной защиты от коррозии находящихся в воде металлоконструкций, преимущественно, корпусов судов, отвечающих современным требованиям по обеспечению точности задания требуемого значения и поддержания текущего значения защитного потенциала корпуса металлоконструкции и возможности контроля процесса осуществления катодной защиты.In connection with the above circumstances, it was necessary to solve a technical problem, which, when creating this utility model, consisted in expanding the arsenal of technical means for cathodic corrosion protection of metal structures in water, mainly ship hulls that meet modern requirements to ensure the accuracy of setting the required value and maintaining the current values of the protective potential of the metal structure and the possibility of monitoring the process of cathodic protection.

Следовательно, технический результат, достигаемый использованием настоящей полезной модели, заключается в реализации катодной защиты от коррозии находящихся в воде металлоконструкций.Consequently, the technical result achieved by using this utility model consists in the implementation of cathodic protection against corrosion of metal structures in water.

Указанная техническая проблема решена и технический результат достигнут тем, что средство для катодной защиты от коррозии металлоконструкции, находящейся в воде, содержащее, в соответствии с ближайшим аналогом, электрод сравнения, анод, последовательно соединенные инвертор на основе широтно-импульсного модулятора (далее - ШИМ-инвертор), выпрямитель и фильтр, положительный вывод которого соединен с анодом, а отрицательный вывод выполнен с возможностью соединения с металлоконструкцией, отличается от ближайшего аналога тем, что оно снабжено контроллером, у которого первый вход подключен к электроду сравнения, второй вход выполнен с возможностью соединения с металлоконструкцией, а выход подключен к управляющему входу ШИМ-инвертора, блоком управления и индикации, который выполнен на основе микропроцессора и подключен входом-выходом к входу-выходу контроллера, датчиком напряжения, подключенным входами к выводам фильтра, а выходом к третьему входу контроллера, и датчиком тока, включенным в цепь отрицательного вывода фильтра, выполненного с возможностью соединения с металлоконструкцией, и подключенным выходом к четвертому входу контроллера.The specified technical problem is solved and the technical result is achieved by the fact that a means for cathodic corrosion protection of a metal structure in water, containing, in accordance with the closest analogue, a reference electrode, an anode, a series-connected inverter based on a pulse-width modulator (hereinafter - PWM- inverter), a rectifier and a filter, the positive terminal of which is connected to the anode, and the negative terminal is made with the possibility of connection with the metal structure, differs from the closest analogue in that it is equipped with a controller, in which the first input is connected to the reference electrode, the second input is made to be connected with a metal structure, and the output is connected to the control input of the PWM inverter, a control and display unit, which is based on a microprocessor and is connected by input-output to the input-output of the controller, a voltage sensor connected to the inputs to the filter outputs, and the output to the third input of the controller, and a current sensor included in the p of the negative output of the filter, made with the possibility of connecting with the metal structure, and the connected output to the fourth input of the controller.

Снабжение средства для катодной защиты от коррозии металлоконструкции, находящейся в воде, контроллером, у которого первый вход подключен к электроду сравнения, второй вход выполнен с возможностью соединения с металлоконструкцией, а выход подключен к управляющему входу ШИМ-инвертора, блоком управления и индикации, который выполнен на основе микропроцессора и подключен входом-выходом к входу-выходу контроллера, датчиком напряжения, подключенным входами к выводам фильтра, а выходом - к третьему входу контроллера, и датчиком тока, включенным в цепь отрицательного вывода фильтра, выполненного с возможностью соединения с металлоконструкцией, и подключенным выходом к четвертому входу контроллера, обеспечивает расширение арсенала технических средств катодной защиты от коррозии находящихся в воде металлоконструкций.The supply of a means for cathodic corrosion protection of a metal structure in water with a controller in which the first input is connected to the reference electrode, the second input is connected to the metal structure, and the output is connected to the control input of the PWM inverter, a control and display unit, which is made based on a microprocessor and is connected by input-output to the input-output of the controller, by a voltage sensor connected by inputs to the filter terminals, and by an output to the third input of the controller, and by a current sensor connected to the negative output circuit of the filter made with the ability to connect to the metal structure, and connected output to the fourth input of the controller, provides an expansion of the arsenal of technical means of cathodic protection against corrosion of metal structures in water.

При этом снабжение средства для катодной защиты от коррозии металлоконструкции, находящейся в воде, контроллером, у которого первый вход подключен к электроду сравнения, а второй вход выполнен с возможностью соединения с металлоконструкцией, а также блоком управления и индикации, который выполнен на основе микропроцессора и подключен входом-выходом к входу-выходу контроллера, в отличие от упомянутых выше аналогов, дает возможность задания требуемого значения защитного потенциала и сравнения с его текущим значением не в аналоговом, а в цифровом виде, что обеспечивает более высокую точность как задания, так и сравнения потенциалов, в особенности, при функционировании в условиях широких диапазонов изменения температуры.At the same time, the supply of the means for cathodic corrosion protection of a metal structure in water with a controller, in which the first input is connected to the reference electrode, and the second input is made with the possibility of connecting to the metal structure, as well as a control and display unit, which is based on a microprocessor and is connected input-output to the input-output of the controller, in contrast to the analogs mentioned above, makes it possible to set the required value of the protective potential and compare it with its current value not in analog, but in digital form, which ensures higher accuracy of both the setting and comparison of potentials especially when operating under wide temperature ranges.

Кроме того, снабжение средства для катодной защиты от коррозии металлоконструкции, находящейся в воде, контроллером, у которого выход подключен к управляющему входу ШИМ-инвертора, блоком управления и индикации, который выполнен на основе микропроцессора и подключен входом-выходом к входу-выходу контроллера, датчиком напряжения, подключенным входами к выводам фильтра, а выходом - к третьему входу контроллера, и датчиком тока, включенным в цепь отрицательного вывода фильтра, выполненного с возможностью соединения с металлоконструкцией, и подключенным выходом к четвертому входу контроллера, с одной стороны, позволяет оператору контролировать по показаниям элементов индикации блока управления и индикации процесс осуществления катодной защиты, в том числе, оценивать текущее значение потенциала, снимаемого с электрода сравнения, и выявлять обрыв или короткое замыкание в выходной цепи на основании сигналов с датчика тока и датчика напряжения. С другой стороны, это обеспечивает возможность защиты электронных элементов ШИМ-инвертора в случае превышения выходным током предельно допустимого значения, например, при коротком замыкании в выходной цепи.In addition, the supply of a means for cathodic corrosion protection of a metal structure in water with a controller whose output is connected to the control input of a PWM inverter, a control and display unit, which is made on the basis of a microprocessor and is connected by input-output to the input-output of the controller, a voltage sensor connected by inputs to the filter terminals, and by an output to the third input of the controller, and by a current sensor connected to the negative terminal of the filter, made with the possibility of connecting to a metal structure, and connected by an output to the fourth input of the controller, on the one hand, allows the operator to control according to the indications of the indication elements of the control and indication unit, the process of implementing cathodic protection, including evaluating the current value of the potential taken from the reference electrode, and detecting an open or short circuit in the output circuit based on signals from the current sensor and voltage sensor. On the other hand, this makes it possible to protect the electronic elements of the PWM inverter if the output current exceeds the maximum permissible value, for example, in the event of a short circuit in the output circuit.

На фиг. 1 показана структурная схема средства для катодной защиты от коррозии металлоконструкции, находящейся в воде, где 1 - блок управления и индикации, 2 - контроллер, 3 - ШИМ-инвертор, 4 -выпрямитель, 5 - фильтр, 6 - датчик напряжения, 7 - датчик тока, 8 -электрод сравнения, 9 - анод и 10 - металлоконструкция.FIG. 1 shows a block diagram of a means for cathodic corrosion protection of a metal structure in water, where 1 is a control and display unit, 2 is a controller, 3 is a PWM inverter, 4 is a rectifier, 5 is a filter, 6 is a voltage sensor, 7 is a sensor. current, 8 - reference electrode, 9 - anode and 10 - metal structure.

На фиг. 2 приведена схема ШИМ-инвертора 3, где 11 - ШИМ-контроллер.FIG. 2 shows a diagram of a PWM inverter 3, where 11 is a PWM controller.

Средство для катодной защиты от коррозии металлоконструкции, находящейся в воде, содержит (см. фиг. 1) контроллер 2 и последовательно соединенные ШИМ-инвертор 3, управляющий вход которого соединен с выходом контроллера 2, двухполупериодный выпрямитель 4 на основе полупроводниковых диодов и индуктивно-емкостной фильтр 5.Means for cathodic corrosion protection of a metal structure in water contains (see Fig. 1) controller 2 and series-connected PWM inverter 3, the control input of which is connected to the output of controller 2, a full-wave rectifier 4 based on semiconductor diodes and inductive-capacitive filter 5.

В качестве контроллера 2 может быть использован 32-разрядный микроконтроллер 1986 ВЕ91Т, который снабжен встроенной FLASH-памятью программ, оперативным запоминающим устройством, 12-разрядными аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями, а также такими периферийными интерфейсами, как USB, CAN, UART, SPI и I2C.32-bit microcontroller 1986 BE91T, which is equipped with built-in FLASH program memory, random access memory, 12-bit analog-to-digital and digital-to-analog converters, as well as such peripheral interfaces as USB, CAN, UART can be used as controller 2. , SPI and I2C.

Средство содержит электрод 8 сравнения, который установлен на металлоконструкции 10 и подключен к первому входу контроллера 2, являющемуся одним из входов его аналого-цифрового преобразователя, причем второй вход контроллера 2, являющийся входом противоположной полярности того же аналого-цифрового преобразователя, подключен к металлоконструкции 10. В качестве электрода 8 сравнения может быть использован традиционно применяемый в отечественном судостроении хлорсеребряный электрод сравнения.The tool contains a reference electrode 8, which is installed on the metal structure 10 and is connected to the first input of the controller 2, which is one of the inputs of its analog-to-digital converter, and the second input of the controller 2, which is the input of the opposite polarity of the same analog-to-digital converter, is connected to the metal structure 10 As the reference electrode 8, a silver chloride reference electrode, traditionally used in domestic shipbuilding, can be used.

Средство также содержит блок 1 управления и индикации, который выполнен на основе микропроцессора, снабжен цифровыми индикаторами и элементами управления, обеспечивающими ввод в цифровом виде, по меньшей мере, требуемого значения защитного потенциала, и подключен входом-выходом к входу-выходу контроллера 2.The tool also contains a control and display unit 1, which is made on the basis of a microprocessor, is equipped with digital indicators and control elements that provide digital input of at least the required value of the protective potential, and is connected by input-output to the input-output of controller 2.

В качестве микропроцессора блока 1 управления и индикации может быть использован 32-разрядный микроконтроллер 1986 ВЕ92У, который снабжен встроенной FLASH-памятью программ, оперативным запоминающим устройством, 12-разрядными аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями, а также такими периферийными интерфейсами, как USB, UART, SPI и I2C.As a microprocessor of the control and display unit 1, a 32-bit microcontroller 1986 BE92U can be used, which is equipped with a built-in FLASH program memory, random access memory, 12-bit analog-to-digital and digital-to-analog converters, as well as peripheral interfaces such as USB , UART, SPI and I2C.

Кроме того, средство содержит датчик 6 напряжения, подключенный входами к выводам фильтра 5, а выходом к третьему входу контроллера 2, являющемуся входом его аналого-цифрового преобразователя. В качестве датчика 6 напряжения может быть использован датчик малых токов типа ДМТ-10, одна из входных клемм которого подключена к отрицательному выводу фильтра 5, а другая - через резистор к положительному выводу фильтра 5. Номинал упомянутого резистора выбирают исходя из допустимых измеряемых значений тока датчика ДМТ-10 в диапазоне выходного напряжения фильтра 5. В результате выходной сигнал датчика тока ДМТ-10 будет соответствовать выходному напряжению фильтра 5.In addition, the tool contains a voltage sensor 6, connected by inputs to the outputs of the filter 5, and by the output to the third input of the controller 2, which is the input of its analog-to-digital converter. As a voltage sensor 6, a low current sensor of the DMT-10 type can be used, one of the input terminals of which is connected to the negative terminal of filter 5, and the other through a resistor to the positive terminal of filter 5. The value of the said resistor is selected based on the permissible measured values of the sensor current DMT-10 in the range of filter 5 output voltage. As a result, the output signal of the DMT-10 current sensor will correspond to the output voltage of filter 5.

Средство содержит датчик 7 тока, который включен в цепь отрицательного вывода фильтра 5, выполненного с возможностью соединения с металлоконструкцией 10, и подключен выходом к четвертому входу контроллера 2, являющемуся входом его аналого-цифрового преобразователя. В качестве датчика 7 тока может быть использован серийно изготавливаемый датчик тока типа ДТХ-Т (300А) с резистором, имеющим соответствующий диапазону измеряемых токов номинал и подключенным параллельно входным клеммам датчика тока ДТХ-Т (300А).The tool contains a current sensor 7, which is included in the negative output circuit of the filter 5, made with the possibility of connecting to the metal structure 10, and is connected by the output to the fourth input of the controller 2, which is the input of its analog-to-digital converter. As the current sensor 7, a serially manufactured current sensor of the DTKh-T (300A) type with a resistor having a nominal value corresponding to the range of measured currents and connected in parallel to the input terminals of the DTKh-T (300A) current sensor can be used.

Как показано на фиг. 2, ШИМ-инвертор 3 содержит ШИМ-контроллер 11, вход которого является управляющим входом ШИМ-инвертора 3, а выходы нагружены первичными обмотками двух входных трансформаторов, ко вторичным обмоткам которых подключены мощные биполярные транзисторы двухтактного мостового каскада, которые, поочередно открываясь, обеспечивают протекание переменного тока, создаваемого постоянным напряжением Uпит питания, через разделительный конденсатор и первичную обмотку выходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к выпрямителю 4. Постоянное напряжение Uпит питания, на практике равное 500 В, получают, например, путем преобразования переменного трехфазного напряжения 380 В бортовой сети судна с помощью выпрямителя и фильтра (на чертежах не показаны).As shown in FIG. 2, the PWM inverter 3 contains a PWM controller 11, the input of which is the control input of the PWM inverter 3, and the outputs are loaded with the primary windings of two input transformers, to the secondary windings of which powerful bipolar transistors of the push-pull bridge stage are connected, which, alternately opening, ensure the flow AC, U DC voltage generated by the pit power, via a capacitor and the primary winding of the output transformer, whose secondary winding is connected to a rectifier 4. The DC voltage supply U pit, in practice, equal to 500 is obtained, for example, by converting three-phase alternating voltage of 380 V on-board network of the vessel using a rectifier and filter (not shown in the drawings).

В качестве ШИМ-контроллера 11 может быть использован мостовой быстродействующий резонансный контроллер фазового сдвига 1308ЕУ2Т.A bridge high-speed resonant phase shift controller 1308EY2T can be used as a PWM controller 11.

Средство для катодной защиты от коррозии металлоконструкции, находящейся в воде, работает следующим образом.Means for cathodic corrosion protection of a metal structure in water works as follows.

При включении средства оператор с помощью элементов управления блока 1 управления и индикации вводит в его микропроцессор в цифровом виде требуемое значение защитного потенциала, которое определяется такими текущими условиями эксплуатации судна, как скорость хода, соленость и температура морской воды, сохранность лакокрасочного покрытия и др., и контролирует введенное значение по показаниям цифрового индикатора блока 1 управления и индикации. Введенное требуемое значение защитного потенциала из микропроцессора блока 1 управления и индикации поступает в контроллер 2, где заносится в его оперативное запоминающее устройство.When the tool is turned on, the operator, using the control elements of the control and display unit 1, digitally enters the required value of the protective potential into its microprocessor, which is determined by the current operating conditions of the vessel, such as speed, salinity and temperature of sea water, safety of paintwork, etc., and controls the entered value according to the digital indicator of the control and display unit 1. The entered required value of the protective potential from the microprocessor of the control and display unit 1 enters the controller 2, where it is entered into its random access memory.

Одновременно текущие значения защитного потенциала с электрода 8 сравнения и потенциала металлоконструкции 10 поступают на первый и второй входы контроллера 2, который своим входным аналого-цифровым преобразователем преобразует разность указанных потенциалов в цифровой код и заносит его в оперативное запоминающее устройство. Кроме того, цифровой код, соответствующий текущему значению защитного потенциала, из контроллера 2 поступает в микропроцессор блока 1 управления и индикации, который отображает его оператору с помощью цифрового индикатора.At the same time, the current values of the protective potential from the reference electrode 8 and the potential of the metal structure 10 are fed to the first and second inputs of the controller 2, which, with its input analog-to-digital converter, converts the difference of these potentials into a digital code and enters it into the random access memory. In addition, the digital code corresponding to the current value of the protective potential is sent from the controller 2 to the microprocessor of the control and display unit 1, which displays it to the operator using a digital indicator.

Затем контроллер 2 вычисляет разность между требуемым и текущим значениями защитного потенциала и сравнивает ее с заданным значением.Then the controller 2 calculates the difference between the required and the current values of the protective potential and compares it with the set value.

При превышении разностью между требуемым и текущим значениями защитного потенциала заданного значения контроллер 2 формирует и подает на ШИМ-контроллер 11 ШИМ-инвертора 3 управляющий сигнал для изменения напряжения на выходе ШИМ-инвертора 3, обеспечивающего уменьшение разности между требуемым и текущим значениями защитного потенциала.When the difference between the required and current values of the protective potential exceeds the set value, controller 2 generates and supplies to the PWM controller 11 of the PWM inverter 3 a control signal to change the voltage at the output of the PWM inverter 3, which reduces the difference between the required and current values of the protective potential.

ШИМ-контроллер 11 ШИМ-инвертора 3 с постоянной частотой, имеющей значение, например, от 25 до 35 кГц, формирует прямоугольные импульсы.The PWM controller 11 of the PWM inverter 3 with a constant frequency of, for example, 25 to 35 kHz, generates rectangular pulses.

Пока требуемое значение защитного потенциала превышает текущее значение защитного потенциала более, чем на заданное значение, соответствующий управляющий сигнал с контроллера 2 приводит к увеличению длительности импульсов, формируемых ШИМ-контроллером 11 ШИМ-инвертора 3, что вызывает повышение среднего за период значения напряжения на выходе ШИМ-инвертора 3.While the required value of the protective potential exceeds the current value of the protective potential by more than a predetermined value, the corresponding control signal from the controller 2 leads to an increase in the duration of the pulses generated by the PWM controller 11 of the PWM inverter 3, which causes an increase in the average voltage value over the period at the PWM output -inverter 3.

Электрический ток, вызванный напряжением на выходе ШИМ-инвертора 3, выпрямляется выпрямителем 4, сглаживается фильтром 5 и замыкается через анод 9 и водную среду на металлоконструкцию 10, вызывая увеличение текущего значения защитного потенциала.The electric current caused by the voltage at the output of the PWM inverter 3 is rectified by the rectifier 4, smoothed by the filter 5 and closed through the anode 9 and the aqueous medium to the metal structure 10, causing an increase in the current value of the protective potential.

Если текущее значение защитного потенциала в процессе увеличения станет превышать требуемое значение защитного потенциала более, чем на заданное значение, соответствующий управляющий сигнал с контроллера 2 приведет к уменьшению длительности импульсов, формируемых ШИМ-контроллером 11 ШИМ-инвертора 3, что вызовет снижение среднего за период значения напряжения на выходе ШИМ-инвертора 3, вызывая уменьшение тока через анод 9 и водную среду на металлоконструкцию 10 и поэтому уменьшение текущего значения защитного потенциала.If the current value of the protective potential in the process of increasing begins to exceed the required value of the protective potential by more than a predetermined value, the corresponding control signal from controller 2 will lead to a decrease in the duration of the pulses generated by the PWM controller 11 of the PWM inverter 3, which will cause a decrease in the average value over the period voltage at the output of the PWM inverter 3, causing a decrease in the current through the anode 9 and the aqueous medium to the metal structure 10 and therefore a decrease in the current value of the protective potential.

Аналогичным образом при функционировании средства для катодной защиты от коррозии металлоконструкции, находящейся в воде, осуществляется поддержание текущего значения защитного потенциала вблизи его требуемого значения.Similarly, during the operation of the means for cathodic corrosion protection of a metal structure in water, the current value of the protective potential is maintained near its required value.

Аналоговые сигналы с датчика 6 напряжения и датчика 7 тока поступают на третий и четвертый входы контроллера 2, соответственно, и преобразуются его входными аналого-цифровыми преобразователями в цифровые коды, которые заносятся в оперативное запоминающее устройство, а также поступают в микропроцессор блока 1 управления и индикации, который отображает оператору с помощью цифрового индикатора текущие значения приложенного к аноду 9 напряжения и протекающего через него тока.Analog signals from the voltage sensor 6 and the current sensor 7 are fed to the third and fourth inputs of the controller 2, respectively, and are converted by its input analog-to-digital converters into digital codes, which are entered into the random access memory, and also enter the microprocessor of the control and display unit 1 , which displays to the operator with a digital indicator the current values of the voltage applied to the anode 9 and the current flowing through it.

При этом нулевой сигнал с датчика 7 тока свидетельствует оператору об обрыве в цепи отрицательного или положительного выводов фильтра 5, соединенных с металлоконструкцией 10 и анодом 9, соответственно.In this case, the zero signal from the current sensor 7 indicates to the operator an open circuit in the negative or positive terminals of the filter 5 connected to the metal structure 10 and the anode 9, respectively.

Близкий к нулю сигнал с датчика 6 напряжения при большом значении сигнала с датчика 7 тока, превышающем предельно допустимое значение, свидетельствует оператору о коротком замыкании в цепи между положительным выводом фильтра 5 и датчиком 7 тока, а также дает возможность контроллеру 2 подать на ШИМ-контроллер 11 управляющий сигнал, вызывающий запирание всех транзисторов двухтактного мостового каскада и предотвращающий выход их из строя.A close to zero signal from the voltage sensor 6 with a large value of the signal from the current sensor 7, exceeding the maximum permissible value, indicates to the operator a short circuit in the circuit between the positive terminal of the filter 5 and the current sensor 7, and also enables the controller 2 to supply the PWM controller 11 is a control signal that turns off all the transistors of the push-pull bridge stage and prevents their failure.

Таким образом, полезная модель обеспечивает расширение арсенала технических средств катодной защиты металлоконструкций от коррозии.Thus, the utility model provides an expansion of the arsenal of technical means for the cathodic protection of metal structures from corrosion.

Claims (1)

Средство для катодной защиты от коррозии металлоконструкции, находящейся в воде, содержащее электрод сравнения, анод, последовательно соединенные ШИМ-инвертор, выпрямитель и фильтр, положительный вывод которого соединен с анодом, а отрицательный вывод выполнен с возможностью соединения с металлоконструкцией, отличающееся тем, что оно снабжено контроллером, у которого первый вход подключен к электроду сравнения, второй вход выполнен с возможностью соединения с металлоконструкцией, а выход подключен к управляющему входу ШИМ-инвертора, блоком управления и индикации, который выполнен на основе микропроцессора и подключен входом-выходом к входу-выходу контроллера, датчиком напряжения, подключенным входами к выводам фильтра, а выходом - к третьему входу контроллера, и датчиком тока, включенным в цепь отрицательного вывода фильтра, выполненного с возможностью соединения с металлоконструкцией, и подключенным выходом к четвертому входу контроллера.Means for cathodic corrosion protection of a metal structure in water, containing a reference electrode, an anode, a series-connected PWM inverter, a rectifier and a filter, the positive terminal of which is connected to the anode, and the negative terminal is made to be connected to the metal structure, characterized in that it equipped with a controller, in which the first input is connected to the reference electrode, the second input is made with the possibility of connecting to the metal structure, and the output is connected to the control input of the PWM inverter, the control and display unit, which is made on the basis of the microprocessor and is connected by the input-output to the input-output controller, a voltage sensor connected to the inputs to the filter terminals, and the output to the third input of the controller, and a current sensor connected to the negative output circuit of the filter, made with the possibility of connecting to the metal structure, and the connected output to the fourth input of the controller.
RU2020133392U 2020-10-09 2020-10-09 MEANS FOR CATHODIC CORROSION PROTECTION OF METAL STRUCTURE IN WATER RU201536U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020133392U RU201536U1 (en) 2020-10-09 2020-10-09 MEANS FOR CATHODIC CORROSION PROTECTION OF METAL STRUCTURE IN WATER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020133392U RU201536U1 (en) 2020-10-09 2020-10-09 MEANS FOR CATHODIC CORROSION PROTECTION OF METAL STRUCTURE IN WATER

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020118539U Division RU201537U1 (en) 2020-05-26 2020-05-26 MEANS FOR CATHODIC CORROSION PROTECTION OF METAL STRUCTURE IN WATER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU201536U1 true RU201536U1 (en) 2020-12-21

Family

ID=74062730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020133392U RU201536U1 (en) 2020-10-09 2020-10-09 MEANS FOR CATHODIC CORROSION PROTECTION OF METAL STRUCTURE IN WATER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU201536U1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2110617C1 (en) * 1997-02-18 1998-05-10 Вячеслав Георгиевич Зимин Cathodic corrosion protection system for metal constructions
RU2618968C1 (en) * 2015-10-13 2017-05-11 Александр Петрович Молодцов Device for power and automatic control of output current system of cathodic protection system from corrosion of metal constructions

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2110617C1 (en) * 1997-02-18 1998-05-10 Вячеслав Георгиевич Зимин Cathodic corrosion protection system for metal constructions
RU2618968C1 (en) * 2015-10-13 2017-05-11 Александр Петрович Молодцов Device for power and automatic control of output current system of cathodic protection system from corrosion of metal constructions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU201537U1 (en) MEANS FOR CATHODIC CORROSION PROTECTION OF METAL STRUCTURE IN WATER
JPWO2019102587A1 (en) Parallel power supply
RU2618968C1 (en) Device for power and automatic control of output current system of cathodic protection system from corrosion of metal constructions
RU201536U1 (en) MEANS FOR CATHODIC CORROSION PROTECTION OF METAL STRUCTURE IN WATER
RU2715555C1 (en) Method for determination of inoperative generator unit
US4255242A (en) Reference electrode IR drop corrector for cathodic and anodic protection systems
KR101091284B1 (en) Power Supply for Ballast Water Electrolysis
US4280124A (en) Corrosion detector
RU171189U1 (en) Modular installation for cathodic protection
GB1594301A (en) Circuit for shutting down an inverter
GB2055257A (en) Method and device for controlling a high voltage dc transmission system
JPH1151977A (en) Inverter circuit
JP2016089252A (en) External power source cathodic protection device
JP2019193383A (en) Power converter and abnormality detection method
RU2808773C1 (en) Current power supply for demagnetization windings
US3929606A (en) Protection system for the metallic fittings of non-metallic hulls of power boats
KR102554221B1 (en) External Power ICCP System for Ships
RU2802605C1 (en) System of electrochemical protection of the ship against corrosion
RU2768625C1 (en) System of cathodic protection of ship hull against corrosion
RU193892U1 (en) Power supply
KR100339540B1 (en) Drive control circuit and method of step-up active filter for power factor control
RU2293139C1 (en) Underground structure cathode protection modular apparatus
NO143501B (en) ANALOGUE PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF THERAPEUTIC ACTIVITY BENZOPYRAN COMPOUND
JPS638756Y2 (en)
RU99005U1 (en) MODULAR INSTALLATION FOR CATHODE PROTECTION