[发明专利]一种基于专家库偏差修正的腐蚀自动跟踪监控系统

说明书

一种基于专家库偏差修正的腐蚀自动跟踪监控系统，它包括信息采集模块、中枢决策模块以及执行机构，中枢决策模块的输入端与信息采集模块的输出端连接，中枢决策模块的输出端与执行机构的输入端连接，信息采集模块用于对被保护金属构架进行监测并将监测信息传给中枢决策模块，中枢决策模块根据从信息采集模块上采集的监测数据控制执行机构的电流输出，从而使整体极化电位处于稳定范围。本发明的目的是为了提供一种能对电流阴极防护装置的保护参数进行跟踪，并对发生偏移的保护电流进行有效调整的基于专家库偏差修正的腐蚀自动跟踪监控系统。

技术领域

本发明属于金属腐蚀防护设备及方法领域，具体涉及一种基于专家库偏差修正的腐蚀自动跟踪监控技术。

背景技术

冶炼和腐蚀作为一对逆过程在自然环境的制约下，大多数情况并不可逆，而地球上金属资源有限，且面临腐蚀威胁，因此腐蚀防护显得尤为重要。全世界每年因金属腐蚀造成的损失占各国国民经济总产值的2％-5％，其中海洋环境中的金属结构腐蚀严重。

为了减少复杂环境对金属构架的腐蚀破坏，工程上通常采用外加电流阴极保护法(ICCP,Impressed current cathodic protection)的腐蚀防护方法对金属构架进行保护。在众多金属腐蚀防护方法中，ICCP在腐蚀防护效果以及环保方面优于其它方法。与防腐涂层、合金材料、镀锌保护以及牺牲阳极保护不同，ICCP防腐技术的优势在于可控可调。通过阴阳极与电解质形成回路，由外加电源供电，对金属构架进行阴极极化，达到防护的目的。另外，ICCP还能通过利用外加电源幅频可控的特性，对金属防腐技术进行更加全面深入的研究。

ICCP服役周期长、防护效果好，尤其大规模的腐蚀防护工程，其保护效果和工程概算均优于其它防护方法。但随着服役年限的延长、埋设环境的变化，保护电流的有效范围发生偏移，导致管道处于欠保护状态，管道腐蚀的程度加深。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种能对电流阴极防护装置的保护参数进行跟踪，并对发生偏移的保护电流进行有效调整的基于专家库偏差修正的腐蚀自动跟踪监控系统。

一种基于专家库偏差修正的腐蚀自动跟踪监控系统，它包括信息采集模块、中枢决策模块以及执行机构，中枢决策模块的输入端与信息采集模块的输出端连接，中枢决策模块的输出端与执行机构的输入端连接，信息采集模块用于对被保护金属构架进行监测并将监测信息传给中枢决策模块，中枢决策模块根据从信息采集模块上采集的监测数据控制执行机构的电流输出，从而使整体极化电位处于稳定范围。

上述中枢决策模块包括PD控制器、专家库以及偏差修正模块，信息采集模块输出的监测信号分别与PD控制器的第一输入端、专家库的输入端连接，专家库的输出端与偏差修正模块的输入端连接，偏差修正模块的输出端与PD控制器的第二输入端连接。

上述信息采集模块包括光纤光栅传感器。

上述执行机构包括外加电流阴极防护装置。

一种用上述系统的控制方法，中枢决策模块输出的控制命令控制执行机构的动作从而引起金属的腐蚀变化，信息采集模块感知该变化后作为中枢决策模块的输入，从而调节中枢决策模块的输出，从而抑制金属的腐蚀程度。

上述方法包括以下步骤：

1)中枢决策模块将控制目标设定为输入输出对理想腐蚀曲线逼近程度的最大化；

2)信息采集模块感测金属腐蚀状态，光波长随光栅的应变偏移，携带腐蚀信号的光波被传感器的尾端光电转换器的捕捉，转换成电信号，进而完成被保护金属腐蚀状态的量化，中枢决策模块拟定初始腐蚀状态为设定值，以该值为参考，对系统输入进行误差计算，以及后续的PD控制器参数整定；

3)专家库以被保护结构的阴极极化曲线为依据，将当前腐蚀电位与最佳极化电流的相关知识传递给中枢决策模块，中枢决策模块根据腐蚀偏差和专家库知识进行控制参数修正，并下发控制指令给执行机构，形成闭环控制。