專利名稱：自動腐蝕檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于借助于測定材料的物理性能來測試或分析材料的領(lǐng)域，尤其涉及一種通過測試電阻來測試或分析材料的裝置。
目前國內(nèi)對生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕情況進(jìn)行檢測的方法是在設(shè)備容器的外殼上安裝電阻式探針，在定期對設(shè)備腐蝕數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時(shí)，由監(jiān)測人員手持測試儀對每個(gè)電阻式探針進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)的測試和采集，而后將所得數(shù)據(jù)人工匯總、整理和計(jì)算，繪制出腐蝕趨勢線。這種數(shù)據(jù)采集方式工作效率低，易出差錯，監(jiān)測人員勞動強(qiáng)度大，在對各種塔、罐進(jìn)行監(jiān)測時(shí)還有高空作業(yè)的危險(xiǎn)，不利于設(shè)備腐蝕監(jiān)測工作的開展。
在1996.10.23公告的中國專利ZL95231058.9公開了一種金屬腐蝕速度測量儀，其電路結(jié)構(gòu)是由單片機(jī)，恒電位控制器及測試探頭三部分組成，測試探頭的測量信號通過放大器輸入至單片機(jī)的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬量變成數(shù)字量送入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后將數(shù)據(jù)由液晶顯示器顯示，該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，利用單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算，但其仍為一對一的單點(diǎn)式測量方式，且測量和采集的數(shù)據(jù)無法自動匯總，且無法儲存測試所得數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種可同時(shí)監(jiān)測多點(diǎn)數(shù)據(jù)、測取數(shù)據(jù)快捷可靠、數(shù)據(jù)反映直觀、數(shù)據(jù)存儲量大的自動腐蝕檢測裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種自動腐蝕檢測裝置，包括由恒電位電路、放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路及單片機(jī)電路構(gòu)成的下位機(jī)及安裝在被監(jiān)測設(shè)備上的電阻式探針，電阻式探針經(jīng)導(dǎo)線與下位機(jī)連接，其特征是下位機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端連接RS-485接口，下位機(jī)經(jīng)RS-485接口、數(shù)據(jù)總線、RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換接口與PC機(jī)的RS-232串行接口相接。
其中所述的電阻式探針和下位機(jī)為一組或一組以上。
其所述的下位機(jī)包括恒電位電路、放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路及單片機(jī)電路，電阻式探針分別與下位機(jī)的恒電位電路的輸出端和放大器的輸入端連接，放大器的輸出端經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)連接，單片機(jī)的輸出端與RS-485接口連接；放大器包括集成電路IC1、IC2、電阻R1、R2、R3和R4，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括集成電路IC3和晶振元件JZ1，單片機(jī)包括集成電路IC4和晶振元件JZ2；其中IC1的正輸入端與電阻式探針的電阻Rt的一端及恒電位電路的一端連接，IC1的負(fù)輸入端經(jīng)電阻R1接地，同時(shí)經(jīng)R2與IC1的輸出端連接；IC2的正輸入端與電阻式探針中的電阻Rc的一端及電阻Rt的另一端連接，IC2的負(fù)輸入端經(jīng)電阻R3接地，同時(shí)經(jīng)R4與IC2的輸出端連接；電阻Rc的另一端接地，恒電位電路的另一端與Vcc電源連接；IC1和IC2的輸出端分別與IC3的IN1+、IN2+腳對應(yīng)連接，IC3的IN1-、IN2-腳接地，2、3腳與晶振元件JZ1的兩端對應(yīng)連接，其DOUT、DIN、SCL和INT腳分別與IC4的P1.5、P1.6、P1.7和INT1腳對應(yīng)連接；IC4的18、19腳與晶振元件JZ2的兩端對應(yīng)連接，其TXD和RXD腳分別與RS-485接口輸入端RXD′和TXD′對應(yīng)連接。
其所述的RS-485接口的輸出端+A、-B經(jīng)數(shù)據(jù)總線分別與RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換接口的輸入端+A′、-B′對應(yīng)連接，RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換接口的輸出端+A″、-B″分別與PC機(jī)RS-232串行接口的2、3端子對應(yīng)連接。
其所述的數(shù)據(jù)總線為多芯屏蔽電纜與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.操作簡單，監(jiān)測數(shù)據(jù)采集人員勞動強(qiáng)度低。
2.可自動采集多點(diǎn)數(shù)據(jù)，工作效率高。
3.采用PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總、計(jì)算，裝置功能強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)各種腐蝕速率曲線的快速繪制和保存、回放。
4.電阻式探針與下位機(jī)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸電纜與PC機(jī)連接，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)在線采集。
5.利用PC機(jī)的硬盤作為數(shù)據(jù)存儲器，數(shù)據(jù)存儲量大。
圖2中電阻式探針(2)分別與下位機(jī)的恒電位電路(9)的輸出端和放大器(10)的輸入端連接，放大器的輸出端經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路(11)與單片機(jī)(12)連接，單片機(jī)的輸出端與RS-485接口(5)連接。
圖3中電阻式探針包括腐蝕檢測電阻Rt和溫度補(bǔ)償電阻Rc，下位機(jī)包括恒電位電路、放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路及單片機(jī)電路，放大器包括集成電路IC1、IC2、電阻R1、R2、R3和R4，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括集成電路IC3和晶振元件JZ1，單片機(jī)包括集成電路IC4和晶振元件JZ2；其中IC1的正輸入端與電阻式探針的電阻Rt的一端及恒電位電路的一端連接，IC1的負(fù)輸入端經(jīng)電阻R1接地，同時(shí)經(jīng)R2與IC1的輸出端連接；IC2的正輸入端與電阻式探針中的電阻Rc的一端及電阻Rt的另一端連接，IC2的負(fù)輸入端經(jīng)電阻R3接地，同時(shí)經(jīng)R4與IC2的輸出端連接；電阻Rc的另一端接地，恒電位電路的另一端與Vcc電源連接；IC1和IC2的輸出端分別與IC3的IN1+、IN2+腳對應(yīng)連接，IC3的IN1-、IN2-腳接地，2、3腳與晶振元件JZ1的兩端對應(yīng)連接，其DOUT、DIN、SCL和INT腳分別與IC4的P1.5、P1.6、P1.7和INT1腳對應(yīng)連接；IC4的18、19腳與晶振元件JZ2的兩端對應(yīng)連接，其TXD和RXD腳分別與RS-485接口輸入端RXD′和TXD′對應(yīng)連接；RS-485接口的輸出端+A、-B經(jīng)數(shù)據(jù)總線分別與RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換接口的輸入端+A′、-B′對應(yīng)連接，RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換接口的輸出端+A″、-B″分別與PC機(jī)RS-232串行接口的2、3端子對應(yīng)連接。
實(shí)施例中電阻探針可采用DF-1或DF-2型；IC1和IC2可采用7007、μA741或OP-07等型號的集成電路；IC3可采用7705、AD574或ICL7109等型號的集成電路；IC4可采用8052、8032或8952等型號的集成電路。
由于恒電位電路、RS-485接口、RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換接口和PC機(jī)RS-232串行接口為已有技術(shù)，故在此不再給出具體的線路圖和元件參數(shù)。
電阻探針腐蝕檢測是基于一定的金屬材料在某一溫度條件下，其電阻值與其長度和截面積有一定的對應(yīng)關(guān)系；長度一定的金屬材料在受到腐蝕時(shí)其截面積減少，電阻值增大；只要測得其電阻的變化值，經(jīng)過計(jì)算，即可得到腐蝕速率，從而反映出設(shè)備的受腐蝕情況。
下位機(jī)用于接收電阻式探針的檢測數(shù)據(jù)，將其進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，達(dá)到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。
PC機(jī)通過RS-232串行接口接收各個(gè)下位機(jī)傳送來的經(jīng)過轉(zhuǎn)換的電阻式探針測試數(shù)據(jù)，對數(shù)字信號進(jìn)行處理，以達(dá)到規(guī)定的數(shù)據(jù)計(jì)算技術(shù)要求；經(jīng)過安裝在PC機(jī)中的相應(yīng)程序的設(shè)定、運(yùn)算和處理，即能實(shí)現(xiàn)對腐蝕數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程即時(shí)監(jiān)測、在線繪制腐蝕趨勢曲線(包括平均腐蝕速率曲線、相對瞬時(shí)腐蝕速率曲線和電阻探針腐蝕深度曲線等)、腐蝕超限報(bào)警以及各種曲線、數(shù)據(jù)的儲存、回放等功能；同時(shí)，通過外接打印機(jī)可將各種曲線、數(shù)據(jù)進(jìn)行紙件形式的輸出。
本實(shí)用新型的工作過程簡述
PC機(jī)發(fā)出檢測信號給下位機(jī)，下位機(jī)中的單片機(jī)電路接收到信號后，發(fā)出采樣信號，經(jīng)過放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器將電阻探針的模擬測量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)RS-485接口和多芯屏蔽電纜，遠(yuǎn)程傳送至RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換接口并送入PC機(jī)中，安裝在PC機(jī)中的軟件將信號進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算、處理后，顯示最后的測量結(jié)果；同時(shí)，測量結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)存入位于PC機(jī)硬盤中的數(shù)據(jù)庫中保存。
若采用PC機(jī)串行接口共享器來擴(kuò)展串口地址，可實(shí)現(xiàn)一臺計(jì)算機(jī)同時(shí)驅(qū)動多套(每套對應(yīng)多組腐蝕檢測元件和對應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器)監(jiān)測裝置。
本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)在線自動采集。
本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于石油、化工、制藥、化纖、環(huán)保等行業(yè)的設(shè)備腐蝕監(jiān)測領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種自動腐蝕檢測裝置，包括由恒電位電路、放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路及單片機(jī)電路構(gòu)成的下位機(jī)及安裝在被監(jiān)測設(shè)備上的電阻式探針，電阻式探針經(jīng)導(dǎo)線與下位機(jī)連接，其特征是下位機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端連接RS-485接口，下位機(jī)經(jīng)RS-485接口、數(shù)據(jù)總線、RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換接口與PC機(jī)的RS-232串行接口相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的自動腐蝕檢測裝置，其特征是所述的電阻式探針和下位機(jī)為一組或一組以上。
3.按照權(quán)利要求1所述的自動腐蝕檢測裝置，其特征是所述的下位機(jī)包括恒電位電路、放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路及單片機(jī)電路，電阻式探針分別與下位機(jī)的恒電位電路的輸出端和放大器的輸入端連接，放大器的輸出端經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路與單片機(jī)連接，單片機(jī)的輸出端與RS-485接口連接；放大器包括集成電路IC1、IC2、電阻R1、R2、R3和R4，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括集成電路IC3和晶振元件JZ1，單片機(jī)包括集成電路IC4和晶振元件JZ2；其中IC1的正輸入端與電阻式探針的電阻Rt的一端及恒電位電路的一端連接，IC1的負(fù)輸入端經(jīng)電阻R1接地，同時(shí)經(jīng)R2與IC1的輸出端連接；IC2的正輸入端與電阻式探針中的電阻Rc的一端及電阻Rt的另一端連接，IC2的負(fù)輸入端經(jīng)電阻R3接地，同時(shí)經(jīng)R4與IC2的輸出端連接；電阻Rc的另一端接地，恒電位電路的另一端與Vcc電源連接；IC1和IC2的輸出端分別與IC3的IN1+、IN2+腳對應(yīng)連接，IC3的IN1-、IN2-腳接地，2、3腳與晶振元件JZ1的兩端對應(yīng)連接，其DOUT、DIN、SCL和INT腳分別與IC4的P1.5、P1.6、P1.7和INT1腳對應(yīng)連接；IC4的18、19腳與晶振元件JZ2的兩端對應(yīng)連接，其TXD和RXD腳分別與RS-485接口輸入端RXD′和TXD′對應(yīng)連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的自動腐蝕檢測裝置，其特征是所述的RS-485接口的輸出端+A、-B經(jīng)數(shù)據(jù)總線分別與RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換接口的輸入端+A′、-B′對應(yīng)連接，RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換接口的輸出端+A″、-B″分別與PC機(jī)RS-232串行接口的2、3端子對應(yīng)連接。
5.按照權(quán)利要求1所述的自動腐蝕檢測裝置，其特征是所述的數(shù)據(jù)總線為多芯屏蔽電纜。
專利摘要自動腐蝕檢測裝置,屬于借助于測定材料的物理性能來測試或分析材料的領(lǐng)域。包括由恒電位電路、放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路及單片機(jī)電路構(gòu)成的下位機(jī)及安裝在被監(jiān)測設(shè)備上的電阻式探針,電阻式探針經(jīng)導(dǎo)線與下位機(jī)連接,其特征是下位機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端連接RS－485接口,下位機(jī)經(jīng)RS－485接口、數(shù)據(jù)總線、RS－485/RS－232轉(zhuǎn)換接口與PC機(jī)的RS－232串行接口相接。本實(shí)用新型操作簡單,監(jiān)測數(shù)據(jù)采集人員勞動強(qiáng)度低,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)在線采集,可自動采集多點(diǎn)數(shù)據(jù),工作效率高,可實(shí)現(xiàn)各種腐蝕速率曲線的快速繪制和保存、回放,利用PC機(jī)的硬盤作為數(shù)據(jù)存儲器,數(shù)據(jù)存儲量大。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于石油、化工、制藥、化纖、環(huán)保等行業(yè)的設(shè)備腐蝕監(jiān)測領(lǐng)域。
文檔編號G01N17/00GK2514341SQ0127771
公開日2002年10月2日 申請日期2001年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月18日
發(fā)明者畢延進(jìn), 張?zhí)镉? 張作慶, 薛光亭, 李廷祥, 劉凱, 馬洪升, 翟丕渠 申請人:中國石化集團(tuán)齊魯石油化工公司