本發(fā)明涉及一種絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置和方法，尤其涉及一種電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置和方法。

背景技術：

艦船設備、管系的異種金屬連接部位，例如銅質(zhì)閥門通過法蘭盤和螺栓與鋼質(zhì)船體固定連接，在海水等電解質(zhì)作用下構(gòu)成電偶結(jié)構(gòu)，在直接連接的情況下形成電偶電流，產(chǎn)生電化學腐蝕。艦船船體及閥門、管系等設備結(jié)構(gòu)中異種金屬材料的緊固結(jié)合部之間通常采用絕緣材料隔絕，該技術最初被用于艦船的電場防護，在實踐中，該技術又是防止和減少異種金屬間電化學腐蝕的有效方法，能夠隔絕電偶電流，減少和避免金屬間的電化學腐蝕，因此在艦船建造及海洋工程設備的建造中日漸得到重視。

由于某些異種金屬結(jié)構(gòu)件長期處于金屬結(jié)構(gòu)應力變化及海水介質(zhì)的惡劣工況條件下，安裝于異種金屬之間的絕緣材料可能產(chǎn)生意外損壞，或絕緣材料老化導致絕緣性能失效，進而導致異種金屬結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生嚴重的電化學腐蝕。因此，在大量的設備和管系之間安裝這些電絕緣保護結(jié)構(gòu)的材料之后，在設備運行期間，有必要對異種金屬結(jié)構(gòu)件中安裝的絕緣材料的絕緣狀態(tài)進行連續(xù)的在線監(jiān)測或定期巡回監(jiān)測，對電絕緣保護結(jié)構(gòu)的完好性，尤其是絕緣材料的性能狀態(tài)進行評估和判定，以在絕緣材料受損導致絕緣值下降至某一設定數(shù)值時報警提示，進而采取修復或更換絕緣材料的措施，以避免異種金屬結(jié)構(gòu)由于電化學腐蝕導致的損毀故障。

在電場防護應用中，監(jiān)測異種金屬之間的絕緣材料的絕緣狀態(tài)通常采用異種金屬間的直接的電位監(jiān)測和交流電阻監(jiān)測的方法，在實際使用中，當絕緣結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞性損傷時，金屬結(jié)構(gòu)接近于直接短路，監(jiān)測電位急劇下降，電阻值接近于零，此種方法可以得到明顯的監(jiān)測結(jié)果。但在防止異種金屬間電化學腐蝕應用中，目前還沒有用于對異種金屬間絕緣結(jié)構(gòu)的狀態(tài)監(jiān)測的有效的監(jiān)測儀器。實踐證明，對異種金屬間絕緣材料絕緣狀態(tài)的監(jiān)測尤其是長期監(jiān)測，以及對在海水介質(zhì)中絕緣材料的緩慢老化損壞至絕緣失效的監(jiān)測，直接電位監(jiān)測的方法可以測得并記錄電位差數(shù)據(jù)的變化趨勢，但由于數(shù)據(jù)過于寬泛難以得到準確的判據(jù)；而由于海水介質(zhì)的作用，交流電阻監(jiān)測方法也無法準確測量絕緣材料的阻值。由于上述缺陷，僅依靠現(xiàn)有的直接電位監(jiān)測方法和交流電阻監(jiān)測方法，無法對異種金屬間絕緣材料進行有效的狀態(tài)監(jiān)測和絕緣性能判定。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是提供一種電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置，其能監(jiān)測異種金屬電偶結(jié)構(gòu)中異種金屬電偶之間的絕緣狀態(tài)，為異種金屬電偶之間的絕緣維護提供依據(jù)，從而有效減少和防止異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的電化學腐蝕。

為了達到上述發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置，其與待監(jiān)測的異種金屬電偶結(jié)構(gòu)連接，所述異種金屬電偶結(jié)構(gòu)包括第一金屬元件，與第一金屬元件連接的第二金屬元件，以及設于第一金屬元件和第二金屬元件之間的絕緣體，所述第一金屬元件和第二金屬元件分別由不同的金屬制成；所述監(jiān)測裝置包括：

處理單元；

第一受控電阻單元，其與處理單元連接，所述第一受控電阻單元包括若干個第一電阻和第一控制電路，所述第一控制電路根據(jù)接收自處理單元的控制信號將若干個第一電阻中的至少一個組合連接為多個具有不同阻值rxi的測量電阻模塊，所述多個測量電阻模塊逐個被連接于第一金屬元件和第二金屬元件之間；

測量單元，其與處理單元連接，所述測量單元檢測與各個阻值rxi對應的第一金屬元件和第二金屬元件之間的電壓值vi；

其中，所述處理單元接收測量單元傳輸?shù)碾妷褐祐i，并根據(jù)各阻值rxi以及與其對應的電壓值vi獲得實測絕緣等值線，所述處理單元將該實測絕緣等值線與預存的報警絕緣等值線進行比對，并根據(jù)比對結(jié)果判斷第一金屬元件和第二金屬元件之間的絕緣狀態(tài)。

在上述技術方案中，第一金屬元件和第二件數(shù)元件通過安裝了絕緣套管和絕緣墊片的螺栓連接。

本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置通過測量電偶兩端對應不同阻值rxi的電壓值vi，將獲得的實際絕緣等值線和預存的報警絕緣等值線進行比對，該比對通常基于直觀的圖形比對方式，根據(jù)比對結(jié)果對電偶間絕緣狀態(tài)進行判斷。其基本原理將在具體實施方式部分結(jié)合附圖進行詳細描述。

本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置可用于船舶及海洋工程領域。

本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置中：

在船舶建造中常用的待監(jiān)測的異種金屬電偶結(jié)構(gòu)通常由20號低碳鋼、青銅(zcusn10zn2)、tp2y銅合金、b10銅鎳合金、b30銅合金、921a鋼、hdr雙相不銹鋼、316l不銹鋼、304不銹鋼等十多種材料互相組合構(gòu)成。

所述實測絕緣等值線通常指對同一待監(jiān)測的異種金屬電偶結(jié)構(gòu)，對應于一個確定的等效絕緣電阻r，將不同阻值rxi的測量電阻模塊逐次接入待監(jiān)測的電偶結(jié)構(gòu)時，測量每個測量電阻模塊兩端的電壓值vi，結(jié)合相應的阻值rxi，在v-r坐標上擬合連接形成的曲線，v-r坐標中v表征電壓，r表征電阻。

該方案不通過計算而直接基于所述測量電阻模塊的阻值rxi和所述電壓值vi獲得所述實測絕緣等值線。該方法將實測數(shù)據(jù)處理為圖形顯示來代替絕緣值的直接近似計算，可以彌補近似計算的偏差，更為合理地評估第一金屬元件和第二金屬元件之間的絕緣材料的絕緣值變化。

所述第一電阻的數(shù)量和阻值根據(jù)測量對象選擇，阻值通常為數(shù)十歐姆至數(shù)千歐姆。所述第一控制電路可以通過單片機切換繼電器進行選擇組合得到不同阻值rxi的測量電阻模塊，相應的實際輸出阻值rxi可以根據(jù)實際測量對象進行調(diào)整確定。

所述處理單元可以是監(jiān)測微機，其接收測量單元上傳的電壓值vi，并根據(jù)預置程序?qū)λ鲭妷褐祐i進行數(shù)據(jù)處理和曲線擬合得出實測絕緣等值線。

本發(fā)明方案判斷電偶間絕緣材料是否需要報警。在海水等液態(tài)電解質(zhì)中，以行業(yè)中通常認可的標準，絕緣材料性能劣化導致被監(jiān)測的異種金屬電偶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電偶間腐蝕電流逐步增大達到需要報警時所對應的臨界絕緣阻值定義為rbj。在工程應用中，rbj可以在第一金屬元件和第二金屬元件之間安裝絕緣材料后的初始階段進行測量并加以近似計算得到，其基本原理將在具體實施方式部分結(jié)合附圖進行詳細描述?；谏鲜鰎bj可以得到相應的報警絕緣等值線，其也可以通過和上述獲取實測絕緣等值線類似的方法獲得，將在后文詳細描述。

需要說明的是，所述處理單元還可以包括數(shù)據(jù)庫，其可以存儲異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的絕緣等值線歷史數(shù)據(jù)，為異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的絕緣體的性能趨勢分析提供依據(jù)，幫助相關部門掌握異種金屬電偶結(jié)構(gòu)使用狀況，為維修部門提供可靠依據(jù)，從而大幅度降低例如船體、閥件、泵體、管道、法蘭盤等異種金屬間的電化學腐蝕，顯著降低例如艦船的維護成本，提高例如船用系統(tǒng)的安全性。

本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置工作時，通常所述第一受控電阻單元每切換連接一個阻值為rxi的測量電阻模塊，測量單元就檢測一次相應測量電阻模塊兩端相應的電壓值vi，處理單元就記錄一個相應的測點數(shù)據(jù)，如此逐步測量，處理單元得到與所有測量電阻模塊對應的所有測點數(shù)據(jù)。由于測量過程對應電偶間絕緣結(jié)構(gòu)的一個確定的等效絕緣電阻r，所有測點數(shù)據(jù)都與該等效絕緣電阻r相對應，因此將全部測點數(shù)據(jù)計算處理并擬合連接就得到了實測絕緣等值線。然后處理單元將該實測絕緣等值線與預存的報警絕緣等值線進行比對，根據(jù)比對結(jié)果判斷第一金屬元件和第二金屬元件之間的絕緣狀態(tài)，即異種金屬電偶之間的絕緣狀態(tài)。

因此，本發(fā)明所述的電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置能監(jiān)測異種金屬電偶結(jié)構(gòu)中異種金屬電偶之間的絕緣狀態(tài)，為異種金屬電偶之間的絕緣維護提供依據(jù)，從而有效減少和防止異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的電化學腐蝕。尤其是能有效地判斷處于海水等液態(tài)電解介質(zhì)中的異種金屬電偶之間的絕緣是否失效，由此保證在船體、閥件、泵體、管道、法蘭盤等異種金屬間安裝了電絕緣保護結(jié)構(gòu)以后，能夠有效地監(jiān)測這些結(jié)構(gòu)中絕緣材料的完好性，由此達到減少和防止艦船設備、管系的異種金屬連接部位的電化學腐蝕的目的。

進一步地，本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置中，所述處理單元還將實測絕緣等值線與預存的失效絕緣等值線進行比對。

上述方案判斷電偶間絕緣材料是否失效。在海水等液態(tài)電解質(zhì)中，以行業(yè)中通常認可的標準，絕緣材料性能劣化導致被監(jiān)測的異種金屬電偶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的電偶間腐蝕電流進一步增大達到可以認為絕緣材料失效時所對應的臨界絕緣阻值定義為rsx。在工程應用中，rsx可以在第一金屬元件和第二金屬元件之間安裝絕緣材料后的初始階段進行測量并加以近似計算得到，其基本原理將在具體實施方式部分結(jié)合附圖進行詳細描述?；谏鲜鰎bj和rsx可以得到相應的報警絕緣等值線和失效絕緣等值線，其也可以通過和上述獲取實測絕緣等值線類似的方法獲得，將在后文詳細描述。

進一步地，本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括：

第二受控電阻單元，其與處理單元連接，所述第二受控電阻單元包括若干個第二電阻和第二控制電路，所述第二控制電路根據(jù)接收自處理單元的控制信號將若干個第二電阻中的至少一個組合連接為絕緣報警電阻模塊和/或絕緣失效電阻模塊，所述絕緣報警電阻模塊具有絕緣報警電阻值rbj，所述絕緣失效電阻模塊具有絕緣失效電阻值rsx，所述絕緣報警電阻模塊或絕緣失效電阻模塊被分別連接于第一金屬元件和第二金屬元件之間；

當絕緣報警電阻模塊連接于第一金屬元件和第二金屬元件之間時，所述處理單元接收測量單元傳輸?shù)碾妷褐祐i，并根據(jù)各阻值rxi以及與其對應的電壓值vi獲得報警絕緣等值線，該報警絕緣等值線被作為所述預存的報警絕緣等值線；

當絕緣失效電阻模塊連接于第一金屬元件和第二金屬元件之間時，所述處理單元接收測量單元傳輸?shù)碾妷褐祐i，并根據(jù)各阻值rxi以及與其對應的電壓值vi獲得失效絕緣等值線，該失效絕緣等值線被作為所述預存的失效絕緣等值線。

上述方案中，所述報警絕緣等值線或失效絕緣等值線通常指對同一待監(jiān)測的異種金屬電偶結(jié)構(gòu)，對應于一個絕緣報警電阻值rbj或絕緣失效電阻值rsx，將不同阻值rxi的測量電阻模塊逐次接入待監(jiān)測的電偶結(jié)構(gòu)時，測量每個測量電阻模塊兩端的電壓值vi，結(jié)合相應的阻值rxi，在v-r坐標上擬合連接形成的曲線，v-r坐標中v表征電壓，r表征電阻。

該方案不通過計算而直接基于所述測量電阻模塊的阻值rxi和所述電壓值vi獲得所述報警絕緣等值線或失效絕緣等值線。該方法將實測數(shù)據(jù)處理為圖形顯示來代替臨界絕緣值的直接近似計算，可以彌補近似計算的偏差，更為合理地標定第一金屬元件和第二金屬元件之間的絕緣材料的臨界絕緣值。

所述第二電阻的數(shù)量和阻值根據(jù)測量對象選擇，阻值通常為數(shù)十歐姆至數(shù)千歐姆。所述第二控制電路可以通過單片機切換繼電器進行選擇組合得到具有絕緣報警電阻值rbj的絕緣報警電阻模塊和/或具有絕緣失效電阻值rsx的絕緣失效電阻模塊，相應的實際連接阻值rbj和/或連接阻值rsx可以通過實際測量和計算進行標定。

為了獲取較高分辨率的實測絕緣等值線，通常需要接入較多的不同阻值rxi的測量電阻模塊，為了減少測量電阻模塊的數(shù)量，發(fā)明人考慮通過所述第一控制電路將所述若干個第一電阻進行組合連接，從而得到多個具有不同阻值rxi的測量電阻模塊；同理，對于所述第二控制電路同樣可以將所述若干個第二電阻進行組合連接，從而得到具有不同阻值rbj和rsx電阻模塊。由于每次測量只需要接入一個電阻模塊，因此該方法是可行的。當然，不采用該方法而直接設置多個具有不同阻值rxi的測量電阻模塊和多個具有不同阻值的rbj和rsx也可以實現(xiàn)本發(fā)明，但成本高，體積大，屬于本發(fā)明的一種劣化方案，因此也落入本發(fā)明所要求保護的范圍。

所述處理單元可以是監(jiān)測微機，其接收測量單元上傳的電壓值vi，并根據(jù)預置程序?qū)λ鲭妷褐祐i進行數(shù)據(jù)處理和曲線擬合得出所述報警絕緣等值線或失效絕緣等值線。

進一步地，本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置中，所述絕緣等值線被表征為v-r曲線或i-r曲線或v-i曲線，其中v表征電壓，r表征電阻，i表征電流。

上述方案中，為了更清晰方便的觀察，將vi除以rxi可以得到ii，基于此轉(zhuǎn)換成i-r曲線，從而能夠更加突出絕緣值降低、電偶電流增加情況下的曲線狀態(tài)。此外，也可以轉(zhuǎn)換成v-i曲線，以更清晰的物理概念表征在絕緣狀態(tài)劣化的情況下電偶腐蝕電流消耗了能量，電偶等效原電池在測量過程中對外輸出能量的顯著下降。更簡潔地，為了適合便攜式儀器的使用，可以積分計算曲線下方與坐標軸圍成的面積，用直方圖或光柱圖的方式顯示。

進一步地，本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置中，所述處理單元還包括數(shù)據(jù)庫，其存儲各異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的絕緣等值線數(shù)據(jù)。

進一步地，本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括顯示單元，其與所述處理單元連接，所述顯示單元顯示處理單元傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和信號。

上述方案中，所述數(shù)據(jù)和信號可以是對所述絕緣狀態(tài)的直觀的顯示和報警，可以包括所述實測絕緣等值線和所述預存的報警絕緣等值線和/或失效絕緣等值線。

進一步地，本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括報警裝置，其與所述處理單元連接。

上述方案中，通常當?shù)谝唤饘僭偷诙饘僭g的絕緣狀態(tài)被判斷為需要報警，則觸發(fā)所述報警裝置進行報警。所述報警裝置可以是聲光報警設備。

進一步地，本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括電源單元，其與所述第一受控電阻單元、測量單元和處理單元分別連接，以為其供電。

上述方案中，所述電源單元可以被配置為將艦船通用電源轉(zhuǎn)換成所述第一受控電阻單元、測量單元和處理單元所需的多種電源。

進一步地，本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置中，所述測量單元還包括單片機，所述單片機將測得的電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后傳輸給處理單元。

上述方案中，所述測量單元也可以以單片機數(shù)字處理器為核心，配置專用芯片對測得的電壓信號進行a/d轉(zhuǎn)換，通過通信接口接收處理單元控制命令及上傳轉(zhuǎn)換的電流數(shù)字信號。

本發(fā)明的另一目的是提供一種不使用上述第二受控電阻單元的監(jiān)測電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法，其能監(jiān)測異種金屬電偶結(jié)構(gòu)中異種金屬電偶之間的絕緣狀態(tài)，為異種金屬電偶之間的絕緣維護提供依據(jù)，從而有效減少和防止異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的電化學腐蝕。

為了達到上述發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種采用上述不包括第二受控電阻單元的任一監(jiān)測裝置監(jiān)測電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法，其包括步驟：

獲取預存的報警絕緣等值線和/或預存的失效絕緣等值線；

第一受控電阻單元被連接于第一金屬元件和第二金屬元件之間；

處理單元控制第一受控電阻單元輸出若干個不同阻值rxi；

測量單元檢測各阻值rxi對應的電壓值vi；

處理單元基于各阻值rxi和對應的電壓值vi得到實測絕緣等值線，并將該實測絕緣等值線與預存的報警絕緣等值線和/或預存的失效絕緣等值線進行比對，并根據(jù)比對結(jié)果判斷第一金屬元件和第二金屬元件之間的絕緣狀態(tài)。

本發(fā)明的又一目的是提供一種使用上述第二受控電阻單元的監(jiān)測電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法，其能監(jiān)測異種金屬電偶結(jié)構(gòu)中異種金屬電偶之間的絕緣狀態(tài)，為異種金屬電偶之間的絕緣維護提供依據(jù)，從而有效減少和防止異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的電化學腐蝕。

為了達到上述發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種采用上述包括第二受控電阻單元的監(jiān)測裝置監(jiān)測電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法，其包括步驟：

(1)第一受控電阻單元和第二受控電阻單元均被連接于第一金屬元件和第二金屬元件之間；

(2)處理單元控制第二受控電阻單元輸出絕緣報警電阻值rbj；

(3)處理單元控制第一受控電阻單元輸出若干個不同阻值rxi，測量單元檢測各阻值rxi對應的電壓值vi，處理單元根據(jù)各阻值rxi以及與其對應的電壓值vi獲得報警絕緣等值線；

(4)斷開第二受控電阻單元與第一金屬元件和第二金屬元件的連接；

(5)處理單元控制第一受控電阻單元輸出若干個不同阻值rxi；

(6)測量單元檢測各阻值rxi對應的電壓值vi；

(7)處理單元基于各阻值rxi和對應的電壓值vi得到實測絕緣等值線，并將該實測絕緣等值線與所述報警絕緣等值線進行比對，并根據(jù)比對結(jié)果判斷第一金屬元件和第二金屬元件之間的絕緣狀態(tài)。

進一步地，本發(fā)明所述的監(jiān)測裝置監(jiān)測電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法中，所述絕緣報警電阻值rbj基于報警電偶電流ibj計算得到，所述報警電偶電流ibj根據(jù)報警腐蝕率所對應的電流密度與最大直接偶接電流的電流密度的比例關系基于平均偶接電流計算得到，其中報警腐蝕率所對應的電流密度與最大直接偶接電流的電流密度的比例關系是本領域內(nèi)技術人員可以獲知的，而報警電偶電流ibj與平均偶接電流的比例關系與報警腐蝕率所對應的電流密度與最大直接偶接電流的電流密度的比例關系是一致的，所述平均偶接電流基于以下各式計算得到：

上述各式中的參數(shù)均為待監(jiān)測的異種金屬電偶結(jié)構(gòu)在海水介質(zhì)狀態(tài)下測得，其中：δe為第一金屬元件和第二金屬元件之間的電壓，rxi為第一受控電阻單元輸出若干個不同阻值，vi為測量單元檢測各阻值rxi對應的電壓值；ri為與rxi對應的內(nèi)阻，為平均內(nèi)阻。

上述方案涉及的原理和具體實現(xiàn)將在具體實施方式部分結(jié)合附圖介紹。

進一步地，上述本發(fā)明的監(jiān)測裝置監(jiān)測電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法還包括步驟：

第一受控電阻單元和第二受控電阻單元均被連接于第一金屬元件和第二金屬元件之間；

處理單元控制第二受控電阻單元輸出絕緣失效電阻值rsx，處理單元控制第一受控電阻單元輸出若干個不同阻值rxi，測量單元檢測各阻值rxi對應的電壓值vi，處理單元根據(jù)各阻值rxi以及與其對應的電壓值vi獲得失效絕緣等值線；

所述處理單元將所述實測絕緣等值線與報警絕緣等值線和/或失效絕緣等值線進行比對，并根據(jù)比對結(jié)果判斷第一金屬元件和第二金屬元件之間的絕緣狀態(tài)。

更進一步地，上述監(jiān)測裝置監(jiān)測電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法中，所述絕緣失效電阻值rsx基于失效電偶電流isx計算得到，所述失效電偶電流isx根據(jù)失效腐蝕率所對應的電流密度與直接偶接電流時對應的電流密度的比例關系，基于平均偶接電流計算得到，其中失效腐蝕率所對應的電流密度與直接偶接電流時對應的電流密度的比例關系是本領域內(nèi)技術人員可以獲知的，而失效電偶電流isx與平均偶接電流的比例關系與失效腐蝕率所對應的電流密度與直接偶接電流對應的電流密度的比例關系是一致的，所述平均偶接電流基于以下各式計算得到：

上述各式中的參數(shù)均為待監(jiān)測的異種金屬電偶結(jié)構(gòu)在海水介質(zhì)狀態(tài)下測得，其中：δe為第一金屬元件和第二金屬元件之間的電壓，rxi為第一受控電阻單元輸出若干個不同阻值，vi為測量單元檢測各阻值rxi對應的電壓值；ri為與rxi對應的內(nèi)阻，為平均內(nèi)阻。

上述方案涉及的原理和具體實現(xiàn)將在具體實施方式部分結(jié)合附圖介紹。

進一步地，本發(fā)明所述的監(jiān)測裝置監(jiān)測電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法中，可以在坐標中計算所述絕緣等值線下方與坐標軸圍成的面積，并用與該面積的值相當?shù)闹狈綀D或光柱圖的方式表征所述絕緣等值線。

進一步地，上述監(jiān)測裝置監(jiān)測電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法中，在所述步驟(1)之前處理單元控制第二受控電阻單元輸出絕緣報警電阻值rbj，并將其與第一金屬元件和第二金屬元件連接，測量單元測量絕緣報警電阻值rbj上的對應的電壓值vbj,然后斷開第二受控電阻單元與第一金屬元件和第二金屬元件的連接，測量單元實時監(jiān)測第一金屬元件和第二金屬元件之間的電壓值v，若電壓值v達到p％vbj，則進行所述步驟(1)，其中p％表示一閾值百分比。

上述方案中，將判斷電壓值v達到p％vbj作為啟動步驟(1)及其后續(xù)步驟的條件。所述百分比p％是本領域人員可以根據(jù)實際情況選取的，例如90％或者100％。

本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置具有下列優(yōu)點和有益效果：

1)能監(jiān)測異種金屬電偶結(jié)構(gòu)中異種金屬電偶之間的絕緣狀態(tài)，為異種金屬電偶之間的絕緣維護提供依據(jù)，本發(fā)明與異種金屬電偶間電絕緣工藝的結(jié)合使用，能夠有效減少和防止異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的電化學腐蝕。

2)可以存儲異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的等絕緣值曲線歷史數(shù)據(jù)，為異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的絕緣體的性能趨勢分析提供依據(jù)，幫助相關部門掌握異種金屬電偶結(jié)構(gòu)使用狀況，為維修部門提供可靠依據(jù)，從而大幅度降低例如船體、閥件、泵體、管道、法蘭盤等異種金屬間的電化學腐蝕，顯著降低例如艦船的維護成本，提高例如船用系統(tǒng)的安全性。

本發(fā)明所述的監(jiān)測電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法同樣具有上述優(yōu)點和有益效果。

附圖說明

圖1為一種異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為異種金屬電偶結(jié)構(gòu)在電解質(zhì)中的等效電路圖。

圖3為異種金屬電偶結(jié)構(gòu)在電解質(zhì)中并且接入測量電阻模塊的等效電路。

圖4為異種金屬電偶結(jié)構(gòu)對應不同絕緣阻值的v-r絕緣等值線圖。

圖5為異種金屬電偶結(jié)構(gòu)對應不同絕緣阻值的i-r絕緣等值線圖。

圖6為異種金屬電偶結(jié)構(gòu)對應不同絕緣阻值的v-i絕緣等值線圖。

圖7為包含報警絕緣等值線和失效絕緣等值線的異種金屬電偶結(jié)構(gòu)對應不同絕緣阻值的i-r絕緣等值線圖。

圖8為異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的等絕緣值曲線的測量原理圖。

圖9為計算rbj的等效電路圖。

圖10為計算rsx的等效電路圖。

圖11為積分計算絕緣等值線下方面積形成的直方圖。

圖12為本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置在一種實施方式下的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為本發(fā)明所述的電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法在一種實施方式下的流程示意圖。

圖14為本發(fā)明所述的電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法在另一種實施方式下的流程示意圖。

具體實施方式

下面在對本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置和方法做出進一步的詳細說明之前，先結(jié)合說明書附圖說明本發(fā)明的基本原理。

圖1示出了一種異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。

如圖1所示，該異種金屬電偶結(jié)構(gòu)包括第一金屬元件1，與第一金屬元件1連接的第二金屬元件2，以及設于第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣體3，第一金屬元件1和第二金屬元件2分別由不同的金屬制成。需要說明的是，用于連接第一金屬元件1和第二金屬元件2的緊固螺栓上設有絕緣襯套和絕緣墊片。

圖2示出了異種金屬電偶結(jié)構(gòu)在電解質(zhì)中的等效電路。

如圖2所示，結(jié)合參考圖1，兩種不同的金屬第一金屬元件1和第二金屬元件2在例如海水等液態(tài)電解質(zhì)中，根據(jù)電化學原理，可以等效為一個電動勢為δe，內(nèi)阻為r的原電池，連接部位安裝絕緣阻值為r的絕緣體3后，相當于原電池兩端連接一絕緣阻值為r的電阻。

圖3示出了異種金屬電偶結(jié)構(gòu)在電解質(zhì)中并且接入測量電阻模塊的等效電路。圖4示出了異種金屬電偶結(jié)構(gòu)對應不同絕緣阻值的v-r絕緣等值線。圖5示出了異種金屬電偶結(jié)構(gòu)對應不同絕緣阻值的i-r絕緣等值線。圖6示出了異種金屬電偶結(jié)構(gòu)對應不同絕緣阻值的v-i絕緣等值線。

如圖3所示，結(jié)合參考圖1和圖2，在上述異種金屬電偶結(jié)構(gòu)兩端接入阻值rxi的測量電阻模塊，測得測量電阻模塊兩端的電壓vi。

根據(jù)并聯(lián)電路計算方法，可以得到下式(1)：

式(1)中δe是第一金屬元件1和第二金屬元件2在電解質(zhì)中的電位差。根據(jù)等式(1)，對一個特定的絕緣體3的絕緣阻值r，逐次改變rxi的阻值，可以在v-r坐標上計算得到與之對應的v-r曲線a1、b1、c1、d1，如圖4所示；或?qū)i除以rxi可以得到ii，轉(zhuǎn)換成i-r坐標中繪出的i-r曲線a2、b2、c2、d2，如圖5所示；或轉(zhuǎn)換成v-i坐標中繪出的v-i曲線a3、b3、c3、d3，如圖6所示；此曲線稱之為絕緣等值線。

圖7示出了為包含報警絕緣等值線和失效絕緣等值線的異種金屬電偶結(jié)構(gòu)對應不同絕緣阻值的i-r絕緣等值線。

如圖7所示，坐標系的橫軸為測量電阻模塊阻值，坐標系的縱軸為測量電阻模塊兩端電壓除以電阻而得到的電流。等效電路電動勢δe，內(nèi)阻為r，絕緣體3的阻值為絕緣阻值r。如根據(jù)電偶腐蝕電流密度設定絕緣阻值r在某值例如r＝rsx＝1kω時判定絕緣狀態(tài)處于失效狀態(tài)，則絕緣阻值rsx＝1kω為絕緣失效阻值，通過接入測量電阻模塊測量絕緣阻值rsx＝1kω對應的rxi、ii得到失效絕緣等值線a。如根據(jù)電偶腐蝕電流密度再設定絕緣阻值r在某值例如r＝rbj＝3kω時判定絕緣狀態(tài)處于報警臨界狀態(tài)，則絕緣阻值r＝3kω為絕緣報警臨界阻值，通過改變接入不同阻值rxi的測量電阻模塊并計算得到絕緣阻值r＝3kω對應的rxi、ii得到報警絕緣等值線b。通過接入測量電阻模塊檢測并計算得到實際絕緣阻值r對應的rx、ix絕緣等值線，采用下述規(guī)則判斷第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)：當測得的絕緣等值線c在該坐標系內(nèi)位于報警絕緣等值線b上方時，判斷第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)良好；當絕緣材料經(jīng)過長期使用，測得絕緣等值線d在該坐標系內(nèi)位于報警絕緣等值線b下方、失效絕緣等值線a上方時，判斷第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)即將失效。當絕緣材料性能劣化，測得絕緣等值線e在該坐標系內(nèi)位于失效絕緣等值線a下方時，判斷第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)已經(jīng)失效。

以上敘述是根據(jù)式(1)計算的結(jié)果，也是本發(fā)明涉及的絕緣等值線方法所依據(jù)的原理。在本實施方式中，采用了實際測量的方法，逐次接入不同阻值rxi的測量電阻模塊，測量測量電阻模塊兩端電壓值vi，在v-r坐標中得到v-r曲線。

圖8示出了異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的絕緣等值線的測量原理。圖9示出了計算rbj的等效電路，圖10示出了計算rsx的等效電路。

具體實施步驟如下：

(1)求取初始絕緣等值線。

在異種金屬電偶結(jié)構(gòu)中的絕緣材料安裝之初，經(jīng)干態(tài)檢測絕緣狀態(tài)良好，管道通入海水且電偶結(jié)構(gòu)兩端的電位差基本穩(wěn)定以后，按照圖8所示的第一受控電阻單元x，通過繼電器kx1、kx2…kxi逐個切換對應阻值rx1、rx2…rxi的測量電阻模塊接入第一金屬元件和第二金屬元件之間(即與圖8中的等效電路并聯(lián))，測量單元分別對每個測量電阻模塊接入后實測得到相應的電壓值v1、v2…vi。經(jīng)處理單元擬合處理并轉(zhuǎn)換為i-r坐標后，得到對應初始狀態(tài)絕緣阻值r的初始絕緣等值線，相當于圖7中絕緣等值線c。

(2)求取平均等效內(nèi)阻和平均偶接電流

在異種金屬電偶結(jié)構(gòu)中的絕緣材料安裝之初，絕緣值通常高達數(shù)十兆歐以上。取此時測得的兩端電壓差為δe，且在并聯(lián)電阻中，當r>>rxi，由式(2)，式(1)可近似簡化為式(3)及式(4)：

將步驟(1)中逐次接入的rxi和實際測量得到相應電壓值vi實代入式(4)，并根據(jù)式(5)計算得到平均等效內(nèi)阻根據(jù)式(6)計算得到平均偶接電流。

異種金屬電偶結(jié)構(gòu)兩端直接連接產(chǎn)生的直接偶接電流i＝δe/r實際上表征了電偶腐蝕電流的強度。在實驗室中，通常使用零內(nèi)阻電流表連接處于海水介質(zhì)中的異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的兩端，來測量直接偶接電流，并除以試片的面積得到偶接電流密度。在實際艦船海水泵、閥、管路的絕緣結(jié)構(gòu)兩端進行電流測量時，由于極化效應和海水流速的去極化作用，難以測得穩(wěn)定的異種金屬偶接電流，更難以計算管道內(nèi)部的金屬腐蝕面積。本實施方式采用近似計算方法，在測量并計算得到平均等效內(nèi)阻后，再計算得到平均偶接電流根據(jù)實驗室測量與計算結(jié)果，計算得到的平均偶接電流略小于實測偶接電流的平均值，兩者比較接近，本實施方式采用平均偶接電流進行進一步的計算。

(3)獲取報警絕緣等值線和失效絕緣等值線。

本實施方式中報警臨界絕緣值的計算，對應于腐蝕深度為0.1mm/年的腐蝕率所對應的腐蝕電流密度，即絕緣層的漏泄電流，最大可能達到約8.6微安/平方厘米的電流密度。在船舶建造中通常由20號低碳鋼、青銅(zcusn10zn2)、tp2y銅合金、b10銅鎳合金、b30銅合金、921a鋼、hdr雙相不銹鋼、316l不銹鋼、304不銹鋼等十多種材料互相組合構(gòu)成的海水管道電偶結(jié)構(gòu)，其直接偶接電流的電流密度約在數(shù)微安/平方厘米至40微安/平方厘米之間。因此，用相對值計算，相當于20％的直接偶接電流的電流密度。近似地，取20％的平均偶接電流，即報警電偶電流失效臨界絕緣值對應于腐蝕深度為0.2mm/年的腐蝕率，近似地，取40％的平均偶接電流，即失效電偶電流按照圖9和圖10計算報警臨界絕緣值rbj和失效臨界絕緣值rsx，得到

在第二受控電阻單元y中通過繼電器ky1輸出接入異種金屬電偶結(jié)構(gòu)兩端，首先測量記錄接入rbj但尚未接入rxi，即rxi＝∞時的電壓vbj，然后由第一受控電阻單元x通過繼電器kx1、kx2…kxi逐次輸出rx1、rx2…rxi,測量對應的v1、v2…vi，獲得報警絕緣等值線。

在第二受控電阻單元y中通過繼電器ky2輸出接入異種金屬電偶結(jié)構(gòu)兩端，然后由第一受控電阻單元x通過繼電器kx1、kx2…kxi逐次輸出rx1、rx2…rxi,測量對應的v1、v2…vi，獲得失效絕緣等值線。

根據(jù)設備的具體情況設置報警臨界絕緣值rbj和失效臨界絕緣值rsx，例如，設則如此等等，可以對報警或失效的等級做出更多的劃分。

以上針對特定規(guī)格設備(海水管道、閥門)測量后確定的作為判據(jù)性質(zhì)的報警絕緣等值線和失效絕緣等值線，一旦生成即存儲于數(shù)據(jù)庫內(nèi)不再更改，在日常監(jiān)測中用于同實測絕緣等值線進行比對。

其中在測量報警絕緣等值線時接入rbj但rxi＝∞時的電壓vbj，作為特殊的閾值電壓記錄于數(shù)據(jù)庫，應用于日常的電偶兩端電位監(jiān)測。

(4)實際絕緣狀態(tài)的監(jiān)測。

在圖8所示的第一受控電阻單元x中，逐次輸出rx1、rx2…rxi,測量對應的v1、v2…vi，可以得到v-r坐標系中的絕緣等值線，也可以計算得到i-r坐標系中的絕緣等值線。采用下述規(guī)則判斷第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)：當測得的絕緣等值線c在該坐標系內(nèi)位于報警絕緣等值線b上方時，判斷第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)良好；當絕緣材料經(jīng)過長期使用，測得絕緣等值線d在該坐標系內(nèi)位于報警絕緣等值線b下方、失效絕緣等值線a上方時，判斷第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)即將失效。當絕緣材料性能劣化，測得絕緣等值線e在該坐標系內(nèi)位于失效絕緣等值線a下方時，判斷第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)已經(jīng)失效。

圖11示出了積分計算絕緣等值線下方面積形成的直方圖。

作為直觀利用絕緣等值線進行判斷的方法的一種擴展，還可以利用積分方法計算失效絕緣等值線的下方面積、報警絕緣等值線的下方面積、實測絕緣等值線的下方面積，由該面積轉(zhuǎn)換而來的直方圖來判斷。如圖11所示，當實測絕緣等值線的下方面積s0小于等于初始絕緣等值線的下方面積s1大于報警絕緣等值線的下方面積s2時，處理單元判斷第一金屬元件和第二金屬元件之間的絕緣狀態(tài)良好；當實測絕緣等值線的下方面積s0小于報警絕緣等值線的下方面積s2但大于失效絕緣等值線的下方面積s3時，判斷第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)劣化即將失效應予報警。當實測絕緣等值線的下方面積s0小于失效絕緣等值線的下方面積s3時，判斷第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)已經(jīng)失效。

由于電偶間絕緣狀態(tài)的改變，除了突加外力的機械性損壞之外，大多都是緩慢的過程，日常的監(jiān)測，僅需要直接測量電偶兩端的電壓v，并與存儲于數(shù)據(jù)庫的報警閾值電壓vbj進行比對，如果電壓v≧vbj，則只需進行日常電壓值的測量記錄。當測量電壓接近vbj或出現(xiàn)v≦vbj的情況，才需要進一步進行絕緣等值線的測量以及與報警等值線和失效等值線的比對。

下面將結(jié)合說明書附圖和具體實施例來對本發(fā)明所述的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置和方法做出進一步的詳細說明，但是該說明并不構(gòu)成對于本發(fā)明技術方案的不當限定。

圖12示意了本實施例的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)。

如圖12所示，本實施例的電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置包括第二受控電阻單元4a、第一受控電阻單元4b、測量單元5、作為處理單元的監(jiān)測微機6、顯示單元7、報警裝置8、電源單元9以及通道選擇單元10，其中：

第二受控電阻單元4a、第一受控電阻單元4b和測量單元5參照上述基本原理部分圖8的方案設置，其中第一受控電阻單元4b輸出測量電阻模塊的阻值rx1、rx2…rxi，第二受控電阻單元4a輸出報警絕緣電阻ry1＝rbj、失效絕緣電阻ry2＝rsx；第一受控電阻單元4b通過繼電器使各個測量電阻模塊分別切換地連接于第一金屬元件1和第二金屬元件2之間。測量單元5(相當于圖8中測量單元)檢測各個測量電阻模塊兩端對應的電壓vi。其中，測量單元5包括單片機，該單片機將測得的電流值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后傳輸給監(jiān)測微機6。

監(jiān)測微機6與測量單元5連接，監(jiān)測微機6接收測量單元5傳輸?shù)臋z測電壓值v1、v2…vi，并根據(jù)與各電壓值對應的測量電阻模塊的電阻值rx1、rx2…rxi獲得實測絕緣等值線，監(jiān)測微機6將該實測絕緣等值線與預存的失效絕緣等值線和報警絕緣等值線進行比對，并根據(jù)比對結(jié)果判斷第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)，其中：絕緣體3的阻值為絕緣阻值r。設數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)計算設定失效絕緣電阻rsx＝750ω、報警絕緣電阻rbj＝2000ω，并已經(jīng)預存了失效絕緣等值線和報警絕緣等值線，采用下述規(guī)則判斷第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)：當測得的絕緣等值線c在該坐標系內(nèi)位于報警絕緣等值線b上方時，判斷第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)良好；當絕緣材料經(jīng)過長期使用，測得絕緣等值線d在該坐標系內(nèi)位于報警絕緣等值線b下方、失效絕緣等值線a上方時，判斷第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)劣化即將失效應予報警。當絕緣材料性能劣化，測得絕緣等值線e在該坐標系內(nèi)位于失效絕緣等值線a下方時，判斷第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)已經(jīng)失效。

依照前述原理介紹部分的具體實施步驟中(1)求取初始絕緣等值線、(2)求取平均等效內(nèi)阻和平均偶接電流(3)獲取報警絕緣等值線和失效絕緣等值線這三個步驟，通過第二受控電阻單元4a輸出報警絕緣電阻ry1＝rbj、失效絕緣電阻ry2＝rsx，測量并估算繪出與失效絕緣電阻rsx＝750ω對應的失效絕緣等值線a，以及與報警絕緣電阻rbj＝2000ω對應的報警絕緣等值線b。此步驟工作可先期在實船進行大量的實測并進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，建成基本數(shù)據(jù)庫輸入儀器中，然后在電偶間絕緣材料安裝完工之初，測量核對并進行修正，得到圖7中的失效絕緣等值線a和報警絕緣等值線b，作為預置數(shù)據(jù)儲存于儀器數(shù)據(jù)庫內(nèi)。

監(jiān)測微機6還包括可用于存儲報警絕緣等值線b和失效絕緣等值線a以及每個異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的絕緣等值線歷史記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。

顯示單元7與監(jiān)測微機6連接，顯示單元7顯示監(jiān)測微機6傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和信號。該數(shù)據(jù)和信號是對第一金屬元件1和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)的直觀的顯示和報警，包括上述絕緣等值線和上述預存的失效絕緣等值線a和報警絕緣等值線b。該信號包括報警信號，當?shù)谝唤饘僭?和第二金屬元件2之間的絕緣狀態(tài)被判斷為已經(jīng)失效或即將失效，輸出該報警信號。此外，該顯示單元7還可以進行人機交互。

報警裝置8為聲光報警設備，其與監(jiān)測微機6連接。

電源單元9與第二受控電阻單元4a、第一受控電阻單元4b、測量單元5和監(jiān)測微機6分別連接，以為其供電。電源單元9被配置為將艦船通用電源轉(zhuǎn)換成第二受控電阻單元4a、第一受控電阻單元4b、測量單元5和監(jiān)測微機6所需的多種電源。

通道選擇單元10選擇當前需要監(jiān)測的異種金屬電偶結(jié)構(gòu)接入第二受控電阻單元4a或第一受控電阻單元4b。該通道選擇單元10采取導線、接插件連接接入及通過繼電器等切換接入的方式將異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的測量端連接至第二受控電阻單元4a或第一受控電阻單元4b。

本實施例的基于電壓測量獲取絕緣等值線的電偶間絕緣狀態(tài)監(jiān)測裝置工作時，顯示單元7接收用戶操作指令并傳送給監(jiān)測微機6，監(jiān)測微機6控制第二受控電阻單元4a或第一受控電阻單元4b通過通道選擇單元10連接至待測異種金屬電偶結(jié)構(gòu)，并將不同阻值的測量電阻模塊逐次接入測量對應的電壓值并上傳至監(jiān)測微機6，監(jiān)測微機6通過預置程序進行數(shù)據(jù)計算及絕緣等值線擬合、存儲、對比，得出當前異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的絕緣狀態(tài)，并通過顯示單元7進行數(shù)據(jù)、曲線顯示和臨界狀態(tài)報警。數(shù)據(jù)庫存儲每個異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的絕緣等值線歷史記錄數(shù)據(jù)，能夠為異種金屬電偶絕緣材料的性能趨勢分析提供依據(jù)，幫助有關部門掌握異種金屬電偶絕緣保護結(jié)構(gòu)使用狀況，為維修部門提供可靠的依據(jù)。因此，在艦船領域，本發(fā)明與異種金屬電偶間電絕緣工藝的結(jié)合使用，能夠大幅度降低船體、閥件、泵體、管道、法蘭盤等異種金屬間的電化學腐蝕，顯著降低艦船的維護成本，提高船用系統(tǒng)的安全性。

圖13示意了本發(fā)明所述的電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法在不使用上述第二受控電阻單元下的流程。

如圖13所示，本實施例的一種電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法，其在不使用第二受控電阻單元的情況下采用上述監(jiān)測裝置對待監(jiān)測的異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的絕緣狀態(tài)進行監(jiān)測，該異種金屬電偶結(jié)構(gòu)包括第一金屬元件，與第一金屬元件連接的第二金屬元件，以及設于第一金屬元件和第二金屬元件之間的絕緣體，該第一金屬元件和第二金屬元件分別由不同的金屬制成；該監(jiān)測方法包括包括以下步驟：

步驟110：通過已有同類設備測試數(shù)據(jù)積累的數(shù)據(jù)庫，獲取預存的報警絕緣等值線和/或預存的失效絕緣等值線。

步驟120：第一受控電阻單元被連接于第一金屬元件和第二金屬元件之間。

步驟130：處理單元控制第一受控電阻單元輸出若干個不同阻值rxi。

步驟140：測量單元檢測各阻值rxi對應的電壓值vi。

步驟150：處理單元基于各阻值rxi和對應的電壓值vi得到實測絕緣等值線，并將該實測絕緣等值線與預存的報警絕緣等值線和/或預存的失效絕緣等值線進行比對，并根據(jù)比對結(jié)果判斷第一金屬元件和第二金屬元件之間的絕緣狀態(tài)。

如圖14所示，本實施例的另一種電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法，其采用上述監(jiān)測裝置對待監(jiān)測的異種金屬電偶結(jié)構(gòu)的絕緣狀態(tài)進行監(jiān)測，該異種金屬電偶結(jié)構(gòu)包括第一金屬元件，與第一金屬元件連接的第二金屬元件，以及設于第一金屬元件和第二金屬元件之間的絕緣體，該第一金屬元件和第二金屬元件分別由不同的金屬制成；該監(jiān)測方法包括包括以下步驟：

步驟110：第一受控電阻單元和第二受控電阻單元均被連接于第一金屬元件和第二金屬元件之間。

步驟120：處理單元控制第二受控電阻單元輸出絕緣報警電阻值rbj。

步驟130：處理單元控制第一受控電阻單元輸出若干個不同阻值rxi，測量單元檢測各阻值rxi對應的電壓值vi，處理單元根據(jù)各阻值rxi以及與其對應的電壓值vi獲得報警絕緣等值線。

步驟140：斷開第二受控電阻單元與第一金屬元件和第二金屬元件的連接。

步驟150：處理單元控制第一受控電阻單元輸出若干個不同阻值rxi。

步驟160：測量單元檢測各阻值rxi對應的電壓值vi。

步驟170：處理單元基于各阻值rxi和對應的電壓值vi得到實測絕緣等值線，并將該實測絕緣等值線與所述報警絕緣等值線進行比對，并根據(jù)比對結(jié)果判斷第一金屬元件和第二金屬元件之間的絕緣狀態(tài)。

在某些實施方式中，上述方法還包括步驟：

處理單元控制第二受控電阻單元輸出絕緣失效電阻值rsx，處理單元控制第一受控電阻單元輸出若干個不同阻值rxi，測量單元檢測各阻值rxi對應的電壓值vi，處理單元根據(jù)各阻值rxi以及與其對應的電壓值vi獲得失效絕緣等值線；

處理單元將實測絕緣等值線與報警絕緣等值線和/或失效絕緣等值線進行比對，并根據(jù)比對結(jié)果判斷第一金屬元件和第二金屬元件之間的絕緣狀態(tài)。

在步驟110之前處理單元控制第二受控電阻單元輸出絕緣報警電阻值rbj，并將其與第一金屬元件和第二金屬元件連接，測量單元測量絕緣報警電阻值rbj上的對應的電壓值vbj,然后斷開第二受控電阻單元與第一金屬元件和第二金屬元件的連接，測量單元實時監(jiān)測第一金屬元件和第二金屬元件之間的電壓值v，若電壓值v達到p％vbj，則進行所述步驟110，其中p％表示一閾值百分比。其中，將判斷電壓值v達到p％vbj作為啟動步驟110及其后續(xù)步驟的條件。百分比p％是本領域人員可以根據(jù)實際情況選取的，例如90％或者100％。

由于上述電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測裝置實施例中已經(jīng)包括了對應上述電偶間絕緣狀態(tài)的監(jiān)測方法的詳細的監(jiān)測方法，在此不再贅述。

需要注意的是，以上列舉的僅為本發(fā)明的具體實施例，顯然本發(fā)明不限于以上實施例，隨之有著許多的類似變化。本領域的技術人員如果從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。