Устройство для измерения постоянного тока,преимущественно тока утечки по электролиту внутри трубопровода

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ТОКА УТЕЧКИ ПО ЭЛЕКТРОЛИТУ ВНУТРИ ТРУБОПРОВОДА, содержащее датчик паде-. кия напряжения, вход которого соединен с потенциальными зажимами участка трубопровода D месте его фланцевого соединения, а выход - с входом усилителя,, вспомогательный источник электроэнергии, выходная цепь которого через датчик тока подключена к токовым зажимам контролируемого участка .трубопровода, регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью пов.ншения точности, измерения, в него введен регулятор тока, а вспомогательный источник : электроэнергии выполнен в виде стабилизированного источника постоянного напряжения с направлением вспомогательного тока на контролируемом участке трубопровода, обратным направлению измеряемого тока, причем регулятор тока включен в выходную цепь источника постоянного напряжения, управляющий вход регулятора тока соединен с выходом усилителя, а вход регистрирующего прибора подключен к выходу датчика тока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!) (51)4 С 01 R 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGXOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЯКВЯМОТЕЫА (2 1) 3628978/24-21 (22) 24.07.83 (46) 30.08.85. Бюл. Р 32 (72) М.И.Кадралиев, Н.И.Медведева, А.Л.Анохин и В.С.Кузуб (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по защите металлов от коррозии (53) 621.317.7(088.8) (56) Рискин И.В. и др. Способ определения токов утечки по металлическим трубопроводам. — "Заводская лаборатория", 1974, 9 6, с. 705-706.

Авторское свидетельство СССР

9 819725, кл. С 01 R 15/02, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО

ТОКА УТЕЧКИ ПО ЭЛЕКТРОЛИТУ ВНУТРИ ТРУБОПРОВОДА, содержащее датчик паде.. ния напряжения, вход которого соединен с потенциальными зажимами участка трубопровода в месте его фланцевого соединения, а выход — с входом усилителя, вспомогательный источник электроэнергии, выходная цепь которого через датчик тока подключена к токовым зажимам контролируемого участка .трубопровода, регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью павишения точности. измерения, в него введен регулятор . тока, а вспомогательный источник электроэнергии выполнен в виде стабилизированного источника постоянного напряжения с направлением вспомогательного тока на контролируемом участке трубопровода, обратным нап- Е

O .равленню измеряемого тока, причем регулятор тока включен в выходную цепь источника постоянного напряжения, С управляющий вход регулятора тока соединен с выходом усилителя, а вход регистрирующего прибора подключен к выходу датчика тока.

IaaeL

1176256 2

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при оценке тока утечки по электролиту и тонким пленкам в трубопроводах, применяемых в химической, целлюлозно-бумажной, гидроэлектрометаллургической и других отраслях промышленности, в частности в цехах электролиза водных растворов.

Целью изобретения является повыше-1р ние точности измерения эа счет исключения из совокупности составных блоков измерительного устройства вычислительного узла, характеризующегося существенными погрешностями. 13

На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного устройства для измерения постоянного тока; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема упрощенного варианта устройства; на фиг. 3." модельная лабораторная установка, используемая в процессе оценки величины тока утечки по электролиту внутри трубопровода. 25

Устройство содержит датчик 1 (фиг. 1) тока, регулятор 2 тока, усилитель 3, .датчик 4 падения напряжения, вспомогательный источник 5 постоянного напряжениярегистрирующий ЗО прибор 6, пусковый тумблер 7. Позициями

8 и 9.на схеме обозначены токовые зажимы (струбцины), позициями 10,.11 потенциальные зажимы, позицией 12— трубопровод, позицией 13 - фланцевое 3g соединение. Вход датчика 4 падения напряжения соединен с потенциальными зажимами .10 и 11 участка трубопровода 12, в месте его фланцевого соединения 13, а выход — со входом уси- 4р лителя 3. Выходная цепь вспомогательного источника 5 постоянного напряжения через датчик 1 тока подключена к токовым зажимам 8 и 9 контролируемого участка трубопровода 4S

1 2, причем в нее включен регулятор 2 тока, управляющий вход которого сое" динен с выходом усилителя 3. Вход регистрирующего прибора 6 подключен к выходу датчика 1 тока. Вспомога- 5О тельный источник 5 постоянного напряжения выполнен стабилизированным с йаправленжем вспомогательного тока на контролируемом участке трубопровода 12, обратным направлению измеря- у емого тока.

В упрощенном устройстве (фиг. 2) функции регулятора 2 тока выполняет дифференциальный усилитель, а вспомогательный источник 5 постоянного напряжения выполнен со средним выводом. Помимо регистрирующего прибора (амперметра) 6 и потенциальных зажимов 10 и 11, на схеме обозначены балан сные резисторы 14 и 1 5, калибровочный резистор 16, вольтметр 17.

Модельная лабораторная установка (фиг. 3) состоит из сообщающихся емкостей 18-20, заполненных электролитом 310 г/л NaC1 используемым для промышленного получения хлора и каустической соды, резиновых шлангов 21 и 22, заполненных электролитом, титановых трубок 23-26, вставленных в разрывы шлангов 21 и 22, платиновых электродов 27-29, источника 30 питания, реохордов 31 .и 32, ампермет.ров 33 и 34.

Устройство, изображенное на фиг. 1, работает следующим образом.

При протекании тока утечки через электролит в трубопроводе 12 на зажимах 10 и 11 возникает разность потенциалов, которая воспринимается датчиком 4 падения напряжения и усиливается усилителем 3. Сигнал. с выхода усилителя 3 воздействует на регулятор

2 тока от вспомогательного источника 5 постоянного напряжения. С помощью данного тока, подводящегося к эажи" мам 8 и 9 и направленного встречно измеряемому току утечки, осуществляется компенсация напряжения на зажимах 10 и 11. Величина компенсирующего тока воспринимается датчиком 1 и воспроизводится регистрирующим прибором 6;

При использовании упрощенного варианта устройства, изображенного на фиг. 2, перед измерением тока утечки

I> к зажимам 10 и 11 подключают резистор с сопротивлением около 100 Ом и балансируют дифференциальный усилитель, добиваясь нулевого показания вольтметра 17. В процессе протекания тока, Т уг через электролит с сопротивлением К на зажимах 10 и 11 возниЭ кает разность потенциалов ДПз, обуславливающая разбаланс дифференциального усилителя. Напряжение разбаланса с выхода усилителя 3 подается на его инвертирующий вход.

Условием устойчивого состояния дифференциального услителя является равенство напряжений на его входах.

Это условие выполняется при полной

3 117625 компенсации падения напряжения dU на заж ах 10 и 11 напряжением 02 c: выхода усилителя 3, которое измеряется вольтметром 17. При полной компенсации падения напряжения Жз ток утечки „ должен быть полностью компенсирован выходным током усилителя 3, протекающим через резис-. тор 16 с сопротивлением R встречно измеряемому току I> . Таким образом, 10 в режиме полной компенсации

П2

Ej = Iz иых

16 и следовательно показание амперметЭ Ф

15 ра 6, устойчивое в режиме компенсации,, характеризует искомую величину тока Ióò.

Отсутствие в данном случае шунти.рованных сопротивлений в разрывах тру.20 бопровода 12 исключает возможность возникновения на них падений напряже6 4 ния, что обеспечивает повышенную точность измерения. Поскольку при практическом использовании предложенного устройства имеет место уравнение потенциалов участков трубопровода 12 в месте разрыва (т.е. замер осуществляется как бы при искусственном электрическом соединении разрыва), картина распределения токов утечки в электрической цепи технологической линии не изменяется, что существенно повышает достоверность результатов измерения.

При лабораторных испытаниях предложенного устройства на установке, изображенной на фиг. 3, величина тока утечки протекающего по шлангам

21 и 22, устанавливалась.реохордами

31 и 32, а измерялась амперметрами

33 и 34. Токи утечки в процессе испытаний устройства выбирались в пределах 2 -10 -3 -10 А.

1176256

Составитель Л. Морозов

Редактор С. Тимохина Техред М.Надь Корректор Л. Бескид

Заказ 5355/45 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4