[发明专利]一种便携式接地网腐蚀状态监测系统和监测方法

摘要

本发明公开了一种便携式接地网腐蚀状态监测系统和监测方法，包括多个相同结构的三电极传感头结构，阶跃型可变微安培恒流激励源电路，积分型毫伏特检测电路，和基于Windows操作系统的数据显示界面。该监测系统和监测方法主要用于野外电网接地网腐蚀速率的实时自动监测，可以有效避免由地网腐蚀而引起的电力系统事故的发生，阶跃恒电流充电曲线技术可以快速测量碳钢接地网的腐蚀速率。本发明结构简单，成本低，稳定性高，适合野外长期工作，并采用独特的双积分型毫伏特检测电路，大大提高了腐蚀速率的检测速度和准确性。

主权项

1.一种便携式接地网腐蚀状态监测系统，其特征在于：包括用于对极化反应三电极结构中研究电极(1)与辅助电极(2)之间施加极化激励信号的0‑100uA阶跃电流信号模块，采集参比电极(3)和研究电极(1)之间激励响应的双积分电压数据采集模块，为装置各模块供电的电源管理模块，以及对0‑100uA阶跃电流信号进行控制、对双积分电压数据采集信号进行分析以得到土壤腐蚀速率的微处理器模块；所述0‑100uA阶跃电流信号模块由REF200标准用100uA电流镜像源、精密运算放大器OPA602、阶跃式电阻配比继电器控制模块构成，所述电流镜像源用于产生100uA的基准电流源，所述精密运算放大器OPA602用于对所述电流镜像源产生的100uA电流信号进行放大或者缩小，所述阶跃式电阻配比继电器控制模块用于控制OPA602运算放大器的放大或缩小倍数；所述双积分电压数据采集模块用于测量参比电极(3)与研究电极(1)的自腐蚀电位以及在研究电极(1)和辅助电极(2)之间施加激励后采集参比电极(3)与研究电极(1)之间的响应信号；所述电源管理模块由依次相接的13V直流电源、用于将蓄电池输出的12V电压转换为5V的电源电路、‑5V电源电路、12V电源电路、‑12V电源电路构成；所述0‑100uA阶跃电流信号模块的REF200芯片、OPA602芯片均 与所述12V和‑12V电源电路连接，所述阶跃式电阻配比继电器控制模块、微处理器模块均与5V电源电路连接，所述双积分电压数据采集模块与5V和‑5V电源电路相连接；所述微处理器模块由单片机STC89C54RD+、晶振电路、复位电路和下载通信电路组成，所述微处理器模块用于控制0‑100uA阶跃电流信号的大小和采集双积分电压数据采集模块的数据，并以此数据来分析计算出土壤的腐蚀速率后传送至上位机显示监测站；其中，所述研究电极(1)由电极测试头(1‑1)、L型PVC管(1‑2)、两根信号线(1‑3，1‑4)组成，其中电极测试头(1‑1)由Q235碳钢 (1‑1‑2)和环氧树脂(1‑1‑1)组成；辅助电极(2)由电极测试头(2‑1)、L型PVC管(2‑2)和信号线(2‑3)组成，其中电极测试头(2‑1)由203不锈钢(2‑1‑2)和环氧树脂(2‑1‑2)组成；参比电极(3)由饱和硫酸铜溶液(3‑1)、塑料管(3‑2)和信号线(3‑3)组成；研究电极(1)和辅助电极(2)分别通过L型PVC管、玻璃胶进行封装，并固定在双层支架(4)上，各电极分别与铜导线通过焊接连接，三电极间距固定不变，以品字形结构排列组成，研究电极(1)和辅助电极(2)表面经抛光打磨。