專利名稱：磁飽和恒電位儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及外加電流陰極保護技術(shù)，更明確地說是在船舶、油田、輸油管線、化工廠等需要采用陰極保護技術(shù)的場合中用于防腐系統(tǒng)的磁飽和恒電位儀。
目前國內(nèi)生產(chǎn)的恒電位儀大多為可控硅恒電位儀。這種恒電位儀有許多缺點即它的過載能力差，抗干擾能力差，控制電路較復(fù)雜，因此它的可靠性較差。另外，可控硅電路有較強的電磁輻射，對周圍其它控制系統(tǒng)不利。特別是在艦船等的指揮控制機構(gòu)附近，易造成失誤。因此，國外已很少使用可控硅恒電位儀。國內(nèi)目前也有非可控硅恒電位儀生產(chǎn)，如專利號為87217029，名稱為“IR降測試儀”的實用新型專利。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，過載能力也較差。
本實用新型的目的，在于克服上述缺點和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好，過載能力強、抗干擾能力高，沒有較強的電磁輻射，對周圍控制系統(tǒng)不會形成干擾的磁飽和恒電位儀。
為了達到上述目的，本實用新型磁飽和恒電位儀由機殼、安裝在機殼正面上方的控制面板、安裝在機殼內(nèi)和控制面板上的控制電路以及安裝在機殼內(nèi)的主電路所構(gòu)成。主電路由主變壓器、與之相連的磁飽和電抗器、與磁飽和電抗器相連的橋式整流器及其濾波器所組成?？刂齐娐分谱髟?塊印刷線路板上，調(diào)試、使用、維修都很方便。如果電路發(fā)生故障，只要更換這一塊電路板即可，方便快捷。
主變壓器采用Δ／Y接法。磁飽和電抗器為三鐵芯內(nèi)反饋電路。橋式整流器為三相。濾波器為電感電容濾波。磁飽和電抗器是功率調(diào)節(jié)元件，由鐵芯和線圈組成，可以承受較長時間的過載，可靠性很強。它在工作時也不產(chǎn)生射頻電壓，有較好的電磁兼容性。
控制電路采用集成運算放大器為主體，電路結(jié)構(gòu)簡單。它由穩(wěn)壓電源及電位給定部分、電壓放大電路、電流放大器、電位測量電路、過流保護電路、斷相保護電路以及自動／手動轉(zhuǎn)換裝置所組成。
磁飽和恒電位儀是外加電流陰極保護系統(tǒng)的一個核心部分，它是給被保護的物體(船舶、輸油管等)提供一個可控制的電流源。它可隨著被保護物體環(huán)境條件的變化調(diào)節(jié)輸出電流的大小，以使被保護的物體始終恒定在一個最佳保護電位范圍內(nèi)。
本實用新型的工作過程如下。
參比電極測得的被保護物體的電位U1經(jīng)跟隨器后與給定電位U0相比較，得到一個誤差信號ΔU＝U0－U1，ΔU再經(jīng)一級運算放大器放大后送到晶體管組成的達林頓電路進行電流放大后送到磁飽和電抗器的控制繞組，以控制磁飽和電抗器的輸出電流。磁飽和電抗器的輸出電流是隨著控制繞組電流增加而增加的。
當電源接通后，由于電化學(xué)的作用，被保護物體逐漸陰極極化，電位越來越負，ΔU越來越小，因而輸出電流也越來越小。由于電流小了，被保護物體的電位又離開給定電位，因而ΔU又增加。經(jīng)過放大器等一系列作用，磁飽和電抗器的輸出電流又增加了，被保護物體的電位又變負，重復(fù)上述過程?？傊?，由于本實用新型的作用，可以使被保護物體的電位始終保持在一個最佳的保護電位上。
本實用新型的任務(wù)就是這樣完成的。
本實用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、過載能力強、抗干擾能力強，沒有較強的電磁輻射，對周圍控制系統(tǒng)不會形成干擾，可以承受過大的電壓上升率和過大的電流上升率的磁飽和恒電位儀。它調(diào)試、維修、使用均十分方便。使用本實用新型可使被保護物體的使用壽命延長1～2倍。它可廣泛應(yīng)用于艦船、碼頭、油田、輸油管線、電廠、化工廠以及其它需要采用陰極保護技術(shù)的場合。
以下結(jié)合實施例及其附圖對本實用新型作更進一步的陳述。


圖1為實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為其電路原理圖。
圖1所示，本實用新型實施例1由安裝在機殼1正面上方的控制面板2、安裝在機殼1內(nèi)的主電路3和控制電路4所構(gòu)成。磁飽和電抗器5是主電路3的主要組成部分之一。
圖2所示，實施例1的電路由主電路3和控制電路4構(gòu)成。主電路3由主變壓器6、磁飽和電抗器5、橋式整流器及其濾波器7組成。
控制電路4制作在1塊印刷線路板上。它由穩(wěn)壓電源電路15及電位給定裝置8、電壓放大電路9、電流放大器10、電位測量電路11、過流保護電路12、斷相保護電路13以及自動／手動轉(zhuǎn)換裝置14所組成。
穩(wěn)壓電源電路15由高精度三端集成穩(wěn)壓電路組成。由于僅有三個接線端，不需附加任何元件。因此安裝調(diào)試極為方便，由它產(chǎn)生±15V穩(wěn)定電壓，作為運算放大器的工作電源。
電位給定裝置8是由集成穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后，再經(jīng)穩(wěn)壓管進行二級穩(wěn)壓，經(jīng)過給定電位器調(diào)節(jié)輸出。
電壓放大電路9主要由運算放大器16和17等元件組成。它們均為低漂移運算放大器，采用低漂移型就可避免由溫度變化帶來的影響。
運算放大器16接成電壓跟隨器型式，實際上它就是一個阻抗變換器，并且采用同相輸入方式，這樣其輸入阻抗很高，基本上為運放的共模輸入阻抗，一般為幾十兆歐甚至更高。
運算放大器17為電壓比例放大器，電壓放大完全由這一級組成。放大倍數(shù)一般在調(diào)試時要選擇適中，太高了會產(chǎn)生自激，太小了又不能滿足控制誤差的要求。
由于運算放大器帶載能力小，不足以推動磁飽和電抗器5的控制繞組工作，因為控制繞組電流約1安培左右，所以必須進行電流放大。電流放大器10由4個晶體管等元件組成達林頓電路，均選用耐壓高的硅功率管。
電位測量電路11由低漂移運放18及電壓表組成。18也組成電壓跟隨器型，這樣輸入阻抗很高，不影響參比電極的穩(wěn)定性。
過流保護電路12主要由互感器、整流橋、繼電器J、小功率管及施密特觸發(fā)器19、電位器等元件組成。電位器構(gòu)成電流設(shè)置電路，小功率管為功率放大電路，施密特觸發(fā)器19為翻轉(zhuǎn)電路。未發(fā)生過流時，電位器動端電位不足以使19翻轉(zhuǎn)，此時繼電器不動作，屬正常工作狀態(tài)。當產(chǎn)生過流時，電位器動端電位較高，使觸發(fā)器19翻轉(zhuǎn)，從而使小功率管導(dǎo)通，J繼電器工作，通過其觸點切斷磁飽和電抗器控制繞組電流，使恒電位儀輸出下降到起始電流值，同時發(fā)出過流報警信號。
當出現(xiàn)斷相情況時，由于缺一相而使系統(tǒng)成為單相運行，因而加重了另一相的負荷，容易損壞變壓器，同時輸出電流電壓均會下降，影響保護效果，所以設(shè)置這一斷相保護電路13，以便在出現(xiàn)斷相狀態(tài)時使工作人員及時處理。該電路是由多個二極管及有關(guān)電阻電容組成斷相檢測電路，由施密特觸發(fā)器19，或門電路組成翻轉(zhuǎn)電路。當出現(xiàn)斷相情況時，施密特電路就翻轉(zhuǎn)，并通過或門電路推動小功率管導(dǎo)通，使繼電器動作，切斷控制繞組電流，也使輸出電流下降到最小值，并發(fā)出斷相報警信號。
自動／手動轉(zhuǎn)換裝置14是由電位器及轉(zhuǎn)換開關(guān)組成。當打到“自動”位時，整機按自動控制方式工作，當打到“手動”位時，整機按手動方式工作。設(shè)置自動／手動轉(zhuǎn)換的目的在于初次運行時調(diào)試用，以及在“自動”產(chǎn)生故障時的應(yīng)急措施，這時可打到“手動”位置維持基本工作狀態(tài)。
實施例1結(jié)構(gòu)簡單、可靠性強、過載能力大、抗干擾能力強，可以廣泛應(yīng)用于艦船、輸油管線等需要采用陰極保護的場合。它可以使被保護物的使用壽命延長1倍。
權(quán)利要求1.一種磁飽和恒電位儀，它由機殼、安裝在機殼正面上方的控制面板、安裝在機殼內(nèi)和控制面板上的控制電路以及安裝在機殼內(nèi)的主電路所構(gòu)成，其特征在于所說的主電路由主變壓器、與之相連的磁飽和電抗器、與磁飽和電抗器相連的橋式整流器及其濾波器所組成。
2.按照權(quán)利要求1所述的磁飽和恒電位儀，其特征在于所說的控制電路制作在1塊印刷線路板上。
專利摘要一種磁飽和恒電位儀，屬于陰極保護技術(shù)。它由機殼、控制面板、主電路和控制電路組成。主電路由主變壓器、磁飽和電抗器、橋式整流器、濾波器組成?？刂齐娐分谱髟?塊印刷線路板上，調(diào)試、維修、更換方便。磁飽和電抗器是功率調(diào)節(jié)元件?？沙惺茌^長時間的過載，可靠性強，不產(chǎn)生射頻電壓。它可使被保護物體的使用壽命延長1～2倍，可廣泛應(yīng)用于艦船、碼頭、油田、輸油管線、化工廠等需要陰極保護的場合。
文檔編號C23F13/06GK2216068SQ94240878
公開日1995年12月27日 申請日期1994年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月23日
發(fā)明者唐紹恩, 王瑞雪 申請人:洛陽船舶材料研究所青島分部