УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ АТМОСФЕРНОЙ КОРРОЗИИ Российский патент 1995 года по МПК C23F13/04 

Изобретение относится к метеорологическому приборостроению и может быть использовано при определении наличия, изменении продолжительности и уменьшении воздействия атмосферных осадков на различные металлические поверхности.

Известен измеритель продолжительности атмосферной коррозии [1] содержащий источник напряжения, один из полюсов которого подключен к контролируемой металлической поверхности напрямую, а другой через пороговую схему включения, которая в свою очередь подключена к блоку регистрации. Наличие на металлической поверхности атмосферных осадков изменяет ее сопротивление и, как следствие, ведет к изменению тока в измерительной цепи.

Устройство позволяет определить наличие атмосферной коррозии и время ее продолжительности, однако не способно само препятствовать разрушающему воздействию атмосферных осадков на металлическую поверхность. Для этого требуется привлечение дополнительных средств.

Также известно устройство для предотвращения воздействия атмосферных осадков на металлическую поверхность [2] Данное устройство, выбранное в качестве прототипа, содержит не менее одного защитного электрода, каждый из которых выполнен с возможностью изолированного закрепления на защищаемой поверхности и соединен с преобразователем напряжения, первый вход которого подключается к положительному полюсу источника напряжения, при этом отрицательный полюс источника напряжения подключается к защищаемой поверхности.

Устройство-прототип предназначено для использования с объектами (например транспортными средствами) имеющими самостоятельный источник питания (аккумулятор), служащий для запитки различных электрических приборов объекта. При этом в качестве одного из элементов электрической цепи объекта используется его корпус, который обычно подключается к отрицательному полюсу источника питания. Для предотвращения короткого замыкания, а также исключения разрядки источника питания при нахождении объекта в нерабочем состояния, его электрическая цепь снабжена, так называемым выключателем "массы", предназначенным для отключения отрицательного полюса источника питания от корпуса. Устройство-прототип также использует корпус объекта в качестве одного из элементов его электрической цепи. Но в этом случае при отключении отрицательного полюса источника питания от корпуса произойдет отключение устройства-прототипа с прекращением его функционирования по защите корпуса объекта от атмосферной коррозии.

Кроме этого недостатка можно отметить и то, что устройство-прототип обеспечивает постоянную максимальную величину защитного потенциала вне зависимости от величины площади участков, контактирующих с электролитом и незащищенных лакокрасочными или другими антикоррозионными покрытиями.

Задача, на решение которой направлено изобретение заключается в расширении эксплуатационных возможностей, причем техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является обеспечение работы устройства для защиты от атмосферной коррозии при отсоединении полюса источника напряжения от корпуса защищаемого объекта, а также обеспечение оптимальной величины защитного потенциала в зависимости от величины площади участков поверхности корпуса объекта, контактируемой с электролитом.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в известном устройстве для защиты от атмосферной коррозии, согласно изобретению, преобразователь напряжения выполнен в виде последовательно соединенных генератора, управляемого напряжением, пьезотрансформатора, выпрямителя и фильтра, один из выводов которого выполнен с возможностью соединения с защищаемой поверхностью, а второй соединен с каждым из защитных электродов через введенный соответствующий резистор, при этом второй вход генератора, управляемого напряжением выполнен с возможностью подключения к отрицательному полюсу источника питания, а первый вход управления подключен к выходу обратной связи пьезотрансформатора.

Технический результат достигается также за счет того, что устройство снабжено не менее, чем одним электродом сравнения, выполненным с возможностью изолированного закрепления на защищаемой поверхности и подключенным ко второму входу управления генератора, управляемого напряжением.

На чертеже изображена общая блок-схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор, управляемый напряжением 1, пьезотрансформатор 2, выпрямитель 3 и фильтр 4, а также резистор 5 и защитный электрод 6.

При этом первый и второй входы генератора, управляемого напряжением 1, подключены, соответственно, к отрицательному и положительному полюсам источника напряжения. Вход управления генератора 1 соединен с выходом обратной связи пьезотрансформатора 2. Один из выводов фильтра 4 подсоединен к защищаемому объекту, а другой вывод, через соответствующий резистор 5 подключен к защитному электроду 6, закрепляемому изолировано на защищаемой поверхности.

Для корректировки величины защитного потенциала, на защищаемой поверхности может быть изолировано закреплен электрод сравнения 7, подключаемый ко второму управляемому входу генератора, управляемого напряжением 1.

Устройство работает следующим образом.

На защищаемой поверхности, на участках возможной коррозии или на участках, на которых коррозия уже началась, размещают защитные электроды 6. Причем, электроды соединяют с поверхностью через изолирующую прокладку.

Первый и второй входы генератора, управляемого напряжением 1, подключаются к источнику напряжения. В качестве источника напряжения может использоваться, как стандартный аккумулятор, входящий в состав защищаемого объекта, так и любой другой, дополнительный источник напряжения.

Генератор, управляемый напряжением, представляет собой устройство преобразования напряжения в частоту (см. например, Алексеенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем, М. Радио и связь, 1985, с. 115-125, рис. 3,8). Данный генератор содержит в своем составе элементы схемы, которые позволяют изменять частоту и скважность генерируемых импульсов при воздействии на него не менее одного управляющего напряжения (в варианте, приведенном на чертеже, два управляющих напряжения).

Выход генератора, управляемого напряжением 1, подключен к входу пьезотрансформатора 2, который обеспечивает гальваническую развязку вторичных цепей питания от первичных. Выход обратной связи пьезотрансформатора 2 подключается к первому входу управления генератора 1, что позволяет поддерживать напряжение на выходе пьезотрансформатора 2 в заданных пределах.

Оба рабочих выхода пьезотрансформатора 2 подключаются к выпрямителю 3, который в свою очередь подсоединен к фильтру 4. (Два из возможных примеров выполнения выпрямителя и фильтра проиллюстрированы в Справочнике радиолю- бителя-конструктора, составитель Малинин Р.М. М. Энергия, 1978, с. 449-450, рис. 9,2 и рис. 9,4).

В результате такого решения появляется возможностью присоединения одного из выводов фильтра 4 к защищаемой металлической поверхности. При этом, если к корпусу присоединяется минусовой вывод фильтра 4, то реализуется катодная защита. При соединении с защищаемой поверхностью положительного вывода реализуется анодная защита.

Другой выход фильтра 4, через резистор 5, который необходим для ограничения тока через данную цепь, присоединяется к защитному электроду 6, выполненному из металла, имеющего достаточно стабильный электрохимический потенциал в среде, в которой происходит защита металлической поверхности.

Описанная схема при определенном подборе входящих в нее элементов реализует катодную защиту с обеспечением величины электрохимического потенциала защищаемого металла в диапазоне от 0,6 до 1,0 В (относительно водородного электрода сравнения).

Для оптимизации работы предлагаемого устройства по потребляемой энергии в широком диапазоне температур, может быть использован электрод сравнения 7, который присоединяется к защищаемой поверхности через изолирующую прокладку в непосредственной близости от защитного электрода 6. Электрод сравнения 7 должен иметь высокостабильное значение электрохимического потенциала в различных средах в заданном диапазоне температур. Электрод сравнения 7 подключается ко второму управляющему входу генератора, управляемого напряжением 1.

К преимуществам предлагаемого устройства можно также отнести и то, что оно не боится короткого замыкания на выходе и поэтому не требует специальных мер по ограничению выходного тока. В случае короткого замыкания выходов пьезо- трансформатора 2 между собой, либо выводов фильтра 4, произойдет срыв колебаний пьезотрансформатора 2, что уменьшит энергию, передаваемую во вторичную цепь, практически до нуля. При этом энергия, потребляемая от источника напряжения, также уменьшится.

В случае необходимости, устройство может быть использовано с несколькими защитными электродами 6 и, соответственно, с несколькими электродами сравнения 7.

Использование: электрохимическая защита электропроводных поверхностей, контактирующих с электролитами. Сущность изобретения: устройство для защиты от атмосферной коррозии содержит генератор 1, управляемый напряжением, пьезотрансформатор 2, выпрямитель 3, фильтр 4, резистор 5 и защитный электрод 6. Причем генератор соединен с фильтром через пьезотрансформатор и выпрямитель. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ АТМОСФЕРНОЙ КОРРОЗИИ, содержащее не менее одного защитного электрода, каждый из которых выполнен с возможностью изолированного закрепления на защищаемой поверхности и соединен с преобразователем напряжения, вход которого выполнен с возможностью соединения с положительным полюсом источника напряжения, отличающееся тем, что преобразователь напряжения выполнен в виде последовательно соединенных генератора, управляемого напряжением, пьезотрансформатора, выпрямителя и фильтра, один из выводов фильтра выполнен с возможностью соединения с защищаемой поверхностью, а второй вывод соединен с каждым из зищитных электродов через соответствующий резистор, причем вход преобразователя напряжения является первым входом генератора, управляемого напряжением, второй вход которого выполнен с возможностью соединения с отрицательным полюсом источника напряжения, а его первый вход управления подсоединен к выходу обратной связи пьезотрансформатора. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено не менее чем одним электродом сравнения, выполненным с возможностью изолированного закрепления на защищаемой поверхности и подсоединенным к второму входу упавления генератора, управляемого напряжением.