Преобразователь поляризационного сопротивления для измерения скорости коррозии в трубопроводе

 

Изобретение относится к измерению скорости коррозии в трубопроводах и других технологических объектах, выполненных из металла, а также коррозионной активности производственных агрессивных сред. Задача: повышение чувствительности и точности измерения. Преобразователь поляризационного сопротивления для измерения скорости коррозии в трубопроводе содержит три электрода: рабочий 1, вспомогательный 2 и сравнения 3, изолирующие фланцы 4, выполненные из диэлектрического материала, магнитный усилитель, состоящий из двух идентичных первичных обмоток 5, намотанных на общий сердечник 6, и вторичной обмотки 7, генератор 8 прямоугольных импульсов и четыре ключа 9, 12. Электроды расположены соосно и последовательно и разделены между собой изолирующими фланцами. Рабочий электрод и электрод сравнения связаны посредством проводников 13 с началом первичных обмоток 5 магнитного усилителя, являющихся индуктивными элементами. Общая точка концов обмоток 5 посредством проводника 14 и вспомогательный электрод 2 посредством проводника 15 образуют электрические выходы, соединенные с генератором 8 прямоугольных импульсов. Электрические проводники 13 и 14 соединены через ключи 9 и 10. Рабочий электрод 1 и электрод 3 сравнения имеют возможность подключения посредством проводников к внешним поверхностям трубопровода через ключи 11 и 12 с целью создания на электродах потенциала основного трубопровода. Вторичная обмотка 7 магнитного усилителя подключена к согласующему элементу измерительного устройства. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, касающейся анализа электрохимических процессов в токопроводящих жидкостях и газообразных средах, и предназначено для измерения скорости коррозии в трубопроводах и других тенологических объектах, выполненных из металла, а также коррозионной активности производственных агрессивных сред.

Известен коррозиметрический преобразователь для исследования коррозии токопроводящих материалов в жидких средах, содержащий кольцевые соосно расположенные электроды, разделенные изолирующими слоями и соединенные электрически посредством индуктивных элементов, образующих один из выводов электрической цепи, соединенной с измерительным устройством. Цилиндрические поверхности соседних электродов и изолирующие слои образуют емкостные звенья. Коppозионные параметры могут быть определены резистометрическим высокочастотным методом при прохождении переменного тока через поверхности электродов, сопротивление которых меняется под действием агрессивной среды, и параллельные им емкостные звенья.

Недостатком известного устройства являются невысокие точность измерения и чувствительность, так как при измерении поляризационного сопротивления на постоянном токе при компенсации сопротивления электролита на токе высокой частоты не учитывается влияние ЭДС поляризации электродов датчика на показания.

Задачей изобретения является повышение чувствительности и точности измерения скорости коррозии.

Задача решается тем, что преобразователь поляризационного сопротивления для измерения скорости коррозии выполнен в виде трехэлектродной системы, содержащей разделенные изолирующими слоями кольцевые соосно расположенные электроды (рабочий, вспомогательный и электрод сравнения), электрически соединенные между собой посредством индуктивных элементов, и измерительного устройства. При этом рабочий электрод и электрод сравнения выполнены идентичными по размерам, индуктивные элементы выполнены в виде двух идентичных первичных обмоток, вторичной обмотки и генератора прямоугольных импульсов. Входы первичных обмоток связаны с рабочим электродом и электродом сравнения соответственно, выходы объединены и соединены с вспомогательным электродом через генератор прямоугольных импульсов, а вторичная обмотка соединена с измерительным устройством.

В преобразователе поляризационного сопротивления для измерения скорости коррозии трубопровода электроды могут быть установлены последовательно, а изолирующие слои размещены по их торцам.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого преобразователя для измерения скорости коррозии трубопровода.

Преобразователь содержит три электрода: рабочий 1, вспомогательный 2 и сравнения 3, изолирующие фланцы 4, выполненные из диэлектрического материала, магнитный усилитель, состоящий из двух идентичных обмоток 5, намотанных на общий сердечник 6, и вторичной обмотки 7, генератор 8 прямоугольных импульсов и четыре ключа 9-12.

Электроды представляют собой отрезки трубопроводов того же диаметра, что и трубопровод, скорость коррозии которого измеряют. Они расположены соосно и последовательно, при этом вспомогательный электрод размещен между рабочим и электродом сравнения и изолирован от них изолирующими фланцами. От трубопровода электроды также изолированы изолирующими фланцами. Рабочий электрод и электрод сравнения электрически связаны посредством проводников 13 с началом первичных обмоток 5 магнитного усилителя, являющихся индуктивными элементами. Общая точка концов обмоток 5 посредством проводника 14 и вспомогательный электрод 2 посредством проводника 15 образуют электрические выходы, соединенные с генератором 8 прямоугольных импульсов. Электрические проводники 13 и 14 соединены через ключи 9 и 10.

Преобразователь работает следующим образом.

Собранные воедино электроды с изолирующими прокладками устанавливают непосредственно на место разреза рабочего трубопровода или на отводной трубе от рабочего объекта. Рабочий электрод 1 и электрод 3 сравнения посредством проводников подключают к внешним поверхностям трубопровода через ключи 11 и 12 с целью создания на электродах потенциала основного трубопровода. Электроды и первичные обмотки магнитного усилителя соединяют с генератором 8 прямоугольных импульсов. Вторичную обмотку 7 магнитного усилителя подключают к согласующему элементу измерительного устройства (не показано).

При подаче напряжения низкой частоты и малого потенциала от генератора прямоугольных импульсов на рабочий электрод 1 и электрод 3 сравнения подается одновременно одинаковый по величине и знаку потенциал, меняющий знак с частотой генератора. Возникает переменный ток по двум цепям через первичные обмотки магнитного усилителя: рабочий электрод вспомогательный электрод, включая сопротивление электролита и поляризационное сопротивление; электрод сравнения вспомогательный электрод, включая сопротивление электролита.

При встречном движении токов в первичных обмотках 5 магнитного усилителя результирующий магнитный поток в сердечнике 6 магнитного усилителя пропорционален значению поляризационного сопротивления рабочего электрода 1, а выходное напряжение преобразователя пропорционально поляризационному сопротивлению, умноженному на коэффициент трансформации магнитного усилителя.

Выходной сигнал преобразователя по-дают на согласующий элемент измерительного устройства, в котором происходит обработка сигнала преобразователя с целью получения информации о скорости коррозии в цифровом виде, выдача сигналов на вторичные приборы.

Формула изобретения

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ КОРРОЗИИ В ТРУБОПРОВОДЕ, выполненный в виде многоэлектродной системы, содержащей разделенные изолирующими слоями кольцевые, соосно расположенные электроды, электрически соединенные между собой посредством индуктивных элементов, и измерительного устройства, отличающийся тем, что использована трехэлектродная система, состоящая из вспомогательного, рабочего электродов и электрода сравнения, выполненных в виде отрезков трубопровода, рабочий электрод и электрод сравнения выполнены идентичными по размерам, индуктивные элементы выполнены в виде двух идентичных первичных обмоток, вторичной обмотки и генератора прямоугольных импульсов, входы первичных обмоток связаны с рабочим электродом и электродом сравнения соответственно, выходы объединены и соединены со вспомогательным электродом через генератор прямоугольных импульсов, вторичная обмотка соединена с измерительным устройством.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что электроды установлены последовательно, а изолирующие слои размещены по их торцам.

РИСУНКИ

Рисунок 1