一、核心目標(biao):穩定 “保護電(dian)位”
首先明(ming)確控制目標(biao):將(jiang)被(bei)保護金(jin)屬(shu)(如(ru)管道、儲罐)的(de)電(dian)位維持在特(te)定(ding)范圍(例如(ru)鋼(gang)鐵(tie)在土壤(rang)中通常為 - 0.85V~-1.20V,相對于飽和(he)(he)硫酸銅參比電極 CSE)。這個 “目標電位” 是基于金屬材質和(he)(he)環境(土(tu)壤、海(hai)水等(deng))通過實驗(yan)或標準(zhun)(zhun)確定的(de)(de),是自(zi)動控制的(de)(de)基準(zhun)(zhun)。
二、閉環反饋控制的 3 個關鍵(jian)環節
智能恒(heng)電位儀的(de)自(zi)動(dong)控制本質是一個(ge)閉環(huan)控制系統,包含 “監測→比較(jiao)→調節” 三個核心環節,形(xing)成持續循環的反饋機制:
1. 實(shi)時監測:獲取被保護體的當前電位(wei)
硬件:參比電極 信(xin)號采集模塊
系統通過參比電(dian)(dian)極(如飽和(he)硫(liu)酸(suan)銅電(dian)(dian)極、鋅電(dian)(dian)極)實(shi)時測量被保護金屬的電(dian)(dian)位(wei)。參比電(dian)(dian)極提供一個穩定的 “電(dian)位基(ji)準”,其自身電(dian)位固定(ding)(如飽和(he)硫酸(suan)銅電(dian)極(ji)(ji)電(dian)位約為 0.316V vs 標準氫(qing)電(dian)極(ji)(ji)),因(yin)此可通過它與被保(bao)護(hu)體之間(jian)的電(dian)位差,計算(suan)出(chu)被保(bao)護(hu)體的實際電(dian)位。
例:若參比電(dian)極測得(de)與被保護體(ti)之(zhi)間(jian)的電(dian)位差(cha)為(wei) - 1.1V(參比電極(ji)為正極(ji)),則被(bei)保護體的實際(ji)電位為 - 1.1V(相對于該參比電極(ji))。
信號(hao)處理:測量的電(dian)位信號(hao)通(tong)常微弱(毫伏級),需通(tong)過(guo)高精(jing)度放大電(dian)路、濾波模(mo)塊去除(chu)噪聲(如(ru)電(dian)磁干擾),轉化為數字信號(hao)后(hou)傳輸(shu)給(gei)核心(xin)控(kong)制器(qi)(如(ru) MCU、PLC)。
2. 比較(jiao)判斷(duan):與目標電(dian)位的偏差(cha)分析
控制器(qi)將(jiang) “實(shi)時監測的(de)實(shi)際電位” 與(yu) “預設的(de)目標保護(hu)電位” 進行(xing)對(dui)比,計(ji)算偏(pian)差值(偏(pian)差 = 實(shi)際電位 - 目標電位)。
3. 自動調(diao)節:通過輸出電(dian)流 / 電(dian)壓修正偏差(cha)
根據偏差值,控制器(qi)通過算法計算需要(yao)調整的(de)輸(shu)出參數(電流或電壓),驅(qu)動功(gong)率(lv)模塊改變施加到被(bei)保護(hu)體(ti)的(de)電流,直(zhi)至實際電位接近目標值。
調節邏輯:
當實際電(dian)位(wei)(wei)高(gao)于目標電(dian)位(wei)(wei)(保(bao)護不足,金屬有腐(fu)蝕風險):需增大輸(shu)出電(dian)流(或電(dian)壓),使(shi)被保(bao)護體(ti)獲得更(geng)多電(dian)子,電(dian)位(wei)(wei)向更(geng)負的方向移動(接(jie)近目標)。
當(dang)實(shi)際電位(wei)低于目標電位(wei)(可能過保護(hu),有氫脆風(feng)險):需減小輸出電流(或電壓),使電位(wei)向(xiang)(xiang)更正的(de)方(fang)向(xiang)(xiang)移(yi)動(接近目標)。
硬件(jian):功率輸出模塊
控制器的調(diao)節(jie)指令(ling)通過(guo)功率放大電(dian)路(如晶閘管、IGBT 模塊)轉化為實際輸出的直流(liu)(liu)電流(liu)(liu) / 電壓,通過陰極電纜施加(jia)到(dao)被保護(hu)(hu)體,同時輔助(zhu)陽極與被保護(hu)(hu)體形成電流(liu)(liu)回路,確保電流(liu)(liu)有效作用于金屬(shu)表面。
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